灌注樁基礎課程設計

灌注樁基礎課程設計1、設計資料1）設計題號6，設計軸號○B(yǎng)（○A軸、○C軸柱下僅設計承臺尺寸和估算樁數(shù)）。2）柱底荷載效應標準組合值如下○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）工程地質條件①號土層：素填土，層厚 1.5m，稍濕，松散，承載力特征值 fak=95kPa。②號土層：淤泥質土，層厚 3.3m，流塑，承載力特征值 fak=65kPa。③號土層：粉砂，層厚 6.6m，稍密，承載力特征值 fak=110kPa。④號土層：粉質粘土，層厚 4.2m，濕，可塑，承載力特征值 fak=165kPa。⑤號土層：，粉砂層，鉆孔未穿透，中密 -密實，承載力特征值 fak=280kPa。5）水文地質條件地下水位于地表下，對混凝土結構無腐蝕性。6）場地條件建筑物所處場地抗震設防烈度為 7級，場地內無可液化砂土、粉土。（7）上部結構資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架結構，長30m，寬。室外地坪高同自然地面，室內外高差450mm，柱截面尺寸400mm×400mm，橫向承重，柱網(wǎng)布置圖如下：2、灌注樁基設計建筑物基礎設計方案采用混凝土沉管灌注樁，具體設計方案如下：室外地坪標高為，自然地面標高同室外地坪標高。根據(jù)建筑類型，該建筑樁基設計等級為丙級，擬采用直徑為400mm的混凝土沉管灌注樁，選用⑤號土層粉砂層為持力層，樁尖深入持力層（對于砂土不小于），設計樁長15m，樁尖長，初步設計承臺高，承臺底面標高，樁頂深入承臺50mm。1）單樁承載力計算根據(jù)以上設計，樁頂標高為，樁底標高為，樁長。①單樁豎向極限承載力標準值計算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基樁豎向承載力設計值計算承臺底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此不考慮承臺土效應，即承臺效應系數(shù)c0，則有：Quk1173=R=Ra=2K根據(jù)上部荷載初步估計樁數(shù)為n=Fk=2690=，取設計樁數(shù)為6根。Ra586.53、樁基的驗算由于樁基所處的長度抗震設防烈度為7度，且場內無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。下面進行樁基豎向承載力驗算。樁中心距取=，樁心距承臺邊緣均為400mm，根據(jù)樁數(shù)確定承臺尺寸為×，矩形布樁（見下圖）。承臺及其上填土的總重為 Gk=×××20=計算時取荷載的標準組合FkGk2690261.36=＜RNk6nNikmaxMymax(1620.95231)Nk491.8941.4y22NikminMymax(1790.95248)Nk581.0641.42y2因此Nkmax=kN＜=Nkmin417.24kN＞0滿足設計要求，所以初步設計是合理的。4、承臺設計承臺混凝土選用C25，ft1.27Nmm2，fc11.9Nmm2，承臺鋼筋選用HRB335級，fy300Nmm2。1）承臺內力計算承臺內力計算荷載采用荷載效應基本組合值，則基樁凈反力設計值為'FMyyi3790(2511880.95)1.4708.38kNNmaxnyi2641.42Nmin'FMyyi3790—(2511880.95)1.4554.96kN—nyi2641.42—N‘ F 3790 631.67kNn 6（2）承臺厚度及受沖切承載力驗算為防止承臺產(chǎn)生沖切破環(huán)，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚，承臺保護層后50mm，則h0950—50900mm。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。由于基樁為圓形樁，則換算成等效方樁截面邊寬為bp 0.8d 320mm，承臺計算簡圖如下：①柱對承臺沖切承臺受樁沖切的承載力應滿足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故厚度為的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。②角樁沖切驗算承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式Nl[1x(c2a1y1y(c1a1x)]hpfth0)22從角樁內邊緣到承臺外邊緣的距離為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＞故厚度為的承臺能夠滿足角柱對承臺的沖切要求。3）承臺受剪承載力計算承臺剪切破環(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 Nmax' 708.38kN，則MxNiyi?2×708.38×=1700kNmAs1Mm20.9fyh00.9300900因此承臺長邊方向選用22@120，則鋼筋根數(shù)n=2200119，實配鋼筋120As19380.17222mm2，滿足要求?！畬τ冖颉蚪孛?，取基樁凈反力平均值N631.67kN進行計算，此時h0950-70=880mm則MyNixi3631.670.5kN?mMy947.51106As23988mm20.9fyh00.9300880因此承臺短邊方向選用16@190，則鋼筋根數(shù)n=3600120，實配鋼筋190A20201.14022mm2，滿足要求。s承臺計算配筋簡圖如下：（5）承臺構造設計混凝土樁樁頂深入承臺50mm，兩承臺間設置聯(lián)系梁，梁頂面標高，與承臺頂齊平，梁寬250mm，梁高400mm，梁內主筋上下共412通常配筋,箍筋采用Ф8@200。承臺底做100mm厚C10素混凝土墊層，挑出邊緣100mm。5、樁身結構設計沉管灌注樁選用C25混凝土，預制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HPB235、級。（1）樁身軸向承載力驗算樁頂軸向壓力應符合NmaxcfcApsNmaxFGMyyinyi2=3790261.36(2511880.95)1.4752kN641.42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，施工工藝系數(shù)c0.8；C25級混凝土，fc11.9Nmm2，則cfcAps=1××××××=1196kN＞Nmax=752kN故樁身軸向承載力滿足要求。（2）樁身水平承載力驗算每根基樁承受水平荷載為HikHk162=27kN樁身按構造要求配筋，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，取樁側土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)4。EIm=25MNm圓形樁計算寬度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取在荷載效應標準組合下樁頂最小豎向力（此時單樁水平承載力特征值最?。?，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）配筋長度計算基樁為端承摩擦型樁，配筋長度不小于樁長的2，同時不宜小于34 4，則配筋長度取10m。鋼筋錨入承臺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，由于鋼筋籠長度大于4m，須每隔2m設一道12焊接加勁箍筋。6、估算○A、○C軸線柱下樁數(shù)（1）樁數(shù)估算設計○、○軸線柱下樁基礎的方法與○B(yǎng)軸線柱下相同，單樁極限承載力標準AC值1173kN，基樁豎向承載力特征值。?m；Vk165kN○軸荷載：Fk2310kN；Mk275kNA根據(jù)初步估計樁數(shù)，即n=Fk2310=R586.5則○軸下設