(完整word版)樁基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、目錄一、樁基礎(chǔ)設(shè)計題目1二、樁的初步確定2三、確定單樁豎向承載力3四、確定樁數(shù)及布樁4五、基樁承載力驗算6六、承臺計算8七、樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算及配筋12八、樁頂位移驗算13九、繪制樁基礎(chǔ)施工詳圖13主要參考資料141一、樁基礎(chǔ)設(shè)計題目1.1 設(shè)計內(nèi)容樁基礎(chǔ)設(shè)計：樁基持力層；樁型；承臺埋深；樁數(shù)；承臺尺寸；樁身砼強(qiáng)度及配筋；承臺砼強(qiáng)度及配筋；繪制樁身及承臺配筋圖。1.2 設(shè)計資料某二級建筑物采用樁基礎(chǔ)，作用在樁基承臺頂部的荷載：FkKN，M kKN m，H k=250+750KN，相應(yīng)于荷載=7460+500=840+800效應(yīng)基本組合時作用于柱低的荷載設(shè)計值為：F=1.35 Fk =10746K

2、N,M=1.35 M k =2214 KN m ,H=1.35H k =1350 KN , 柱 的 截 面 尺 寸 為600mm800mm ，土層分布及物理力學(xué)指標(biāo)情況見下表。地下水位離地表 1.0m，基樁水平承載力特征值 Rh =60KN ，試設(shè)計此樁基礎(chǔ)。（建議采用方形變截面承臺， 承臺頂部高 1.5m，承臺邊緣高 1.0m, 基樁采用鋼筋砼預(yù)制樁，其截面尺寸為: 450mm 450mm，采用第 6 層土為軟弱下臥層，其地基承載力特征值f ak =126kpa）表 1-2-1 土層分布及物理力學(xué)指標(biāo)表壓縮模量土層土層埋深容重含水量孔隙比 eEs1比貫入阻力 ps序號名稱（m）（kN/m 3

3、）(%)2(MPa)(MP)1褐色粉質(zhì)粘土2.018.027.80.816.40.592灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)6.017.838.81.094.50.57粘土3灰色淤泥質(zhì)粘土14.917.053.11.512.10.624灰褐色粉質(zhì)粘土20.018.035.41.024.82.275草綠色粉質(zhì)粘土2418.524.70.717.84.766灰色粉質(zhì)粘土3418.035.51.024.91二、樁的初步確定2.1 計算各土層地基承載力根據(jù)比貫入阻力計算地基承載力的公式：f ak0.104 ps0.0269 ，使用范圍為 0.3Mpaps6Mpa ，公式來源：勘測規(guī)范（TJ21-77）。各層土計算地基承載力

4、如表2-1-1 所示表 2-1-1 地基承載力計算表土層123456f ak88.2686.1891.38262.98521.941262.2 工程地質(zhì)條件評價 褐黃色粉質(zhì)黏土，處于中密、濕狀態(tài)，可塑，厚度不大，不宜作為樁基礎(chǔ)持力層； 灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，處于稍密、軟塑狀態(tài)，流塑，抗剪強(qiáng)度低，不宜作為基礎(chǔ)持力層； 灰色淤泥質(zhì)黏土，含水量高，孔隙比大，抗剪強(qiáng)度低，屬于高壓縮性土，不宜作為基礎(chǔ)持力層； 灰褐色粉質(zhì)黏土，含水量高，處于稍密、軟塑狀態(tài)，具有一定的承載力，可作為基礎(chǔ)持力層；草綠色粉質(zhì)黏土，含水量較低，孔隙比較小，處于可塑狀態(tài)，承載力較高，可作為基礎(chǔ)持力層； 灰色粉質(zhì)黏土，處于很濕，稍密、

5、軟塑狀態(tài)，屬軟弱土層。暫選定第 5 層土為持力層草綠色粉質(zhì)黏土為該樁基礎(chǔ)持力層， fak =522kPa 。22.3樁型及承臺埋深初步設(shè)基樁采用鋼筋砼預(yù)制樁， 樁截面形式采用正方形， 邊長為：bp450mm ， 樁 端 進(jìn) 入 持 力 層 深 度 為1.2m ； 取 樁 尖 長 為1.5bp1.50.45m0.7m ；樁頂嵌入承臺深度為0.1m；由于地下水位離地表 1.0m，選擇承臺埋深1.0m，則樁長為 l=0.1m+1m+4m+8.9m+2.3m+0.7m=17m取樁身材料：混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋為 HRB335，初選鋼筋825圖 2-3-1 樁截面尺寸圖 2-3-2 承臺形式三、確

6、定單樁豎向承載力Ps<1000 KPa時，qsk0.05 Ps；Ps >1000 KPa時，qsk0.025Ps +25；樁端阻力計算公式為： q pk psk 0.5( psk1psk 2 ) 。根據(jù)樁尖入土深度，取樁端阻力修正系數(shù)0.8 ； psk1 為樁端全截面以上 8 倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值；psk2 為樁端全截面以下4 倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值；為折減系數(shù)，因為psk1/ psk2 5 ，取 1。3樁徑 bp450mm ， 8bp3.6m ， 4b p1.8mPs1=0.59 MPa=590KPa<1000 KPa，qs1k=0.05Ps1=29.5

7、KPaPs2=0.57 MPa=570KPa<1000 KPa，qs2k=0.05Ps2=28.5 KPaPs3=0.62 MPa=620KPa<1000 KPa，qs3k=0.05Ps3=31 KPaPs4=2.27 MPa=2270KPa>1000 KPa，qs4k=0.025Ps4+25=81.75 KPa Ps5=4.76 MPa=4760KPa>1000 KPa，qs5k=0.025Ps5+25=144 KPa土層123456Ps /kpa59057062022704760qsk/kpa29.528.53181.75144Psk1=（2.27+4.76 ）/2

8、=3.515 MPa=3515kpaPsk2=4.76 MPa=4760kpaqpk=0.8*0.5*(3515+4760)=3100kpaQ = qsik*li+ qpk*Apuk=4*0.45* （ 29.5*1+28.5*4+31*8.9+5.1*81.75+1.2*144）+3100*0.45*0.45=2486.7kpaR=1=2486.7/2=1240kpaK四、確定樁數(shù)、布樁及承臺尺寸4.1 確定樁數(shù)n則樁數(shù)為nFK1.11.27460 5007.01 7.701.11.21240取樁數(shù) n=9 根。 3R3 對稱布置。4圖 4-1-1 承臺尺寸及樁布置圖4.2 初選承臺尺寸布樁

9、由設(shè)計要求，樁的中心距要求 s 3bp 3 450mm 1350mm ，承臺邊長： 2 (1.35 0.4) 3.5m ；承臺高度： h 1.5m 高出地面 0.5m，樁頂伸入承臺50mm ，鋼筋保護(hù)層取35mm ，則承臺有效高度為：h01.50.0500.0351.415m ，將承臺設(shè)計為變截面，邊緣高度取1m，承臺頂部高 1.5m。5圖 4-2-1 承臺G3.53.5 1.520367.5KN五、基樁承載力驗算5.1 驗算基樁豎向承載力驗算FK GK7460 500 367.5N925.3KN R 1240 KNn9N maxFKGKMyxmax7460500367.5(1640 1000

10、 1.5)1.35nxi2961.3521312.9KNN minFKG KMyxmax7460500367.5(1640 1000 1.5)1.35nxi2961.352537.6KNNmax1312.9 KN1.2 R1488 KNNmin065.2 基樁水平承載力驗算H 1H k / n1000 / 9111KNRh180 KN因此無須驗算考慮群樁效應(yīng)的基樁水平承載力設(shè)計值5.3 軟弱下臥層驗算Fk =7960KN ,G k =367.5 KN , A0B03.15mqsik l i29.5128.54318.981.75 5.1 144 4 1412t4m0.5B01.575m ， E

11、s1 / Es27.8 / 4.91.615.3z(7960367.5)3 / 2(3.153.15)1412939.6Kpa(3.1524 tan15.3 ) 2m181817.847 8.985.18.548.1KN / m31148.95.14z23m ， zm z939.68.123753.3kpaf az76.4 基樁沉降驗算采用長期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計算。由于樁基的樁距 S6d ，所以可采用分層總和法計算最終沉降量。計算矩形樁基中心沉降時，樁基沉降量可按下式簡化計算：scs'4n zi a izi 1 a i 1p0Esii 1式中 p在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合

12、下承臺底的平均附加應(yīng)力；ai 、 a i 1平均附加應(yīng)力系數(shù)根據(jù)矩形長寬比a/ b 及深寬比zi2zi, zi 12zi 1 ，可按規(guī)范附錄 D選用bBcbBc豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值： Fk7960KNFkG7960 203.5 3.51.5679.8kpa基底處壓力： p3.53.5A基底自重壓力：d11818kpa基底處的附加應(yīng)力：p0pd679.818661.8kpa樁端平面下的土的自重應(yīng)力c 和附加應(yīng)力z (z 4 p0 )計算如下： z 0 ：CI hi18 18 17.8478.9 85.1 8.5 1.2 170.5kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b0 ，0.25z4p

13、040.25661.8661.8c41.22.8m ：CI hi170.52.88.5194.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b22.8/ 3.51.6，0.112z4p040.112661.8296.5kpac2.824.8m ：CI hi194.3 2 8210.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b2 4.8/ 3.5 2.7 ，0.05358z4p040.0.0535661.8141.6kpa c4.826.8m ：CI hi210.328226.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b26.8/ 3.53.9，0.0285z4p040

14、.0285661.8 75.4kpa c6.828.8m ：CI hi226.328242.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b28.8 / 3.55.0，0.018z4p040.018661.847.6kpa c8.8210.8m ：CI hi242.328258.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b210.8 / 3.56.2 ，0.012z4p040.012 661.8 31.8kpa z10.8212.8m：CI hi258.328274.3kpal / b3.5/ 3.51 ， 2z / b212.8 / 3.57.3 ，0.009z4p040.0

15、09661.823.8kpa在 z12.8m 處， z / c23.8 / 274.30.0870.1 ，所以本基礎(chǔ)取 z12.8m 計算沉降量。沉降量計算如下表：zil2zi zii zii 1zi 1EsiSi點號ibb(m)(mm)(mm)( kPa)(mm)1000.25004800022.81.60.112313.6313.64800230.0234.82.70.0535256.8181780043.1346.813.90.0285193.8100780023.8358.85.00.018158.475490028.45610.86.20.012129.6712.87.30.0099

16、(其中 Si4 p0 ( i zii 1 zi 1 ) )。Esi所以 S'Si325.43mm樁基礎(chǔ)持力層性能良好，沉降經(jīng)驗系數(shù)1.0，短邊布樁數(shù) nb3 ，由群樁距徑比 Sa13503 ，長徑比 l1635.56 ，及基礎(chǔ)長寬比d0.450d0.45Lc1.375，查建筑樁基技術(shù)規(guī)范 (JGJ 94-08)附錄 E 得， C00.0659 ，BcC1 1.6082 ， C2 9.1805 。樁基等效沉降系數(shù)：C0nb13 1eC1(nb0.06591.6082(30.22721) C21) 9.1805所以 Se S'1 0.2272 325.43 73.95mm120mm

17、因此樁基沉降量滿足要求。六、承臺計算1、承臺高度的驗算承臺高度為h=1500mm，采用 C30 混凝土， f c13.8 N / mm2 ；鋼筋為 HRB335， ft1.1N / mm2 ； f y300N / mm2按構(gòu)造要求， 承臺保護(hù)層厚度70mm ，主要考慮樁頂深入承臺的部分。取保護(hù)層厚度為 （3550） mm85mm70mm ；其中：鋼筋保護(hù)層厚度為 35mm；樁頂深入承臺的厚度50mm。則承臺的有效高度為h0(15003550)mm1415mm0 Fl2 0 x (be0 y0 y (he0x ) ft h0Fl FNiF0 20000kN10M y(30005003)kN m

18、4500 kN mxi2(4.42 4)m277.44m2NaFM y xa(2000045004.42244.32kNnxi2877.44)NbFM y xa(2000045004.42755.68kNnxi2877.44)a0 x(440045006001850mm2)mm2a0 y(440045006001850mm2)mm2沖垮比0x0 yaox18501.311h01415則0 x0 y1沖擊系數(shù)0.720.720 x0 y0.210.60 x0.220 x (bca0 y )0 y (hca0x ) ft h0b24ac20.6(3.51.85)0.6(4.51.85)123014

19、1524435.918kN0 Fl20000kN 24435.918kN ，柱對承臺的沖切滿足要求。2、角樁對承臺的沖切。如圖所示：C1 (600300)900mm,同理 C2900mm則角樁沖跨比1x0 x1; 1y0 y1角樁沖跨系數(shù)1x0.480.480.40.211.21x0.480.480.41 y0.211.21ya1xa0x1850mm; a1ya0 y1850mm111x(ca1y)1 y(ca1 x) f h2212t 00.4(0.91.85 )0.4(0.91.85 ) 1230 1.415kN2863.04 kN220N max0 N b2755.68kN286304kN角樁對承臺的沖切承載力滿足要求。3、承臺承載力驗算。剪跨比同上， 1x0x1; 1y0 y1，即取x1則0.120.120.092x0.310.3承臺有效計算寬度b0b10m, 則f cb0h00.09213800101.415kN17964.84kN在 I-I截面右側(cè)最外三根樁均為b 樁，承臺抗剪承載力滿足要求。七、樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算及配筋I(lǐng)-I 截面M I I2Nb2.1