樁基礎課程設計僅供參考

1、土木學院*土木1001指導教師：羅曉輝日期：2013年6月1.設計資料1.1 上部結構資料(4)院 系姓 名學 號班號1.2 建筑物場地資料(4)2.選擇樁型、樁端持力層、承臺埋深(4)2.1 選擇樁型(4)2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深(4)3.確定單樁極限承載力標準值(5)4確定樁數(shù)和承臺底面尺寸(5)4.1 B 柱樁數(shù)和承臺的確定(5)4.2 C 柱柱樁數(shù)和承臺的確定(5)5 .確定復合基樁豎向承載力設計值(與非復合作比較)5.1 四樁承臺承載力計算(B 承臺)(5)5.2 五樁承臺承載力計算(C 承臺)(7)5.3 比較(8)6 .樁基礎沉降驗算(8)6.1 B 柱沉降驗算(8)

2、6.2 C 柱沉降驗算(8)7.樁身結構設計計算(9)8 .承臺設計(10)8.1 四樁承臺設計(B 柱)(10)(1)柱對承臺的沖切(10)(2)角樁對承臺的沖切(11)(3)斜截面抗剪驗算(11)(4)受彎計算(11)(5)承臺局部受壓驗算(12)8.2 五樁承臺設計(C 柱)(12)(1)柱對承臺的沖切(12)(2)角樁對承臺的沖切(12)(3)斜截面抗剪驗算(13)(4)受彎計算(13)(5)承臺局部受壓驗算(13)1.設計資料1.1上部結構資料某建筑方案，上部結構為五層框架，底層柱網平面布置及柱底荷載見附圖。見附加資料2.選擇樁型、樁端持力層、承臺埋深2.1選擇樁型采用預制樁(靜壓樁

3、)，這樣可以較好的保證樁身質量，并在較短的施工工期完成沉樁任務。同時，當?shù)氐氖┕ぜ夹g力量、施工設備以及材料供應也為采用靜壓樁提供可能性。2.2選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深依據地基土的分布，第層為粉砂，壓縮性低，所以第層是比較適合的樁端持力層。樁端全斷面進入持力層 1.0m(2d),工程樁入土深度為h=2+2+4+8+1=17m初步選定承臺埋深為2.1m。700070007000JIJftOkNEjinnnkNEFkX：IkXJHUOkXjHlOftkXSi多層框架柱基礎布置圖多層框架柱基礎布置圖附圖1.2建筑物場地資料樁截面尺寸選用：350mrK350mm樁基以及土層分布示意如右圖。3,確定單

4、樁極限承載力標準值按靜力觸探法確定單樁豎向極限承載力標準值:Q1A-。亮+-II)：中中+ +L4X0.35X(2X20+4X10+8X22+2500X0.1225)=1014.15KN估算的單樁豎向承載力設計值（，n1.60）sp4確定樁數(shù)和承臺底面尺寸下面以 B,C 的荷載計算。4.1B柱樁數(shù)和承臺的確定最大軸力組合的荷載 N=1900KN初步估算樁數(shù)，即：n=1900/615=3.1,取n=4 根，樁距Sa3d=1.05m,樁位平面布置如右圖，承臺底面尺寸為1.9m1,9m。4.2C柱柱樁數(shù)和承臺的確定最大軸力組合的荷載 N=2700KN初步估算樁數(shù)n=2700/615=4.4,取n=5

5、根，S Sa3d=1.05m,3d=1.05m,取Sa1.6m,則承臺底尺寸為2.3m2,3m樁位平面布置如右圖。5.確定復合基樁豎向承載力設計值（與非復合作比較）樁基規(guī)范采用群樁效應系數(shù)法。下面用群樁效應系數(shù)法計算 B,C 復合基樁的豎向承載力設計值5.1四樁承臺承載力計算（B承臺）QskQpksp1014.651.6615kN四樁樁基礎五樁樁基礎圖 2-7222承臺凈面積：Ac1.9240.3523.12m2。承臺底地基土極限阻力標準值：qck2fk2100200KPaQskuqskih708.4kNQpkApqp306.25kN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:那么

6、，B 復合樁基豎向承載力設計值 R:A：VQckqckAc2003.12n4156kN分項系數(shù)sp1.65,c1.70SadAe0.886e0.886nb1.91.92.40.35Bcl1.90.11217群樁效應系數(shù)查表得:0.8,P1.64承臺底土阻力群樁效應系數(shù)iACcAceAecAc承臺外區(qū)凈面積Ae1.92(1.90.35)21.2m2承臺內區(qū)凈面積ACAcA：3.121.21.92m0.11,0.63i&cAceAeeccAc1.920.113.12120.63*0.313.12QskQPkQckRspcspc708.40.81.65306.251.641.651560.3

7、1676.31kN1.705.2五樁承臺承載力計算（C承臺）承臺凈面積：A。2.3250.3524.6775m2c承臺底地基土極限阻力標準值：qck2fk2100200KPaqckA2004.6775“ckc187.1kNuqskJi708.4kN分項系數(shù)sD1.65,c1.70spc5.3比較QckQpkApqp306.25kN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：SadAe0.886e0.886.nb2.32.32.60.35Bcl2.30.135317群樁效應系數(shù)查表得:0.8,P1.64承臺底土阻力群樁效應系數(shù)i人cAcA：Ac承臺外區(qū)凈面積2.32(2.30.35

8、)21.4875m2承臺內區(qū)凈面積ACAcA4.67751.48753.19m2那么，C0.11,0.63i&cAceA：eccAc0.1134.6775復合樁基豎向承載力設計值R:0.638750.2754.6775QskssQpkppQckccc708.4306.25187.10.81.640.275678.13kN1.651.651.70比較：用群樁效應系數(shù)法計算 B,C 復合基樁的豎向承載力設計值比非復合的要大一些（本設計中）6,樁基礎沉降驗算采用長期效應組合的荷載標準值進行樁基礎的沉降計算。由于樁基礎的樁中心距小于層總和法計算最終沉降量。6.1B柱沉降驗算豎向荷載標準值F19

9、00kNFG19001.91.92.2520基底處壓力p571.3kPaA1.91.918.1218.10.1,基底自重壓力d2.138kPa2.1基底處的附加應力P0Pd571,338533.3kPa確定地基壓縮層深度：znb(2.50.4lnb)1.9(2.50.4ln1.9)4.3m。所以本基礎取Zn4.3m計算沉降量。計算如下表表：計算沉降量(B 柱)Z(mm)%2z/bii4(mm)izii1zz1Esi(kPa)Si4義Ei(iZii1Zi1)0100.250200012.10.1711342.2342.23800192.12800130.1369383.341.1380023.1

10、430014.50.1017437.354250046.1S=192.1+23.1+46.1=261.3mm樁基礎持力層性能良好，去沉降經驗系數(shù)1.0。短邊方向樁數(shù)nb2,等效距徑比老d承臺的長寬比L%c1.0,查表：C0Ae1.91.9|0.886-0.886=2.4,長徑比lnb40.350.038,C11.79,C219.492所以，四樁樁基礎最終沉降量seS=1.00.085261.322.2mm滿足要求6.2C柱沉降驗算豎向荷載標準值F2700kNFG27002.32.32.2520基底處壓力p555.40kPaC01C1(nb1)C20.038211.79(21)19.4920.0

11、856d,所以可以采用分170.3548.57,2.32.32.1基底處的附加應力P0Pd555.4038517.40kPa確定地基壓縮層深度：znb(2.50.4lnb)2.3(2.50.4ln2.3)5m所以本基礎取Zn5m計算沉降量計算如下表表：計算沉降量（C 柱）Z(mm)%2z/bii(mm)iZii1Zi1Esi(kPa)o-pP。Si4Ei(iZii1Zi1)0100.250230012073800221430013.740.1160498.893.1380050.7500014.350.104452223.2250019.2S=221+50.7+19.

12、2=291mm樁基礎持力層性能良好，去沉降經驗系數(shù)1.0。查表：CO0.038,CI1.77,C214.4927 .樁身結構設計計算采用單點吊立的強度進行樁身配筋設計。吊立位置在距樁頂、樁端平面0.29L,起吊時樁身最大正負彎矩_22Mmax0.0429KqL,其中K=1.3;q0.35251.23.675kN/m.。即為每延米樁的自重（1.2為恒載基底自重壓力18.1218.10.12.138kPa、,52.24,等效距徑 2d0.886Ae0.886nb2.32.350.352.6,長徑比1d170.3548.75,承臺的長寬比%c1.0，COnbC1(nb1)C20.0382.2411.

13、77(2.241)14.4920.00972所以，五樁樁基礎最終沉降量S_eS=1.00.1129129mm滿足要求分項系數(shù)）。樁身長采用混凝土強度C30,II 級鋼筋，所以:3.67517259.23kN.m短邊方向樁數(shù)nbMmax0.0429KqL20.04291.3樁身截面有效高度h。0.350.0350.315m1.12s)(1,120.1193)21608.501.46%min3503108 .承臺設計承臺混凝土強度等級采用C208.1四樁承臺設計(B柱)由于樁的受力可知，平均反力N524kN，樁頂凈反力:(1)柱對承臺的沖切臺底保護層厚度取 80mm.沖垮比oxoy.1750.19

14、h0920um4(500175)2700mm2.7mftumh01.84611002.70.925044kN0Fl1425kN(2)角樁對承臺的沖切由計算圖，a1xa1y175mm,c1c2525mm59.23106fcbh214.335031520.1193樁身受拉主筋AMAssfyh059.231060.93633003152669.4mm選用416,As804mm2,因此整個截面的主筋胃816,As1608.5mm2,配筋率為樁身強度(c、AfvAs)ccys/1.0(1.014.33503153101608.5)2083.3kNR滿足要求s2(10.93630.4%。其他構造要求配筋見

15、施工圖。Fn1900195475kN由右圖，axay2175mm,承臺厚度 H=1.0m,計算截面處的有效局度o0080920mm，承沖切系數(shù)doxdoyoxoy0.72ox0.20.720.190.21.846B 柱截面取500500mm2,混凝土的抗拉強度設計值ft1100kPaf沖切力設計值FlFQi19004751425kN角樁沖垮比1xiya僅h0”50.19920角樁的沖切系數(shù)1xiy0.481x0.20.481.230.190.21x(c2a1y)21y(c1*021.23(0.5250.921524.8kN0Nj475kN滿足要求(3)斜截面抗剪驗算計算截面為 I-I,截面有效

16、高度h00.92m截面的計算寬度bo1.9m,混凝土的抗壓強度fc9.6Mpa9600kPa,該計算截面的最大剪力設計值V2Nj2475950kNaxay175mm剪跨比axyh71750.19920剪切系數(shù)0.12x0.3一0120.24490.190.3fcbA0.24499600 1.90.924109kN0V950kN滿足要求(4)受彎計算承臺 I-I 截面處最大彎矩M2Njy950(0.1750.35)332.5kN.mII 級鋼筋fy300N/mm2As332.50.9fyh00.9300920101338.57mm2每米寬度范圍的配筋As1338.579705mm2,選用514,

17、As769.70mm2705mm21.9整個承臺寬度范圍內用筋5X1.9=9.5 根，取 10 根，而且雙向布置，即2014(雙向布置)(5)承臺局部受壓驗算B 柱截面面積人0.50.50.25m2,局部受壓凈面積AinAt0.25m2,局部受壓計算面積Ab,Ab(30.5)(30.5)2.25m2混凝土的局部受壓強度提高系數(shù)，Ab2.253At0.251.35fcAn1.35396000.259720kNFB1900kN滿足條件8.2五樁承臺設計(C柱)由于樁的受力可知，樁頂平均反力N540kN,樁頂凈反力:27005540kN(1)柱對承臺的沖切由右圖，aoxaoy2375mm,承臺厚度

18、H=1.0m,計算截面處的有效圖度h0100080920mm,承臺底保護層厚度取 80mm.沖垮比ox0y.竺0.4076oxoyh0920沖切系數(shù)doxdoyoxoy0.72ox0.20721.1850.40760.2B 柱截面取500500mm2,混凝土的抗拉強度設計值ft沖切力設計值FlFQi27005402160kNUm4(500375)3500mm3.5mftUmh01.18511003.50.924197kN0F12603kN(2)角樁對承臺的沖切由計算圖，a1xa1V375mm,c1xyc2525mm角樁沖垮比1x也3750.40761x1yh0920角樁的沖切系數(shù)1x1y0.480.480.791x0.20.40760.21100kPa混凝土的局部受壓強度提高系數(shù)0.37520.79(0.525)11000.9221139kN0Nj540kN(3)斜截面抗剪驗算0.92m,截面的計算寬度b01.9m,混凝土的抗壓強度fc9.6Mpa9600kPa,該計算截面的最大剪力設計值(4)受彎計算II 級鋼筋fy300N/mm2局部受壓凈面積AnAt0.25m2,局部受壓計算面積Ab,Ab(30.5)(30.5)2.25m21x(c2aiy)21y(ciaix)ftho計算截面為 I-I,截面有效高度h2Nj2540