樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及格式_圖文

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目名稱(chēng)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)基礎(chǔ)工程學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系、專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師2011 年5月30 日基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)圖1建筑物平面位置示意圖建筑場(chǎng)地位于非地震區(qū),不考慮地震影響。 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)題目名稱(chēng)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)基礎(chǔ)工程學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系、專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師年月日內(nèi)容提要本設(shè)計(jì)是某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓第5A號(hào)樁的設(shè)計(jì),不考慮地震影響。樁承臺(tái)尺寸為2300mm2300mm1000mm,樁采用靜壓預(yù)制樁,樁長(zhǎng)22米,分兩段,每段長(zhǎng)11米。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及到樁承臺(tái)承載力的計(jì)算、樁頂作用驗(yàn)算、樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、承臺(tái)設(shè)計(jì)以及預(yù)制樁的施工圖的繪制等。這些內(nèi)容都是對(duì)我們土力學(xué)樁基礎(chǔ)

2、設(shè)計(jì)和鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的復(fù)習(xí)和鞏固,使我們對(duì)CAD等繪圖軟件的運(yùn)用更加熟練,鍛煉了我們獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新的能力。本設(shè)計(jì)為我們以后從事樁基礎(chǔ)的施工和設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵字:承臺(tái)靜壓預(yù)制樁承載力沉降目錄1 .設(shè)計(jì)資料 (11.1 上部結(jié)構(gòu)資料 (11.2 建筑物場(chǎng)地資料 (12 .選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深 (22.1 選擇樁型 (22.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深 (23 .確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 (33.1 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 (34 .確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸 (44.1 5A柱的樁和承臺(tái)的確定 (45 .確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值 (55.1 無(wú)樁承臺(tái)承載力計(jì)算(5A承臺(tái) (

3、66 .樁頂作用驗(yàn)算 (76.1 五樁承臺(tái)驗(yàn)算(5A承臺(tái) (77 .樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算 (87.1 A柱沉降驗(yàn)算 (88 .樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 (108.1 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 (109 .承臺(tái)設(shè)計(jì) (119.1 五樁承臺(tái)設(shè)計(jì)(A柱 (1110.參考文獻(xiàn) (141.設(shè)計(jì)資料1.1 上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓,上部結(jié)構(gòu)為七層框架,其框架主梁、次梁、樓板均為現(xiàn)澆整體式,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。底層層高3.4m(局部10m,內(nèi)有10 t橋式吊車(chē),其余層高3.3m,底層柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載見(jiàn)附圖。1.2 建筑物場(chǎng)地資料擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi),地勢(shì)平坦,建筑物場(chǎng)地位于非地震區(qū),不考慮地震影響。場(chǎng)地地下水類(lèi)型為

4、潛水,地下水位離地表2.1米,根據(jù)已有資料,該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土沒(méi)有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1.1。表1.1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo) 5號(hào)土取最大值35其他取最小值302. 選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深2.1 選擇樁型因?yàn)榭蚣芸缍却蠖也痪鶆?柱底荷載大,不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)地周?chē)h(huán)境條件,選擇樁基礎(chǔ)。因轉(zhuǎn)孔灌注樁泥水排泄不便,為減少對(duì)周?chē)h(huán)境污染,采用靜壓預(yù)制樁,這樣可以較好的保證樁身質(zhì)量,并在較短的施工工期完成沉樁任務(wù),同時(shí),當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)力量、施工設(shè)備以及材料供應(yīng)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(tái)埋深依據(jù)地

5、基土的分布,第層是灰褐色粉質(zhì)粘土,第層是灰色淤泥質(zhì)的粉質(zhì)粘土,且比較厚,而第層是黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土,所以第層是較適合的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m(2d,工程樁入土深度為h。故:m+=5.1=+22h8.3.8112由于第層厚1.5m,地下水位為離地表2.1m,為了使地下水對(duì)承臺(tái)沒(méi)有影響,所以選擇承臺(tái)底進(jìn)入第層土0.6m,即承臺(tái)埋深為 2.1m,樁基得有效樁長(zhǎng)即為22.8-2.1=20.7m。 圖2.1土層分布示意3 .確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值3.1 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值本設(shè)計(jì)屬于二級(jí)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(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),宜按下

6、式計(jì)算:uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+式中sikq - 樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94pkq - 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按表建筑樁基技術(shù)規(guī)對(duì)于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土不計(jì)算其樁側(cè)阻力sikq 。根據(jù)表1.1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo),按建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94查表得極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(表2.1。表2.1 極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值 按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:uk sk pk Q Q Q =+=sik i pk pu q l q

7、 A +-s kN Q ppks698.99365.1602.1639Q R sk=+=所以最終按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值,即采用kN R 698.993=,初步確定樁數(shù)。4 .確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸柱底荷載設(shè)計(jì)值如下:最大軸力組合: 最大軸力4043kN , 彎矩104 kN m , 剪力56kN 最大彎矩組合: 軸力 3963 kN , 最大彎矩203 kN m , 剪力81kN最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值:3110 kN4.1 5-A 柱樁數(shù)和承臺(tái)的確定最大軸力組合的荷載:F=4043 kN ,M= 104kN m ,Q=56 kN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

8、1.11.2,F R =根取n =5根,樁距 1.05m3d =aS ,樁位平面布置如圖4.1,承臺(tái)底面尺寸為2.3m 2.3m 圖4.1五樁樁基礎(chǔ)5. 確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值該樁基屬于非端承樁,并n3,承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土,新填土等,故承臺(tái)底面不會(huì)與土脫離,所以宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng),按復(fù)合基樁計(jì)算豎向承載力設(shè)計(jì)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(shí)體法,樁基規(guī)范采用群樁效應(yīng)系數(shù)法。下面用群樁效應(yīng)系數(shù)法計(jì)算復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值5.1五樁承臺(tái)承載力計(jì)算(5A 承臺(tái)承臺(tái)底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值: 22110220ck k q f K Pa = 220

9、 4.8211.25ck cck q A Q kN n=1469.152sk sik i Q u q l kN = 170.450pk p p Q A q kN =分項(xiàng)系數(shù): 1.65, 1.70s p c =因?yàn)闃斗植疾灰?guī)則,所以要對(duì)樁的距徑比進(jìn)行修正,修正如下:0.8860.886 2.6S a d= B c l =群樁效應(yīng)系數(shù)查表得: 0.8, 1.64s p = 承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù): ieie c cc ccccA A A A =+c c =0.634.8iei e c cc ccccA A A A =+=+=那么,A 復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R:1.651.70pkskcksp

10、cs p cQ Q Q R kN=+=+=6 .樁頂作用驗(yàn)算6.1五樁承臺(tái)驗(yàn)算(5A 承臺(tái)(1荷載取A 柱的m ax N 組合:F= 4043kN ,M= 104kN m ,Q=56 kN 承臺(tái)高度設(shè)為1m 等厚,荷載作用于承臺(tái)頂面。 本工程安全等級(jí)為二級(jí),建筑物的重要性系數(shù)0=1.0.由于柱處于軸線,它是建筑物的邊柱,所以室內(nèi)填土比室外高,設(shè)為0.3m ,即室內(nèi)高至承臺(tái)底2.4m ,所以承臺(tái)的平均埋深d=1/2(2.1+2.4=2.25m 作用在承臺(tái)底形心處的豎向力有F,G,但是G 的分項(xiàng)系數(shù)取為1.2.2+=+=+=作用在承臺(tái)底形心處的彎矩:104561160M kN =+=m 樁頂受力計(jì)

11、算如下:maxmax224328.6640.8iM y F G NkN n y +=+=+=maxmin224328.66(40.8iM y F G NkN ny +=-=-=4328.66865.7325F G N kNn+=maxkN R kN=(2荷載取maxM 組合:F=3936kN ,M= 203kN m ,Q=81 kN2MkN m+=+=+=+=樁頂受力計(jì)算如下:maxmax224248.66(40.8i M y F G NkN ny +=+=+=+=maxmin224248.66(40.8iM y F G NkN ny +=-=-=-=4248.66849.7325F G N

12、kNn+=maxm in00N7. 樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算采用長(zhǎng)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(jì)算。由于樁基礎(chǔ)的樁中心距小于6d ,所以可以采用分層總和法計(jì)算最終沉降量。7.1 5-A 柱沉降驗(yàn)算豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值3110F kN = 基底處壓力3110 2.3 2.3 2.2520A+=2.13d kP a +=樁端平面下的土的自重應(yīng)力c 和附加應(yīng)力z (04p z =計(jì)算如下: .在z=0時(shí):i h =+-+-+-=172.54kPa.在m z 3.4=時(shí)kPa h i i08.6z l zp kPabb =.在m z 7.5=時(shí)kPa h i i011.4z l zp kPabb =將以上計(jì)

13、算資料整理于表7.1表7.1z c ,的計(jì)算結(jié)果(5-A 柱 在z=5.7m 處,43.94zc=,因此整個(gè)截面的主筋用2414,615sA m m=,配筋率為6150.566350310=%m in0.4=%。其他構(gòu)造要求配筋見(jiàn)施工圖。樁身強(qiáng)度RkNAfAfsycc=+=+05.17366153003103503.140.1(0.1(=915.40kN故滿(mǎn)足要求9. 承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20,承臺(tái)是正方形,雙向配筋相同。9.1五樁承臺(tái)設(shè)計(jì)(5-A 柱由于樁的受力可知,樁頂最大反力max 938.482N kN =,平均反力865.732N kN =,樁頂凈反力:m ax40438

14、08.65j jG NN kNn G F NN kNn n=-=-=-=9.11 柱對(duì)承臺(tái)的沖切由圖9.1,325ox oy a a m m =,承臺(tái)厚度H=1.0m,計(jì)算截面處的有效高度mmh 9208010000=-=,承臺(tái)底保護(hù)層厚度取80mm.沖垮比: 03250.3533920ox ox oy a h =即:沖垮比03250.3533920ox ox oy a h =沖切系數(shù)0.72ox oy ox =+4(6003253700 3.7m u m m m=+=9.12 角樁對(duì)承臺(tái)的沖切由圖 9.1， a1x = a1 y = 325mm, c1 = c2 = 525mm 角樁沖垮比

15、1x = 1 y = a1x 325 = = 0.3533 ， 滿(mǎn)足 0.21.0， 故取 0.3533。 h0 920 0.48 0.48 = = 0.8675 1x + 0.2 0.3533 + 0.2 角樁的沖切系數(shù) 1x = 1 y = 1 x ( c 2 + a1 y 2 + 1 y ( c1 + a1 x f t h 0 2 = 2 0.8675 (0.525 + 0.325 1100 0.92 2 = 1207.16kN 0 N j max = 881.35kN 滿(mǎn)足要求 9.13 斜截面抗剪驗(yàn)算 計(jì)算截面為 I-I，截面有效高度 h0 = 0.92m ，截面的計(jì)算寬度 b0 =

16、 2.3m ，混凝土 的抗壓強(qiáng)度 f c = 9.6 MPa = 9600 kPa ，該計(jì)算截面的最大剪力設(shè)計(jì)值： V = 2 N j max = 2 881.35 = 1762.7 kN ax = a y = 325mm 剪跨比 x = y = 0.3； 當(dāng) 3.0 時(shí)，取 = 3.0 剪切系數(shù) = 故取 = 0.3533 ax 325 = = 0.3533 （介于 0.31.4 之間） 當(dāng) 0.3 時(shí)， 取 h0 920 0.12 0.12 = = 0.1837 x + 0.3 0.3533 + 0.3 f c b0 h0 = 0.1837 9600 2.3 0.92 = 3731.26k

17、N 0V = 1762.7 kN 足要求 9.14 受彎計(jì)算 承臺(tái) I-I 截面處最大彎矩 M = 2 N j max y = 1762.7 (0.325 + 二級(jí)鋼筋 f y = 300 N / mm2 , f c = 9.6 MPa . 0.35 = 881.35kN .m 2 滿(mǎn) M 881.35 106 As = = = 3548.1mm2 0.9 f y h0 0.9 300 920 選用 1816, As = 3618mm 2 3548.1mm2 整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用鋼筋取 18 根，即 1816 （雙向布置） 9.15 承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算 A 柱截面面積， At = 0.6 0.6

18、 = 0.36m 2 局部受壓凈面積， A1n = At = 0.36m 2 局部受壓計(jì)算面積 Ab , Ab = (3 0.6 (3 0.6 = 3.24m 2 混凝土的局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù) , = Ab 3.24 = =3 At 0.36 滿(mǎn)足條 1.35 l f c A1n = 1.35 3 1.0 9600 0.36 = 13996.8kN FC = 4030kN 件 圖 9.1 五樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算圖 10、參考文獻(xiàn) 【1】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JGJ9494） .北京， 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002 【2】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB500072002） .北京， 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002 【3】 中華人民