樁基礎(chǔ)設(shè)計全過程

1、。第四章基礎(chǔ)方案評價與設(shè)計第一節(jié)巖土參數(shù)統(tǒng)計各土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)分層統(tǒng)計各土層物理力學(xué)性質(zhì)見表4-1表 4-1各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標統(tǒng)計成果表含濕孔塑塑液壓縮直剪地層項水重隙限性性模量內(nèi)內(nèi)摩名稱目量度比Wp%指指MPaw%e數(shù)數(shù)聚擦角3力( kN/mI pI lkPa度 )n343434343434211717max32.9210.93123.923.40.7411.93618min16.518.10.62014.111.00.366.9128粉質(zhì)粘土2619.220.75418.515.80.507.322133.300.580.091.902.500.101.767.003.000.1

2、30.030.120.100.160.200.240.340.22n909090909090524141max28.720.60.82424.924.60.2727.55422min17.5180.53313.811.60.0110.6218粘土23.619.340.71619.418.30.2313.836162.200.490.072.502.900.073.609.003.000.090.030.090.130.160.280.260.240.18n353535353535211919max26.520.70.92623.125.70.4723.65020min15.417.70.501

3、11.68.7-0.088.2179殘積粘性22.719.40.69818.117.10.2411.83516土2.300.560.073.003.600.073.5811.003.000.100.030.100.160.210.290.300.310.18-可編輯修改-。4.1.2 各土層承載力特征值、壓縮模量（變形模量）綜合成果承載力特征值、壓縮（變形）模量等見表4-2表 4-2承載力特征值、壓縮（變形）模量分層統(tǒng)計成果表室內(nèi)標準貫入綜合取值巖土試驗地層層 名編號aksNaksaks(1-2)EEE（ kPa）（ MPa）( 擊 )（ kPa）（ MPa）（ kPa）（ MPa）粉質(zhì)粘19

4、07.37.416010.01708.0土粘土45013.816.845018.040016.0殘積粘20011.821.026023.026012.0性土強風(fēng)化E =44.42.94200泥巖0中風(fēng)化frk= 5.86 MPafa=1300kPa泥巖4.1.3 樁基設(shè)計參數(shù)樁基設(shè)計參數(shù)見表4-3表 4-3樁基設(shè)計參數(shù)鉆孔灌注樁長螺旋壓灌樁層號層名狀態(tài)qsiaqsiaq （ kPa）q （ kPa）（ kPa）pa（ kPa）pa粉質(zhì)粘土可3829粘土硬4939殘積粘性土硬4536強風(fēng)化泥巖硬6858900中風(fēng)化泥巖中風(fēng)化17022001401800-可編輯修改-。第三節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計資料住宅

5、樓高98.8m，33 層，整體為一矩形，長40m 寬 10m，占地面積400，每層荷重按 16.0kN/m 2 考慮，則建筑總載荷F=211200kN。結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻厚0.3m ，長 10m，共 8 面?；A(chǔ)形式為鉆孔灌注樁，采用旋挖成樁工藝，泥漿護壁。承臺埋深 1.5m 。土層情況為：01.5 粉質(zhì)粘土，厚度1.5m；1.57.2m 粘土，厚度5.7m ；7.211.2m 殘積粘性土，厚度4m；11.219.7m 強風(fēng)化泥巖，厚度8.5m；19.7m中風(fēng)化泥巖。各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標見本章第一節(jié)。樁基持力層及樁長確定根據(jù)工程地質(zhì)情況，選擇第 層中風(fēng)化泥巖為持力層，樁徑d=1m，

6、承臺埋深1.5m，樁進入持力層 4.0m ，深入承臺0.2m，則樁長I48.545.71.51.522.2m4.3.3單樁承載力的確定一、單樁豎向極限承載力的確定根據(jù)上述條件，樁身周長u3.142m ，樁端面積 Ap0.785m 2根據(jù)規(guī)范，有經(jīng)驗參數(shù)法公式：QukQskQ pkuqsik li qpk Ap（4.1 ）式中Quk 單樁極限承載力標準值；Qsk 、 Qpk 分別為總極限側(cè)阻力標準值和總極限端阻力標準值；u 樁身周長；q sik 樁側(cè)第 i 層土的極限側(cè)阻力標準值；l i 樁周第 i 層土的厚度；q pk 極限端阻力標準值；Ap 樁端面積。則（取值于表4-3 ）Quk3.1421

7、704688.5454495.72200 0.7857122.76kN二、單樁豎向承載力特征值的確定-可編輯修改-。根據(jù)規(guī)范1RaQuk（4.2 ）K式中Ra 單樁豎向承載力特征值；K 安全系數(shù)。取安全系數(shù)K =2，則單樁豎向承載力特征值Ra1Quk 7122.76/ 223561.38kN總樁數(shù)、布樁及承臺尺寸的確定一、總樁數(shù)n因承臺尺寸未知，所以先初步確定樁數(shù)，待布樁完成并確定承臺尺寸后再驗算樁數(shù)是否滿足條件Fn（4.3 ）Ra式中n 總樁數(shù)；F 建筑總載荷。n 211200 3561.3859.3考慮到承臺重量等因素，取n64二、樁距根據(jù)規(guī)范規(guī)定，兩樁中心距不宜小于樁身直徑的3 倍，因而

8、?。簊a3d3.0m而邊樁的中心到承臺邊緣距離不能小于樁的直徑，同時邊樁的外邊緣到承臺邊緣的距離不能小于150mm，故取邊距為500mm。三、承臺及樁的布置1. 根據(jù)建筑物上部結(jié)構(gòu)及載荷要求，布置8 個承臺，承臺均分載荷FkF26400kN8式中Fk 承臺受建筑物載荷。每個承臺布樁 8 根。詳見附圖 A 承臺布置平面圖。2. 承臺厚度樁基的承臺厚度應(yīng)該滿足柱（墻）對承臺的沖切承載力與基樁對承臺的沖切承載力要求。沖切破壞錐體采用自柱（墻）邊或者承臺變階處到相應(yīng)樁頂邊緣連線所構(gòu)成的錐體，錐體斜面與承臺底面的夾角不應(yīng)小于 45°。根據(jù)此規(guī)定及上文確定的樁距與邊距初步確定承臺形狀尺寸為：-可

9、編輯修改-。長 11.0m，寬 5.0m，高 1.0m。承臺結(jié)構(gòu)詳見附圖 B 承臺結(jié)構(gòu)圖。樁基承載力驗算一、承臺及上覆土重承臺混凝土采用C35，取其重量為，暫不考慮鋼筋質(zhì)量，則承臺及上覆土重：Gd Ah25d11 5 1.00.3 100.51880.5kN式中G 承臺及上覆土重；d 上覆土重度，取18kN/m3A 承臺占地面積；h 開挖深度。二、樁基承載力驗算若不考慮承臺效應(yīng)，根據(jù)上述條件可知復(fù)合樁基豎向承載力特征值為：QukRa3561.38kN2而基樁載荷設(shè)計值FkGN3535.06kNRa8式中N 基樁載荷設(shè)計值。符合要求。樁基不受水平載荷。樁基沉降驗算建筑樁基沉降變形的計算值不應(yīng)大于

10、其允許值。因承臺受力均勻，驗算其中點處沉降是否符合要求即可：sn zi izi1 i 1c s'4 e p0Esii 1eC0nb 1nb1 C2C1nbn BcLc式中s 樁基最終沉降量（mm）（ 4.4 ）（ 4.5 ）（ 4.6 ） 樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，沒有當(dāng)?shù)乜煽拷?jīng)驗時按建筑樁基技術(shù)規(guī)范第條確定；e 樁基等效沉降系數(shù)，可按式（4.5 ）得出；s' 采用 Boussinesq解，按實體深基礎(chǔ)分層總與法計算出的樁基沉降量（mm）；p0 在載荷效應(yīng)準永久組合下承臺底的平均附加壓力；n 樁基的沉降計算深度范圍內(nèi)劃分的土層數(shù)量；zi 樁端平面的載荷作用面到第i 層土底面距離；-

11、可編輯修改-。ai 樁端平面載荷計算點到第 i 層土底面深度范圍內(nèi)的平均附加應(yīng)力系數(shù)，按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范附錄 D 選用；Esi 等效作用面以下第 i 層土的壓縮模量（ MPa），采用地基土在自重壓力到自重壓力加附加壓力作用時的壓縮模量；nb 矩形布樁時短邊布樁數(shù)，布樁不規(guī)則時按式（ 4.6 ）確定， nb 1；nb=1 時，可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范計算；C0 、 C1 、 C2 依據(jù)群樁距徑比 sa/d 、長徑比 l/d 和基礎(chǔ)長寬比 Lc /B c ，按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范附錄 E 確定；Lc 、 Bc 、 n 分別為矩形承臺的長、寬和總樁數(shù)。根據(jù)已知條件，據(jù)規(guī)范?。?.08C00.176，C1

12、1.619，C25.570，nb2z112.5m，z216.5m， 10.090， 20.064則（取值于表4-2 ）：e0.176210.3151.619215.570p0264001880.5d 11510.3 0.510496kN/m2115s41.080.31549612.50.09016.50.06412.50.09066.2mm1612因建筑物高度H g 98.8m100m ，則需 s350mm ，滿足要求。樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計一、配筋設(shè)計采用 C25 強度等級的混凝土，縱筋采用HRB 400 級。結(jié)合已知條件：軸向壓力承載力設(shè)計值 Nu Ra 3561.38kN 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值

13、 fc 11.9N/mm2縱筋抗壓強度設(shè)計值f 'y360N/mm 2構(gòu)件截面面積A0.785 106 mm2因 l0 d 22.2則查表可知穩(wěn)定系數(shù)0.65根據(jù)公式N u 0.9 ( fc A f 'y A 's )(4.7)式中Nu 軸向壓力承載力的設(shè)計值；0.9 可靠度調(diào)整系數(shù)；-可編輯修改-。 鋼筋混凝土的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；fc 混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值；A 構(gòu)件截面面積；f 'y 縱向鋼筋的抗壓強度設(shè)計值；A 's 全部縱向鋼筋的截面面積?？汕蟮每v筋截面面積A 'S1( Nufc A)13561.38 1000 11.9 0.78

14、5 106f 'y0.93600.9 0.659037.97mm2為負值，則采用最小配筋率配筋'min0.55%A'sA 'min4317.5mm2如果采用1420，A's4398.8mm24398.8'0.56%785000可以。根據(jù)規(guī)范對箍筋的要求，選用 HPB300級，直徑 6mm，間距 200mm的螺旋式箍筋，保護層厚度取 50mm。詳見附圖 C 單樁及承臺配筋圖。二、樁身承載力驗算依據(jù)規(guī)范，樁頂軸向壓力設(shè)計值應(yīng)滿足：Nc fc Aps（4.8 ）式中N 荷載效應(yīng)基本組合下樁頂軸向壓力設(shè)計值；c 基樁成樁的工藝系數(shù)，按建筑樁基技術(shù)規(guī)范第5

15、.8.3 條確定；fc 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；Aps 樁身截面面積。結(jié)合設(shè)計條件，取c =0.8則c f c Aps0.8 11.90.78510 37473.2kN N3561.38kN滿足要求。4.3.8承臺設(shè)計計算上文初步確定了承臺尺寸：長11.0m，寬 5.0m，高 1.0m。詳見附圖 B 承臺結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)規(guī)范， 承臺主體混凝土采用C35 級，保護層取 200mm，其下做 100mm厚 C7.5 素混凝土墊層。一、受彎計算和承臺配筋兩樁條形承臺與多樁矩形承臺的彎矩計算截面應(yīng)取在柱邊與承臺的變階處。-可編輯修改-。結(jié)合附圖B 承臺構(gòu)造圖與圖4-1 （第 21 頁）承臺彎矩計算示意圖，

16、按照下列公式M xNi yi（ 4.9 ）M yNi xi（ 4.10 ）式中M x 、 M y 分別為繞X 軸、 Y 軸方向計算截面處的彎矩設(shè)計值；xi 、 yi 垂直 Y、 X 軸方向自樁軸線到相應(yīng)計算截面的距離；Ni 不計承臺和上覆土重，荷載效應(yīng)基本組合下第i基樁或者復(fù)合基樁的豎向反力設(shè)計值。1. 因沿 X 方向樁基均在剪力墻載荷以內(nèi)，承臺不受彎矩作用，按最小配筋率配筋：選用 HRB335 級鋼筋，其抗拉強度設(shè)計值為f y 300N/mm 2 。則沿 X 方向布設(shè)鋼筋截面面積AsxA min 5 1.0 1060.2%10000mm2根據(jù)規(guī)范要求，若取間距為175mm,則實際配筋 272

17、2 的鋼筋， As10262.7mm2 ，配筋率10262.7x51.0106 0.205%0.2%滿足要求。2. 求得 Y 方向彎矩M yNi xi0.33561.38 4 4273.66kN m沿 Y 方向布設(shè)鋼筋截面面積AsyM y15828.36mm 20.9h0 f y根據(jù)規(guī)范要求，若取間距為200mm,則實際配筋 5120 的鋼筋， As216024.2mm ，配筋率y16024.20.146%0.15%111.010 6偏小，取 5320 則 y =0.151%，滿足要求。詳見附圖C單樁及承臺配筋圖。二、受沖切計算根據(jù)規(guī)范1. 承臺受剪力墻沖切承載力可按下列公式計算：Flhp 0

18、 um ft h0（ 4.11 ）FlFQi（ 4.12 ）-可編輯修改-。0.84（ 4.13 ）00.2式中Fl 不計承臺和上覆土重，荷載效應(yīng)基本組合下作用在沖切破壞椎體上的沖切力設(shè)計值；hp 承臺受沖切承載力截面高度的影響系數(shù)，h 800mm 時取 0.1 ，h 2000mm 時取 0.9 ，其間按線性內(nèi)插法取值；0 柱（墻）沖切系數(shù)；u m 承臺沖切破壞椎體有效高度一半處的周長；ft 承臺混凝土抗拉強度設(shè)計值；h0 承臺沖切破壞椎體有效高度；F 不計承臺和上覆土重，載荷效應(yīng)基本組合下的柱或墻底的豎向荷載設(shè)計值；Qi 不計承臺和上覆土重，荷載效應(yīng)基本組合下的沖切破壞椎體內(nèi)各基樁或復(fù)合樁基

19、的反力設(shè)計值的和。 沖垮比，a0 h0，a0 為柱（墻）邊或者承臺變階處至樁邊水平距離；0.25時取 0.25, ；1.0 時取 1.0 ；結(jié)合附圖B 承臺構(gòu)造圖與圖4-2 （第 21 頁）柱對承臺的沖切計算示意圖：X 方向基樁均在剪力墻受力范圍內(nèi)，不受沖切作用；Y 方向沖切承載力：求得0.850.851.00.8400.80.850.2Fly26400026400kNhp0um ft h00.9830.822300 1.57100027532650.4N27532.7kN27532.7kN26400kN滿足要求。三、受剪計算根據(jù)規(guī)范，承臺斜截面的受剪承載力按照下式計算：Vhs ft boh0（ 4.14 ）1.75（ 4.15）18001 4