樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

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1、基 礎(chǔ) 工 程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題 目 名 稱 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 基礎(chǔ)工程 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系 、專 業(yè) 指 導(dǎo) 教 師 2012 年 4月30 日基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書年級(jí)專業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)題目名稱樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間一周課程名稱基礎(chǔ)工程課程編號(hào)設(shè)計(jì)地點(diǎn)一、 課程設(shè)計(jì)（論文）目的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的使用功能和結(jié)構(gòu)形式在確定的場(chǎng)地條件下選擇適宜的地基基礎(chǔ)方案并確定其技術(shù)細(xì)節(jié)，使設(shè)計(jì)的地基基礎(chǔ)在預(yù)定的使用期限內(nèi)和規(guī)定的使用條件下能夠安全正常地工作，在此基礎(chǔ)上滿足降低造價(jià)和保護(hù)環(huán)境的要求?；A(chǔ)工程是土木工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，在土木工程學(xué)科的知識(shí)體系中占據(jù)了重要地位。課

2、程設(shè)計(jì)對(duì)理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用，也是同學(xué)們由理論學(xué)習(xí)通往工程實(shí)踐的一座橋梁。因此，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，同學(xué)們可以更好地理解和鞏固學(xué)習(xí)到的各種理論和方法，有意識(shí)地培養(yǎng)自己的工程意識(shí)和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件1、上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，上部結(jié)構(gòu)為7層框架，其框架主梁、次梁均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。底層層高3.4m（局部10m，內(nèi)有10t橋式吊車，其余層高3.3m，底層柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載如圖2所示。2、建筑物場(chǎng)地資料（1）擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi)，地勢(shì)平坦，建筑物平面位置如圖1所示圖1建筑物平面位置示意圖（4）柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載示意圖（如

3、圖2所示）三、 任務(wù)和要求（一）設(shè)計(jì)任務(wù)：1、選擇樁型、樁端持力層、層臺(tái)埋深； 2、確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值；3、確定樁數(shù)、樁位布置，擬定承臺(tái)底面尺寸；4、確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值；5、樁頂作用驗(yàn)算、樁基沉降驗(yàn)算和樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；6、承臺(tái)設(shè)計(jì)；7、繪制樁基施工圖（樁的平面布置圖、承臺(tái)配筋圖、預(yù)制鋼筋混凝土靜壓樁截面配筋圖）。（二）設(shè)計(jì)要求1、完成計(jì)算書1份，課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書要求和撰寫規(guī)范嚴(yán)格按照“淮陰工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）管理辦法”執(zhí)行；手繪或CAD繪圖一張。2、獨(dú)立完成，不得抄襲他人設(shè)計(jì)成果。3、課題選題要求： 分為三大組，每一大組均按學(xué)號(hào)順序選擇柱號(hào)（共46個(gè)柱，每人1個(gè)柱號(hào)），第一大

4、組的樁邊長(zhǎng)取為300mm， 第二大組的樁邊長(zhǎng)取為350mm，第三大組的樁邊長(zhǎng)取為400mm?；?礎(chǔ) 工 程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書題 目 名 稱 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 基礎(chǔ)工程 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系 、專 業(yè) 指 導(dǎo) 教 師 年 月 日內(nèi)容提要本設(shè)計(jì)是某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓第A號(hào)樁的設(shè)計(jì)，不考慮地震影響。樁承臺(tái)尺寸為2300mm2300mm1000mm，樁采用靜壓預(yù)制樁，樁長(zhǎng)22米，分兩段，每段長(zhǎng)11米。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及到樁承臺(tái)承載力的計(jì)算、樁頂作用驗(yàn)算、樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、承臺(tái)設(shè)計(jì)以及預(yù)制樁的施工圖的繪制等。這些內(nèi)容都是對(duì)我們土力學(xué)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的復(fù)習(xí)和鞏固，使我們對(duì)CAD

5、等繪圖軟件的運(yùn)用更加熟練，鍛煉了我們獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新的能力。本設(shè)計(jì)為我們以后從事樁基礎(chǔ)的施工和設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：承臺(tái) 靜壓預(yù)制樁 承載力 沉降目 錄1 .設(shè)計(jì)資料11.1 上部結(jié)構(gòu)資料11.2 建筑物場(chǎng)地資料12 .選擇樁型、樁端持力層 、承臺(tái)埋深22.1 選擇樁型22.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深23 .確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值33.1 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值34 .確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸44.1 A柱的樁和承臺(tái)的確定45 .確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值55.1 無(wú)樁承臺(tái)承載力計(jì)算（A承臺(tái)）66 .樁頂作用驗(yàn)算76.1 五樁承臺(tái)驗(yàn)算（A承臺(tái)）77 .樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算87.1 A柱

6、沉降驗(yàn)算88 .樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算108.1 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算109 .承臺(tái)設(shè)計(jì)119.1 五樁承臺(tái)設(shè)計(jì)（A柱）1110.參考文獻(xiàn)141 設(shè)計(jì)資料1.1 上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，上部結(jié)構(gòu)為七層框架，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(jí)為C30。底層層高3.4m（局部10m，內(nèi)有10 t橋式吊車），其余層高3.3m，底層柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載見(jiàn)附圖。1.2 建筑物場(chǎng)地資料擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi)，地勢(shì)平坦,建筑物場(chǎng)地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。 場(chǎng)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(chǎng)地地下水對(duì)混凝土沒(méi)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

7、標(biāo)見(jiàn)表1.1。表1.1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)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灰褐色粉質(zhì)粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103灰褐色泥質(zhì)粘土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.01485灰-綠色粉質(zhì)粘土27.118.925.30.7232.518.833.0

8、24.78.21982. 選擇樁型、樁端持力層 、承臺(tái)埋深2.1 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(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)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(duì)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)，當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)力量、施工設(shè)備以及材料供應(yīng)也為采用靜壓樁提供可能性。2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深依據(jù)地基土的分布，第層是灰褐色粉質(zhì)粘土，第層是灰色淤泥質(zhì)的粉質(zhì)粘土，且比較厚，而第層是黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土，所以第層是較適合的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（2d），工程

9、樁入土深度為h。故：由于第層厚1.5m，地下水位為離地表2.1m,為了使地下水對(duì)承臺(tái)沒(méi)有影響，所以選擇承臺(tái)底進(jìn)入第層土0.6m，即承臺(tái)埋深為2.1m，樁基得有效樁長(zhǎng)即為22.8-2.1=20.7m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗(yàn)關(guān)系建議：樓層3,承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺(tái)底面不會(huì)與土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計(jì)算豎向承載力設(shè)計(jì)值。目前，考慮樁基的群樁效應(yīng)的有兩種方法。地基規(guī)范采用等代實(shí)體法，樁基規(guī)范采用群樁效應(yīng)系數(shù)法。下面用群樁效應(yīng)系數(shù)法計(jì)算復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值5.1五樁承臺(tái)承載力計(jì)算（A承臺(tái)） 承臺(tái)凈面積：。 承臺(tái)底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值： 分項(xiàng)系數(shù)

10、： 因?yàn)闃斗植疾灰?guī)則，所以要對(duì)樁的距徑比進(jìn)行修正，修正如下： 群樁效應(yīng)系數(shù)查表得： 承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù): 承臺(tái)外區(qū)凈面積： 承臺(tái)內(nèi)區(qū)凈面積：m2 查表 那么，A復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R: 6 .樁頂作用驗(yàn)算6.1五樁承臺(tái)驗(yàn)算（A承臺(tái)）（1）荷載取A柱的組合：F= 4043kN ，M= 104kNm，Q=56 kN 承臺(tái)高度設(shè)為1m等厚，荷載作用于承臺(tái)頂面。 本工程安全等級(jí)為二級(jí)，建筑物的重要性系數(shù)=1.0.由于柱處于軸線，它是建筑物的邊柱，所以室內(nèi)填土比室外高，設(shè)為0.3m，即室內(nèi)高至承臺(tái)底2.4m，所以承臺(tái)的平均埋深d=1/2(2.1+2.4)=2.25m作用在承臺(tái)底形心處的豎向力有

11、F,G,但是G的分項(xiàng)系數(shù)取為1.2.作用在承臺(tái)底形心處的彎矩：m樁頂受力計(jì)算如下： 滿足要求（2）荷載取組合：F=3936kN ，M= 203kNm，Q=81 kN 樁頂受力計(jì)算如下： 滿足要求7 樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算采用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)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(jì)算最終沉降量。7.1 -A柱沉降驗(yàn)算 豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值 基底處壓力 基底自重壓力 基底處的附加應(yīng)力 樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力（）計(jì)算如下：在z=0時(shí)： =172.54 在時(shí)： 在時(shí)在時(shí)將以上計(jì)算資料整理于表7.1表7.1的計(jì)算結(jié)果（5-A柱）Z(m)0172.54100.25

12、604.2722189.1411.740.10152208.234.3208.2313.740.030573.7215.72206914.960.0181843.94在z=5.7m處，所以本基礎(chǔ)取計(jì)算沉降量。計(jì)算如表7.2表7.2計(jì)算沉降量（-A柱）Z(mm)平均附加應(yīng)力系0100.250200011.740.18675373.5373.51100082.07430013.740.11787506.86133.361100029.79570014.960.09941536.6529.7982006.545故：S=82.07+29.79+6.545=117.915mm樁基礎(chǔ)持力層性能良好，去沉降

13、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。短邊方向樁數(shù)，等效距徑比，長(zhǎng)徑比，承臺(tái)的長(zhǎng)寬比，查表得：所以，五樁樁基礎(chǔ)最終沉降量= 滿足要求8樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算8.1 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算兩端樁長(zhǎng)各11m,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0.293L(L=11m)處，起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩，其中K=1.3; 。即為每延米樁的自重（1.2為恒載分項(xiàng)系數(shù)）。樁身長(zhǎng)采用混凝土強(qiáng)度C30, 級(jí)鋼筋，所以：樁身截面有效高度樁身受拉主筋選用，因此整個(gè)截面的主筋用，配筋率為。其他構(gòu)造要求配筋見(jiàn)施工圖。樁身強(qiáng)度 =915.40 故滿足要求9 承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20,承臺(tái)是正方形，雙向配筋相同。9.1五樁承臺(tái)

14、設(shè)計(jì)（-A柱）由于樁的受力可知，樁頂最大反力，平均反力,樁頂凈反力： 9.11 柱對(duì)承臺(tái)的沖切 由圖9.1，承臺(tái)厚度H=1.0m,計(jì)算截面處的有效高度，承臺(tái)底保護(hù)層厚度取80mm.沖垮比： 當(dāng)，滿足0.21.0=325mm 0.20= 0.20mm且=325mm920mm 故取325mm。即：沖垮比沖切系數(shù)A柱截面取，混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值沖切力設(shè)計(jì)值 （滿足要求）9.12 角樁對(duì)承臺(tái)的沖切 由圖9.1， 角樁沖垮比， 滿足0.21.0，故取0.3533。 角樁的沖切系數(shù) 滿足要求9.13斜截面抗剪驗(yàn)算 計(jì)算截面為I-I，截面有效高度，截面的計(jì)算寬度，混凝土的抗壓強(qiáng)度，該計(jì)算截面的最大剪力設(shè)計(jì)

15、值： 剪跨比 （介于0.31.4之間） 當(dāng)時(shí)，取0.3；當(dāng)時(shí)，取 故取 剪切系數(shù) 滿足要求9.14受彎計(jì)算 承臺(tái)I-I截面處最大彎矩 二級(jí)鋼筋,. 選用 整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用鋼筋取18根，即（雙向布置）9.15承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算 A柱截面面積，局部受壓凈面積，局部受壓計(jì)算面積 混凝土的局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù) 滿足條件圖9.1五樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算圖10、參考文獻(xiàn)【1】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JGJ9494） .北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【2】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002）.北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【3】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB200102002）.北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【4】 丁 星 編著.樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與設(shè)計(jì)實(shí)例.成都：四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，2006【5】 王 廣 月，王 盛 桂，付 志 前 編著.地基基礎(chǔ)工程.北京：中國(guó)水利水電出版社，2001【6】 趙 明 華 主編，徐 學(xué) 燕 副主編.基礎(chǔ)工程.北京：高等教育出版社，2003【7】 陳 希 哲 編著.土力學(xué)地基基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2004【8】 熊 峰，李 章 政，李 碧 雄，賈 正 甫 編著.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：科學(xué)出版社，2002