灌注樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

灌注樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)資料1）設(shè)計(jì)題號(hào)6，設(shè)計(jì)軸號(hào)○B(yǎng)（○A軸、○C軸柱下僅設(shè)計(jì)承臺(tái)尺寸和估算樁數(shù)）。2）柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如下○軸荷載：Fk2310kN；Mk275kN?m；VkAB2690kN；Mk231kN?m；Vk○軸荷載：Fk○軸荷載：Fk2970kN；Mk238kN?m；VkC（3）柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下○軸荷載：Fk2910kN；Mk286kN?m；VkAB3790kN；Mk251kN?m；Vk○軸荷載：Fk○軸荷載：Fk3430kN；Mk266kN?m；VkC

165kN162kN153kN204kN188kN196kN（4）工程地質(zhì)條件①號(hào)土層：素填土，層厚 1.5m，稍濕，松散，承載力特征值 fak=95kPa。②號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，層厚 3.3m，流塑，承載力特征值 fak=65kPa。③號(hào)土層：粉砂，層厚 6.6m，稍密，承載力特征值 fak=110kPa。④號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，層厚 4.2m，濕，可塑，承載力特征值 fak=165kPa。⑤號(hào)土層：，粉砂層，鉆孔未穿透，中密 -密實(shí)，承載力特征值 fak=280kPa。5）水文地質(zhì)條件地下水位于地表下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。6）場(chǎng)地條件建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為 7級(jí)，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土、粉土。（7）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(zhǎng)30m，寬。室外地坪高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm，柱截面尺寸400mm×400mm，橫向承重，柱網(wǎng)布置圖如下：2、灌注樁基設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案采用混凝土沉管灌注樁，具體設(shè)計(jì)方案如下：室外地坪標(biāo)高為，自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。根據(jù)建筑類型，該建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，擬采用直徑為400mm的混凝土沉管灌注樁，選用⑤號(hào)土層粉砂層為持力層，樁尖深入持力層（對(duì)于砂土不小于），設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15m，樁尖長(zhǎng)，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高，承臺(tái)底面標(biāo)高，樁頂深入承臺(tái)50mm。1）單樁承載力計(jì)算根據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高為，樁底標(biāo)高為，樁長(zhǎng)。①單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算Quk=Qsk+Qpk=up qsikli+Apqpk，查表得：Qsk=×400×（×22+×28+×45+×20+×75）=872kNQpk=1×0.42××2400=301kN4Quk=872+301=1173kN②基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算承臺(tái)底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此不考慮承臺(tái)土效應(yīng)，即承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)c0，則有：Quk1173=R=Ra=2K根據(jù)上部荷載初步估計(jì)樁數(shù)為n=Fk=2690=，取設(shè)計(jì)樁數(shù)為6根。Ra586.53、樁基的驗(yàn)算由于樁基所處的長(zhǎng)度抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)內(nèi)無(wú)可液化砂土、粉土問(wèn)題，因此可不進(jìn)行地震效應(yīng)的豎向承載力驗(yàn)算。下面進(jìn)行樁基豎向承載力驗(yàn)算。樁中心距取=，樁心距承臺(tái)邊緣均為400mm，根據(jù)樁數(shù)確定承臺(tái)尺寸為×，矩形布樁（見下圖）。承臺(tái)及其上填土的總重為 Gk=×××20=計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合FkGk2690261.36=＜RNk6nNikmaxMymax(1620.95231)Nk491.8941.4y22NikminMymax(1790.95248)Nk581.0641.42y2因此Nkmax=kN＜=Nkmin417.24kN＞0滿足設(shè)計(jì)要求，所以初步設(shè)計(jì)是合理的。4、承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土選用C25，ft1.27Nmm2，fc11.9Nmm2，承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)，fy300Nmm2。1）承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算荷載采用荷載效應(yīng)基本組合值，則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為'FMyyi3790(2511880.95)1.4708.38kNNmaxnyi2641.42Nmin'FMyyi3790—(2511880.95)1.4554.96kN—nyi2641.42—N‘ F 3790 631.67kNn 6（2）承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生沖切破環(huán)，承臺(tái)應(yīng)具有一定的厚度，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚，承臺(tái)保護(hù)層后50mm，則h0950—50900mm。分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)行計(jì)算，以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性。由于基樁為圓形樁，則換算成等效方樁截面邊寬為bp 0.8d 320mm，承臺(tái)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：①柱對(duì)承臺(tái)沖切承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足Fl 2[ 0x(bc aoy) 0y(hc a0x)]hpfth0沖跨比0xa0x=0.34=（在～之間）h00.90ya0y0.340.378（在～之間）h00.9沖切系數(shù)ox0.840.841.450.20.3780.20xoy0.840.841.450.20.3780.20y截面高度影響系數(shù)hp=19508000.1=20008002[0x(bcaoy)0y(hca0x)]hpfth0=2[（+）+（+）]××1270×=4844kN＞FlFNi379003790kN故厚度為的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。②角樁沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式Nl[1x(c2a1y1y(c1a1x)]hpfth0)22從角樁內(nèi)邊緣到承臺(tái)外邊緣的距離為c1c20.56ma1x，a1y1xa1x=0.34=（在～之間）h00.91ya1y=（在～之間）h01x0.560.560.9690.20.3780.21x1y0.560.560.9690.20.3780.21y[1x(c2a1y1y(c1a1x)]hpfth0)22=[0.969(0.560.34)0.969(0.560.34)]×××221270=1597kN＞故厚度為的承臺(tái)能夠滿足角柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。3）承臺(tái)受剪承載力計(jì)算承臺(tái)剪切破環(huán)發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，對(duì)于Ⅰ—Ⅰ截面，a0y 0.340y =（在～之間）1.75 1.75剪切系數(shù)：1 0.378 1受剪切承載力高度影響系數(shù)hs (800)0.25h0Ⅰ—Ⅰ截面剪力為V=2×Nmax'708.382=1417kN則hsftbh0=××1270××=3101kN＞V=1417kN故滿足抗剪切要求。4）承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下：對(duì)于Ⅰ—Ⅰ截面，取基樁凈反力最大值 Nmax' 708.38kN，則MxNiyi?2×708.38×=1700kNmAs1Mm20.9fyh00.9300900因此承臺(tái)長(zhǎng)邊方向選用22@120，則鋼筋根數(shù)n=2200119，實(shí)配鋼筋120As19380.17222mm2，滿足要求。—‘對(duì)于Ⅱ—Ⅱ截面，取基樁凈反力平均值N631.67kN進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)h0950-70=880mm則MyNixi3631.670.5kN?mMy947.51106As23988mm20.9fyh00.9300880因此承臺(tái)短邊方向選用16@190，則鋼筋根數(shù)n=3600120，實(shí)配鋼筋190A20201.14022mm2，滿足要求。s承臺(tái)計(jì)算配筋簡(jiǎn)圖如下：（5）承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁樁頂深入承臺(tái)50mm，兩承臺(tái)間設(shè)置聯(lián)系梁，梁頂面標(biāo)高，與承臺(tái)頂齊平，梁寬250mm，梁高400mm，梁內(nèi)主筋上下共412通常配筋,箍筋采用Ф8@200。承臺(tái)底做100mm厚C10素混凝土墊層，挑出邊緣100mm。5、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉管灌注樁選用C25混凝土，預(yù)制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HPB235、級(jí)。（1）樁身軸向承載力驗(yàn)算樁頂軸向壓力應(yīng)符合NmaxcfcApsNmaxFGMyyinyi2=3790261.36(2511880.95)1.4752kN641.42計(jì)算樁身軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮屈壓影響，故取穩(wěn)定系數(shù)1；對(duì)于擠土灌注樁，施工工藝系數(shù)c0.8；C25級(jí)混凝土，fc11.9Nmm2，則cfcAps=1××××××=1196kN＞Nmax=752kN故樁身軸向承載力滿足要求。（2）樁身水平承載力驗(yàn)算每根基樁承受水平荷載為HikHk162=27kN樁身按構(gòu)造要求配筋，樁身配n6612縱向鋼筋，則樁身配筋率為ФAs678.6=%g1A3.140.424滿足（%～%）之間的要求。對(duì)于配筋率小于%的灌注樁，單樁水平承載力特征值為Rha0.75mfWt0(1.2522g)(1NNk)MmftAn樁身為圓形截面，故m2，N0.5。由于5mb0，查表，取樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)4。EIm=25MNm圓形樁計(jì)算寬度b00.9(1.5d0.5)0.99m根據(jù)EI0.85EcI0，I0W0d，EEs2EcW0d[d22(E1)gd02]32=0.4[0.422(2.11051)0.54%(0.40.07)2]322.8104=103m3I0W0d=103××=103m42EI0.85EcI0=××104××103=MNm2mb0=5250.99=0.953m531.34EI柱頂最大彎矩系數(shù)M取值：由于樁的入土深度h=15m，樁與承臺(tái)固接。h0.9531514.3＞4，取h4，查表得M=。And2[1(E1)g]40.42(211)0.54%]=[12.84=Nk取在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂最小豎向力（此時(shí)單樁水平承載力特征值最小），Rha0.75mfWt0(1.2522g)(1NNk)MmftAn=0.750.95321.271066.583103(1.25220.0054)(10.5491.89103)0.92621.271060.13=30824N=＞Hik=27kN故樁身水平承載力滿足要求。3）配筋長(zhǎng)度計(jì)算基樁為端承摩擦型樁，配筋長(zhǎng)度不小于樁長(zhǎng)的2，同時(shí)不宜小于34 4，則配筋長(zhǎng)度取10m。鋼筋錨入承臺(tái)35倍主筋直徑，即35×12=420mm。0.953（4）箍筋配置采用Ф6@200螺旋式箍筋，由于鋼筋籠長(zhǎng)度大于4m，須每隔2m設(shè)一道12焊接加勁箍筋。6、估算○A、○C軸線柱下樁數(shù)（1）樁數(shù)估算設(shè)計(jì)○、○軸線柱下樁基礎(chǔ)的方法與○B(yǎng)軸線柱下相同，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)AC值1173kN，基樁豎向承載力特征值。?m；Vk165kN○軸荷載：Fk2310kN；Mk275kNA根據(jù)初步估計(jì)樁數(shù)，即n=Fk2310=R586.5則○軸下設(shè)