中壓成套廠房混凝土灌注樁結(jié)構(gòu)設計計算書

淺談混凝土灌注樁的結(jié)構(gòu)設計關(guān)鍵詞：樁基、混凝土灌注樁、預制樁樁基是高層建筑、大型公共建筑及某些中型、重型工業(yè)廠房常用的地基處理方法，因其承載力高、沉降量小且沉降較均勻等特點，尤其適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構(gòu)）筑物。因此，在沿海以及軟土地區(qū)，樁基應用比較廣泛。實際工程中基礎(chǔ)部分往往在整個土建投資中占據(jù)了很大的比例，因而選擇合理的基礎(chǔ)形式，對節(jié)約工程造價、降低施工難度、加快工程進度至關(guān)重要。樁基有預制樁和灌注樁之分。下面就以“天津三源電力科技產(chǎn)業(yè)園建設項目一期

中壓成套廠房”為例詳細介紹一下混凝土灌注樁的設計。工程簡介：“天津三源電力科技產(chǎn)業(yè)園建設項目一期

中壓成套廠房”工程天津市北辰科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，高新大道與景祥路交匯處。平面尺寸為：橫向柱距9.00米，共15×9.00=135.00米，縱向3×24.00+2×18.00=108.00米，柱頂高度10.00米，每跨均設3t的電動單梁吊車一臺，軌頂▽7.200米。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001），廠區(qū)抗震設防烈度為7度，設計地震加速度0.15g，設計地震分組為第一組。場地類別為Ⅲ類。地質(zhì)報告給出樁基設計參數(shù)：

附表一盆層序號妨地層巖性充頂板標高（米煎）墻層沈

導厚神（米）渠鉆孔灌注樁（孫標準值）請qsik賭（姿kPa生）貍qpk庫（睜kPa染）拘1再素填土督2.62~1網(wǎng).75序0.50~2迫.30葡0仗21漠粉質(zhì)粘土講1.46~起-0.37搜1.90~4蠢.00姻32言31榴粉土迅-1.14~孝-3.08襪3.50~6緞.50泳45妹32恥淤泥質(zhì)粘土駛-5.65~柳-7.85迷2.40~4埋.50似22這41姓粉質(zhì)粘土程-9.38~樓-10.7側(cè)0寒2.00~3慶.30倚38弟42病粉質(zhì)粘土炎-12.11笑~-13.鮮27狐2.50~3它.80或42昆51陽粉質(zhì)粘土呆-14.89洗~-16.餐48指2.30~5像.50畫46塘500秘52-1坊粉質(zhì)粘土梢-18.15院~-20.慈09鎖6.00~9掛.10謎52積550剩52-2豎粉土守-17.79撥~-21.孫11笛5.50~8殊.50寬60腦850注：地質(zhì)報告建議32層淤泥質(zhì)粘土可降低承載力或者完全作為安全儲備。工程地質(zhì)局部剖面圖：

樁基選型：根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合擬建建筑物的類型及荷重，該廠區(qū)下存在淤泥質(zhì)粘土不宜采用天然地基，宜采用混凝土樁基進行地基處理。又因廠區(qū)內(nèi)樁端持力層51粉質(zhì)粘土層以上存在31粉土層，該層側(cè)壁摩阻力較大，目前天津地區(qū)沒有與此相匹配的打樁（壓樁）機械，若采用混凝土預制樁則會造成一定的沉樁困難。若采用52層作為擬建建筑物樁端持力層，其巖性在水平方向上變化較大，分布有52-1粉質(zhì)粘土層及52-2粉土層，采用預制樁不但會造成沉樁困難，還會發(fā)生壓樁后樁頂標高變化較大，并且樁端土層52-1粉質(zhì)粘土層及52-2粉土層的樁端阻力相差較大，進而單樁豎向極限承載力標準值相差較大，故建議擬建建筑物選用鉆孔灌注樁。根據(jù)天津地區(qū)實際工程經(jīng)驗，鉆孔灌注樁的成孔直徑最小為600mm。綜上所述，本工程選用直徑為600mm的鉆孔灌注樁，樁端持力層為51粉質(zhì)粘土層，且樁端進入51粉質(zhì)粘土層的深度不小于兩倍的樁身直徑。結(jié)構(gòu)計算：1、單樁豎向極限承載力標準值計算：根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》公式

(5.3.5)

強q綁sik烤——樁側(cè)第球i識層土的巡極限側(cè)阻力標遇準值；槐q拔pk叉——極限端阻工力標準值；帽l婚i

哀——樁身進入箱第土i氧層土的謎土層厚度；映μ——樁截面堂周長；班A床p滾——樁截面面報積；屯本工程▽±稅0.000拔對應于大沽高哭程▽釋3.000踩（絕對高程）愉，短柱頂標高蒜▽叔-0.500我，承臺底標高翅▽觸-2.000叛，樁頂標高▽裹-1.900企（對應大沽高刻程▽懼1.100煉）。計算過程謝如下：敢

桑

滅

母灌注樁承載力蹄計算買

傷

訓

薄

搶

纖附表二陳±傭▽極0.00=役大沽▽惡3.00水樁截面Φ還600蘭mm蜻根據(jù)《建筑樁警基技術(shù)規(guī)范》眠5.3節(jié)經(jīng)驗更參數(shù)法飽周長u(m)擦1.88日m凳樁踩端面積陣Ap巾(m*m)末0.28如m礎(chǔ)2圾孔口編號蒸qsik訴孔輝2

光孔顆6犬土層千各層底徑標高儲li每qsik格*li概各層底龍標高息li釀qsik腎*li武樁頂蒸▽套1.10買1.10壽1繩0菌1.09房0.01鈔0.00華1.08拖0.02翻0.00癥2摟32頓-2.01長3.10命99.20師-2.42版3.50豎112.00山31對45甩-5.91滅3.90花175.50拋-6.32色3.90松175.50奪32扛0稿-10.01貧4.10屬0.00毛-9.92田3.60驚0.00蠢41躁38遭-12.61冬2.60主98.80錯-12.92經(jīng)3.00激114.00略42己42淋-15.41父2.80翼117.60抓-16.22響3.30遮138.60吩51辭46摧1.20漁1.20拋55.20亮1.20邀1.20繁55.20樣樁長（m）旺17.71辛18.52吸⑤熄1羽層樁端制qpk眠500片Σ屢qsik蘿*li膚546.30刮Σ卵qsik把*li芝595.30酸Qpk轟=臣qpk貴*壇Ap牧(皮kN排)疼141.30豐Q響sk灑=u杰Σ朽qsik箱*li

(頁kN犬)饒1029.2饅3昆Q當SK雷=u裁Σ朝qsik扔*li

(眠kN滲)沖1121.5蟲5幻單樁豎向極限椒承載力標準值餅Quk邀=略Qpk+Qs冊k帆1170.5穴3獨1262.8搭5柄樁長（m）巾18.52幟m鵝注：不考慮刑32溉層淤泥質(zhì)粘土湊的工程性，樁膜側(cè)阻力取為煎0緩。

薄為方便施工，賞樁長統(tǒng)一取為付19.00溫米，調(diào)整計算掙過程如下：督

怪

乒

包

澡灌注樁承載力賭計算繼

漢

海

具

后

附表三削±湯▽喘0.00=名大沽▽猜3.00虜樁截面Φ玩600結(jié)mm臭根據(jù)《建筑樁騎基技術(shù)規(guī)范》補5.3節(jié)經(jīng)驗販參數(shù)法炮周長u(m)秘1.88枝m欺樁茄端面積廁Ap致(m*m)媽0.28宮m清2拖孔口編號伏qsik歐孔挖2

陜孔飲6直土層亂各層底詢標高尺li兩qsik粒*li畫各層底圓標高薄li陷qsik描*li渣樁頂才▽傾1.10癢1.10怖1壩0廉1.09釘0.01革0.00煮1.08姨0.02隸0.00莊2掩32鍋-2.01健3.10池99.20攜-2.42部3.50剪112.00揚31占45躲-5.91花3.90記175.50跳-6.32睜3.90錦175.50良32島0貓-10.01般4.10諸0.00宵-9.92裁3.60稈0.00掃41毯38纏-12.61縮2.60姥98.80仔-12.92蠻3.00潤114.00蔥42渴42時-15.41的2.80端117.60筆-16.22年3.30慣138.60抬51慢46墾2.49僚2.49撕55.20狐1.68徒1.68津55.20貿(mào)樁長（m）丸19.00稼19.00婚⑤鮮1仆層樁端爭qpk度500貸Σ型qsik璃*li往546.30湯Σ襲qsik播*li止595.30球Qpk增=坡qpk戀*言Ap挪(極kN嗚)扣141.30州Q廊sk孟=u疏Σ奶qsik欲*li

(訴kN辨)細1029.2佳3背Q彩SK軋=u緣Σ稱qsik澇*li

(西kN憲)幼1121.5順5難單樁豎向極限餅承載力標準值寄Quk胳=鏈Qpk+Qs斯k騾1282.3圈3福1304.4轟4燈樁長（m）末19.00冶m異注：不考慮孫32配層淤泥質(zhì)粘土建的工程性，樁鄙側(cè)阻力取為轟0龍。

讓從上表計算結(jié)膊果分析，取單南樁豎向極限承河載力標準值為滑1200抄（帶kN篩）。胞

謀

銷

郵

潑

凳

磨

鄙

掌

匙

寺附表四書單樁豎向極限火承餓載力標準值法單樁豎向極限止承刊載力特征值琴單樁豎向極限廣承設載力設計值粉1200(妥kN挽)晃

灘

↓靜1200/2媽=600(曬kN候)草

蓄

↓嘴1200/1課.65=72名7(頃kN繪)爺

緊

↓梨試樁最大壓力悲標準組合割基本組合曬2恐、令由柱底力計算責的基初樁凈反處力壯上部結(jié)構(gòu)計算陰采用中國建筑鞋科學研究院編范制的彈PKPM/賣鋼結(jié)構(gòu)系/病門式剛架聽模塊進行單抗榀聾建模計算，得艘出邊柱（此處貧僅以邊柱為例擺說明）的五柱底反力貫如下：國柱底力標準組促合（彎矩溜M犯——甲kN.m課

撲軸力務N案——魄kN珍

弟剪力勁V床——堆kN捏）附表五輕1足Mmax慮Mmax騙=132.0界4折N=

76眉.01抽V

=34化.59爐2炭Mmin嚴Mmin真=-198味.79討N=191.岸76東V

=-積53.91仔3奇Nmax壤M=-16曲7.90銜Nmax秘=238.6攔9微V

=-距48.50顏4允Nmin新M=12銳7.75果Nmin餐=75.4尿6井V

=34訊.26兆5六Vmax去M

=13才2.04伐N=76.0斧1糊Vmax標=

34.配59馳6塔Vmin妨M=-19趟8.79霞N=191碌.76拼Vmin健=-53.9令1下注：軸力傳

N

船壓為正，彎矩滅

M

始順時針為正，融剪力束

V

疼順時針為正。印按《建筑樁基案技術(shù)規(guī)范》，鹿樁距取島3d類（編d主為樁身直徑）插，邊距取衡d匆。承臺底標高幼為▽螺-2.000葡，樁身混凝土旋強度為肉C30邁，屯f煤c燦=14.3N軍/mm冬2灌，玩f肝t堡=1.43N皺/mm悉2蜘；主受力鋼筋駁為鎖HRB335顯—牲世，箍筋為祥HPB235事—躬捆。跳承臺自重為：釋（覺0.普6×2+1.的8）×1.2版×2.0（基田底標高）×2遙0=144.啊00(削kN終),醒含基礎(chǔ)作自重的柱底力掛標準組合（彎籌矩苦M蹄——蠟kN.m刮

舉軸力碑N壯——多kN煮

想剪力轎V氧——顧kN伯）

膨

稈

眾

陸

預

緊

割

譽

澇

染

突

讓

附表六菠1嘗Mmax芝Mmax概=132.0嗽4澡F=

76吧.01+14請4.00=2腹20.01狡V

=34貿(mào).59米2采Mmin畫Mmin扛=-198花.79專F=191.厲76+144繞.00=33滴5.76螺V

=-僻53.91油3齡Fmax亭M=

-1烘67.90臘Fmax尋=238.6家9+144.騾00=382譜.69球V

=-蛙48.50迷4容Fmin包M

=1疼27.75再Fmin法=

75.加46+144算.00=21妙9.46北V

=34齊.26撒5森Vmax恨M

=13脾2.04降F=76.0鮮1+144.顏00=220裝.01哪Vmax監(jiān)=

34.開59啄6示Vmin貢M

=-1烏98.79原F

=19售1.76+1蔬44.00=秤335.76銅Vmin萌=-53.9硬1折注：軸力城

N

才壓為正，彎矩多

M

懼順時針為正，按剪力摔

V

絡順時針為正。計算簡圖：

農(nóng)★忌

張M役max波組合下：供作用在承臺底秒部的彎矩：衡繞幣Y秋軸彎矩：刊

M賭0y蝴

=M綿y沃＋牲V本·免H=13滑2.04嚷＋婚34.59遲×賢1.50=杠183.93瓦(抓kN兩·狡m)戲基徐樁凈反準力設計值：達計算公式：《叫建筑樁基技術(shù)挎規(guī)范》（嘆JGJ94皆－波2008柱）村

堅

裕（面5.1.1圓－包2裝）蛋N遭1憤

=F/n惜＋協(xié)M形0y己·y秧1跳/夜∑巷y襲i殲2儉=220.0紗1/2煙＋裹183.93蔬×瘦0.90/(謹2×0.9榴2薦)丟

=212伶.19(艦kN夾)↓壞N左2箱

=F/績n－警M獸0y洗·x傲2娘/豈∑痰y君i蛇2江=220.0臘1/2森－輸183.93算×被0.90/(睬2×0.9拆2婦)專

=7.8家3(策kN哨)↓路★巾

鮮M節(jié)min童組合下：辰作用在承臺底承部的彎矩：鉛繞已Y貪軸彎矩：井M龍0y燃

=M青y悠＋群V勒·捆H

冤=－尊198.79玩＋(－溫53.91)毒×坡1.50

館=－籮279.66條(們kN環(huán)·萍m)醋基聾樁凈反方力設計值：重計算公式：《核建筑樁基技術(shù)易規(guī)范》（警JGJ94酸－旋2008幅）

（竿5.1.1－糟2）器N逝1午=F/n晚＋桑M鼓0y炊·y幅1廳/透∑虜y蜘i閣2俗=335.7災6/2疑＋(-279描.66)×靜0.90/(樂2×0.9鉤2慧)卻=12.51候(形kN享)↓鞏N薦2捆

=F/殘n－荒M河0y圾·x膜2訓/沒∑活y再i逮2梳=335.7獅6/2獨－(-279迅.66)×繁0.90/(紛2×0.9憤2廟)印=323.2席5(渣kN添)↓傍★毫

瞎F許max觸組合下：傘作用在承臺底基部的彎矩：施繞合Y慕軸彎矩：葡M捕0y班

=M督y(tǒng)屑＋狂V愿·褲H

治=－擇167.90怨＋(－壁48.50)瓜×灶1.50

策=－咸240.65漲(戲kN別·父m)污基伸樁凈反凍力設計值：蜂計算公式：《膀建筑樁基技術(shù)待規(guī)范》（浙JGJ94畫－臘2008迫）

利

（昌5.1.1拳－律2餐）某N棒1竄=F/n迎＋底M算0y猛·y遣1私/摧∑聽y舟i叼2姿=382.6俯9/2級＋(-240鐵.65)×任0.90/(死2×0.9賽2承)車=57.66閱(初kN童)↓境N芝2丘

=F/免n－地M愁0y博·x恭2鳥/邪∑框y混i稠2而=382.6條9/2望－(-240鐮.65)×淹0.90/(博2×0.9含2追)唇=325.0飄4(每kN途)↓嘩★下

握F揉min史組合下：標作用在承臺底娃部的彎矩：丙繞梯Y診軸彎矩：逼

M吸0y在

=M偵y葬＋籃V參·斥H

董=127.7摸5＋34.2熄6×寧1.50

鹽=179.1江4推(遺kN桂·概m)具基勢樁凈反煤力設計值：趟計算公式：《改建筑樁基技術(shù)腸規(guī)范》（儲JGJ94燈－狡2008蓋）

瓣

竿（誕5.1.1繼－魯2兆）控N痰1幟=F/n餅＋挑M體0y糊·y貪1勤/米∑搶y航i站2崖=219.4夸6/2則＋179.1家4×齊0.90/(轉(zhuǎn)2×0.9互2濕)啞=209.2炸5(霉kN濫)↓招N音2季

=F/攜n－患M穿0y弱·x脈2色/邀∑酬y殲i護2博=219.4溫6/2聽－179.1池4×左0.90/(逃2×0.9休2呆)框=10.21毛(蒜kN撓)↓獄由附表博六分析缺得知，最大（姓最小）剪力不腸起控制作用。俗綜合以上計算棗結(jié)果，可以得輝到：勒N鎖max程=325.0沙4(濾kN彼)↓，村N續(xù)min戲=憂7.83(械kN摧)↓，可以看奪出基樁均為受蹲壓樁，閘且基樁樁身可的混凝土抗壓聚強度繼f乎c恭·課A勒p絮=14.3奏×厭3.1助4×感600接2友/4=404羽1.18(盒kN榨)>>亂N跡max鐘=325.0索4(膨kN叔)菜，故可按《建萬筑樁基技術(shù)規(guī)鄰范》（忘JGJ94-蘭2008嚇）第衰4.1.1定條規(guī)定“膚1貨、當樁身直徑胡為疾300~20臟00mm攀時，正截面配宗筋率可取慮0.65%納～色0.2%飾（小直徑樁取確高值）；對受座荷載特別大的唇樁、抗拔樁和貧嵌巖樁鬼端承樁應仍根據(jù)計算確定阻配筋率，并不貫小于上述規(guī)定擇值。停4嚷、箍筋應采用柳螺旋式，直徑刃不應小于截6mm圾，間距宜為擾200~30挺0mm豬；受水平地震悠作用的樁基以服及考慮主筋作億用計算樁身受怒壓承載力時，括樁頂以下霉5d賄范圍內(nèi)的箍筋揀應加密，間距榮不應大于粗100mm憐；當鋼筋每籠撿長度超過掛4m跑時，應每隔五2m責設一道直徑不或小于姓12mm慌的焊接加強箍凍筋嚼”泳。根據(jù)以上原陣則，本工程樁俱身配筋均可按群構(gòu)造要求設置編，具體配筋如舅下：最小配筋鴉面積穿As=嚇Ap殖·覆0.2%=3科.14愛×攀600咳2逢/4厚×罰0.2%=5泊65.2mm轎2辰。實際配筋跪812露（仆As=905般mm2隙），配筋長度奔為貼2/3榮的樁長，箍筋鄰為三8@200經(jīng)，殼樁頂以下奇5d斧范圍內(nèi)箍筋加香密為江8@100障，且在樁身的型配筋范圍內(nèi)，亡每隔摘2m蘿設一道笑14怕的焊接加勁鋼靈筋?；炷帘Ｈ缱o層厚度為判50mm塵。結(jié)束語心1、從附表三捏可以看出，孔攏2中側(cè)壁阻力步占樁身總阻力殘的1029.黑23/12居82.33=80%，慈孔6中側(cè)壁阻這力占樁身總阻嶼力的1121付.55/1泄304.44僑=86%，由康此可見，基樁愿的側(cè)壁阻力遠宅遠大于端阻力導，故本工程的柏基樁為“端承規(guī)摩擦型混凝土鞏灌注樁”。借2、從基典樁凈反何力的計算結(jié)果市可以看出，基亦樁凈反輸力釋Nmin償=7.83(惰kN唱)>0稍，可見本工程煉的基設樁全部除為受壓樁，且殲樁身的混凝土拐強度已滿足設塑計要求，故樁中身的主筋僅需于按《建筑樁基批技術(shù)規(guī)范》（卵JGJ94-造2008游）中要求的構(gòu)搖造配筋即可。城若樁身混凝土畫強度不能滿足山抗壓要求，則沫樁身的配筋需攻根據(jù)計算確定攻。讀到這里有京些讀者會問“墾若出現(xiàn)抗拔樁應，即開Nmin湯<0示時，如何處理研？”喜這里作者簡單稼談一談抗拔樁挑的設計問題：華★夾

桐單樁豎向極限促承載力標準值爬計算?？拱螛堵拥膯螛敦Q向極著限承載力不計寇樁端的端阻力羨，以本工程為席例，然Quk師=于Qsk呀=min(1吸029.23路、1121.壓55)=10款29.23（濾kN末），設計時取懼Quk搞=1000.巷00（摘kN縫）進行設計。窗各項數(shù)據(jù)如下慶表：立