樁基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計定稿

1、學(xué)號:08447135 常州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文(2012屆題目十四層辦公大樓樁基礎(chǔ)設(shè)計學(xué)生張喻楠學(xué)院環(huán)境與安全工程學(xué)院專業(yè)班級土木 081 校內(nèi)指導(dǎo)教師夏雄專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授校外指導(dǎo)老師專業(yè)技術(shù)職務(wù)二一二年六月十四層辦公大樓樁基礎(chǔ)設(shè)計摘要:樁基技術(shù)極為復(fù)雜,發(fā)展空間相當(dāng)廣闊,成為地基基礎(chǔ)領(lǐng)域中一個非?；钴S的、具有很強(qiáng)生命力的分支領(lǐng)域,50年來出現(xiàn)了許多新的樁型、新的工藝、新的設(shè)計理論和新的科技成果,成為我國工程建設(shè)的有力支柱。本設(shè)計是十四層辦公大樓的樁基礎(chǔ)設(shè)計,本設(shè)計的主要思路是根據(jù)地質(zhì)勘察資料、施工條件和工程要求,確定樁基礎(chǔ)的樁型、樁的斷面尺寸和長度、單樁容許承載力、樁的數(shù)量和平面布置以及承

2、臺的尺寸和構(gòu)造,再根據(jù)承受的荷載驗算樁基承載力,估算沉降量并驗算樁和樁承臺的強(qiáng)度。通過設(shè)計樁基礎(chǔ)要達(dá)到掌握樁基設(shè)計計算的具體原理及主要設(shè)計步驟,更深入地理解樁基工程特性。關(guān)鍵詞:樁基礎(chǔ);設(shè)計思路;自身收獲;IFourteen Storey Office Buildings Pile Foundation DesignAbstract:Technique of pile is extremely complex, development space is very wide, become the foundation in the field of a very active, has gre

3、at vitality in the field 50 years, appeared a lot of new pile type, new technology, new design theory and the latest scientific and technological achievements, to become China's construction of a strong pillar. This design is fourteen storey office building pile foundation design, the main train

4、 of thought of the design is based on the information of geological exploration, construction conditions and project requirements, determine the pile foundation pile, pile length, section size and the capacity of single pile, pile number and layout and the size and structure of the table, and then a

5、ccording to the load bearing capacity of pile foundation settlement calculation, estimation and calculation of pile and pile cap strength.Through the design of pile foundation to achieve mastery of pile foundation design and calculation of specific principles and the major design steps, more in-dept

6、h understanding of pile foundation engineering characteristics.Key words:Pile foundation;Design ideas;The harvest;II目錄摘要 (目次 (1引言 (12場地工程地質(zhì)條件 (22.1工程概況 (22.2勘察工作概況 (23場地類別和各巖土工程地質(zhì)條件評 (53.1場地類別和場地土類型 (53.2各巖土層承載力特征值及設(shè)計預(yù)估單樁承載力參數(shù) (64基礎(chǔ)方案設(shè)計計算 (84.1風(fēng)荷載的計算 (84.2樁型選擇和持力層確定 (94.3驗算單樁承載力 (114.4確定樁數(shù)及樁的布置 (114

7、.5樁基中各單樁受力驗算 (164.6承臺抗沖切驗算 (174.7承臺剪切驗算 (214.8沉降計算 (244.9樁基配筋計算 (28III5 構(gòu)造要求及施工要求 (295.1預(yù)制樁的施工 (315.2凝土預(yù)制樁的接樁 (315.3混凝土預(yù)制樁的沉樁 (335.4 預(yù)制樁沉樁對環(huán)境影響分析 (336 結(jié)論 (36參考文獻(xiàn) (37致謝 (38IV1 引言樁基礎(chǔ)時人類在軟弱地基上建造建筑物的一種創(chuàng)造,是最古老、最基本的一種基礎(chǔ)類型。在西安半坡村遺址,人們可以看到先人將樹桿插在軟弱土中以支撐原始形態(tài)的建筑物,這可能是人類最早使用木樁的記錄。在本世紀(jì)初,在上海建造的如國際飯店、錦江飯店等20層左右的標(biāo)

8、志性建筑物時都采用了10多米長的木樁;可是到本世紀(jì)末,上海建造的如88層金茂大廈等超高層建筑時,已經(jīng)采用了80多米長的鋼管樁。從木樁到鋼管樁,從10多米到80多米,專使了樁基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展的軌跡,標(biāo)志著在20世紀(jì)中,特別是20世紀(jì)的后50年,我國樁基礎(chǔ)技術(shù)的巨大進(jìn)展。樁基礎(chǔ)可以采用不同的材料(木、現(xiàn)場灌注;打入法、壓入法,可以支撐在不同的土層中,可以作為各類工程結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)(建筑物的低樁承臺、橋梁或碼頭的高樁承臺,因而其受力性狀各不相同,承載能力相差懸殊,施工工藝和設(shè)備極其多樣。樁基技術(shù)極為復(fù)雜,發(fā)展空間相當(dāng)廣闊,成為地基基礎(chǔ)領(lǐng)域中一個非常活躍的、具有很強(qiáng)生命力分支領(lǐng)域,50年來出現(xiàn)了許多新的樁型

9、、新的工藝、新的設(shè)計理論和新的科技成果,成為我國工程建設(shè)的有力支柱10。2場地工程地質(zhì)條件2.1工程概況:本論文闡明了xx14層辦公大樓工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,確定了相關(guān)工程地質(zhì)參數(shù),在此基礎(chǔ)上按規(guī)范進(jìn)行工程地質(zhì)條件詳細(xì)評估,再進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計。2.2勘察工作概況本工程位于戚墅堰區(qū),場地原為農(nóng)田,整個場地地勢較平坦。整個場地地形較平坦,地貌類型單一,地面標(biāo)高在1.26m2.49m之間;公共教學(xué)樓除局部位于河塘區(qū)外,大部分位于好土區(qū)。本工程場地環(huán)境屬濕潤區(qū)含水量30%(20%弱透水層,環(huán)境類別為類,干濕交替,場地附近無污染源。地下水類型為重碳酸鈣型水,在無污染的情況下,場地地下水對混凝土和混凝土

10、中的鋼筋無腐蝕性。根據(jù)野外全斷面鉆進(jìn)取樣、靜探原位測試、室內(nèi)土工試驗等手段綜合分析,按照地質(zhì)剖面,擬建場地各土層自上而下為:(1素填土:主要由粘性土組成,多為黃褐色,松散,易碎,夾有植物根、有機(jī)物等雜物。該土層厚度為0.802.30m,平均厚度1.01m,層底標(biāo)高2.093.68m,平均層底標(biāo)高:3.38m。(2A粘土:褐黃色,可塑,含少量淺灰色高嶺土條帶。光澤反應(yīng)光滑、無搖振反應(yīng)、干強(qiáng)度高、韌性高。一般層厚:0.902.50m,平均層厚:2.02m,層底標(biāo)高:0.93 1.66m,平均層底標(biāo)高:1.36m。雙橋靜力觸探q c平均值為1.328MPa,f s平均值為68kPa,壓縮系數(shù)平均值為

11、0.26MPa-1,屬于中等壓縮性土。(2B粘土:灰黃色,可塑硬塑,含少量淺灰色高嶺土條帶和鐵錳結(jié)核物。光澤反應(yīng)光滑、無搖振反應(yīng)、干強(qiáng)度高、韌性高。一般層厚:1.602.20m,平均層厚:1.94m,層底標(biāo)高:-1.07-0.16m,平均層底標(biāo)高:0.57m。雙橋靜力觸探q c平均值為1.779MPa,f s平均值為83kPa,壓縮系數(shù)平均值為0.22MPa-1,屬于中等壓縮性土。(3粉質(zhì)粘土:褐黃色,粉質(zhì)粘土光澤反應(yīng)稍有光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等,全場地分布。一般層厚:0.501.40m,平均層厚:0.88m;層底標(biāo)高: -2.07-0.66m,平均層底標(biāo)高:-1.46m。雙橋靜

12、力觸探q c平均值為1.779MPa,f s平均值為69kPa。壓縮系數(shù)a1-2=0.29MPa-1,屬中等壓縮性土。(4粉土:灰色,很濕,中密,含有少量云母碎屑,全場地分布。搖震反應(yīng)中等、無光澤反應(yīng)、干強(qiáng)度低、韌性低,一般層厚:0.903.00m,平均層厚:1.76m;層底標(biāo)高:-4.24-2.06m,平均層底標(biāo)高:-3.21m。雙橋靜力觸探q c平均值為4.022MPa,f s平均值為72kPa。標(biāo)貫平均擊數(shù):14.0擊,壓縮系數(shù)a1-2=0.25MPa-1,屬中等壓縮性土。(5粉砂:灰黃灰色,中密,飽和,含有少量云母碎屑,局部缺失。一般層厚:1.003.20m,平均層厚:2.19m ;層

13、底標(biāo)高:-6.52-4.23m,平均層底標(biāo)高:-3.21m。雙橋靜力觸探q c平均值為7.400MPa,f s平均值為95kPa。標(biāo)貫平均擊數(shù):20.3擊,壓縮系數(shù)a1-2=0.19MPa-1,屬中等壓縮性土。(6粉質(zhì)粘土:灰色,軟塑流塑,光澤反應(yīng)稍有光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等,全場地分布。一般層厚:4.5011.0m,平均層厚:4.78m;層底標(biāo)高: -16.64-9.24m,平均層底標(biāo)高:-12.02m。雙橋靜力觸探q c平均值為0.967MPa,f s平均值為15kPa。壓縮系數(shù)a1-2=0.37MPa-1,屬中等壓縮性土。(7粉質(zhì)粘土:灰色,可塑硬塑,光澤反應(yīng)稍有光滑,無搖

14、振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等,全場地分布。一般層厚:0.805.00m,平均層厚:2.78m;層底標(biāo)高: -19.64-12.07m,平均層底標(biāo)高:-14.80m。雙橋靜力觸探q c平均值為1.815MPa,f s平均值為41kPa。壓縮系數(shù)a1-2=0.25MPa-1,屬中等壓縮性土。(8粘土:褐黃色,硬塑,局部缺失。光澤反應(yīng)光滑、無搖振反應(yīng)、干強(qiáng)度高、韌性高,一般層厚:1.405.70m,平均層厚:3.42m,層底標(biāo)高:-18.58-16.61m,平均層底標(biāo)高:-17.57m。雙橋靜力觸探q c平均值為3.352MPa,f s平均值為143kPa,壓縮系數(shù)平均值為0.14MPa-1,屬于中

15、等壓縮性土。(9粉質(zhì)粘土:褐黃色,可塑硬塑,粉質(zhì)粘土光澤反應(yīng)稍有光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等,全場地分布。一般層厚:0.805.00m,平均層厚:2.13m;層底標(biāo)高:-22.70-18.05m,平均層底標(biāo)高:-19.58m。雙橋靜力觸探q c平均值為2.957MPa,f s平均值為105kPa。壓縮系數(shù)a1-2=0. 20MPa-1,屬中等壓縮性土。(10粉質(zhì)粘土:灰黃色,可塑,光澤反應(yīng)稍有光滑,無搖振反應(yīng),干強(qiáng)度中等,韌性中等,局部缺失。一般層厚:2.306.00m,平均層厚:4.72m;層底標(biāo)高: -25.47-23.74m,平均層底標(biāo)高:-14.94m。雙橋靜力觸探q c平均

16、值為2.375MPa,f s平均值為69kPa。壓縮系數(shù)a1-2=0.35MPa-1,屬中等壓縮性土。(11粉土:灰色,很濕,中密,含有少量云母碎屑,全場地分布。搖震反應(yīng)中等、無光澤反應(yīng)、干強(qiáng)度低、韌性低,一般層厚:5.007.50m,平均層厚:4.72m;層底標(biāo)高:-25.26-22.53m,平均層底標(biāo)高:-24.11m。雙橋靜力觸探q c平均值為6.095MPa,f s 平均值為119kPa。標(biāo)貫平均擊數(shù):22.5擊,壓縮系數(shù)a1-2=0.24MPa-1,屬中等壓縮性土。(12粉砂:青灰色,中密,飽和,含有少量云母碎屑,全場分布。一般層厚: 3.006.00m,平均層厚:4.33m ;層底

17、標(biāo)高:-29.73-26.52m,平均層底標(biāo)高:-28.40m。雙橋靜力觸探q c平均值為6.991MPa,f s平均值為165kPa。標(biāo)貫平均擊數(shù):29擊,壓縮系數(shù)a1-2=0.28MPa-1,屬中等壓縮性土。(13粘土:褐黃色,軟塑可塑,全場地分布。光澤反應(yīng)光滑、無搖振反應(yīng)、干強(qiáng)度高、韌性高,一般層厚:6.0012.50m,平均層厚:9.54m,層底標(biāo)高:-44.08-37.77m,平均層底標(biāo)高:-40.98m。雙橋靜力觸探q c平均值為3.5MPa,f s平均值為104kPa,壓縮系數(shù)平均值為0.19MPa-1,屬于中偏低壓縮性土。(14粘土:褐黃色,硬塑,全場地分布,局部夾有可塑狀粉質(zhì)

18、粘土和中密狀粉土。光澤反應(yīng)光滑、無搖振反應(yīng)、干強(qiáng)度高、韌性高,該層未揭穿,最大揭露厚度為17.50米。壓縮系數(shù)平均值為0.24MPa-1,屬于中等壓縮性土。以上地層隸屬第四系上更新統(tǒng)(Q3地層1?？碧狡陂g未發(fā)現(xiàn)上層滯水,但根據(jù)經(jīng)驗,在雨季、豐水期有上層滯水存在,含水層為(1素填土層,水量不大,由大氣降水補(bǔ)給,以蒸發(fā)和越流方式排泄。場地有承壓水存在,承壓水埋藏于(4粉土和(5粉砂層中。勘探期間測得承壓水穩(wěn)定水位平均為1.00m(黃海高程。承壓水的補(bǔ)給源為長江水和運河水的側(cè)向補(bǔ)給,以越流方式排泄,水量較豐富,水位較穩(wěn)定。本地區(qū)歷史上最高地下水位為黃海高程3.70m,最近35年最高水位為3.50m,

19、歷史最低水位為-3.30m。地下水和場地土對混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性。3場地類別和各巖土工程地質(zhì)條件評價3.1場地類別和場地土類型工程重要性等級為二級,場地等級為二級,地基等級為二級;工程重要性等級為二級,場地等級為二級,地基等級為二級;震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度為0.10g,設(shè)計地震分組為第一組,無液化土層分布,工程建筑抗震設(shè)防分類為丙類。除局部有較淺的暗河塘外,無不良地質(zhì)作用。位于河塘區(qū)的部分分布有1粉質(zhì)粘土,其埋深較淺,上部的淤泥質(zhì)土不厚,可將淤泥質(zhì)土挖除。本工程場地環(huán)境屬濕潤區(qū)含水量30%(20%弱透水層,環(huán)境類別為類,干濕交替,場地附近無污染源12。3

20、.2各巖土層承載力特征值及設(shè)計預(yù)估單樁承載力參數(shù)通過原位測試及土工試驗結(jié)果計算,參照規(guī)范,各土層承載特征值f k,鉆孔灌注樁、人工挖孔樁樁周極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值q sik,樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)枝q pk見表3-1:表3-1各土層主要力學(xué)指標(biāo)推薦值表土層名稱靜力觸探指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)值土工試驗指標(biāo)地基土承載力特征值f ak(KPa修正后地基土承載力特征值fa(KPa混凝土預(yù)制樁設(shè)計參數(shù)壓縮模量建議值標(biāo)貫指標(biāo)q c(MPaf s(KPa重度(KN/m3剪切試驗q剪切試驗uu按靜力觸探指標(biāo)計算按土工試驗指標(biāo)計算按標(biāo)貫試驗指標(biāo)計算建議值側(cè)阻力特征值q sia(kPa端阻力特征值q pa(kPaEs1-2(MPa-1

21、修正后的標(biāo)貫擊數(shù)N(擊C k(KPak(度C k(KPak(度(1雜填土19 70(2A粘土1.32868 19.5 44 15.9 50 2.72017519230 25 7.4(2B粘土1.77983 19.4 67 2.9262023330 32 8.6(3粉質(zhì)粘土1.77969 18.9 20 22.5 34 2.9221820320 28 6.9第 6共 38 頁表31續(xù)(4粉土4.02272 18.1 12.6 21.5242424400 34 9.6 10.6(5粉砂7.4095 18.2 18.2 30.250323556 15.9 13.8(6粉質(zhì)粘土0.96715 18.8

22、 18 5.0 26 2.9131212200 18 6.3(7粉質(zhì)粘土1.81541 19.7 74 2.822252429 7.8(8粘土3.352143 19.5 120 2.845404055 3000 13.8(9粉質(zhì)粘土2.957105 19.8 91 2.535313350 2600 8.8(10粉質(zhì)粘土2.37569 18.7 41 2.922182035 6.1(11粉土6.095106 18.2 15.1 25.630333052 1800 10.5 13.4(12粉砂6.991165 18.1 12.1 24.745364010.8 15.6(13粘土17.3 23 2.

23、911113.9(14粘土19.2 95 2.9333311.1第 7共 38 頁常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文第 8共 38 頁4 基礎(chǔ)方案設(shè)計計算該辦公大樓長128.6m 寬66m 。采用框架結(jié)構(gòu),每層高3.0m ,共14層,故場地類型為C 類。 4.1 風(fēng)荷載力計算1 樓高:H=14×3.0=42m2 柱子最大承擔(dān)上部荷載面積s=6×3.14=18.843 單根柱子承擔(dān)在房屋自重產(chǎn)生的荷載為 1p =28.26×14×18=4747.68k N 2p =7121.52k N3p =9495.36k N4 風(fēng)荷載計算20 4.1k z s z w =式

24、中:k 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 z Z 高度處風(fēng)振系數(shù)s 風(fēng)荷載體型系數(shù) z 風(fēng)荷載高度變化系數(shù) 0基本風(fēng)壓(2kN m根據(jù)建筑規(guī)范查得0w =0.4 1.35z = 1z = 迎風(fēng)面:0.8s = 背風(fēng)面:0.5s =- 則由此產(chǎn)生的荷載為:w k =1×(0.8+0.5 ×1.35×0.35=0.614 KN/m 2由標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)為設(shè)計值:1.4w k =1.4×0.614=0.860 KN則風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力為:V=w k H*L=0.860×42×6=216.72KN風(fēng)荷載產(chǎn)生的力矩:222k M L HK N mw =由于該排有四個柱子且慣

25、性矩(I都相等故每根柱子承擔(dān)的剪力:14V=1K N =每根柱子承擔(dān)的力矩:M K N m=4.2 樁型選擇和持力層確定見表41:表4-1各地層的厚度和主要力學(xué)參數(shù)土層名稱靜力觸探指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)值修正后地基土承載力特征值fa(KPa混凝土預(yù)制樁設(shè)計參數(shù)壓縮模量建議值標(biāo)貫指標(biāo)qc(MPafs(KPa側(cè)阻力特征值qsia(kPa端阻力特征值qpa(kPaEs1-2(MPa-1修正后的標(biāo)貫擊數(shù)N(擊(1雜填土70(2A粘土 1.328 68 230 25 7.4(2B粘土 1.779 83 330 32 8.6(3粉質(zhì)粘土1.779 69 320 28 6.9(4粉土 4.022 72 400 34 9

26、.6 10.6(5粉砂7.400 95 56 15.9 13.8(6粉質(zhì)粘土0.967 15 200 18 6.3第 9共 38 頁表41續(xù)(7粉質(zhì)粘1.815 41 29 7.8土(8粘土 3.352 143 55 3000 13.8(9粉質(zhì)粘2.957 105 50 2600 8.8土(10粉質(zhì)粘2.375 69 35 6.1土(11粉土 6.095 106 52 1800 10.5 13.4(12粉砂 6.991 165 10.8 15.6(13粘土 3.9(14粘土11.1因第8層部分缺失,所以選擇11層粉土層為持力層,樁徑為600mm圓樁,預(yù)制樁進(jìn)入持力層深度為4d=2.4m,樁長2

27、4.2m第 10共 38 頁4.3 驗算單樁承載力確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值uk Q 4.2uk sk pk i pk p sikQ Q Q u L q A q=+=+式中:sk Q 單樁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kN pkQ 單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kN u 樁的橫斷面周長(m p A 樁的橫斷面底面積(2m iL 樁周各層土的厚度(m sik q 樁周第i 層土的單位極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(akP pkq 樁底土的單位極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(a kP (2221.8843.4250 2.1335p uk u d m A r m Q kN =+=符合要求確定中樁單樁豎向極限承載力設(shè)計值R,并確定樁數(shù)N 及其布置

28、。 假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎向承載力設(shè)計值R 為:4.3pksksPR QQ=+式中:R 單樁豎向極限承載力設(shè)計值,kNsk Q 單樁總極限側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值,kN pkQ 單樁總極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值,kN s 樁側(cè)阻力分項抗力系數(shù) p樁端阻力分項抗力系數(shù)查表得:s p =1.62=按軸力P 和R 估算樁數(shù)n 1為:P n R=姑且先取樁數(shù)n=3根,樁的布置按矩形排列,樁距330.6 1.8a s d m =,取邊樁中心至承臺邊緣距離為1d=0.6m ,布置如圖41,則承臺底面尺寸為下面按樁數(shù)=3,求單樁豎向承載力設(shè)計值R :4.4ppkscskckspcR Q Q Q =+ 圖41其中:

29、3.5cckckA nqQ=2 3.6ckk q f =3.7ieieccc ccccA A A A =+式中:s 側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù) p 端阻群樁效應(yīng)系數(shù)c 承臺土阻力阻群樁效應(yīng)系數(shù) ic 承臺內(nèi)區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)ec 承臺外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)c 承臺土阻力分項抗力系數(shù)ck Q 樁基中相應(yīng)于每一根樁的承臺底地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值(kN ,ckq 承臺底12承臺寬度的深度范圍內(nèi)(m l 5,地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值,可按地基規(guī)范中相應(yīng)的地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值乘以2取值,(kN 6; c A 承臺底地基土凈面積(2m 。ic A 承臺內(nèi)區(qū)的凈面積 ecA 承臺外區(qū)的凈面積kf 承載力特征值,kP a查表

30、得: 1.65s p = 1.7c =1.20s = 1.26p = 0.11ic = 0.63ec =2300600ck a q kP = 6008.7011740.23ck Q kN=22c eic c c A mA A A m=-=-=4.8023.90c =+=1.65 1.65 1.7R =+=下面驗算取n=3是否合適承臺重:=ppk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=(2221.8843.4250 2.1335p uk u d m A r m Q kN =+= 單樁豎向極限承載力設(shè)計值R ,并確定樁數(shù)n 及其布置。假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎

31、向承載力設(shè)計值R 為:ppk ssk r Q r Q R +=查表,得: 1.62s pr r=,則kNR 02.214762.117.3478=按軸力P 和R 粗估樁數(shù)n 1為:1.652997.62P G n R+=根31.302.214752.71211=R P n確定單樁承載力設(shè)計值R :取樁數(shù)n=4根,樁的布置按行列排列,樁距S a =1.8m ,取邊柱中心至承臺邊緣距離為1d=0.6m ,布置如圖42: 圖42按 n=4,求單樁豎向承載力設(shè)計值R:ssk s r Q R =ppkp r Q +cck c r Q +其中 n A q Q c ck ck =查表,得 承臺底面粉土的承載

32、力基本值f 0為300kPa,則2300600ck q =,2933mA c =,故600913504ck Q =查表,得:65.1=p s r r ,70.1=c r , 1.20s = , 1.26p =由 ccee cc cic c A A A A +=, 查表,得0.11i c =,0.63e c =ic A =-=e i17.64c =+=1.651.651.7R =+=下面驗算取n=4是否合適 承臺重:2981.94P G n R +=驗算值小于設(shè)計值所以符合要求3ppk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=(2221.8843.4250 2.13

33、35p uk u d m A r m Q kN =+=確定角樁單樁豎向極限承載力設(shè)計值R ,并確定樁數(shù)n 及其布置。 假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎向承載力設(shè)計值R 為:ppk ssk r Q r Q R +=查表,得: 1.62spr r=,則kN按軸力P 和R 粗估樁數(shù)n 1為:根42.402.214736.94951=RP n確定單樁承載力設(shè)計值R :取樁數(shù)n=5根,樁的布置按行列排列,樁距S a =1.8m ,取邊柱中心至承臺邊緣距離為1d=0.6m ,布置如圖43: 圖43按 n=4,求單樁豎向承載力設(shè)計值R:ssk s r Q R =ppkp r Q +cck c r Q +其中

34、 n A q Q c ck ck =查表得,承臺底面粉土的承載力基本值f 0為300kPa ,則230060060014.031683.95ck Q =查表,得:65.1=p s r r ,70.1=c r , 1.20s = , 1.26p =由ccee cccicc A A A A +=,查表,得0.11ic =,0.63ec =ic A =ic c A A A =-=-=9.8974.133c =+=R =+=下面驗算取n=5是否合適 承臺重:P G n R +=單樁所受的平均豎向作用力為:P G N R kNn+=<=樁基中單樁最大受力max N 為:m ax 214.8y in

35、jj M x P G N nx=+=+yM作用于承臺底面的外力對通過群樁形心的y 軸的力矩設(shè)計值i x 第i 樁至y 軸的距離,m(max 2N R kN +=+=樁基中單樁最小力nin N 為:21y inin nij M x P G N nx=+=-=->以上二項都滿足要求 由于水平力54.18T kN =。T P = 0.635=<,單樁所受的平均豎向作用力為:P G N R kN n+=<=樁基中單樁最大受力m ax N 為:m ax 21y injj M x P G N nx=+=+yM作用于承臺底面的外力對通過群樁形心的y 軸的力矩設(shè)計值ix 第i 樁至y 軸的距

36、離,m(max 2N R kN +=+=樁基中單樁最小力ninN 為:21nin nij M x P G N nx=+=-=->以上二項都滿足要求 由于水平力54.18T kN =。T P = 0.435=<,單樁所受的平均豎向作用力為:P G N R kN n+=<=樁基中單樁最大受力m axN 為:m ax 21y injj M x P G N nx=+=+yM作用于承臺底面的外力對通過群樁形心的y 軸的力矩設(shè)計值ix 第i 樁至y 軸的距離,m(max 2N R kN +=+=樁基中單樁最小力nin N 為:21y inin nij M x P G N nx=+=-=-

37、>以上二項都滿足要求 由于水平力54.18T kN =。T P= 0.335=<,取承臺 1.7m ,鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm ,選用混凝土為30C 其21430t f kN m=。柱對承臺的沖切驗算根據(jù)公式:010 4.9t m F f u h 1 4.10i F F Q =-0.84=+式中:0建筑樁基重要性系數(shù),取0=1.1;1F 作用于沖切破壞上的沖切力設(shè)計值(kN ,即等于作用于樁的豎向荷載設(shè)計值F 減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁底的凈反力設(shè)計值之和;tf 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(kN ;m u 沖切破壞錐體20h 處的周長(m ;0h 承臺沖切破壞錐體的有效高度(m;

38、沖切系數(shù);沖跨比,00/h a =,0a 為沖跨,即柱邊或承臺變階處到樁邊的水平距離,按圓樁的有效寬度進(jìn)行計算。當(dāng)002.0h a <時,取0a =0.20h ;當(dāng)00h a >時,取0a =0h 。=-=-=-=-=+=,0a =320mm,則:00h a =3201600=0.2,2.084.0+=+=2.1取承臺 1.7m ,鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm ,選用混凝土為30C 其21430t f kN m=。柱對承臺的沖切驗算根據(jù)公式: 010h u f F m t ;i Q F F -=1;2.084.0+=;式中:0建筑樁基重要性系數(shù),取0=1.1;1F 作用于沖切破壞

39、上的沖切力設(shè)計值(kN ,即等于作用于樁的豎向荷載設(shè)計值F 減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁底的凈反力設(shè)計值之和;tf 混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(kN ;m u 沖切破壞錐體20h 處的周長(m ;0h 承臺沖切破壞錐體的有效高度(m;沖切系數(shù);沖跨比,00h a =,0a 為沖跨,即柱邊或承臺變階處到樁邊的水平距離,按圓樁的有效寬度進(jìn)行計算。當(dāng)002.0h a <時,取0a =0.20h ;當(dāng)00h a >時,取0a =0h 。=-=-=+=,0a =320mm,則:00h a =3201600=0.2,2.084.0+=+=0.21對于五樁承臺,受角樁沖切的承臺應(yīng)滿足下式:110112

40、110 4.1222y x x y t a a N c c f h + 110.56+110.56y y =+式中:1N 作用于角樁頂?shù)呢Q向力設(shè)計值(kN ;y x 11, 角樁的沖切系數(shù);y x 11, 角樁沖跨比,其值滿足0.21.0,x 1=h a x /1,y 1=h a y /1;21,c c 從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣的距離(m ,此處應(yīng)取樁的有效寬度;21,c c y x a a 11,從承臺底角樁內(nèi)邊緣引一045沖切線與承臺頂面相交點,至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;當(dāng)柱或承臺邊階處位于該045線以內(nèi)時,取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。1max 2628.14N N kN

41、 =1700x a m m= 10y a = 120.9c c m = 01600h m m =,x 1=17000.4381600x a h = x 1=101600x a h=取:10.2y = 10.56x =+y=+ 所以:111211022y x x y t a a c c f h + =+ = 滿足要求所以承臺不發(fā)生沖切破壞。4.7 承臺剪切驗算對于柱下正方形獨立承臺,只需要對柱的一個軸進(jìn)行驗算承臺的斜截面抗剪承載力即可。樁基規(guī)范規(guī)定,剪切破裂面為通過柱邊和樁邊連接線形成的斜截面,抗剪驗算應(yīng)滿足00 4.15hs t V f b h 1.754.161=+ 14800(4.17hs

42、 oh =式中 V 不計承臺及其上土自重,在荷載效應(yīng)組合下斜截面最大剪力設(shè)計值;t f 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值;0b 承臺計算截面處的計算寬度; 0h 承臺計算截面處的有效高度;承臺剪切系數(shù);計算截面的剪跨比,0/x x a h =,0/y y a h =,此處,x a ,ya 為柱邊(墻邊或承臺變階處至y ,x 方向計算一排樁的樁邊的水平距離,當(dāng)0.25<時取0.25=;當(dāng)3>時,取3=;hs 受剪切承載力截面高度影響系數(shù);當(dāng)0800h m m <時,取0800h m m=;當(dāng)02000h m m >時,取02000h m m =;其間按線性內(nèi)插法取值5。max 1

43、879.35V N K N = 2.492ox b = 2.76oy b =/0.283ox x o a h = 0/0.17y y a h =1.75ox ox =+1.751.75 1.49510.171oy oy =+ox V V oy V V 如圖44所示滿足要求8 圖44max 24009.44V N K N =3ox oy b b =200/12000.17ox oy =1.75ox ox =+1.751.75 1.49510.171oy oy =+ox V V oy V V 如圖45所示滿足要求 圖45max 25256.28V N K N =3.746ox oy b b =55

44、7/12000.464ox oy =1.75ox ox =+1.751.75 1.19510.4641oy oy =+ox V V oy V V 如圖46滿足要求 圖464.8沉降計算樁基最終沉降量表達(dá)式為:'SS e= =(110 4.18mnij ij i j i je j jisiz z P E -式中:S 樁基的最終沉降量(mm ;'S按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù)(mm ;'S 按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù),當(dāng)無地區(qū)經(jīng)驗時,可參考:非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良好持力層時,=1;軟土地區(qū),且樁端無良好持力層時,當(dāng)l 25m ,=1.7;當(dāng)l >25m ,=10072

45、09.5-l l ;'S l 樁長(m;e 樁基等效系數(shù)e 樁基等效系數(shù)。定義為:群樁基礎(chǔ)按明德林解計算沉降量m S 與按布氏解計算沉降量B S 之比,可按下式簡化計算:0121 4.19(1b e b n c c n c -=+-+4.20c b cnB n L =式中:0c ,1c ,2c 反映群樁不同距徑比dS d ,長徑比dL ,及承臺的長寬比cc B L 等因素的系數(shù)。c L ,c B ,n 分別為矩形承臺的長、寬及樁數(shù)。b n 矩形布樁時的短邊布樁數(shù)m 角點法計算點對應(yīng)的矩形荷載分塊數(shù)0j P 角點法計算點對應(yīng)的第j 塊矩形底面長期效應(yīng)組合的附加力,kNn 樁基沉降計算深度

46、范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)si E 等效作用底面以下第I 層土的壓縮模量(a M P ;采用地基土自重壓力至自重壓力加附加應(yīng)力作用時的壓縮模量(1,ij i j z z -樁端平面第j 塊何在計算點至第i 層土,第1i -層土底面的距離(m (1,ij i j -樁端平面第j 塊荷載計算點至第I 層土,第1i -層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù),可采用矩形基礎(chǔ)中心點沉降'SS e= =1104 4.21ni i i i e isiz z P E -式中:i ,1i -根據(jù)矩形長寬比ab及深度比2i i cz z bB =,112i i cz z bB -=地基沉降計算深度n z ,按應(yīng)力比

47、法確定,且n z 處的附加應(yīng)力z 與土的自重應(yīng)力c 應(yīng)該符合下式要求:0.2 4.22z c =由于: 查表得:0C =0.044;1C =1.632;2C =10.535(21e -=+=-+計算各層土的自重應(yīng)力:4.23s i i i h =s i 第i 層土底的自重應(yīng)力,a kPi 第i 層土的重度,在地下水位以下用浮重度i 'hi 第i 層土的厚度,m212258.58s A s a h kP '=+= 233296.22s B a s h kP '=+= 3344112.85a s s h kP '=+= 3a s d0.6l d=313cc L B

48、=5566184.57a s s h kP '=+= 各層地基附加應(yīng)力計算:11 4.24n p p h =- ;4.25F G p A+=;4.26zi si n K p =n p 基底附加應(yīng)力,a kPzi 第i 層土底附加應(yīng)力,a kPsi K 豎直均布壓力矩形基礎(chǔ)角點下的附加應(yīng)力系數(shù),它是m ,n 函數(shù),其中a m b=,z n b=,a 是矩形的長邊,b 是矩形的短邊,而z 是從基礎(chǔ)底面起算的深度。a p kP +=4-2 各層土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力成果表位置 深度(i z miz babks4s n z k p =(a kP自重應(yīng)力s (a kP 10 0 1 0.2500

49、 766.9 19.19 2(A 2.02 2.33 1 0.0916 279.2 58.58 2(B 3.96 3.17 1 0.0580 177.9 96.22 3 4.84 3.92 1 0.0283 86.8 112.85 4 6.6 7.25 1 0.0089 27.3 144.71 58.79 9.75 1 0.004714.4184.575號位置細(xì)砂底的自重應(yīng)力的0.2倍與附加應(yīng)力相當(dāng)。z =14.4a kP故沉降計算截止到7號粉質(zhì)粘土。查規(guī)范附錄G 得,當(dāng)2,3,4,5位置上的2A =0.243;20.212B =30.194=;40.166=;5=0.136;1104 5.1ni i i i e isi z z s P E -=即: 5.1s m m =,小于規(guī)范容許值7212258.58s A s a h kP '=+= 233296.22s B a s h kP '=+=4455144.71a s s h kP '=+= 5566184.57a s s h kP '=+= 各層地基附加應(yīng)力計算:11n p p h =-; F G p A