畢設柱下樁基礎課程設計

1、2樁基礎課程設計-1-2.1設計資料-2-2.1.1地形-2-2.1.2工程地質(zhì)條件-2-2.1.3巖土設計技術(shù)參數(shù)-2-2.1.4水文地質(zhì)條件-3-2.1.5場地條件-3-2.1.6上部結(jié)構(gòu)資料-3-2.1. 7本人設計資料-4-2.2灌注樁基設計-4-2.2. 1單樁承載力計算-4-2.2. 2樁基豎向承載力驗算-5-2.2. 3承臺設計-7-2.2. 4樁身結(jié)構(gòu)設計-10-2.2. 5樁身構(gòu)造設計錯誤!未定義書簽。2.2. 6估算A、B軸線柱下樁數(shù)-13-2.2. 7設計圖紙-14-3衡重式擋土墻課程設計錯誤!未定義書簽。3.1 設計題目錯誤!未定義書簽。3.2 地層條件及參數(shù)錯誤!未定

2、義書簽。3.3 上墻土壓力計算錯誤!未定義書簽。3.4 下墻土壓力計算錯誤!未定義書簽。3.5 墻身截面計算錯誤!未定義書簽。3.6 設計圖紙錯誤!未定義書簽。2樁基礎課程設計設計題目:本次課程設計的題目：樁基礎設計2.1設計資料2.1.1地形擬建建筑場地地勢平坦，局部堆有建筑垃圾。2.1.2工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號土層：素填土，層厚1.5m,稍濕，松軟，承載力特征值fak95KPa。號土層：淤泥質(zhì)土，層厚3.3m,流塑，承載力特征值fak65KPa。號土層：粉砂，層厚6.6m,稍密，承載力特征值fak110KPa。號土層：粉質(zhì)粘土，層厚4.2m,濕，可塑，承載力特征值fak165

3、KPa號土層：粉砂層，鉆孔未穿透，承載力特征值fak280KPa。2.1.3巖土設計技術(shù)參數(shù)表2.1地基巖土物理力學參數(shù)土層編號士的名稱孔隙比e含水量W(%)液性指數(shù)Il標準員入錘擊數(shù)N(次)壓縮模里Es(MPa)素填土5.0淤泥質(zhì)土1.0462.41.083.8粉砂0.8127.6147.5粉質(zhì)粘土0.7931.20.749.2粉砂層0.583116.8土層編號士的名稱樁的側(cè)阻力qsk樁的端阻力qpk素填土22淤泥質(zhì)土28粉砂45粉質(zhì)粘土60900粉砂層752400表2.2裝的極限側(cè)阻力標準值qsk和極限端阻力標準值qpk2.1.4水文地質(zhì)條件擬建廠區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。地下水位深度

4、：位于地表下3.5m。2.1.5場地條件建筑物所處場地抗震設防烈度為7度，場地內(nèi)無可液化砂土、粉土。2.1. 6上部結(jié)構(gòu)資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，長30m寬9.6m。室外地坪標高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm柱截面尺寸均為400mm400mm,橫向承重，柱網(wǎng)布置圖如圖2.1所示。LJLJ11LJH4.af1111P1tIF皆Ml*11UM11M中111cHC麗qii咕idFii百_ri$2.1 .7本人設計資料本人分組情況為第二組第七個，根據(jù)分組要求及參考書柱底荷載效應標準組合值及柱底荷載效應基本組合值選用C軸柱底荷載.柱底荷載效應標準組合值和柱底荷載效應基本組合值如下:柱底荷

5、載效應標準組合值A軸荷載：Fk1660KN；Mk196KN.m；Vk134KNB軸荷載：Fk2060KN；Mk202KN.m；Vk143KNC軸荷載:Fk1820KN；Mk213KN.m；Vk122KN。柱底荷載效應基本組合值A軸荷載：Fk2140KN；Mk215KN.m；Vk166KN。B軸荷載：Fk3090KN；Mk216KN.m；Vk157KNC軸荷載：Fk2500KN；Mk228KN.m；Vk152KN。2.2 預制樁基設計建筑物基礎設計方案采用混凝土預制樁，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.45m,自然地面標高同室外地坪標高。該建筑樁基屬于丙級建筑樁基，擬采用直徑為400mm勺混

6、凝土沉管灌注樁，以號土層粉質(zhì)粘土層為持力層，樁尖伸入持力層1.2m,設計樁長11.0m,初步設計承臺高0.8m,承臺底面埋置深度為-1.60m,樁頂伸入承臺50mm2.2. 1單樁承載力計算根據(jù)以上設計，樁頂標高為-1.6m,樁底標高為-12.6m,樁長為11.0m。1 .單樁豎向極限承載力標準值單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：QukQskQpkuqsiJApqpk式中:Quk單樁豎向極限承載力標準值，KN;Qsk單樁總極限側(cè)阻力標準值，KNQpk單樁總極限端阻力標準值，KN;u樁身周長，m；qsik樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標準值Kpa；l,樁周第i層土的厚度，m；Ap樁端面積，m2;qp

7、k樁端極限端阻力標準值，KPaQsk0.40(0.35223.3286.6451,260)589.5KN12Qpk0.402900113.1KNp4Quk589.5113.1702.6KN2.樁基豎向承載力特征值承臺底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮承臺土效應，即取c0,則有Quk702.6rr351.3KNK2根據(jù)上部荷載初步估計樁數(shù)為Fk1820Rs351.35.2則取設計樁數(shù)為6根2.2.2樁基豎向承載力驗算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008),當按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應取其效應的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設防烈度為7度,且場地內(nèi)無可液化砂土

8、、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。根據(jù)樁數(shù)及承臺尺寸構(gòu)造要求初步設計矩形承臺(見圖，取承臺邊長為妣.皿咽，岫DI皿®-/Lf-"jAr'X總，0,4jb總CZ-i1-iiII承臺平面布置2.2m3.6m,矩形布樁，樁中心距取3.5d,貝US3.54001400mm，取s=1400mm樁心距承臺邊緣均為400mm.承臺及其上填土的總重為Gk2.23.61.620253.4KN計算時取荷載的標準組合，則FkGk1820253.4Nkk345.6KNR(351.3KN)n6NkmaxNkMymax2y345.6(1220.8213)1.441.42401.

9、1KNNkminNk%345.6(122I223)4290.1KNy41.4因此Nkmax401.11.2R(1.2351.3421,56KN)Nkmin290.1KN0滿足設計要求，股初步設計是合理的2.2.3承臺設計根據(jù)以上樁基設計及構(gòu)造要求，承臺尺寸為2.2m3.6m,預估承臺厚0.8m,承臺混凝土選用C25,ft1.27N/mm2,fc11.9N/mm2,承臺鋼筋選用HRB335級，f300Nmm2yl|n承臺計算簡圖1 .承臺內(nèi)力計算承臺內(nèi)力計算荷載采用荷載效應基本組合設計值，則基樁凈反力設計值為NmaxFMyYi一2ny2500(2281520.8)1.4641.42479.1KN

10、NminFMyX-2ny25006(2281520.8)1.441.42354.24KN2 .承臺厚度及受沖切承載力驗算為防止承臺產(chǎn)生剪切破壞，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚0.8m,承臺底保護層厚度50mm則h080050750mm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。由于基礎為圓形樁，計算時應將截面換算成方樁，則換算方樁截面邊寬為bp0.8d0.8400320mm圓樁換算后邊長為320mm勺方樁。a柱對承臺沖切Fl2承臺受壓沖切的承載力應滿足下式:ox(bcaoy)oy(hcaox)hpftho取oy=1.0°沖切系數(shù)為FiNi250002500KN,

11、貝U沖跨比為oxaoxh00.340.750.453；oy1.04-1.3871.00.750.84oxox0.20.840.4530.21.286；oy0.84oy0.20.841.3870.530.22x8caoy)oy(hc4x)hpfth。1.286(0.40.1.04)0.53(0.40.34)112700.754274.9KNFl(2500KN)故厚度為0.8m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。b角樁沖切驗算承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式:N,1x(c2ax)1y(c1羨)hpfth。由于NtNmax479.1KN,從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離為C1C20.56m;ax0.34m

12、;a1y0.89m.1x1x0.56a1xh00.340.750.56僅0.20.4530.20.453;0.858;1y1y0.560.561y0.21.1870.20.411x6*1y(C1Ox)hpfth。0.858(0.56吧)0.41(0.56%)112700.75221362.1KNNt479.1KN故厚度為0.8m的承臺能夠滿足角樁對承臺的沖切要求C.承臺受剪切承載力計算承臺剪切破壞發(fā)生在與樁邊連線所形成的斜截面處，對于I-I截面,aly104.、oy一1.387(介于0.253之間)yho0.75剪切系數(shù)為1.751.75八小a0.7311.3871受剪切承載力高度影響系數(shù)計算

13、：由于hg800mm，故取hs1I-I截面剪力為V2Nmax2479.1958.2KNhsaftb0h010.731.271032.20.751529.7KNV故滿足抗剪切要求d.承臺受彎承載力計算承臺計算截面彎矩如下。對于I-I截面，取基樁凈反力最大值Nmax479.1KN進行計算,則ym1.2mMxNiyi2479.11.21149.84N.mMx1149.8410625678.22mm0.9fyh00.9300750因此，承臺長邊方向選用22160.則鋼筋根數(shù)為n2200/160115取1522160實際配筋As=5701.5mm2,滿足要求。對于H-II截面，

14、取基樁凈反力平均值N,2500416.67KN進行計算。n6此時h080080720mmXi7002000.5mMy6251060.9fyh00.93007203215mm2MyNx3416.670.5625KN-m因此，承臺短邊方向選用14180,則鋼筋根數(shù)n3600/180121,實際配筋As21153.93231.9mm23215mm2,滿足要求。e.承臺構(gòu)造設計混凝土樁頂伸入承臺長度為50mm兩承臺間設置連續(xù)梁，梁頂面標高-0.8m,與承臺頂平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm梁高400mm梁內(nèi)主筋上下共412通長配筋，箍筋采用8200o承臺底做100mnffC10素混凝土層，墊層挑出承

15、臺邊緣100mm.2.2.4樁身結(jié)構(gòu)設計預制樁的樁身混凝土強度等級選用C30,鋼筋選用HRB33教。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)第5.8.2條的規(guī)定，樁頂軸向壓力應符合下列規(guī)定：NmaxcfcApsNmaxFGMyy2ny25001.2253.4(2281520.8)1.441.42529.78KN計算樁身軸心抗壓強度時，一般不考慮屈壓影響，故取穩(wěn)定系數(shù)1;對于擠土灌注樁，基樁施工工藝系數(shù)c0.8;C25級混凝土，fc11.9N/mm2,則612cfcA10.811.9103.140.41196KNNmax(529.78KN)ccmax42.樁身水平承載力驗算由設計資料得柱底傳

16、至承臺頂面的水平荷載標準值為122kN,平均每根基樁承受的水平荷載為:Hik12220.3KN樁身按構(gòu)造要求進行配筋，由于受水平荷載，樁身配筋為612的縱向配筋且均勻的布置在樁周，配筋面積A678.6mm2,鋼筋保護層厚度為40mm則其配筋率為：g678.6143.144002100%0.54%滿足建筑樁基技術(shù)規(guī)范中對樁身的配筋要求。由于樁身的配筋率g0.54%0.65%,且為灌注樁，故單樁水平承載力特征值Rha按式15計算：Rha0.751.2522g1其中為樁的水平變形系數(shù)，1/m；m為樁橫截面模量塑性系數(shù)，由于本工程中采用圓形截面，故m2；ft為樁身混凝土抗拉強的設計值，kPa;W0為樁

17、身換算截面受拉邊緣的截面模量；An為截面換算面積，m2;N為樁頂豎向力影響系數(shù)，本工程表現(xiàn)為壓力，故取n0.5由于5畔,從地質(zhì)資料中可看出灌注樁周圍主要為淤泥質(zhì)土，查日取相應規(guī)范取樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m25MNm4圓形樁樁身的計算寬度，由于樁直徑小于1米即d1.0m按式b00.91.5d0.5計算：b00.91.5d0.50.91.50.40.50.99m根據(jù)0.85E3Wgd.2EsEcsc對C25混凝土Ec2.80104mm22.80MNm2對HPB23改鋼筋Es2.1105.mm22.1MN.m2扣除保護層厚度后的樁直徑為WoNd2320.432d00.420.40.070.33

18、mgd。22.11052.8104_20.54%0.33336.58310mI0W0d26.58310320.41.3173410m1.3173_21031.34?m一一一一一4EI0.85EcI0.852.810mb05250.9950.953mEI-31.34M為樁身最大彎矩系數(shù)，由于樁長為11m樁與承臺的鏈接為周端;h0.953110.483m4m®.h通過樁基規(guī)范可知m0.926換算截面積為:A-d-1E1g40.422.1105o410.54%0.13m22.8104Nk取在荷載效應標準組合下樁頂?shù)淖钚∝Q向力即Nk290.1kN,則呸*1.2522g1NNkfn0.750.

19、95321.271066.5831030.9260.5290.11031.25220.54%故21.271060.1325423.4525.4kHik20.3k樁身的水平承載力滿足要求.1 .配筋長度計算本工程中采用的基樁為端承摩擦型樁，其單樁的配筋長度不小于樁長的23即2/3117.33m,同時不小于4.0/4.0/0.9534.20m,所以配筋長度取8.0m。鋼筋錨入承臺應不小于35倍的主筋直徑，即不小于3512420mm,本工程取錨周長度為420mm2 .箍筋配置箍筋按構(gòu)造要求配置，即采用6220的螺旋式箍筋，柱頂下箍筋不再加密，由于鋼筋籠的長度取值為8m大于4.0m,故按構(gòu)造要求應每隔

20、2.0m設置一道12的焊接加勁肋。2.2. 5估算A、B軸線柱下樁數(shù)1 .樁數(shù)估算設計A、B軸線下樁基礎的方法與C軸下相同，單樁極限承載力標準值為702.6KN,基樁豎向承載力特征值為3351.3KN。A軸柱下荷載標準組合值為Fk1660KN;Mk196KN.m;Vk134KN。根據(jù)A軸荷載初步估計A軸柱下樁數(shù)，即Fk1660,”n4.73R351.3則A軸下設計樁數(shù)為5根。B軸柱下荷載標準組合值為Fk2060KN;Mk202KN.m;Vk143KN。根據(jù)B軸荷載初步估計B軸柱下樁數(shù)，即Fk20605.86R351.3則B軸下設計樁數(shù)為6根。.2 .承臺平面尺寸的確定根據(jù)估算的樁數(shù)和承臺的構(gòu)造

21、要求，設計A軸線承臺平面尺寸為2.2 m2.2m,樁中心距取1.4m,樁心與承臺邊緣距離0.4m;B軸樁數(shù)與C軸相同2.3 .6設計圖紙根據(jù)以上計算，可以繪制出樁基平面布置圖和樁基大樣圖，施工詳圖（02）所示3 .重力式擋土墻課程設計3.2 設計資料1 .地形平原山地過渡地帶，為一系列呈帶狀延伸的平行嶺谷分布區(qū)，以丘陵，臺地為主。2 .工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：1號土層：人工填土，層厚約0.7m,黃褐色，含雜質(zhì)較多。2號土層：含砂粉質(zhì)粘土，層厚2.1m,地基容許承載力R=250kPa。3號土層：中風化泥巖，厚度未揭露，地基容許承載力R=500kPa。3 .墻身及墻后填料材料參數(shù)墻身容重

22、k22kN/m3,截面容許應力a600kPa,i50kPa。填料容重18kN/m3,35°?；啬Σ料禂?shù)f=0.4.填土邊坡1:1.5。4 .何我參數(shù)車輛荷載換算等代土層厚度為0.84,布置在7.5m全寬路基上。5 .水文地質(zhì)條件本次勘探未見地下水，可以不考慮地下水的影響。3.3 設計要求每人根據(jù)所在組號和題號，完成各自要求的擋土墻設計。要求分析過程詳細，計算步驟完整，設計說明書的編寫應具有條理性，圖紙整潔清晰。3.4 設計內(nèi)容1 .設計公路擋土墻，包括確定擋土墻土壓力，擋土墻尺寸，擋土墻基礎和擋土墻結(jié)構(gòu)，對擋土墻進行穩(wěn)定性驗算，擋土墻基礎承載力驗算以及擋土墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，強度計算

23、，并滿足構(gòu)造設計要求，編寫設計計算書。2 .繪制擋土墻施工圖，包括擋土墻立面圖，擋土墻大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。3.5 設計成果1 .設計計算書設計計算書包括以下內(nèi)容：1) 土壓力計算。2) 確定擋土墻截面3) 滑動、傾覆穩(wěn)定性驗算4) 基底應力驗算5) 截面應力驗算2.設計圖紙設計圖紙包括以下內(nèi)容：(1)擋土墻立面圖(2)擋土墻大樣圖(3)設計說明重力式擋土墻設計計算書1 .設計題目本次課程設計的題目：漿砌片重力式路堤墻設計。2 .地層條件及其參數(shù)(1)題號：重力式路堤墻課程設計任務書中第8組第三題(墻高6.5m,墻后填土高度3.0m)。(2)地層：地基埋置深度不小于1.0m,持力層為號

24、土層含粉質(zhì)粘性土層，地基容許承載力R=250kPa。(3)載荷資料：車輛荷載換算等代土層厚度為0.84m,不知在7.5m全寬路基上(4)其他設計參數(shù)填料容重18kN/m3,35°。基地摩擦系數(shù)f=0.4,墻身容重k22kN/m3,截面容許應力a600kPa,i50kPa,/2,。填土邊坡1:1.5。根據(jù)給定設計資料，初步確定墻身尺寸如下：擋土墻高6.5m,墻身仰斜1:0.251402。墻身為平行于墻背的直線，墻頂寬1.54m,墻身分段長10m。為增大墻身抗滑穩(wěn)定性，設置基底按坡度0.2:1內(nèi)傾。3 .主動土壓力計算1 .破裂角假設破裂面交于荷載內(nèi)，按表計算，a=3m,b=4.5m,H

25、=6.5m,hg=0.84m,tan=0.25即Aab2h0bdHH2a2h0tanHaHa2h034.520.844.56.56.52320.840.256.536.5320.840.415'''-3514021730382890tantan.cottantanA0.696則3450驗核破裂面位置如下：堤頂破裂面矩墻踵距離為Hatan6.530.6966.612m荷載內(nèi)邊緣矩墻踵距離為bHtan0.254.56.50.256.125m荷載外緣至墻踵距離為bHtanb06.1257.513.625m6.125m<6.612m<13.625m故破裂面交于荷載內(nèi)

26、,與設計相符，可采用所選計算公式。2.求主動土壓力系數(shù)K和K1主動土壓力系數(shù)K和K1計算如下：cosKtantan0.164sin由于batan4.530.696，h35.4mtantan0.6960.25h4Hh36.55.41.1m2ah32h0h4Ki1-12H2HH.23.1.120.841.11 126.526.56.51.8933.求主動土壓力E及其作用點位置Zy主動土壓力E為1212EH2KK1186.520.1641.893118kN22主動土壓力的作用點位置Zy為HaHh32h0h43h42HZy-33H2Kl26.536.55.40.841.131.126.52336.521.8932.144m4.設計擋土墻截面由于墻面平行墻背，基底傾斜0.2:1o1119o通過試算，選墻頂b11.54mo1 .計算墻身重G及其力臂ZGz墻身重G及其力臂Zg