哈爾濱某機(jī)械廠車(chē)間地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：11土木（1）所在學(xué)院：工程學(xué)院中國(guó)·大慶2014年12月地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)預(yù)制樁基礎(chǔ)--土木11-1一、工程概況哈爾濱某機(jī)械廠車(chē)間，為單層單跨排架結(jié)構(gòu)，跨度24米，柱距6米，縱向總長(zhǎng)度60m，室內(nèi)外地面高差0.30米。柱截面600×1000mm。建筑場(chǎng)地地質(zhì)條件見(jiàn)表A，作用于基礎(chǔ)頂面的荷載見(jiàn)表B。表A建筑場(chǎng)地地質(zhì)條件編號(hào)土層名稱土層厚度(m) γkN/m3w(%) еwLwp EskPaCkPaφ°Ⅰ粉質(zhì)粘土1564001624Ⅱ淤泥質(zhì)粘土25001313Ⅲ粉土1750001520Ⅳ粘土302045002412注：地下水位在天然地面下2.5米處。表B上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)荷載學(xué)號(hào)柱底荷載設(shè)計(jì)值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）學(xué)號(hào)柱底荷載設(shè)計(jì)值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）學(xué)號(hào)柱底荷載設(shè)計(jì)值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）13678，118，88193354，226，72372547，187，5823956，281，80203433，155，50382977，279，10933847，187，78213948，159，60393975，238，8243577，279，89223825，214，78403121，197，6254075，248，62234438，85，50414176，231，8063321，197，72244950，82，68424276，112，8674076，231，90255417，85，60433352，125，6283276，212，96264430，155，50444043，203，8194152，125，102274983，140，50453678，138，70103643，203，98285411，160，53462956，231，80112678，138，80293430，189，50472421，104，30123956，231，110304490，176，56483678，98，70132832，120，62312580，106，89493261，134，68143368，123，72322320，178，54503352，134，68153405，85，50333620，80，67513206，127，66163982，89，60342200，86，62523276，112，86173835，128，78354064，95，88533852，225，62182862，217，62362438，156，90543943，203，81553427，235，20564352，123，15574322，321，32584221，214,46593239，110，50602351，127，47注：1、荷載作用于基礎(chǔ)頂面，彎矩作用于跨度方向；2、表中給出的是荷載標(biāo)準(zhǔn)值，如需用到荷載設(shè)計(jì)值，直接把標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.35即可。二、題目分配按學(xué)號(hào)選擇表B中相應(yīng)的荷載，全班地質(zhì)條件均相同（表A）。三、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)（包括樁、承臺(tái)設(shè)計(jì)、群樁基礎(chǔ)計(jì)算等）；2、繪制施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、承臺(tái)和樁身詳圖及必要的施工說(shuō)明等；（A1圖紙594mm×841mm）。3、計(jì)算書(shū)內(nèi)容應(yīng)詳盡，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，排版規(guī)范（按附件的排版規(guī)范執(zhí)行）。圖紙應(yīng)符合制圖規(guī)范相關(guān)要求，表達(dá)完整、準(zhǔn)確。參考設(shè)計(jì)步驟：1、確定樁的類(lèi)型、長(zhǎng)度（包括確定樁端持力層）、截面尺寸，初步選擇承臺(tái)底面標(biāo)高（要考慮預(yù)制樁的要求）；2、按經(jīng)驗(yàn)公式確定單樁承載力；3、確定樁數(shù)及布置；4、群樁基礎(chǔ)計(jì)算；5、樁身設(shè)計(jì)；6、承臺(tái)設(shè)計(jì)；7、繪制施工圖。目錄TOC\o"1-2"\h\u22871.確定樁型、樁基材料、幾何尺寸和承臺(tái)埋深 -1-304012.確定單樁極限承載力特征值 -2-211733.確定樁數(shù)、承臺(tái)底面尺寸和樁的平面布置 -3-16114.驗(yàn)算樁基承載力 -4-118134.1樁基中各基樁豎向承載力驗(yàn)算 -4-255894.2樁基中各基樁水平承載力驗(yàn)算 -4-68765.樁身設(shè)計(jì)計(jì)算 -5-30256.承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算 -6-235296.1承臺(tái)受沖切計(jì)算 -6-58656.2承臺(tái)抗剪驗(yàn)算 -7-264916.3承臺(tái)受彎承載力計(jì)算 -7-299346.4承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算 -8-188427.樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算 -9-9326參考文獻(xiàn) -12-1.確定樁型、樁基材料、幾何尺寸和承臺(tái)埋深由任務(wù)書(shū)可知，該框架跨度大，柱底荷載大，不宜采用淺基礎(chǔ)，故采用深基礎(chǔ)，且該場(chǎng)地土層分層比較均勻，采用混凝土預(yù)制樁比較合理。樁身采用混凝土，鋼筋采用級(jí)鋼筋，樁截面尺寸選用，承臺(tái)采用混凝土，鋼筋采用級(jí)鋼筋，厚度為，樁頂深入承臺(tái)，鋼筋保護(hù)層取，則承臺(tái)有效高度為：依據(jù)地基土分布，第層是粘土，較合適為樁端持力層，樁端全斷面進(jìn)入持力層，樁的實(shí)際長(zhǎng)度為樁的有效長(zhǎng)度為承臺(tái)埋深為，樁基以及土層分布如圖1所示。圖1樁基以及土層分布示意圖對(duì)直徑的預(yù)制樁，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：其中：—樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值—樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值、可通過(guò)計(jì)算查表得到，見(jiàn)表1。表1極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值編號(hào)土層名稱土層厚度(m)(%)I粉質(zhì)粘土15100II淤泥質(zhì)粘土26III粉土1780IV粘土30201006000按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：=4××﹙100×1.3＋26×8.6＋80×7+100×1﹚＋6000×2根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，單樁豎向承載力特征值取其極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的一半，即：3.確定樁數(shù)、承臺(tái)底面尺寸和樁的平面布置初步估算樁數(shù),先不考慮群樁效應(yīng)，則，暫取。，取承臺(tái)底面尺寸為,柱下樁基的平面布置圖如下： 圖2柱位平面布置圖驗(yàn)算樁基承載力中各基樁豎向承載力驗(yàn)算取承臺(tái)及其上土的平均重度，計(jì)算時(shí)的基礎(chǔ)埋深為，則,所以滿足要求。樁基中各基樁水平承載力驗(yàn)算由于水平力，與豎向力的合力作用線即鉛垂線的夾角，，o﹤5o豎直樁的水平承載力滿足設(shè)計(jì)要求，可不設(shè)斜樁，但要求基樁的樁頂水平荷載設(shè)計(jì)值。因?yàn)椴楸?.17，，滿足水平承載力驗(yàn)算。5.樁身設(shè)計(jì)計(jì)算樁身材料采用C30混凝土，；鋼筋選用鋼筋，，鋼筋保護(hù)層厚度為。樁分兩段預(yù)制，第一段樁長(zhǎng)均為,第二段樁長(zhǎng)為，按單點(diǎn)起吊計(jì)算，動(dòng)力系數(shù)采用K=1.3，樁身混凝土重度，樁頂處土層為硬塑，取。沿樁身軸線均勻分布的自重荷載為故樁身最大彎矩。樁截面有效高度為故鋼筋面積均選用214，，，不滿足，則按構(gòu)造配筋。由，選用816，。6.1承臺(tái)受沖切計(jì)算﹙1﹚柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算受沖切力設(shè)計(jì)值，承臺(tái)有效高度為：沖跨比，,承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為，則故厚度為900mm的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。（2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切角樁向上沖切，從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離，，，，。則：故厚度為900mm的承臺(tái)能夠滿足角樁承臺(tái)的沖切要求。6.2承臺(tái)抗剪驗(yàn)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，剪跨比與以上沖跨比相同，對(duì)于Ⅰ-Ⅰ斜截面，，受剪切承載力高度影響系數(shù)計(jì)算：所以滿足要求。對(duì)II-II斜截面：，故剪切系數(shù)因?yàn)?，則所以滿足要求。承臺(tái)受彎承載力計(jì)算對(duì)于I-I截面，選用1220，對(duì)于II-II截面，選用2018（），沿平行y軸方向均勻布置，滿足要求。(1)承臺(tái)在柱下局部受壓柱的面積，局部受壓的計(jì)算底面積混凝土局部受壓時(shí)強(qiáng)度提高系數(shù)混凝土局部受壓凈面積承臺(tái)采用混凝土，混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，局部抗壓承載力所以滿足要求。（2）承臺(tái)在角樁上局部受壓混凝土局部受壓面積混凝土局部受壓凈面積局部受壓計(jì)算底面積混凝土局部受壓時(shí)強(qiáng)度提高系數(shù)局部抗壓承載力,所以滿足要求。（1）樁中心距為,可假定樁群為一假想的實(shí)體深基礎(chǔ)，按與淺基礎(chǔ)相同的計(jì)算方法和步驟計(jì)算樁端平面以下由附加應(yīng)力引起的壓縮層范圍內(nèi)地基的變形量，但計(jì)算過(guò)程中各土層的壓縮模量，按實(shí)際的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力由實(shí)驗(yàn)曲線確定，同時(shí)，基底邊長(zhǎng)取承臺(tái)地面邊長(zhǎng)（，）。（2）計(jì)算實(shí)體深基礎(chǔ)基底附加壓力樁基礎(chǔ)實(shí)體重度近似取，,而，則基底附加壓力為(3)地基變形計(jì)算深度因?yàn)榛A(chǔ)寬度為，所以基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度可按下式估算：按該深度沉降量應(yīng)計(jì)算至粘土層頂面向下處，因?yàn)?，所以。?）沉降計(jì)算，見(jiàn)下表表2用規(guī)范法計(jì)算基礎(chǔ)最終沉降量點(diǎn)號(hào)000012，所以滿足要求。查《樁基規(guī)范》可知，，所以。短邊方向樁數(shù)，等效距徑比，長(zhǎng)徑比，承臺(tái)的長(zhǎng)寬比，查《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》得因此樁基礎(chǔ)最終沉降量查《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008表該結(jié)構(gòu)的樁基沉降變形允許值為，所以樁基沉降滿足要求。參考文獻(xiàn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》第三版趙明華主編武漢理工大學(xué)出版社2010年7月