樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、【題1】某試驗(yàn)大廳柱下樁基，柱截面尺寸為400mm600mm,地質(zhì)剖面示意圖如圖1所示，作用在基礎(chǔ)頂面的荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值為F=2035kN,M=330kNm,H=55kN,荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)值為Fk=1565kN,Mk=254kNm,Hk=42kN,試設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)。4.5m20飽和軟粘土粘土V圖1地質(zhì)剖面示意圖土層名稱(chēng)厚度hi(m)重度3(kN/m)孔隙比e粘聚力c(kPa)液性指數(shù)l(%)塑限P(%)塑性指數(shù)IP液性指數(shù)Il飽和度Sr壓縮系數(shù)a_1(MPa)壓縮模量Es(MPa)雜填土粉質(zhì)粘土10311912飽和軟粘土8粘土>1520土的物理力學(xué)性質(zhì)表表1注：各層土的平均內(nèi)摩擦角

2、01.確定樁的規(guī)格根據(jù)地質(zhì)勘察資料，確定第4層粘土為樁端持力層。采用鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁截面為2.3.方樁，為400mmx400mm,樁長(zhǎng)為9米。承臺(tái)埋深1.7米，樁頂嵌入承臺(tái)0.1米，則樁端進(jìn)持力層2.4米。初步確定承臺(tái)尺寸為2.4mX2.4m。確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Q根據(jù)公式查表內(nèi)插求值得層序深度(m)Ilq(kPa)q(kPa)o粉質(zhì)粘土260o飽和軟粘土38o粘土822500按靜力觸探法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:QukQskQpkUqsikliqpkAp=4X(60X+38X+82X+2500XX=取QukkN確定樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R并確定樁數(shù)n及其布置按照規(guī)范要求，53d,取

3、Sa4d,bc=2m,l=9m故%/查表得，sp。查表得，sp先不考慮承臺(tái)效應(yīng)，估算基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R為cspQuk0.97902.4R=kNsp1.60樁基承臺(tái)和承臺(tái)以上土自重設(shè)計(jì)值為G=XXX20kN粗估樁數(shù)n為n=x(F+G)/R=(1565+/=根取樁數(shù)n=4根，樁的平面布置為右圖所示，承臺(tái)面積為2.4mx2.4m,承臺(tái)高度為0.9m,由于n>3,應(yīng)該考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)效應(yīng)確定單樁承載力設(shè)計(jì)值R,Sa,Bc由一=4;=查表得c=：=ccMM由Ai=4m2,Ae=2-22=1.76m2得i&cAcAc40.1555.760.751.765.76,所以考慮承臺(tái)底土的抗力為

4、由fk60,得qck2fk120kPa,查表得QukQckQukqckAcRspcspcspcspcn=X+X120X-K(4X=按樁的靜載荷試驗(yàn)取R=根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得QukuqsikliqpkAp=4X(60X+38X+82X+2500XX=這說(shuō)明，按樁的靜載荷試驗(yàn)取R=是合理的。4.基樁承載力驗(yàn)算FGMyxmaxNmax2-nxi=15652.42.41.720(254421.7)0.8_+440.80.8.=kN<=X=kN口一FG且N=<R=滿(mǎn)足要求。n5.承臺(tái)計(jì)算承臺(tái)底鋼筋混泥土保護(hù)層成厚度取10cm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,采用HRB335級(jí)鋼筋。各樁凈反力計(jì)算如下：A樁

5、:NaMxd2 xi20354(330 55 1.7)0.84 0.8 0.8=kNB 樁：Nb nMxc2 xi20354(330 55 1.7)0.84 0.8 0.8FMxdC樁：Nc-2=kNnxiD 樁：Nd nMxc2 xikN(1) 承臺(tái)受彎計(jì)算F2035kN,M330kNm,H55kN對(duì)承臺(tái)進(jìn)一步設(shè)計(jì)為：承臺(tái)厚度0.9m,保護(hù)層為500mm,則h00.85m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,混凝土的抗拉強(qiáng)度為22.ft1.1N/mm,鋼筋選用HRB335級(jí)，fy300N/mm,如圖所不1- I截面：Mi2XNbX=2XX=kNmII一II截面：Mii(NaNb)x=+=kNm鋼筋抗拉強(qiáng)

6、度設(shè)計(jì)值fy300,承臺(tái)有效高度h01.6mAMi641.09106Ais1484mm20.9fyh00.93001600AMii1017.5106Aiis2355mm20.9fyh00.93001600綜上,I-I截面As1484mm2配筋，沿承臺(tái)X方向每米長(zhǎng)所需配筋A(yù)'s=1484/=618.3mm2,選用小14250(As616mm2)IIII截面A2355mm2配筋,沿承臺(tái)Y方向每米長(zhǎng)所需配筋A(yù)'s2355/=981.25mm2,選用1080(A981mm2)沿承臺(tái)X方向按II截面配筋加4250(As616mm2)沿承臺(tái)Y方向按II截面配筋巾1080(As981mm2)

7、(2) A.承臺(tái)沖切計(jì)算：柱對(duì)承臺(tái)的沖切，按下式計(jì)算:0F12 ox(bc a”)0y(hc aox) fth0式中：aox = 0.3mmaoy = 0.3mm其中Fl FNiaox0.3寸ox=，取ox=h01.6aoy0.3仃oy=，取oy=h01.6F(NaNb)=2035-(+)=0.840.84_0.840.84ox=；oy=ox0.20.20.2oy0.20.20.2ftN/mm,柱頂平均7我反力N=2035/4=kNFlFN=2035-508=1527kN所以有2ox(bcaoy)oy(hcaox)fth0=2+xX106=13306kN1527kN故滿(mǎn)足要求B.樁對(duì)承臺(tái)的沖切

8、(角樁沖切)，按下式計(jì)算:其中cic20.6m,a1x,a1y0.560.560.561 x=1x0.2型020.20.2h00.560.560.561y=1y0.2受020.20.2h0.所以有：1y1x1x(c2-)1y(c2)fth0=+2)2XX106=>Ni=kN故滿(mǎn)足要求(3) 承臺(tái)受剪計(jì)算柱下等厚度承臺(tái)斜截面受剪承載力按下式計(jì)算V hs 他0h01 I截面:V=2X=axx=<,故取h01.75：=(+1)=1hs=(800/h0)1/4=(800/1/43hsftb0h0=xxx10XX=26972kN>V滿(mǎn)足要求II一II截面：Vhsftb0h0V=N2=+

9、=kN2ayy=<,故取h01.75；=(+1)=1hs=(800/h0)1/4=(800/1/43hsftb0h0=xxx10XX=26972kN>V滿(mǎn)足要求6.樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算及配筋A(yù).吊裝點(diǎn)樁的截面尺寸為400mmX400mm,樁長(zhǎng)9米，箍筋為熱軋HPB335級(jí)鋼筋fyv210鋼筋保護(hù)層為40mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。因樁的長(zhǎng)度不大，樁的吊裝及吊立時(shí)的吊立布置，采用同一個(gè)位置。吊裝點(diǎn)為0.207L,0.56L和0.207L具體見(jiàn)下圖樁的吊盧、位置B.樁的主筋計(jì)算控制彎矩為吊立時(shí)的情況入=m/l=取動(dòng)力系數(shù)為M maxql28(12)ql281=1/8X2X20X2X1-()22X=kNm樁身截面有效高度：400-40=360mmM3.6106s221fCbh01.014.340036021a2s=<b=1fcAsbh0=X(1X300)X400X360=391.248mm2fy1017=% > min0.4%,其他構(gòu)造見(jiàn)施工圖。選用2418,因此整個(gè)截面的主筋為4918(As1017mm2),其配筋率400360C.樁身強(qiáng)度驗(yàn)算(cfcAfyAs)=(XX400X360+300X1017)=>R滿(mǎn)足條件D.樁的箍筋計(jì)算hw=360/400=<4