基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)(附施工圖)

一、設(shè)計(jì)資料1.場(chǎng)地工程地質(zhì)資料：見圖1和表1圖表SEQ圖表\*ARABIC1場(chǎng)地土層分布土層名稱含水量w(%)重度γ(kN/m3)比重ds液限wL(%)塑限wP(%)內(nèi)聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角φ〔度〕壓縮模量ES1-2(MPa)承載力fak(kPa)雜填土16.0灰色淤泥質(zhì)土38.218.52.7338.218.41053.5460灰黃色粘性土6.719.62.7132.717.718207.0220黑色淤泥質(zhì)土30.118.92.7342.018.912144.65100表1各層土的物理性質(zhì)及力學(xué)指標(biāo)2.柱端傳至承臺(tái)頂面處的荷載〔設(shè)計(jì)值〕為：軸力F=6000+50×13=6650〔kN〕，彎矩M=600+50×13=1250〔kN·m〕，剪力V=200-50×13=450〔kN〕〔其中，M、V沿柱截面長邊方向作用。3.柱底面標(biāo)高：m4.柱截面：600×540mm25.樁基平安等級(jí)：二級(jí)6.序號(hào)：13二、設(shè)計(jì)步驟1.持力層選擇因樁基荷載較大，選擇堅(jiān)硬的粘土層作為持力層。2.樁型選擇選用400mm×400mm預(yù)制樁〔靜壓沉樁〕，施工方便，質(zhì)量易得到保證。承臺(tái)頂標(biāo)高為m，先初步確定承臺(tái)厚度為1500mm，即承臺(tái)埋深為m。承臺(tái)分兩階。初步確定樁全長m，打入堅(jiān)硬土層m，樁的有效長度為m。樁身先按構(gòu)造配筋，主筋為HRB335級(jí)816，箍筋：中段為，兩端為，其他局部為，預(yù)制樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，樁頂布置3層鋼筋網(wǎng)片。3.選確定單樁承載力由于，故無需計(jì)算水平承載力。按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁承載力，灰色淤泥質(zhì)土層qsik=25kPa；灰色粘性土層qsik=1000kPa，qpk=5000kPa。單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：單樁豎向極限承載力特征值：。4.初步確定樁數(shù)因樁基承受彎矩和剪力作用，屬偏心受壓狀態(tài)，不考慮承臺(tái)效應(yīng)，暫按估算樁數(shù)，取系數(shù)。需考慮承臺(tái)及承臺(tái)上填土重，設(shè)承臺(tái)平面尺寸為填土及承臺(tái)的平均重度取20kN/m3。承臺(tái)及承臺(tái)上填土重為：Gk=4×4××20=640kN，取根。5.樁平面布置由于采用擠土樁，其間距不宜過密，樁的最小中心間距不小于d，先暫按已假設(shè)的承臺(tái)尺寸布置3排，每排3根樁，即樁的縱向中心間距為1500mm，橫向中心間距為1500mm，樁外緣承臺(tái)挑出局部縱向?yàn)?00mm，橫向?yàn)?00mm。以上假設(shè)均符合構(gòu)造要求。6.樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算先將承臺(tái)先將承臺(tái)頂面荷載換算成作用于承臺(tái)底面的荷載，由于承臺(tái)厚度h=1500mm及樁頂需嵌入承臺(tái)m，故承臺(tái)有效厚度h0=1400mm。承臺(tái)底面總彎矩按偏心豎向力作用下的公式計(jì)算各樁豎向力：各樁頂豎向力：最大值，最小值。7.樁基承載力驗(yàn)算〔1〕單樁承載力驗(yàn)算平均豎向力：最大豎向力：豎向承載力滿足要求?！?〕樁尖持力層的承載力驗(yàn)算因，，故樁尖承載力滿足要求?！?〕軟弱下臥層承載力驗(yàn)算，，〔其中〕，查表得因，故軟弱下臥層承載力滿足要求?！?〕樁基沉降驗(yàn)算基底附加應(yīng)力取樁尖以下8m為計(jì)算深度，由矩形長寬比、深寬比查表得那么：由于，所以計(jì)算深度8m滿足要求。01.001021.00.84921.69481.698441.00.61642.46560.767261.00.46792.80740.341881.00.37402.9920.1846計(jì)算沉降范圍內(nèi)的壓縮模量當(dāng)量值：，查表知?？砂匆韵鹿胶喕?jì)算：其中〔為短邊布樁數(shù)〕根據(jù)群樁距徑比sa/d長徑比l/d及根底長寬比=1查表得C0=59，C1=8，C2=7.399?？傻?。最終沉降量，樁基沉降量滿足要求。，樁基沉降量滿足要求。8.樁基承載力〔1〕求基樁豎向反力設(shè)計(jì)值〔凈反力〕最大凈反力，最小凈反力，平均凈反力。承臺(tái)驗(yàn)算EQ\o\ac(○,1)柱對(duì)承臺(tái)沖切驗(yàn)算沖切力：，拄邊至樁邊水平距離為：沖跨比：沖切系數(shù)：，截面高度，截面高度影響系數(shù)混凝土強(qiáng)度C30，ft=N/mm2。滿足要求。EQ\o\ac(○,2)變階處抗沖切驗(yàn)算沖切力：變階處至樁邊水平距離為：沖跨比：沖切系數(shù)：截面高度，截面高度影響系數(shù)滿足要求。EQ\o\ac(○,3)角樁沖切驗(yàn)算角樁沖切力沖跨比：沖切系數(shù)：截面高度，截面高度影響系數(shù)，，滿足要求。EQ\o\ac(○,4)承臺(tái)抗剪驗(yàn)算如下圖，分別驗(yàn)算1-1，2-2，3-3,4-4截面。應(yīng)滿足下式：，對(duì)變階處：截面有效高度，截面寬，1-1截面：，，滿足要求。3-3截面驗(yàn)算同1-1截面，同樣滿足要求對(duì)柱截面：截面有效高度，截面寬。2-2截面：，，滿足要求。4-4截面：，，，滿足要求。綜上，承臺(tái)抗沖切、抗剪承載力均滿足要求?！?〕承臺(tái)受彎及配筋計(jì)算對(duì)柱邊截面：對(duì)柱邊截面：X方向：，Y方向：，選用HRB400級(jí)鋼筋，，承臺(tái)側(cè)面保護(hù)層厚度35mm。平行于長邊配筋，彎矩較大，鋼筋放于底層，h0=1400mm選用2018，那么，間距滿足構(gòu)造要求。平行于短邊配筋，鋼筋放于底層，h0=(1400-25)mm選用2018，那么，間距滿足構(gòu)造要求?！?〕單樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)制樁采用C30混凝土，HRB335級(jí)縱筋。初步確定縱筋配筋率為0.8%，那么，選用416，那么，滿足最小配筋率的要求。采用HPB235級(jí)鋼筋