基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)-胡亞蒙

1、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 基礎(chǔ)工程 題 目： 建筑樁基課程設(shè)計(jì) 系 別： 建筑系 專 業(yè)： 土木工程（本科） 班 級： 四 學(xué) 號： 1214410411 學(xué)生姓名： 胡亞蒙 起訖日期：15年5月21日（14周）5月28日（15周）指導(dǎo)教師： 毛靜民 評閱成績： 評閱日期： 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)目的和任務(wù)樁基是應(yīng)用非常廣泛的深基礎(chǔ)形式，通過本課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：能閱讀、分析地基勘察資料，從中獲取設(shè)計(jì)任務(wù)書所需要的信息；熟悉各種樁基特點(diǎn)、適用條件，能選擇樁的類型、截面和樁長；能確定單樁豎向承載力，估算樁數(shù)，確定樁間距和平面布置；掌握樁基承載力和相關(guān)驗(yàn)算的方法；掌握樁身結(jié)構(gòu)和承臺的設(shè)計(jì)

2、方法；6、熟悉建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、建筑樁基技術(shù)、制圖標(biāo)準(zhǔn)及混凝土結(jié)構(gòu)平法施工圖集等國家規(guī)范；7、學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)計(jì)算書的書寫格式。2、設(shè)計(jì)資料及規(guī)定建筑場地土層按其成因、土的特征和力學(xué)性質(zhì)的不同自上而下劃分為6層，物理力學(xué)指標(biāo)見下表。地下水位深為2.0m，地下水無腐蝕性。土層序號土層名稱厚度/m承載力特征值fa/kPa液性指數(shù)IL標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N1雜填土2.02軟塑狀黏土0.81201.03粉細(xì)砂2.2200124淤泥質(zhì)土11.0901.25中砂3.5166硬黏土0.2上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳遞荷載，柱截面邊長為600mm500mm，F(xiàn)k=(4600-20n)kN，Myk=(400-2n)kNm，Mxk=

3、(100+2n)kNm，（其中n為學(xué)生學(xué)號最后兩位數(shù)），Hxk=200kN。單樁水平承載力特征值RHa=70kPa。3、基本內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立群樁基礎(chǔ)，要求如下：1、選擇樁型、樁長及截面尺寸；2、單樁豎向承載力計(jì)算；3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖；4、單樁承載力驗(yàn)算5、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算；6、承臺受沖切承載力驗(yàn)算；7、承臺受剪切承載力驗(yàn)算；8、承臺受彎承載力驗(yàn)算；9、樁身受壓承載力驗(yàn)算；10、樁及承臺的施工圖設(shè)計(jì)：包括樁的平面布置圖，樁身配筋圖，承臺配筋和必要的施工說明。設(shè)計(jì)說明1.1上部結(jié)構(gòu)資料上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳遞荷載，柱截面邊長為600mm500mm1.2建筑場地資料建筑場地土層按其成因

4、、土的特征和力學(xué)性質(zhì)的不同自上而下劃分為6層，物理力學(xué)指標(biāo)見下表。地下水位深為2.0m，地下水無腐蝕性。土層序號土層名稱厚度/m承載力特征值fa/kPa液性指數(shù)IL標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N1雜填土2.02軟塑狀黏土0.81201.03粉細(xì)砂2.2200124淤泥質(zhì)土11.0901.25中砂3.5166硬黏土0.2計(jì)算書1、選擇樁型、樁長及截面尺寸1.1選擇樁型因?yàn)榭蚣芸缍却蠖也痪鶆?，柱底荷載大，不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場地，地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因轉(zhuǎn)孔灌注樁泥水排泄不便，為減少對周圍環(huán)境污染，采用靜壓預(yù)制樁，這樣可以較好的保證樁身質(zhì)量，并在較短的施工工期完成沉樁任務(wù)，同時(shí)，采用靜壓

5、樁更具可能性。1.2選擇樁的長度以及截面尺寸依據(jù)地基土的分布，第 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 層是雜填土，第 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 層是軟塑狀黏土，第 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 層是粉細(xì)砂，第 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 層是淤泥質(zhì)土，第 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 層是中砂，第 = 6 * GB3 * MERGEFORMAT 層是硬黏土。如果選擇粉細(xì)砂為持力層的話，因?yàn)樯喜亢奢d比較大，粉細(xì)砂的承載力不足，而且粉細(xì)砂下面就是淤泥質(zhì)土加上粉細(xì)砂又不厚，所以軟弱下臥層的承載力也不夠。又第 =

6、 5 * GB3 * MERGEFORMAT 層中砂只是中密且不厚，所以只能是第 = 6 * GB3 * MERGEFORMAT 層作為樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（2d),工程樁入土深度為h。故：h=2.00.82.211.03.51.0=20.5m由于第 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 層厚2.0m，地下水位離地表2.0m，為了使地下水對承臺沒有影響，所以選擇承臺底剛好進(jìn)入第 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 層底，即承臺埋深為2.0m，樁基的有效長即為L=20.52.0= 18.5m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗(yàn)關(guān)系建議，取建筑樓層10時(shí)，樁邊長取3

7、00400，故取350mm350mm,由施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長10m，下段長10m(不包括樁尖長度在內(nèi)），實(shí)際長比有效樁長長1.5m，這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺一定長度而留有的余地。2、單樁豎向承載力計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力特征值公式為： 樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，可按表5.3.5-1 取值； 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，可按表5.3.5-2 取值； 樁身周長； 樁周第層土的厚度； 樁端面積。按照土層物理指標(biāo)，查樁基規(guī)范JGJ942估算的極限樁側(cè)，樁端阻力特征值列于下表層序經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法2軟塑狀黏土553粉細(xì)砂334淤泥質(zhì)

8、土265中砂556硬黏土955900總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：單樁豎向承載力特征值應(yīng)按下式確定： 安全系數(shù)， =2 （5.2.2）單樁豎向承載力特征值：3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖3.1初步估算樁數(shù)，考慮柱子可能偏心受壓，取一定的系數(shù)，數(shù)值為1.1，則有，暫取6根。3.2初選承臺尺寸樁距按規(guī)范取，樁距 承臺長邊： 承臺短邊： 在1.2中已取承臺埋深為2.0m，承臺高度暫時(shí)取為1.2m，樁頂伸入承臺50mm，鋼筋保護(hù)層厚度取70mm，側(cè)承臺有效高度為： 樁位平面布置如圖： 單樁承載力驗(yàn)算樁頂荷載計(jì)算（取承臺及其上土平均重度)軸心豎向作用下：偏心豎向力作

9、用下：單樁水平力承載力計(jì)算：因?yàn)榧此胶奢d和豎向荷載的合力與豎直線的夾角小于5。所以單樁水平承載力滿足要求，不需要進(jìn)一步的驗(yàn)算。 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； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向力； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下，第 i基樁或復(fù)合基樁的豎向力； 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x、y 主軸的力矩； 第i 、j 基樁或復(fù)合基樁至y 、x 軸的距離； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于樁基承臺底面的水平力； 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于第 i 基樁或復(fù)合基樁的水平力； 樁基中的樁數(shù)。5、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算

10、六樁承臺承載力計(jì)算承臺凈面積：。承臺底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值：承臺計(jì)算承臺混凝土強(qiáng)度等級C25，取ft=1270kpa,配置HRB335級鋼筋，取,在3.2中已假定，承臺底面尺寸為3.01.95mm2，高1.2m，其埋深為2m，鋼筋保護(hù)層去70mm，有效高度1.08m。柱子尺寸為600500mm2。6、承臺受沖切承載力驗(yàn)算由4中可知柱對承臺的沖切：樁基承臺厚度應(yīng)滿足柱對承臺的沖切和基樁對承臺的沖切承載力要求。受柱沖切承載力可按下列公式計(jì)算： （5.9.7-1）沖切力受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算沖跨比和系數(shù)的計(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： （5.9.7-4）角樁對承

11、臺的沖切：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 （5.9.8-1） （5.9.8-1） （5.9.8-2） 式中 不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)組合作用下角樁（含復(fù)合角樁）反力設(shè)計(jì)值（KN）。 角樁沖切系數(shù)。 從承臺角樁頂內(nèi)引45度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)柱邊或承臺變介處45度線以內(nèi)時(shí)，則取由柱邊或承臺變介處與樁內(nèi)邊緣連接線為沖切椎體的沖切線。 承臺沖切破壞椎體的有效高度（m）。 角樁沖垮比，其值均應(yīng)滿足0.251.0的要求。7、承臺受剪切承載力計(jì)算剪跨比與2中剪跨比相同。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 （5.9.10-1） （5.

12、9.10-2） （5.9.10-3） 式中 不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)組合作用下斜截面最大剪力設(shè)計(jì)值； 承臺混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kpa）； 承臺沖切破壞椎體的有效高度（m）； 承臺剪切系數(shù)； 承臺計(jì)算截面處的計(jì)算寬度； 計(jì)算截面的剪跨比，此處為柱邊或承臺變階處至y，x方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離，當(dāng)時(shí)，取;當(dāng)時(shí),??； 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)；當(dāng)時(shí)，取；當(dāng)時(shí)，取；其間按線性內(nèi)插法取值。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算承臺受彎承載力計(jì)算柱下獨(dú)立樁基承臺的正截面彎矩設(shè)計(jì)值可按下列規(guī)公式計(jì)算： （5.9.2-1） （5.9.2-2） 分別為繞X 軸和繞Y 軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值； 垂直Y 軸和X 軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離； 不計(jì)承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下的第i 基樁或復(fù)合基樁豎向反力設(shè)計(jì)值。承臺局部受壓驗(yàn)算9、樁身受壓承載力驗(yàn)算兩段樁長各10m,采用單點(diǎn)吊立的強(qiáng)度進(jìn)行樁身配筋設(shè)計(jì)。吊立位置在距樁頂、樁端平面0.293h(h=10m)=2.93m,起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩，其中吊樁動力系數(shù)為：K=1.3；每延米樁的自重