土木工程樁基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計

1、基礎(chǔ)設(shè)計目 錄前言1、 建筑設(shè)計資料（1）、設(shè)計原始資料（2）、建筑基地平面圖2、 選擇樁型、樁端持力層 、承臺埋深（1）、選擇樁型 （2）、選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深3 、確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（1） 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值4、確定樁數(shù)和承臺底面尺寸（1） C柱樁數(shù)和承臺的確定 （2） 計算樁頂荷載5、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（1）、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（2）、確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計值（3）、九樁承臺承載力計算（C承臺）（4）樁頂作用驗算，樁承臺驗算（C承臺）6、 承臺設(shè)計（1）、柱對承臺的沖切 （2）、角樁對承臺的沖切 （3）、斜截面抗剪驗算 （4）、受彎計算7 樁基礎(chǔ)沉降驗算8. 結(jié)論與建

2、議結(jié)束語參考文獻1、 建筑設(shè)計資料（1）、設(shè)計原始資料擬建三明大酒店工程位于三明市東興五路以南，其東臨電子商城，西側(cè)為居民住宅，房地產(chǎn)公司。南側(cè)為兒童服裝設(shè)計公司。擬建建筑物為一框架結(jié)構(gòu)，地面以上9層，地下2層，總建筑面積27000m2?；娱L約60m，寬約40m，基坑開挖深度6m。本次設(shè)計主要是對酒店的某根柱進行樁基礎(chǔ)設(shè)計，作用于該柱（600mm×400mm）柱底面（基礎(chǔ)頂面）處的荷載基本組合設(shè)計值有兩類：最大軸力組合：軸向力F=6200 kN，柱底彎矩為M= 510 kN·m ，水平荷載V =285 kN；樁身采用C30的混凝土澆筑。最大彎矩組合：軸向力F=4715 k

3、N，柱底彎矩為M= 670 kN·m ，水平荷載V =385 kN；（M、H作用于柱的長邊方向且均為從左指向右）?；又苓厽o復(fù)雜管線，有利于基坑施工。根據(jù)鉆探揭露，擬建場區(qū)地貌單元為階地，地形較平坦，場地四周均無特殊情況分布。在基坑支護影響范圍內(nèi)，自上而下有下列土層：-1層填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎磚、建筑垃圾組成，硬質(zhì)含量30-60%,填齡大于5年。層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑硬塑，含少量鐵錳結(jié)核，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度中等，韌性中等。層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑，局部軟塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度中等，韌性中等。層細(xì)砂：褐黃，黃色，細(xì)砂為主，含少量粘性土，分選性較好，成分

4、多為石英質(zhì)，含云母，很濕飽和，稍密狀態(tài)。砂土狀強風(fēng)化花崗巖（52（3）c）：淺肉紅色，原巖結(jié)構(gòu)基本保留，巖芯呈砂土狀，巖芯手可掰碎，遇水易散、易軟化，干鉆困難，巖體基本質(zhì)量等級為測得孔內(nèi)初見水位埋深，穩(wěn)定水位埋深。地下水位埋深按3米計算，場地地下水對混凝土無腐蝕性影響。場地土體情況一覽序號類別（名稱）厚度h(m)重度(kN/m3)土粒重度s(kN/m3)含水率(%)液限L塑限P滲透系數(shù)k(m3/d)內(nèi)摩擦角k(°)黏聚力ck(kPa)壓縮模量Es(MPa)承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak(kPa)1填土810-2粉質(zhì)粘土2920181253粉質(zhì)粘土325301704細(xì)砂5-2702205砂土狀強風(fēng)

5、化花崗巖12-3328270(2)、建筑基地平面圖2、 選擇樁型、樁端持力層 、承臺埋深（1）、選擇樁型 因為框架跨度大而且不均勻，柱底荷載大 ，不宜采用淺基礎(chǔ)。又因為灌注樁具有承載力能力高，施工方便，工期短，造價低，施工時無振動、無地面隆起或側(cè)移，對周邊建筑物危害小，使用范圍大，適用于各種地質(zhì)條件。所以，根據(jù)施工場地屬于市區(qū)，地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，應(yīng)該選擇灌注樁基礎(chǔ)。（2）、選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深因為基坑開挖深度為6米；依據(jù)地基土的分布，第層灰色的填土，厚度為1.5米，第層是黃褐色粉質(zhì)粘土，厚度為6.5米，既不用考慮；第層是黃褐色粉質(zhì)粘土，厚度為3米，承載力低，土層太薄，不宜做

6、持力層；第層是黃褐色、黃色細(xì)砂土，厚度為5米，很濕飽和，稍密狀態(tài)，土層比較薄，樁承載力不夠，所以不宜做持力層；第層淺肉紅色砂土狀強風(fēng)化花崗巖（52（3）c），厚度為12米，樁端承載力也比較高；所以，綜上各方面的情況應(yīng)該選擇第層為持力層。樁端全斷面進入持力層1.0m（>2d），工程樁入土深度為h。故：選擇承臺埋深為2.0m，樁基得有效樁長即為11-2=m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗關(guān)系建議：樓層<10時,樁邊長取300400,故取d=350m，由施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長m，下段長m（不包括樁尖長度在內(nèi)），實際樁長比有效樁長長m，這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺一

7、定長度而留有的余地。3 、確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（1）確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值本設(shè)計屬于二級建筑樁基，當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，宜按下式計算：單樁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）樁的橫斷面周長（m）樁的橫斷面底面積（）樁周各層土的厚度（m）樁周第i層土的單位極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（）樁底土的單位極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（）經(jīng)查建筑樁基技術(shù)規(guī)范得：層序經(jīng)驗參數(shù)法序數(shù)土狀粉質(zhì)粘土60細(xì)砂35砂土狀強風(fēng)化花崗巖2007500按經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：估算的單樁豎向承載力設(shè)計值（）R單樁豎向極限承載力設(shè)計值，kN單樁總極限

8、側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值，kN單樁總極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值，kN樁側(cè)阻力分項抗力系數(shù)樁端阻力分項抗力系數(shù)所以最終按經(jīng)驗參數(shù)法計算單樁承載力設(shè)計值，即采用，初步確定樁數(shù)。4、確定樁數(shù)和承臺底面尺寸下面以C的荷載計算。柱底荷載設(shè)計值如下：最大軸力組合： 最大軸力6200kN， 彎矩510 kNm， 剪力285kN最大彎矩組合： 軸力 4715 kN， 最大彎矩670kNm， 剪力385kN(1)C柱樁數(shù)和承臺的確定最大軸力組合的荷載：F=6200kN，M=510kNm，Q=285kN初步估算樁數(shù),由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數(shù)，規(guī)范中建議取， 現(xiàn)在取1.2的系數(shù)， 即： 取n9根，正方形布樁 ，查書161

9、頁表4-9有：樁距 ,可取承臺底面尺寸為×3.5m;假設(shè)承臺高為1.3m，樁頂伸入承臺60mm，鋼筋保護層取80mm，則承臺有效高度為h0如下圖所示： 裝的布置圖樁基平面圖(2) 計算樁頂荷載取承臺及其上土的平均為重度為樁頂平均豎向力：5、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（1）、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算兩端樁長各m,采用單點吊立的強度進行樁身配筋設(shè)計。吊立位置在距樁頂、樁端平面0.293L(L=m)處，起吊時樁身最大正負(fù)彎矩，其中K=1.3; 。即為每延米樁的自重（1.2為恒載分項系數(shù)）。樁身長采用混凝土強度C30,級鋼筋，所以：取樁身保護層的厚度50mm，則樁身截面有效直徑樁身受拉主筋所以按最小配筋率計算

10、 又由，二級建筑樁基，根據(jù)樁徑大小配置48根1012的樁頂與承臺連接鋼筋，錨入承臺至少30倍主筋直徑且伸入樁身長度不小于5d，對于沿管灌注樁，配筋長度不小于承臺軟弱土層層底深度；所以，配筋率為>。所以，最終其他構(gòu)造要求配筋見施工圖。樁身強度： 故滿足要求如下圖所示： 裝的截面圖 樁的剖面圖（2）、確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計值該樁基屬于非端承樁，并n>3,承臺底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺底面不會于土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計算豎向承載力設(shè)計值。目前，考慮樁基的群樁效應(yīng)的有兩種方法。地基規(guī)范采用等代實體法，樁基規(guī)范采用群樁效應(yīng)系數(shù)法。下面用群樁效

11、應(yīng)系數(shù)法計算復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計值（3）、九樁承臺承載力計算（C承臺） 承臺凈面積：。承臺底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值： 分項系數(shù) 因為樁分布不規(guī)則，所以要對樁的距徑比進行修正，修正如下： 群樁效應(yīng)系數(shù)查表得： 承臺底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù):側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)端阻群樁效應(yīng)系數(shù)承臺土阻力阻群樁效應(yīng)系數(shù)承臺內(nèi)區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)承臺外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)承臺土阻力分項抗力系數(shù)樁基中相應(yīng)于每一根樁的承臺底地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值（kN），承臺底承臺寬度的深度范圍內(nèi)（），地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值，可按地基規(guī)范中相應(yīng)的地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值乘以2取值，（）；承臺底地基土凈面積（）。承臺內(nèi)區(qū)的凈面積承臺外區(qū)的凈面積承載力特征

12、值，承臺外區(qū)凈面積 承臺內(nèi)區(qū)凈面積m2 查表得： 那么，C復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計值R:那么，C復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計值R:（4）樁頂作用驗算，樁承臺驗算（C承臺）荷載取C柱的組合：F=6200 kN ，M= 510kNm，Q=285 kN承臺高度設(shè)為1.3m等厚，荷載作用于承臺頂面，樁頂伸入承臺60mm，鋼筋保護層取80mm，則承臺有效高度為h0=1.3-0.08=1.22m，承臺的平均埋深；但因為基坑開挖深度為6米，地下水位埋深按3米計算， 所以承臺埋置于地下水位以下。本工程安全等級為二級，建筑物的重要性系數(shù)=1.0.則作用在承臺底形心處的豎向力有F、G,但是G的分項系數(shù)取為1.2.作用在承

13、臺底形心處的彎矩樁頂受力計算如下：符合要求 滿足要求作用于承臺底面的外力對通過群樁形心的軸的力矩設(shè)計值第樁至軸的距離。 荷載取組合：F=4715 kN ，M= 670kNm，Q=385 kN樁頂受力計算如下：滿足要求6、 承臺設(shè)計承臺混凝土強度等級采用C20,承臺是正方形，雙向配筋相同。樁承臺設(shè)計（C柱）由于樁的受力可知，樁頂最大反力，平均反力,樁頂凈反力： （1）、柱對承臺的沖切 承臺厚度H=1.3m,計算截面處的有效高度，承臺底保護層厚度取80mm.當(dāng)，故取故取即：沖垮比沖切系數(shù)截面高度影響系數(shù)：當(dāng) h800mm 時，取 h1.0；當(dāng) h2000mm 時，取 h0.9，其間按線性內(nèi)插法取用

14、； 受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：混凝土的抗拉強度設(shè)計值：沖切力設(shè)計值：滿足要求 （2）、角樁對承臺的沖切 由圖9.1.1， 角樁沖垮比 角樁的沖切系數(shù)角樁的沖切系數(shù)；角樁沖跨比，其值滿足0.21.0，=，=；從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣的距離（），此處應(yīng)取樁的有效寬度；從承臺底角樁內(nèi)邊緣引一沖切線與承臺頂面相交點，至角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當(dāng)柱或承臺邊階處位于該線以內(nèi)時，取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。 （3）、斜截面抗剪驗算 截面有效高度，截面的計算寬度，混凝土的抗壓強度，該計算截面的最大剪力設(shè)計值：截面高度影響系數(shù)：對斜截面對于柱下正方形獨立承臺，只需要對柱的一個軸進行驗算承臺

15、的斜截面抗剪承載力即可。樁基規(guī)范規(guī)定，剪切破裂面為通過柱邊和樁邊連接線形成的斜截面，抗剪驗算應(yīng)滿足： 式中：垂直于x方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪計算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計值總和（）；垂直于y方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪計算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計值總和（）；垂直于x方向的斜截面抗剪承載力設(shè)計值（）垂直于y方向的斜截面抗剪承載力設(shè)計值（）-延軸方向一邊的樁數(shù)=，=，剪跨比當(dāng)時，取0.3；當(dāng)時，取 所以：剪切系數(shù)對斜截面: 剪跨比剪切系數(shù) （4）、受彎計算：承臺I-I截面處最大彎矩級鋼筋,.混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值；構(gòu)件截面面積；全部縱向鋼筋的截面面積；縱向鋼筋的抗壓強度設(shè)計值； 因為

16、： 所以： 承臺截面處最大彎矩級鋼筋,混凝土的抗拉強度設(shè)計值：. 因為：所以，選用（雙向布置）如下圖所示： X截面樁基剖面圖 Y截面樁基剖面圖7 樁基礎(chǔ)沉降驗算采用長期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進行樁基礎(chǔ)的沉降計算。由于樁基礎(chǔ)的樁中心距，所以可以采用分層總和法計算最終沉降量。樁基的最終沉降量表達式為： =式中：樁基的最終沉降量（）；按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù)（）；按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù)，當(dāng)無地區(qū)經(jīng)驗時，可參考：非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良好持力層時，=1；軟土地區(qū)，且樁端無良好持力層時，當(dāng)25，=1.7；當(dāng)25，=；樁長（）；樁基等效系數(shù)樁基等效系數(shù)。定義為：群樁基礎(chǔ)按明德林解計算沉降量與按布氏解計

17、算沉降量之比，可按下式簡化計算：，式中：，反映群樁不同距徑比，長徑比，及承臺的長寬比等因素的系數(shù)，可查基礎(chǔ)工程的附錄表。，分別為矩形承臺的長、寬及樁數(shù)。矩形布樁時的短邊布樁數(shù)，當(dāng)布樁不規(guī)則時可按，近似，當(dāng)計算值小于1時，取=1 角點法計算點對應(yīng)的矩形荷載分塊數(shù)角點法計算點對應(yīng)的第j塊矩形底面長期效應(yīng)組合的附加力，kN樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)等效作用底面以下第I層土的壓縮模量（）；采用地基土自重壓力至自重壓力加附加應(yīng)力作用時的壓縮模量樁端平面第j塊何在計算點至第層土，第層土底面的距離（m）樁端平面第j塊荷載計算點至第I層土，第層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按規(guī)范附錄G采用矩形基礎(chǔ)中心點沉降 =式中：，根據(jù)矩形長寬比及深度比，查附錄G地基沉降計算深度，按應(yīng)力比法確定，且處的附加應(yīng)力與土的自重應(yīng)力應(yīng)該符合下式要求：計算各層土的自重應(yīng)力：第層土底的自重應(yīng)力，第層土的重度，在地下水位以下用浮重度第層土的厚