基礎(chǔ)工程課程設(shè)計樁基礎(chǔ)設(shè)計計算書

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計PAGEPAGE1基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計目錄場地資料與設(shè)計要求…………………2樁身制作………………3計算單樁承載力………4確定樁數(shù)量與布樁……………………5下臥層承載力驗算……………………7沉降量驗算（規(guī)范法）………………9樁基礎(chǔ)施工……………101.上部結(jié)構(gòu)資料⑴上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實驗樓，上部結(jié)構(gòu)為十層框架，其框架主梁、次梁、樓板均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級為C30，上部結(jié)構(gòu)傳至柱底的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的荷載如下︰豎向力:4500kN,彎距:50kN·m,水平力:30kN擬采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，預(yù)制樁截面尺寸為350mm*350mm。2.建筑物場地資料⑵建筑物場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦,建筑物場地位于非地震地區(qū)，不考慮地震影響.場地地下水類型為潛水，地下水位離地表2.1米，根據(jù)已有資料，該場地地下水對混凝土沒有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理，力學(xué)指標(biāo)見下表：地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)表土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚（m）天然重度（kN/m）含水量（%）孔隙比液限（%）塑限（%）內(nèi)聚力內(nèi)摩擦角壓縮模量(MPa)地基承載力(kPa)1雜填土1.51.515.52粉質(zhì)粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103粘土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004粉土夾粉質(zhì)粘土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.01485淤泥質(zhì)粘土>27.116.945.31.26.04.71.2601、設(shè)計柱下獨立承臺樁基礎(chǔ)（含樁長、樁配筋、承臺設(shè)計、沉降計算，下臥層驗算等）；2、繪出施工圖（平面圖、剖面圖、配筋圖、施工說明等）。樁位平面布置，承臺尺寸如圖2。4.單樁承載力驗算樁頂荷載計算（取承臺及其上土平均重度）軸心豎向力作用下：NK===795kN<Ra=886kN偏心豎向力作用下：單樁水平力承載力計算：；；因為；即水平荷載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)一步的驗算。5.軟弱下臥層承載力驗算⑴.軟弱下臥層經(jīng)深度z修正后的地基承載力特征值公式：，由資料查地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB5007-2002，表5.2.4，得，則⑵.樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形長、寬分別為：，持力層厚度，持力層與軟弱下臥層彈性模量之比為，查樁基規(guī)范JGJ94-2008表5.4.1，用內(nèi)插法求得，樁端持力層壓力擴(kuò)散角。作用于軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力為：軟弱下臥層頂面土的自重應(yīng)力為所以有滿足要求。6.樁基礎(chǔ)沉降驗算由于樁基礎(chǔ)的樁中心距小于6d，所以可以采用分層總和法計算最終沉降量。豎向荷載為基底處壓力P==基底自重應(yīng)力基底處的附加應(yīng)力PO=P-rd=636-28.4=607.6KPa樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力計算結(jié)果如下：①.在時，②.在時，③.在時，④.在時，⑤.在時，⑥.在時，將以上計算結(jié)果整理于下表的計算結(jié)果Z(m)0172.541.200.25647.62189.141.21.60.124321.23197.441.22.40.073189.14.3208.21.23.440.041106.752131.240.03282.97226.91.25.60.01745.1在處，，所以本基礎(chǔ)取計算沉降量。計算如下表計算沉降量Z(mm)01.200.25020001.21.60.2006401.2401.21100094.530001.22.40.1657497.195.91100022.643001.23.440.1324569.1721100016.950001.240.1189594.525.4120054.870001.25.60.0916641.246.71200100.8樁基礎(chǔ)持力層性能良好，取沉降經(jīng)驗系數(shù)。短邊方向樁數(shù)，等效距徑比，長徑比，承臺長寬比，查查樁基規(guī)范JGJ94-2008，附錄E得：。所以，樁基礎(chǔ)最終沉降量，滿足要求。7.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計兩段樁長各11m吊立位置在距樁頂、樁端平面，起吊時樁身最大正負(fù)彎矩，其中吊樁動力系數(shù)為：；每延米樁的自重（1.2為恒載分項系數(shù)）為：。樁身材料采用C30混凝土，取，HRB335級鋼筋，取，樁身尺寸已給出：，鋼筋保護(hù)層厚度取，所以：，樁身截面有效高度，樁身受拉主筋選用，采用對稱配筋，因此整個截面的主筋為，配筋率。因樁為受壓構(gòu)件，對箍筋配置無嚴(yán)格要求，故取同級鋼筋在樁身中點處，最大正負(fù)彎矩處配置。樁身強(qiáng)度驗算滿足要求。樁身截面配筋圖，樁身彎矩圖如圖5、圖6。8承臺設(shè)計承臺混凝土強(qiáng)度等級取C25，取，配置HRB335級鋼筋，取，在3.⑵中已假定，承臺底面尺寸為，高為，其埋深為，鋼筋保護(hù)層取，有效高度為。假定柱子尺寸為。.相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用于樁底的荷載設(shè)計值為：F=1.35FK=1.35x4500=6075KNM=1.35MK=1.35x50=67.5KNH=1.35HK=1.35x30=40.5KN（1.35為由永久荷載效應(yīng)組合控制的分項系數(shù)）單樁凈反力平均值為：單樁凈反力最大值，最小值為：⑵.承臺受沖切承載力驗算承臺結(jié)構(gòu)計算圖如圖3。柱邊沖切；沖切力受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計算沖跨比與系數(shù)的計算，取2=2x[0.963x(0.5+0.1)+2.1x(0.5+0.625)]x0.983x1270x0.93=6827>6075KN,滿足要求。②.角樁向上沖切；。=[0.642x(0.9+0.1/2)+1.4x(0.625+0.625/2)]x0.983x1270x0.93=2231.9>Nmax=6075KN滿足要求。⑶.承臺受剪切承載力計算剪跨比與⑵中剪跨比相同。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計算對Ⅰ-Ⅰ斜截面（介于0.3-3之間）剪切系數(shù)滿足要求。對Ⅱ-Ⅱ斜截面，取剪切系數(shù)滿足要求。⑷.承臺受彎承載力計算沿方向：=6615.2mm^2選用，沿平行軸方向均勻布置。沿方向：=835.3x10^6/(0.9x300x930)=3326.5mm^2選用，沿平行軸方向均勻布置。承臺配筋如圖4。⑸.承臺局部受壓驗算因承臺混凝土強(qiáng)度等級低于柱的混凝土強(qiáng)度等級，所以還需驗算柱下承臺的局部受壓承載力。查混凝土結(jié)果設(shè)計規(guī)范7.8.1和7.8.2得；柱子截面面積局部受壓凈面積局部受壓計算面積混凝土的局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù)則滿足要求。9.施工說明⑴.混凝土預(yù)制樁的制作①.混凝土預(yù)制樁可在施工現(xiàn)場預(yù)制，預(yù)制場地必須平整、堅實。②.制樁模板宜采用鋼模板，模板應(yīng)具有足夠剛度,并應(yīng)平整，尺寸應(yīng)準(zhǔn)確。③.灌注混凝土預(yù)制樁時，宜從樁頂開始灌筑，并應(yīng)防止另一端的砂漿積聚過多。⑵.混凝土預(yù)制樁的起吊、運輸和堆放①.混凝土設(shè)計強(qiáng)度達(dá)到70%及以上方可起吊，達(dá)到100%方可運輸。②.樁起吊時應(yīng)采取相應(yīng)措施，保證安全平穩(wěn)，保護(hù)樁身質(zhì)量。③.水平運輸時，應(yīng)做到樁身平穩(wěn)放置，嚴(yán)禁在場地上直接拖拉樁體。④.當(dāng)樁疊層堆放超過2層時，應(yīng)采用吊機(jī)取樁，嚴(yán)禁拖拉取樁。⑤.三點支撐自行式打樁機(jī)不應(yīng)拖拉取樁。⑶.混凝土預(yù)制樁的接樁①.樁的連接可采用焊接、法蘭連接或機(jī)械快速連接（螺紋式、嚙合式）。②.焊接接樁時，下節(jié)樁段的樁頭宜高出地面0.5m。③.焊接接樁時，下節(jié)樁的樁頭處宜設(shè)導(dǎo)向箍。接樁時上下節(jié)樁段應(yīng)保持順直，錯位偏差不宜大于2mm。接樁就位糾偏時，不得采用大錘橫向敲打。④.樁對接前，上下端板表面應(yīng)采用鐵刷子清刷干凈，坡口處應(yīng)刷至露出金屬光澤。⑤.焊接宜在樁四周對稱地進(jìn)行，待上下樁節(jié)固定后拆除導(dǎo)向箍再分層施焊；焊接層數(shù)不得少于2層，第一層焊完后必須把焊渣清理干凈，方可進(jìn)行第二層（的）施焊，焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿。⑥.焊好后的樁接頭應(yīng)自然冷卻后方可繼續(xù)錘擊，自然冷卻時間不宜少于8min；嚴(yán)禁采用水冷卻或焊好即施打。⑦.雨天焊接時，應(yīng)采取可靠的防雨措施。⑧.焊接接頭的質(zhì)量檢查，對于同一工程探傷抽樣檢驗不得少于3個接頭。⑷.靜壓沉樁①.采用靜壓沉樁時，場地地基承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2倍，且場地應(yīng)平整。②.靜力壓樁宜選擇液壓式和繩索式壓樁工藝；宜根據(jù)單節(jié)樁的長度選用頂壓式液壓壓樁機(jī)和抱壓式液壓壓樁機(jī)。③.壓樁機(jī)的每件配重必須用量具核實，并將其質(zhì)量標(biāo)記在該件配重的外露表面；液壓式壓樁機(jī)的最大壓樁力應(yīng)取壓樁機(jī)的機(jī)架重量和配重之和乘以0.9。④.當(dāng)邊樁空位不能滿足中置式壓樁機(jī)施壓條件時，宜利用壓邊樁機(jī)構(gòu)或選用前置式液壓壓樁機(jī)進(jìn)行壓樁，但此時應(yīng)估計最大壓樁能力減少造成的影響。⑤.壓樁過程中應(yīng)測量樁身的垂直度。當(dāng)樁身垂直度偏差大于1％的時，應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正；當(dāng)樁尖進(jìn)入較硬土層后，嚴(yán)禁用移動機(jī)架等方法強(qiáng)行糾偏。⑸.若施工中出現(xiàn)技術(shù)問題，請施工單位及時與建設(shè)單位或設(shè)計單位聯(lián)系。參考文獻(xiàn)【1】中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)·《建筑