基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(樁基模板)

1、廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書指導(dǎo)教師：鄒萬(wàn)杰班 級(jí)：土木姓 名：張三學(xué) 號(hào)：學(xué) 時(shí)：土木建筑工程學(xué)院建筑工程教研室20 年 月目錄一、設(shè)計(jì)資料1 1、地形 1 2、工程地質(zhì)條件 13、巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 14、水文地質(zhì)條件 15、工程地質(zhì)條件 16、場(chǎng)地條件 17、上部結(jié)構(gòu)作用 28、材料及施工 2二、設(shè)計(jì)內(nèi)容31、確定樁的選型及直徑 32、材料強(qiáng)度等級(jí) 33、樁長(zhǎng) 34、單樁承載力 35、確定樁的根數(shù)、布樁及承臺(tái)尺寸 36、樁基礎(chǔ)驗(yàn)算 4 （1）、樁頂荷載計(jì)算4（2）、承臺(tái)沖切承載力驗(yàn)算6（3）、承臺(tái)剪切承載力驗(yàn)算7（4）、承臺(tái)受彎承載力驗(yàn)算87、樁身設(shè)計(jì) 9 一、設(shè)計(jì)條

2、件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：j號(hào)土層：素填土，層厚約1.4m，稍濕，松散，承載力特征值fak=100kPak號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，層厚4.8m，流塑，承載力特征值fak=60kPa。l號(hào)土層：粉砂，層厚8.2m，稍密，承載力特征值fak=120kPa。m號(hào)土層：粉質(zhì)黏土，層厚4.9m，濕，可塑，承載力特征值fak=170kPa。n號(hào)土層：粗砂，鉆孔未穿透，中密-密實(shí)，承載力特征值fak=290kPa。3.巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)巖土設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示：表1樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsk和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpa單位：kPa土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力qs

3、k樁的端阻力qpk土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力qsk樁的端阻力qpkj素填土28m粉質(zhì)黏土68850k淤泥質(zhì)土24n粗砂842700l粉砂554.水文地質(zhì)條件（1）擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。（2）地下水位深度：位于地表下4.0m。5.場(chǎng)地條件建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土、粉土。6.上部結(jié)構(gòu)資料擬建建筑物為多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)30m，寬9.6m。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱截面尺寸均為500mm500mm，橫向承重，柱網(wǎng)布置如圖1所示。 圖1 柱網(wǎng)布置圖7.上部結(jié)構(gòu)作用上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如表2所示，該表中彎矩MK 、水平力

4、VK均為橫向方向。表2 軸柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值（假設(shè)永久荷載起控制作用）題號(hào)FK（kN）MK（ kN.m）VK（kN）A軸B軸C軸A軸B軸C軸A軸B軸C軸115712095167626238236715721018921624220017812834033881682201943172923051886304424409178230199417812410199032544543018924120451833251420953464664501992512106188626192200367487471210262220719382671230538850849222027223082148

5、26822410409529513230283241注：軸柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值=軸柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值1.4。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書分配表，簽到號(hào)為2號(hào)，為B軸第一題柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：Fk=2095 KN，Mk=382 KNm Vk=210 KN柱底荷載基本組合=柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)組合1.358.材料及施工混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25C30，鋼筋采用HPB300、HRB335級(jí)。預(yù)制樁和灌注樁可自行選擇。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容B軸柱柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、確定樁的選型及直徑d 由于存在淤泥質(zhì)土層，故采用沉管灌注樁，樁身直徑取d=400 mm2、材料強(qiáng)度等級(jí) 查建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011 8.5.3 5.灌注

6、樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25 8.5.17 4.承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm，當(dāng)有混凝土墊層時(shí)，不應(yīng)小于50mm，且不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度。 查建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 4.1.2 2.灌注樁主筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm，水下灌注樁的主筋保護(hù)層厚度不得小于50mm。 綜上：本工程樁及承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30，樁身保護(hù)層厚度取50mm，承臺(tái)保護(hù)層厚度取70mm（無(wú)墊層），樁及承臺(tái)受力鋼筋均采用HRB335級(jí)，箍筋采用HPB300級(jí)。3、樁長(zhǎng)為了滿足承臺(tái)的基本剛度，樁與承臺(tái)的連接等構(gòu)造需要，條形基礎(chǔ)承臺(tái)和柱下獨(dú)立樁基

7、礎(chǔ)承臺(tái)的最小厚度為300mm，其最小埋深為500mm。取承臺(tái)埋深為1.4m，即號(hào)土層下表面至自然地面，滿足最小埋深要求。 樁長(zhǎng)l=16m，即樁端進(jìn)入號(hào)土層 3m2d=20.4=0.8m，滿足樁端深度要求 則：l = 4.8+8.2+3 = 16m 樁頂從承臺(tái)地面算起，即號(hào)土層上表面算起。4、單樁承載力 單樁豎向極限承載力特征值 ：Qu=qpaAp+pqsiali Qu= 8500.22+0.4（4.824+8.255+368） =1074.2 KN單樁豎向承載力特征值 Ra=1kQuk=121074.2=537.1 KN5、確定樁的根數(shù)、布樁及承臺(tái)尺寸 （1）nFkRa=2095537.1=3

8、.9 暫取 n=4 （2）承臺(tái)尺寸 樁距：擠土灌注樁穿越飽和軟土，樁的排數(shù)少于3排，故樁距的 的最小值為s=3.5d=3.5400=1400mm 取s=1400mm n=4，故承臺(tái)初選為正方形承臺(tái)，承臺(tái)的邊長(zhǎng) a = 1.4+20.4 = 2.2m承臺(tái)埋深1.4m，高h(yuǎn)群0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm。承臺(tái)的有效高度 h0=h-c=0.9-0.07=0.830m=830mm 6、樁基礎(chǔ)驗(yàn)算 （1）樁頂荷載計(jì)算 取承臺(tái)及其上土的平均重度a=20 KNm3 樁頂平均豎向力 Qk=Fk+Gkn Qk=2095+202.22（1.4+1.852）4 = 563.07 KN1.25

9、Ra=1.25537.1=671.38 KN 滿足抗震條件下Qk1.25Ra的要求 Qminmax=Qk（Mk+VkH）xmaxxi2 =563.07（382+2100.9）0.740.72 =563.07203.93 =7671.5Ra369.4滿足抗震條件下的要求圖2 樁基礎(chǔ)承臺(tái) 單樁水平力V1k=Vkn=2104=52.5 KN 估算單樁水平承載力特征值RHa=3EIVx0a E=EsEc=2.01053.0104=6.67g=0.2%0.65% ，取g=0.65% W0=d32d2+2E-1gd02 =400324002+26.67-10.65%400-250=6.41106mm3 I

10、0=W0d2=6.411064002=1.28109 mm4EI=0.85EcI0=0.853.01041.28109=3.261013 Nmm2 =5mb0EI 灌注樁樁頂位于淤泥層，則 m=2.56MNm4 ，取m=4 MNm4 圓形截面樁d=0.4 m4 ，樁頂約束為固接約束 故Vx=0940 ，0a=612 mm ，取0a=6 mm 則Rha=（6.6210-4）33.2610130.9406=60.37 KNV1k=52.5 KN1.25Rha=75.46 KNV1k=52.5 KN 相應(yīng)于荷載效應(yīng)的基本組合時(shí)作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為： F= 2828.3 KN M= 515.7 K

11、Nm V= 283.5 KN 扣除承臺(tái)及其上的填土自重后的樁頂豎向力設(shè)計(jì)值為 N=Fn=2828.34=707.1 KN Nminmax= N（M+VH）xmaxxl2=707.1（515.7+283.50.9）0740.72 =707.1+275.3 =982.40 KN450.15 KN （2）承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 （a）柱邊沖切 Fl20xbc+a0y+0y(hc+a0x)hpfth0 沖切力Fl=F-Ni=2828.3-0=2828.3 KN 受沖切承載力截面高度影響系數(shù)hp=1-1-0.92000-800900-800=0.992a0x=a0y=450-200=250 mm0x=0y

12、=a0xh0=0.250.83=0.3010x=0y=0.840x+0.2=0.840.301+0.2=1.677抗沖切力=20xbc+a0y+0y(hc+a0x)hpfth0 =21.6770.4+0.25+1.6770.4+0.250.99214300.83=5133.72 KN Fl=2828.3 KN滿足抗沖切要求（b）角樁向上沖切Nl1xC2+a1y2+1yC1+a1x2hpfth0 沖切力 Nl=Nmax=982.4 KN C1=C2=0.6 m ，a1x=a1y=450-200=250 mm1x=1y=a1yh0=0.250.830.3011x=1y=0.561x+0.2=0.5

13、60.301+0.2=1.116抗沖切力=1xC2+a1y2+1yC1+a1x2hpfth0=1.1160.6+0.252+1.1160.6+0.2520.99214300.830=1905.28 KNNl=982.4 KN 滿足角樁抗沖切要求 （3）承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算 Vhsftb0h0 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)hs=（800830）14=0.991 對(duì)于截面：ax=450-200=250mm ；x=axh0=0.250.83=0.301 剪切系數(shù)=1.75x+1.0=1.750.301+1.0=1.345 抗剪切力=hsftb0h0=0.9911.34514302.20.83=348

14、0.43 KN 剪切力V=2 Nmax=2982.4=1856.8 KN 3480.43 KN 滿足抗剪要求對(duì)于截面：ay=450-200=250mm ；y=ayh0=0.250.83=0.301 剪切系數(shù)=1.75y+1.0=1.750.301+1.0=1.345 抗剪切力=hsftb0h0=0.9911.34514302.20.83=3480.43 KN 剪切力V= Nmax+Nmin982.4+431.8=1414.2 KN min=0.15%鋼筋間距d0=2200-270-1816-1=137 ，取d0=140mm 滿足最小配筋率要求（b）My=Niyi=（982.4+431.8）0.45=635.4 KNm As=My0.9fyh0=636.41060.9300（830-18）=2902.8 mm2 選用13 18 As=3306 mm2 =Asbh=33062200900=0.167%min=0.15% 鋼筋間距d0=2200-270-1813-1=170 ，取d0=170mm 滿足最小配筋率要求 7、樁身設(shè)計(jì) 采用d = 400 mm 的灌注樁， 故只需按構(gòu)