樁基礎(chǔ)課程設(shè)計-山東建筑大學(xué)

2樁基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計題目：本次課程設(shè)計的題目：樁基礎(chǔ)設(shè)計2.1設(shè)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：①號土層：素填土，層厚1.5m，稍濕，松軟，承載力特征值。②號土層：淤泥質(zhì)土，層厚3.3m，流塑，承載力特征值。③號土層：粉砂，層厚6.6m，稍密，承載力特征值。④號土層：粉質(zhì)粘土，層厚4.2m，濕，可塑，承載力特征值。⑤號土層：粉砂層，鉆孔未穿透，承載力特征值。2.1．3巖土設(shè)計技術(shù)參數(shù)表2.1地基巖土物理力學(xué)參數(shù)土層編號土的名稱孔隙比e含水量W液性指數(shù)標準貫入錘擊數(shù)N（次）壓縮模量①素填土————————5.0②淤泥質(zhì)土1.0462.41.08——3.8③粉砂0.8127.6——147.5④粉質(zhì)粘土0.7931.20.74——9.2⑤粉砂層0.58————3116.8表2.2裝的極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值土層編號土的名稱樁的側(cè)阻力樁的端阻力①素填土22——②淤泥質(zhì)土28——③粉砂45——④粉質(zhì)粘土60900⑤粉砂層7524002.1．4水文地質(zhì)條件⑴擬建廠區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。⑵地下水位深度：位于地表下3.5m。2.1．5場地條件建筑物所處場地抗震設(shè)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，橫向承重，柱網(wǎng)布置圖如圖2.1所示。2.1．7本人設(shè)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(yīng)標準組合值及柱底荷載效應(yīng)基本組合值選用C軸柱底荷載.柱底荷載效應(yīng)標準組合值和柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下：⑴柱底荷載效應(yīng)標準組合值A(chǔ)軸荷載：B軸荷載：C軸荷載：⑵柱底荷載效應(yīng)基本組合值A(chǔ)軸荷載：B軸荷載：C軸荷載：2.2預(yù)制樁基設(shè)計建筑物基礎(chǔ)設(shè)計方案采用混凝土預(yù)制樁，具體設(shè)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的混凝土沉管灌注樁，以號④土層粉質(zhì)粘土層為持力層，樁尖伸入持力層1.2m，設(shè)計樁長11.0m，初步設(shè)計承臺高0.8m，承臺底面埋置深度為-1.60m，樁頂伸入承臺50mm。2.2．1單樁承載力計算根據(jù)以上設(shè)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：式中：——單樁豎向極限承載力標準值，KN；——單樁總極限側(cè)阻力標準值，KN；——單樁總極限端阻力標準值，KN;——樁身周長，m；——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標準值Kpa；——樁周第i層土的厚度，m；——樁端面積，；——樁端極限端阻力標準值，KPa。2．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(yīng)，即取，則有根據(jù)上部荷載初步估計樁數(shù)為則取設(shè)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(yīng)取其效應(yīng)的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場地內(nèi)無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應(yīng)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(shè)計矩形承臺（見圖，取承臺邊長為承臺平面布置，矩形布樁，樁中心距取3.5d，則，取s=1400mm，樁心距承臺邊緣均為400mm.承臺及其上填土的總重為計算時取荷載的標準組合，則因此滿足設(shè)計要求，股初步設(shè)計是合理的。2.2．3承臺設(shè)計根據(jù)以上樁基設(shè)計及構(gòu)造要求，承臺尺寸為，預(yù)估承臺厚0.8m，承臺混凝土選用C25，，，承臺鋼筋選用HRB335級，承臺計算簡圖承臺內(nèi)力計算承臺內(nèi)力計算荷載采用荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值，則基樁凈反力設(shè)計值為2.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(yīng)具有一定的厚度，初步設(shè)計承臺厚0.8m，承臺底保護層厚度50mm，則。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(chǔ)為圓形樁，計算時應(yīng)將截面換算成方樁，則換算方樁截面邊寬為圓樁換算后邊長為320mm的方樁。a柱對承臺沖切承臺受壓沖切的承載力應(yīng)滿足下式：由于；取=1.0。沖切系數(shù)為；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(yīng)滿足下式：由于從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離為;;.;則故厚度為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，剪切系數(shù)為受剪切承載力高度影響系數(shù)計算：由于Ⅰ-Ⅰ截面剪力為則故滿足抗剪切要求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因此，承臺長邊方向選用取1522@160，實際配筋=5701.5,滿足要求。對于Ⅱ-Ⅱ截面，取基樁凈反力平均值此時則因此，承臺短邊方向選用，滿足要求。e.承臺構(gòu)造設(shè)計混凝土樁頂伸入承臺長度為50mm。兩承臺間設(shè)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。承臺底做100mm厚C10素混凝土層，墊層挑出承臺邊緣100mm.2.2．4樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計預(yù)制樁的樁身混凝土強度等級選用C30,鋼筋選用HRB335級。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(yīng)符合下列規(guī)定：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)；對于擠土灌注樁，基樁施工工藝系數(shù)2.樁身水平承載力驗算由設(shè)計資料得柱底傳至承臺頂面的水平荷載標準值為122，平均每根基樁承受的水平荷載為：樁身按構(gòu)造要求進行配筋，由于受水平荷載，樁身配筋為6Ф12的縱向配筋且均勻的布置在樁周，配筋面積，鋼筋保護層厚度為40mm，則其配筋率為：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，且為灌注樁，故單樁水平承載力特征值按式1—5計算：1—5其中為樁的水平變形系數(shù)，；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；為樁身混凝土抗拉強的設(shè)計值，；為樁身換算截面受拉邊緣的截面模量；為截面換算面積，；為樁頂豎向力影響系數(shù)，本工程表現(xiàn)為壓力，故取由于，從地質(zhì)資料中可看出灌注樁周圍主要為淤泥質(zhì)土，查取相應(yīng)規(guī)范取樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)圓形樁樁身的計算寬度，由于樁直徑小于1米即按式計算：根據(jù)對C25混凝土對HPB235級鋼筋扣除保護層厚度后的樁直徑為故為樁身最大彎矩系數(shù)，由于樁長為11m，樁與承臺的鏈接為固端；EQ，通過樁基規(guī)范可知換算截面積為：取在荷載效應(yīng)標準組合下樁頂?shù)淖钚∝Q向力即，則故樁身的水平承載力滿足要求.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即，同時不小于，所以配筋長度取8.0m。鋼筋錨入承臺應(yīng)不小于35倍的主筋直徑，即不小于，本工程取錨固長度為420mm。箍筋配置箍筋按構(gòu)造要求配置，即采用6＠220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(yīng)每隔2.0m設(shè)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(shè)計A、B軸線下樁基礎(chǔ)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