預(yù)制樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-. z.- - - z - 根底工程課程設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)題目本次課程實(shí)際題目：框架構(gòu)造樁根底設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)荷載15號(hào) B軸柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如下。eq oac(,B)軸荷載：Fk=2280kN Mk=223kN.M Vk=158kN柱底荷載效應(yīng)根本組合值如下。eq oac(,B)軸荷載：F=3560kN M=228kN.M V=175kN3.地層條件及其參數(shù)1.地形擬建建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，局部堆有建筑垃圾。2.工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號(hào)土層：素填土，厚度1.5m，稍濕，松散，承載力特征值fak=95kPa。號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，厚度3.3m，流塑，承載力特征值fak=65kPa。號(hào)土層：粉

2、砂，厚度6.6m，稍密，承載力特征值fak=110kPa。號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，厚度4.2m，濕，可塑，承載力特征值fak=165kPa號(hào)土層：粉砂層，鉆孔未穿透，中密-密實(shí)，承載力特征值fak=280kPa。3.巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)土層編號(hào)土的名稱孔隙比E含水量W%液性指數(shù)Il標(biāo)準(zhǔn)灌入錘擊數(shù)N次壓縮模量Es素填土-5.0淤泥質(zhì)土1.0462.41.08-3.8粉砂0.8127.6-147.5粉質(zhì)粘土0.7931.20.74-9.2粉砂層0.58-3116.8表2 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsk土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力qsk樁的端阻力qpk素填土22-淤泥質(zhì)土28-粉砂45-

3、= 4 * GB3 粉質(zhì)粘土60900 = 5 * GB3 粉砂層7527004.水文地質(zhì)條件擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土構(gòu)造無(wú)腐蝕性。地下水位深度：位于地表下3.5m5.場(chǎng)地條件建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度度，場(chǎng)地?zé)o液化砂土，粉土。6).上部構(gòu)造資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架構(gòu)造，長(zhǎng)30m，寬9.6m。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室外高差450mm。柱截面尺寸均為400400，橫向承重，柱網(wǎng)布置如圖A所示。預(yù)制樁基設(shè)計(jì)根據(jù)荷載和地質(zhì)條件，以第四號(hào)粉質(zhì)粘土為樁端持力層。采用截面為400mm*400mm的預(yù)制鋼筋混凝土方樁。樁端進(jìn)入持力層為2.1m，樁長(zhǎng)12m承臺(tái)埋深為1.5m。1.單樁承載力計(jì)單樁豎向

4、極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：Quk= Qsk+ Qpk = upqsikli+ Apqpk由于Qsk=40.41.522+3.328+6.645+2.160=824.64kNQpk=0.40.4900=144kN則Quk=791.04+144=968.64kN2.樁基豎向承載力特征值承臺(tái)底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮成太土效應(yīng)取c=0，則有R= Ra=968.64/2=484.32kN根據(jù)上部荷載初步估計(jì)粧數(shù)為n=2280/484.32=4.7取設(shè)計(jì)樁數(shù)為6根。3.樁基豎向承載力驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)，當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)展計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取其效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處

5、場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地?zé)o可液化砂土，因此不進(jìn)展地震效應(yīng)的承載力驗(yàn)算。根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)，取承臺(tái)變長(zhǎng)為2.0m2.0m，矩形布樁，樁中心距取3.0d，則s=3400=1200mm，取s=1200mm，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。如圖2所示:承臺(tái)及其上土壤的總重為Gk =3.03.01.520=270kN計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則Qk=(2280+270)/6=425R=484.32KN符合要求Qkma*= Qk+=425+(223+1531.5) 1.1/(61.11.1)=425+70=495KN因此Qkma*=499.671.2R(=1.2*484.32=5

6、81.184)滿足設(shè)計(jì)要求,故初步設(shè)計(jì)是合理的。4.承臺(tái)設(shè)計(jì) F=3560KN M=228KN.m V=175KN對(duì)承臺(tái)進(jìn)一步設(shè)計(jì)，取承臺(tái)厚0.9m下設(shè)厚度100mm，強(qiáng)度等級(jí)C25的混凝土墊層，保護(hù)層為50mm，則h=0。85m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30混凝土的抗拉強(qiáng)度為ft=1.43N/mm，鋼筋延用HRB335，fy=300N/mm。如下圖：3承臺(tái)力計(jì)算：承臺(tái)的力計(jì)算采用荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為Qma*=+=3560/6+(371+2331.6) 0.6/40.60.6= Qmin=-=3560/6-182.5=395-182.5=212.5kN N=1580/4=395k

7、N5.承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生沖切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有一定厚度，初步設(shè)計(jì)厚度0.6m，承臺(tái)底保護(hù)層厚度80mm，則h0=600-80=520mm。分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)展計(jì)算，以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性。1.柱的向下沖切驗(yàn)算承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式：Fl20*bc+aoy+oyac+ao*hpth0式中：ao*=0.2 oy= aoy/ h0=0.38 0*=0.84/(0.2+o*)=1.45 aoy=0.2 o*= ao*/h0=0.38 0y=0.84/(0.2+o*)=1.45 bc=ac=0.4mhp=1.020*bc+aoy+oybc+ao*hpth0=21.45

8、0.4+0.2+1.450.4+0.2112700.52=2298.19kNFl=1580kN故厚度為0.6m的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。2.角樁的沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁的承載力應(yīng)滿足下式： N/1*c2+1yc1+hpth0由于Nl=Nma*=577.5kN，從角樁邊緣至承臺(tái)邊緣距離為c1=c2=0.6m a1*=0.2m a1y=0.2m 1*=0.2/0.52=0.38 1y=0.38 1*=0.56/(0.38+0.2)=0.97 1y=0.97抗沖切力=1*c2+1yc1+hpth0=896.82kNN,ma*=577.5kN故厚度為0.6m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求。6.

9、承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，剪切力V必須不大于抗剪切力，即滿足:Vhstbh0 ,對(duì)于I-I截面：A1*=0.2m *=0.2/0.52=0.38 =1.75/+1=1.27hs=(800/h0)1/4=1.11 b=2.0m V=2577.5=1155kN抗剪切力=1.111.2712702.00.52=1861.93kN1155kN故滿足抗剪切要求。對(duì)于II-II截面：a1y=0.2my=0.2/0.52=0.38=1.75/+1=1.27hs=(800/ h0)1/4=1.11 b=2.0m V=2395=790kN抗剪切力=1.111.27127

10、02.00.52=1861.93kN790kN故滿足抗剪切要求。7.承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下:對(duì)于I-I截面，取基樁凈反力最大值N/ma*=577.5進(jìn)展計(jì)算，則*i=600-200=400mm=0.4m My=Ni*i=2577.50.4=462kN.mAsl=462106/(0.9300520)=3291mm2因此，承臺(tái)*軸方向選用二級(jí)鋼筋18145，鋼筋數(shù)為 n=2000/145+1=14取，1418145實(shí)際鋼筋A(yù)s=3562mm2，滿足要求。對(duì)于II-II截面，取基樁凈反力平均值N=395進(jìn)展計(jì)算，此時(shí)*i=600-200=400mm=0.4m則 M*=Niyi=239

11、50.4=316kN.m As=316 106/(0.9300520)=2251mm2因此，承臺(tái)y軸方向選用12二級(jí)直徑16180，鋼筋根數(shù)為 n=2000/180+1=12，取12根二級(jí)直徑16180，實(shí)際鋼筋A(yù)s=2412mm2，滿足要求。8.承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁樁頂伸入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm，兩承臺(tái)間設(shè)置連系梁，梁頂面標(biāo)高-0.8m，與承臺(tái)平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm，梁高400mm，梁主筋上下共四根一級(jí)鋼筋直徑12通長(zhǎng)配筋，箍筋采用一級(jí)鋼筋直徑為8間距為200.承臺(tái)底做100mm厚C10混凝土墊層，墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm。9).樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30，鋼

12、筋選用HRB335級(jí)。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)，樁頂軸向壓力應(yīng)符合以下規(guī)定：Nma*ccapsNma*=+=(1580+128)/4+(198+1501.6) 0.2/40.22=427+547.5=974.5KN計(jì)算樁基軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，故取穩(wěn)定系數(shù)=1；對(duì)于預(yù)制樁，基樁施工工藝系數(shù)c=0.85；C30級(jí)混凝土，c=14.3N/mm2，則ccA=10.8514.31060.42 =1944.8kNNma*=974.5kN故樁身軸向承載力滿足要求。10).樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)了樁身按構(gòu)造要求配筋，選用8根直徑為14的HRB335級(jí)鋼筋通長(zhǎng)配筋；箍筋選用直徑為6的HPB300級(jí)鋼筋，間距20

13、0mm，距樁頂2m圍間距50mm，距樁頂2-4m圍間距100mm。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置三層直徑為6，間距為50mm的鋼筋網(wǎng)，樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m圍箍筋加密，間距50mm，樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。11).吊裝驗(yàn)算由于樁的長(zhǎng)度不大，樁身吊裝時(shí)采用二點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位置如圖4所示。起吊點(diǎn)距樁兩端距離為a=0.207L=0.20711=2.277m則吊起時(shí)樁身最大彎矩為Ml=0.0214kql2=0.02141.20.4225112樁身配筋驗(yàn)算；混凝土采用C30級(jí)，鋼筋采用HRB335級(jí)，則c=14.3N/mm2，y=300N/mm2，由于b=400mm，h0=400-

14、40=360mm，每邊配3根直徑為14的二級(jí)鋼筋,As=461N/mm2，則 *=fyAS/1cb=(300461)/(1.014.3400)=24.18mm Mu=1cb*h0- =1.014.340024.18(360-)=48.12106N.mm所以MuMl故樁身配筋滿足吊裝要求。5.估算B.C軸線柱下粧數(shù)1).樁數(shù)估算設(shè)計(jì)BC 軸線下的樁根底的方法和A軸線下一樣。單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為935.04KN，基樁豎向承載力特征值為467.52KN.eq oac(,B)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=1765kN Mk=169kN Vk=130kN根據(jù)eq oac(,B)軸下荷載初步估算eq oa

15、c(,B)軸柱下根數(shù)， n=1765/467.52=3.8 取n=4則eq oac(,B)軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。eq oac(,C)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=1564kN Mk=197kN Vk=112kN根據(jù)eq oac(,C)軸下荷載初步估算eq oac(,C)軸柱下根數(shù)， n=1564/467.52=3.3 取n=4則軸eq oac(,C)下設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。2).承臺(tái)平面尺寸確定根據(jù)估算的樁數(shù)和承臺(tái)構(gòu)造要求，設(shè)計(jì)eq oac(,B)軸線承臺(tái)平面尺寸為2.8m2.8m，莊中心距取2000mm，樁心與承臺(tái)邊緣距離400mm。根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)，設(shè)計(jì)eq oac(,C)軸線承臺(tái)變長(zhǎng)為3.2m3.2m，矩形布樁，樁中心距取2400，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。如圖5所示：6.設(shè)計(jì)圖紙根據(jù)以上計(jì)算，可繪制出承臺(tái)平面圖與剖面圖、樁基平面布置圖和樁基大樣圖，見(jiàn)附錄1所示。7.參考文獻(xiàn)(1)建筑