基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)WORD

1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)名 稱：樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 姓 名：文嘉毅 班 級：051124 學(xué) 號：20121002798 指導(dǎo)老師：黃生根16 / 20樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題高層框架結(jié)構(gòu)（二級建筑）的某柱截面尺寸為1250×850mm ，該柱傳遞至基礎(chǔ)頂面的荷載為：F=9200kN ，M=410kNm ，H=300kN ，采用6-8根800的水下鉆孔灌注樁組成柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)，設(shè)地面標(biāo)高為±0.00m，承臺底標(biāo)高控制在-2.00m ，地面以下各土層分布及設(shè)計(jì)參數(shù)見附表，試設(shè)計(jì)該柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：1.確定樁端持力層，計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk；2.確

2、定樁中心間距及承臺平面尺寸；3.計(jì)算復(fù)合基樁豎向承載力特征值Ra及各樁頂荷載設(shè)計(jì)值N，驗(yàn)算基樁豎向承載力；計(jì)算基樁水平承載力RHa并驗(yàn)算；4.確定單樁配筋量； 5.承臺設(shè)計(jì)計(jì)算；6.繪制樁基結(jié)構(gòu)圖。項(xiàng)目濕重度gkN/m3孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮模量EsMPa承載力特征值faKkPa層厚m鉆孔灌注樁樁基參數(shù)極限側(cè)阻 力標(biāo)準(zhǔn)值qsikkPa極限端阻 力標(biāo)準(zhǔn)值qPKkPa地基土水平抗力系數(shù)的比例系 數(shù)m(MN/m4)層粉土19.00.9026.0804.3236層粉細(xì)砂19.60.9006.51053.8209層細(xì)砂19.80.8607.81252.82813層粉土19.60.81010.51402

3、.34015層1粉細(xì)砂19.70.857.01154.42812層粉細(xì)砂19.70.77016.01703.04885028層粉質(zhì)粘土19.80.6830.258.51602.56625層粉土19.80.75013.71702.95825層粉質(zhì)粘土19.90.7160.466.11455.76014層1粉砂20.00.77014.01900.85282037層粉質(zhì)粘土19.90.7160.466.11454.56071014層粉土20.40.70013.01953.56236層粉質(zhì)粘土19.90.7060.278.21704.86828層細(xì)砂20.20.69022.022017.7701500

4、45設(shè)計(jì)內(nèi)容一確定樁端持力層，計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1.確定樁端持力層及樁長根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知，樁的直徑d =800mm。根據(jù)土層分布資料，選擇層厚為4.5m的層粉質(zhì)粘土為樁端持力層。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度，對粘性土、粉土不宜小于2d。因此初步確定樁端進(jìn)入持力層的深度為2m。則樁長為：=4.3+3.8+2.8+2.3+4.4+3.0+2.5+2.9+5.7+0.8+2-2=32.5m2.計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值因?yàn)橹睆?00mm的樁屬于大直徑樁，所以可根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值： （1-1）其中樁的周長=2.513m；樁端面積=0.

5、503；、為別為大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，=1，=1。根據(jù)所給土層及參數(shù)，計(jì)算：=2.513×1×23×(4.3-2)+20×3.8+28×2.8+40×2.3+28×4.4+48×3.0+66×2.5+ 58×2.9+60×5.7+52×0.8+60×2+1×710×0.503=3883.6kN確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值后，再按下式計(jì)算單樁豎向承載力特征值： （1-2）其中為安全系數(shù)，取=2。則=3883.6/2=1941.8kN。2 確定

6、樁中心間距及承臺平面尺寸樁數(shù)=F/=9200/1941.8=4.7，所以暫取樁數(shù)為6根。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，非擠土灌注樁的最小中心距為3d，邊樁中心至承臺邊緣的距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不應(yīng)小于150mm。取樁中心距為2.5m，邊樁中心距承臺邊緣的距離取為0.8m。則承臺長度=2×(2.5+0.8)=6.6m，承臺寬度=2×0.8+2.5=4.1m。承臺平面示意圖如下：3 計(jì)算復(fù)合基樁豎向承載力特征值及各樁頂荷載設(shè)計(jì)值，驗(yàn)算基樁豎向承載力；計(jì)算基樁水平承載力并驗(yàn)算1.確定復(fù)合基樁豎向承載力特征值根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中介紹的方法，對于此類

7、情況，應(yīng)按下式確定其復(fù)合基樁的豎向承載力特征值： （3-1）其中為承臺效應(yīng)系數(shù)，可根據(jù)/、/等參數(shù)查表得到。當(dāng)計(jì)算樁為非正方形排列時，A為承臺計(jì)算域面積，為樁數(shù)。=2.124，=2.655，=0.126，通過查表，可取為0.06。 為承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)地基承載力特征值的厚度加權(quán)平均值，由資料可得，為80kPa。 為計(jì)算基樁所對應(yīng)的承臺底凈面積，為樁身截面面積。則=(6.6×4.1-6×0.503)/6=4.007。則復(fù)合基樁的豎向承載力特征值=1941.8+0.06×80×4.007=1961.1kN2.確定各樁頂荷載設(shè)計(jì)值，驗(yàn)算

8、基樁豎向承載力根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中介紹的方法，各樁頂荷載設(shè)計(jì)值可由下式計(jì)算： （3-2） 式中為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用，作用于承臺頂面的豎向力；為樁基承臺和承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對穩(wěn)定的地下水位以下部分應(yīng)扣除水的浮力，此處承臺上土的重度取為10kN/m³；、分別為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺底面，繞通過樁群形心的、主軸的力矩；、分別為第、基樁或復(fù)合基樁至、軸的距離。暫取承臺高度為1.8m，M與長邊方向（軸方向）一致。樁按從左到右、從上到下的順序分別記為16號樁。各樁頂荷載設(shè)計(jì)值如下：(9200+2×6.6×4.1×10)/6+(410+300×

9、;1.8) ×2.5/(4×2.5×2.5) =1718.5kN(9200+2×6.6×4.1×10)/6=1623.5kN(9200+2×6.6×4.1×10)/6-(410+300×1.8) ×2.5/(4×2.5×2.5) =1528.5kN由計(jì)算結(jié)果可得：=1528.5kN0，基樁不受上拔力。=1718.5kN1.2,基樁豎向承載力滿足要求。 3.計(jì)算基樁水平承載力并驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時，可按下式估算樁身配筋率小于0.6

10、5%的灌注單樁水平承載力特征值： （3-3） 為樁的水平變形系數(shù)，其中為地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；為樁身的計(jì)算寬度，對于圓形樁，當(dāng)直徑1m時，；為樁身抗彎剛度，對于鋼筋混凝土樁，為混凝土彈性模量，為樁身換算截面慣性矩：圓形截面；為樁身換算截面受拉邊緣的截面模量，此處；為扣除保護(hù)層的樁直徑；為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；為樁身配筋率； 為樁截面模型塑性系數(shù)，圓形截面=2；為樁身混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為樁身最大彎矩系數(shù)；為樁頂豎向力影響系數(shù)，豎向壓力取0.5；為樁身換算截面積，圓形截面；為在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂?shù)呢Q向力。 (4.3-2)×6+3.8×9+2.8&#

11、215;13+2.3×15+4.4×12+3×28+2.5×25+2.9×25+5.7×14 +0.8×37+2×14/32.5=16.25MN/ 0.9×(1.5×0.8+0.5)=1.53m若樁身采用C30的混凝土，其彈性模量為，混凝土保護(hù)層的厚度取為60mm，采用HRB335規(guī)格的鋼筋，其彈性模量為。=800-2×60=680mm=6.67當(dāng)樁徑為300-2000mm時，樁身正截面的配筋率可取0.65%-0.2%，暫取樁身配筋率為0.58%。0.0530.5×0.053

12、×0.68=0.018020.558C30混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.43MPa。樁身最大彎矩系數(shù)可根據(jù)的值查表獲得，為0.926。0.519所以基樁水平承載力為：= =51.69kN群樁基礎(chǔ)的基樁水平承載力特征值應(yīng)考慮由承臺、樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)，可按下列公式確定： （3-4） （3-5） （3-6） （3-7） （3-8）式中為群樁效應(yīng)綜合系數(shù)；為樁的相互影響效應(yīng)系數(shù)；為樁頂約束效應(yīng)系數(shù)；為承臺側(cè)向土水平抗力效應(yīng)系數(shù)（承臺外圍回填土為松散狀態(tài)時取=0）；為承臺底摩阻效應(yīng)系數(shù)；為沿水平荷載方向的距徑比；、分別為沿水平荷載方向與垂直水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)；為承臺底與地基

13、土間的摩擦系數(shù)；為承臺底地基土分擔(dān)的豎向總荷載標(biāo)準(zhǔn)值。沿水平荷載方向的距徑比=2.5/0.8=3.125。沿水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)=3，垂直水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)=2。樁的相互影響效應(yīng)系數(shù)0.678。通過查表可得，=2.05。承臺側(cè)向土水平抗力效應(yīng)系數(shù)=0。115.4kN通過查表，可取承臺底與地基土間的摩擦系數(shù)為0.3。0.1121.502由此可得，群樁基礎(chǔ)的基樁水平承載力特征值為77.6kN基樁水平力設(shè)計(jì)值50kN77.6kN，所以基樁水平承載力滿足要求。4 確定單樁配筋量由配筋率=0.58%可得，單樁中縱向鋼筋的截面面積為：2915根據(jù)灌注樁的配筋要求，選用8根22的HRB335鋼

14、筋，其截面面積為3041，滿足要求。樁頂縱向主筋應(yīng)錨入承臺內(nèi)，錨入長度取為800mm。 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，柱及其他受壓構(gòu)件中的周邊箍筋應(yīng)做成封閉式；其間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15（為縱筋最小直徑），且不應(yīng)大于400mm，也不大于構(gòu)件橫截面的短邊尺寸。箍筋直徑不應(yīng)小于/4（為縱筋最大直徑），且不應(yīng)小于6mm。根據(jù)箍筋的配置要求，箍筋選用8的HPB235級鋼筋，采用間距為200mm的螺旋式箍筋。5 承臺設(shè)計(jì)計(jì)算1. 承臺構(gòu)造 根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范要求，樁嵌入承臺內(nèi)的長度對中等直徑樁不宜小于50mm，對大直徑樁不宜小于100mm。承臺底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，當(dāng)有混凝土墊層時，不應(yīng)小于5

15、0mm，無墊層時，不應(yīng)小于70mm，并不小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度。 取承臺高度為1.8m，樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度為100mm，承臺底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度取為120mm。2.抗剪切計(jì)算按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，柱下獨(dú)立樁基承臺斜截面受剪承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算： （5-1） （5-2） （5-3）式中為不計(jì)承臺及其上土自重，在荷載效應(yīng)基本組合下，斜截面的最大剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值；為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為承臺計(jì)算截面處的計(jì)算寬度；為承臺計(jì)算截面處的有效高度；為承臺剪切系數(shù)；為計(jì)算截面的剪跨比，此處，、為柱邊（墻邊）或承臺臺階處至、方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離；為受剪切承載力截面高度影響系數(shù)。計(jì)算示

16、意圖如下：有效高度=1800-120=1680mm。0.831根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，對于圓柱及圓樁，計(jì)算時應(yīng)將其截面換算成方柱及方樁，換算樁截面邊長0.64m。柱邊至、方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離：1555mm，505mm計(jì)算截面的剪跨比：0.926，0.301承臺剪切系數(shù)：0.909，1.345 樁按從左到右、從上到下的順序分別記為16號樁。（1）對于截面： =6.6m =4870.5kN 17722kN4870.5kN，所以滿足要求。（2） 對于截面： 4.1m 3437.0kN 7440kN3437.0kN，所以滿足要求。3.抗沖切計(jì)算按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，沖切破壞椎體應(yīng)采用自

17、柱（墻）邊或承臺變階處至相應(yīng)樁頂邊緣連線所構(gòu)成的椎體，椎體斜面與承臺底面之夾角不應(yīng)小于45°。椎體斜面與承臺底面之夾角47.2°，所以夾角滿足要求。（1） 承臺受柱沖切的承載力計(jì)算對于柱下矩形獨(dú)立承臺受柱沖切的承載力可按下列公式計(jì)算： （5-4） （5-5） （5-6）式中為不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下作用于沖切破壞椎體上的沖切力設(shè)計(jì)值；為承臺混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為承臺受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)800mm時，取1.0，2000mm時，取0.9，其間按線性內(nèi)插法取值；、分別為、方向的柱截面的邊長；為柱（墻）沖切系數(shù)；為沖垮比，為柱邊或承臺變階處到樁邊水平距

18、離，當(dāng)0.25時，取=0.25，當(dāng)1.0時，取=1.0；為不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下柱（墻）底的豎向載荷設(shè)計(jì)值；為不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下沖切破壞椎體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。 0.746，1.677根據(jù)線性插值法計(jì)算得到，=0.917。因?yàn)闆_切破壞椎體內(nèi)無基樁，所以=0。沖切力設(shè)計(jì)值為：9200kN承臺受柱沖切的承載力為： 25179kN因此，承臺受柱沖切的承載力滿足要求。（2） 承臺受基樁沖切的承載力計(jì)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，四樁以上（含四樁）承臺受角樁沖切的承載力可按下列公式計(jì)算： （5-7） （5-8） （5-9） 式中為不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁（含復(fù)合基樁）反力設(shè)計(jì)值；、為角樁沖切系數(shù)；、為從承臺底角樁頂內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離，當(dāng)柱（墻）邊或承臺變階處位于該45°線以內(nèi)時，則取由柱（墻）邊或承臺變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切椎體的椎線；、為角樁內(nèi)邊緣到承臺外邊緣距離；為承臺外邊緣的有效高度；、為角樁沖垮比，其值均應(yīng)滿足0.251.0的要求。1555mm，505mm0.926，0