樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)作業(yè)(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（適用勘查13級(jí)）土木工程學(xué)院巖土教研室 2015年12月25日1. 課程設(shè)計(jì)目的和要求（1）基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)土力學(xué)、鋼筋混凝土和基礎(chǔ)工程的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)完成基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)任務(wù)。其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)問題的能力。（2）通過課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容和過程有較全面的了解和掌握，進(jìn)一步掌握地基承載力驗(yàn)算、沉降驗(yàn)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算、基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算等內(nèi)容。熟悉基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)和工具書。（3）在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的全部內(nèi)容。設(shè)

2、計(jì)計(jì)算書要求計(jì)算正確、文理通順、有必要的插圖，施工圖布置合理、表達(dá)清晰，符合制圖規(guī)范要求。2. 課程設(shè)計(jì)資料（1）工程概況某高層學(xué)生公寓，建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面如圖1所示。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)底層柱子截面600×600mm（砼強(qiáng)度等級(jí)C45），抗震設(shè)防烈度為7度，抗震等級(jí)為3級(jí)。±0.00相當(dāng)于羅零高程+7.50m，室內(nèi)外高差為300mm。柱底荷載見任務(wù)書附件。 圖1 建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面示意圖（2）巖土工程勘察資料場地上部為人工回填的雜填土（Qml）、沖洪積的粉質(zhì)粘土（Q4al+pl），淤積的淤泥和淤泥質(zhì)土（Q4 al+m），下伏基巖為燕山晚期花崗巖（53）、花崗斑巖及其風(fēng)化層

3、，除擬建場地外圍存在地下管線外，勘察中未見、活動(dòng)性斷裂、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，未見有對(duì)本工程不利的埋藏物，如河濱、洞穴、孤石等。根據(jù)野外鉆探取芯肉眼鑒別，結(jié)合原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果分析，場地巖土層按其成因及力學(xué)強(qiáng)度不同可分為8層，現(xiàn)將各巖土層的特征自上而下分述如下：雜填土：人工堆填（Qml），灰黑、土黃灰褐等雜色，稍濕飽和，松散稍密狀，上部主要由人工回填土，主要由粘性土，生活、建筑垃圾及碎石、碎磚構(gòu)成，局部為原建筑地基，為條基或條石，該層全場地均有分布，均勻性較差，上部雜填土為前期拆遷堆填，下部堆填的粘土、瓦、礫等堆積年代大于10年。該層全場均有分布，該層分布厚度約2

4、.603.80m，平均厚度3.01m。淤泥：沖、淤積成因(Q4cal+m)，灰黑色，很濕飽和，流塑狀，稍具臭味，含有少量機(jī)質(zhì)及腐植質(zhì)，粘性較強(qiáng)，切面光滑，有光澤，干強(qiáng)度、韌性中等，無搖震反應(yīng)，局部夾少量呈透鏡狀及薄片狀的粉細(xì)砂，含量約10%左右。該層局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)土。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚12.0017.60m，平均厚度為13.30m。粉質(zhì)粘土：沖洪積成因(Q4cal+pl)，灰黃色、灰色，飽和，可塑，局部呈硬塑。含有鐵錳質(zhì)氧化物，以粉質(zhì)粘性土為主，局部含較多的粉細(xì)砂。粘性較強(qiáng)，切面光滑，干強(qiáng)度、韌性高，無搖震反應(yīng)。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚8.3011.90m，平均厚度

5、為10.05m。淤泥質(zhì)土：沖、淤積成因(Q4cal+m)，灰黑色，飽和，流塑軟塑，含腐植質(zhì)，稍有臭味，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面光滑，局部含薄層（片）粉細(xì)砂。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚2.908.20m，平均厚度為5.45m。粉質(zhì)粘土：沖積成因(Q4cal+pl)，淺紅色、深黃色、灰色，很濕飽和，可塑，局部呈硬塑。含有鐵錳質(zhì)氧化物，以粉質(zhì)粘性土為主，局部含較多的砂粒。粘性較強(qiáng)，切面較光滑，干強(qiáng)度、韌性高，無搖震反應(yīng)。該層僅在場地中均有分布，厚度為4.0010.00m，平均厚度6.32m。砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），灰黃色、褐黃、灰白色，風(fēng)化強(qiáng)

6、烈，巖芯呈砂土狀。巖芯采取率為71%，為散體狀碎裂狀結(jié)構(gòu)，巖體完整程度為極破碎破碎，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為極軟巖軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)。該層場地中均有分布，厚度為3.4010.50m，平均厚度6.96m。碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），灰黃色、褐黃、灰白色，上部風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈砂土狀，下部風(fēng)化較弱，巖芯多呈碎塊狀。巖芯采取率為67%，為散體狀碎裂狀結(jié)構(gòu)，巖體完整程度為極破碎破碎，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為極軟巖軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)。該層場地中均有分布，厚度為1.709.70m，平均厚度5.60m。中風(fēng)化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），淺磚紅色、灰白色，中等風(fēng)化，塊狀構(gòu)造，

7、含石英、長石、云母等礦物，鉆進(jìn)較困難，節(jié)理、裂隙少量發(fā)育，多呈閉合高傾角，巖芯多呈長柱狀，少數(shù)短柱狀。巖芯采取率為85-95%，RQD=50-75%，為塊狀結(jié)構(gòu)，巖體完整程度為較完整，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為較硬巖堅(jiān)硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)。該層場地均有分布，普遍揭示，揭示層厚4.609.60m，平均揭示厚度為7.12m，均未揭穿。各巖土層分布情況詳見工程地質(zhì)剖面圖。（3）場地特征狀況場地水文地質(zhì)情況場地上部土層淤泥、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)粘土的透水性差，且局部厚度較大，隔水性能較好，可視為相對(duì)隔水層，上層滯水與下部弱承壓水的聯(lián)系差。根據(jù)勘察施工期間鉆孔內(nèi)水位觀測(cè)及各巖土層性狀分析，本次勘察期間

8、測(cè)得場地地下水混合穩(wěn)定水位埋深為0.901.20m，標(biāo)高為5.345.49m，受季節(jié)性變化影響本場地常年水位變幅約為2.00m。近期內(nèi)年最高水位約為7.00米（羅零標(biāo)高）。地下水在干濕交替環(huán)境與長期浸水環(huán)境下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)均具微腐蝕性，地下水在干濕交替環(huán)境對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具弱腐蝕性，在長期浸水環(huán)境下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)均具微腐蝕性。場地內(nèi)地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。對(duì)建筑材料腐蝕的防護(hù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50046）及建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）第3.5條樁基結(jié)構(gòu)的耐久性要求。場地抗震評(píng)價(jià)根據(jù)中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖

9、和中國地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖福建省區(qū)劃一覽表，擬建場地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，擬建物均為抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類），設(shè)計(jì)地震作用和抗震措施均應(yīng)符合7度標(biāo)準(zhǔn)的要求。本建筑場地的場地土類型為軟弱場地土，ZK1、ZK12號(hào)孔地段的建筑場地類別均為類，其特征周期為0.55s。場地埋深20m范圍內(nèi)不存在飽和的砂類土或粉土，可不考慮砂土液化問題。場地埋深20m范圍內(nèi)存在一定厚度的軟土層(淤泥和淤泥質(zhì)土)，本區(qū)抗震設(shè)防烈度屬7度區(qū)，根據(jù)波速實(shí)測(cè)結(jié)果其剪切波速值90m/s,根據(jù)省標(biāo)巖土工程勘察規(guī)范（DBJ13-84-2006）判斷，可不考慮軟土震陷

10、影響。場地穩(wěn)定性與適宜性評(píng)價(jià)擬建場地內(nèi)雜填土中存在碎塊石、條石、舊基礎(chǔ)地梁外，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)河溝、洞穴等埋藏物，未見活動(dòng)斷裂，無滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地內(nèi)存在厚層飽和軟土，按照建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010)第4.1.1條規(guī)定，判定本場地屬抗震不利地段，采用樁基礎(chǔ)后，可消除不良影響, 適宜擬建物的建設(shè)。根據(jù)場地工程地質(zhì)條件，擬建的住宅樓基礎(chǔ)形式建議采用樁基礎(chǔ)方案。樁型可采用預(yù)應(yīng)力管樁、方樁或沖鉆孔灌注樁長樁方案。地基土層物理-力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。表1 各巖土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)表 土層編號(hào)及名稱天然密度og/cm3壓縮模量Es承載力特征值fak(kPa)預(yù)制樁極限承

11、載力標(biāo)準(zhǔn)值沖鉆孔灌注樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Es100-200(MPa)Es200-400(MPa)qsik(kPa)qpk(kPa)qsik(kPa)qpk(kPa) 雜填土1.70*/4.0*6025/20/淤泥1.58 1.59#2.88#5011/10/粉質(zhì)粘土1.91 6.61# 9.27淤泥質(zhì)土1.64 1.65#3.19#8018/14/粉質(zhì)粘土2.02 6.65#11.17砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖2.0*22*30*40014080001002800碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖2.1*30*40*550180/1303200中風(fēng)化花崗巖/1500/

12、20080003. 設(shè)計(jì)依據(jù)及參考文獻(xiàn)(1)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011(2)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010(3)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010(4)建筑樁基技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ94-2008） (5)基礎(chǔ)工程莫海鴻2008年 建筑工業(yè)出版社 (6)基礎(chǔ)工程閆富有2009年 中國電力出版社4. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 根據(jù)任務(wù)分配，查閱相關(guān)資料。(2) 樁型、樁長和截面尺寸的選擇(3) 確定單樁承載力特征值(4) 確定樁數(shù)及其平面布置(5) 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(6) 基樁承載力驗(yàn)算(7) 沉降計(jì)算(8) 承臺(tái)計(jì)算(9) 繪制施工圖。5. 設(shè)計(jì)成果提交要求(1) 課程設(shè)計(jì)

13、需要同時(shí)提交電子版和紙質(zhì)版。上交時(shí)間：2016年1月15日（周五）中午12點(diǎn)之前。(2)電子版包括：計(jì)算書電子版（word）、施工圖電子版（AutoCAD）發(fā)送至郵箱kanchazuoye。郵件名稱為“基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)-某某”，word, CAD都用自己名字命名。(3) 課程設(shè)計(jì)的紙質(zhì)材料裝在土木學(xué)院統(tǒng)一的檔案袋，由班長到思源樓四樓找陳志清老師領(lǐng)取該檔案袋。每位同學(xué)一個(gè)檔案袋，寫上姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)，課程設(shè)計(jì)名稱“基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)”。指導(dǎo)老師寫“方慶軍，陳國周”。檔案內(nèi)包括：任務(wù)書（教師提供電子版，學(xué)生打印一份放入檔案袋，A4單面打?。?。指導(dǎo)書（教師提供電子版，學(xué)生打印一份放入檔案袋，A4單面打

14、?。?。計(jì)算書(A4單面打印)，施工圖(A3單面打印)。包括樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明、樁基礎(chǔ)平面布置圖、樁身配筋圖、承臺(tái)配筋圖。(4) 計(jì)算書格式封面：單獨(dú)一頁，統(tǒng)一格式。成績?cè)u(píng)定表，在封面之后，單獨(dú)一頁，統(tǒng)一格式。正文：從第3頁開始。詳細(xì)計(jì)算內(nèi)容參考指導(dǎo)書和教材相關(guān)內(nèi)容。包括：設(shè)計(jì)資料、詳細(xì)的計(jì)算步驟、計(jì)算公式、表格、插圖、參考規(guī)范等。字體設(shè)置“四號(hào)宋體”，行距“單倍行距”。計(jì)算過程中至少保留小數(shù)點(diǎn)后二位。如果涉及到查表，可以酌情增加有效位數(shù)。計(jì)算書應(yīng)有計(jì)算簡圖（插圖），插圖下面應(yīng)該給出圖名。6. 成績?cè)u(píng)定(1)成績按百分制計(jì)取，詳見成績?cè)u(píng)定表。(2)鼓勵(lì)在設(shè)計(jì)過程中深入鉆研，擴(kuò)寬知識(shí)面。(3)評(píng)審設(shè)計(jì)

15、成果時(shí)，如有必要，對(duì)該生進(jìn)行面試答辯。4.2.2 設(shè)計(jì)過程（1）樁型、樁長和截面尺寸的選擇 選擇樁型 根據(jù)地質(zhì)條件、上部荷載和施工條件、本工程樁基選擇高強(qiáng)PHC管樁，樁身混凝土強(qiáng)度C80，截面尺寸600×600mm。 確定樁的截面尺寸 本工程采用PHC600-110AB-15型管樁，即該管樁直徑為600mm，AB型，壁厚110mm，單節(jié)樁長為15m，樁身強(qiáng)度等級(jí)C80，抗裂彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為224KN·m，樁身軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值為4255KN，理論質(zhì)量440kg/m。 確定樁長 本工程以第成砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為樁端持力層，樁端全斷面進(jìn)入持力層2.0d，樁端采用十字形鋼樁尖。

16、初選承臺(tái)埋深1.5m，承臺(tái)厚度0.8m，樁頂嵌入承臺(tái)0.10m。 ZK9持力層埋藏較淺，樁長L=35.8-6.51+4.5+1.2+0.1=35.09，ZK2持力層埋藏較深，樁長=60.3-6.42+4.5+1.2+0.139m。 （2）確定單樁承載力特征值 單樁豎向承載力特征值 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值 比較ZK1ZK10，由于ZK10的軟土較厚，且持力層埋藏較淺，故選用ZK10的柱狀剖面圖計(jì)算單樁豎向承載力特征值。單樁豎向承載力特征值安全系數(shù)K取2。 , 故 樁的入土深度h=37.5+1.238.7m 單樁水平承載力特征值 單樁水平承載力特征值為： 其中 樁側(cè)主要影響深度 （

17、3）確定樁數(shù)及平面布置因?yàn)榻ㄖ镒笥液奢d對(duì)稱布置，故可取一半進(jìn)行研究，如圖1圖1 柱子布置圖 綜上，四樁承臺(tái)的柱，柱1，2.，3，4，5,，11 五樁承臺(tái)的柱，柱6，7，8，9，12，13，14，15 六樁承臺(tái)的柱，柱10 為了發(fā)揮樁的承載力以及減小擠土樁效應(yīng)影響，規(guī)范規(guī)定樁距的最小值，對(duì)于擠土樁，其側(cè)面土為飽和粘性土且樁數(shù)小于9根，其最小樁距為4d=2.4m，假定承臺(tái)厚1.5、保護(hù)層100mm。 按承臺(tái)的構(gòu)造要求，設(shè)計(jì)承臺(tái)的尺寸得：四樁承臺(tái)：五樁承臺(tái)： 六樁承臺(tái)：（4） 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)場按單點(diǎn)起吊施工，每節(jié)樁段長為15m，考慮起吊過程中的動(dòng)力影響將荷載乘以1.5的放大系數(shù)，則均布荷載：，滿足

18、要求。,滿足樁身承載力的要求。(5) 樁基承載力驗(yàn)算1) 單樁承載力驗(yàn)算四樁承臺(tái)由于四樁承臺(tái)中柱5的豎向承載力最大，所以選擇柱5進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算樁頂荷載，承臺(tái)及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗(yàn)算：滿足要求。五樁承臺(tái)由于五樁承臺(tái)中柱9的豎向承載力最大，所以選擇柱9進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算樁頂荷載，承臺(tái)及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗(yàn)算：滿足要求。五樁承臺(tái)由于五樁承臺(tái)中柱9的豎向承載力最大，所以選擇柱9進(jìn)行驗(yàn)算。計(jì)算樁頂荷載，承臺(tái)及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗(yàn)算：滿足要求。七度抗震設(shè)防地區(qū)，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)地震效應(yīng)為非主控項(xiàng)，可不進(jìn)行地震作用下的基樁承載力驗(yàn)算。2) 群樁沉降計(jì)算對(duì)摩擦樁應(yīng)

19、進(jìn)行沉降計(jì)算。柱9：樁的縱向中心距 ，沉降計(jì)算按中心距不大于6倍樁徑的樁基沉降計(jì)算方法。計(jì)算附加壓力承臺(tái)面積,埋深地下水位于現(xiàn)地表下2米，即承臺(tái)底。承臺(tái)下基底壓力為：承臺(tái)下基底附加壓力為：確定沉降計(jì)算深度自中心把承臺(tái)分為4部分，采用疊加原理計(jì)算土中附加應(yīng)力。樁端平面處土的自重應(yīng)力為：樁端平面下9m處土的自重應(yīng)力為： 樁端平面下查2表得矩形面積作用均布荷載角點(diǎn)附加應(yīng)力系數(shù)，故該處的附加應(yīng)力為： 故沉降計(jì)算深度取。計(jì)算樁基沉降量。把計(jì)算深度內(nèi)的土分為兩層，每層的厚度分別為：查附錄相關(guān)表格，得矩形面積作用均布荷載角點(diǎn)平均附加應(yīng)力系數(shù)。4確定樁基等效沉降系數(shù)。圓形柱，柱徑d=0.6m，樁長，等效樁距比為：按查附錄相關(guān)表格，可得。短邊布樁數(shù)，樁基等效沉降系數(shù)為：5 計(jì)算樁基的最終沉降量。查表內(nèi)插