《基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)(23頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3.1 樁型選擇和持力層確定表1-1各地層的厚度和主要力學(xué)參數(shù)序號(hào)土名厚度承載力特征值fk(kPa)預(yù)制樁qsik(kPa)人工挎孔樁qsik(kPa)預(yù)制樁qpk(kPa)人工挎孔樁qpk(kPa)重度()壓縮模量1填土4.6702020192粉質(zhì)粘土0.5150565640080020853粉質(zhì)粘土2.82236767900180020934細(xì)砂1.0270585818003200271395粘土0.92856767900180020936細(xì)砂4.0220585811001200201397圓粒8.63201101102400350027180選擇7號(hào)圓礫為持力層,為消除負(fù)摩阻力影響承臺(tái)制
2、于3號(hào)粉質(zhì)粘土上,樁徑為500樁,預(yù)制樁進(jìn)入持力層深度為5d=2.5m,樁長(zhǎng)11.2m。3.2 驗(yàn)算單樁承載力確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) 樁的橫斷面周長(zhǎng)(m)樁的橫斷面底面積()樁周各層土的厚度(m)樁周第i層土的單位極限摩 阻力標(biāo)準(zhǔn)值() 樁底土的單位極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值()3.3 確定樁數(shù)及樁布置確定單樁豎向極限承載力設(shè)計(jì)值R,并確定樁數(shù)N及其布置。假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R為:R單樁豎向極限承載力設(shè)計(jì)值,kN單樁總極限側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值,kN單樁總極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值,kN樁側(cè)阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)樁端阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)查表得
3、:=1.65由上部荷載設(shè)計(jì)值: 由此可知:設(shè)計(jì)7A:按軸力P和R估算樁數(shù)n1為:由于n13,應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=4根,樁的布置按矩形排列,樁距,取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m,布置如圖1-1,則承臺(tái)底面尺寸為:2.5m2.5m。下面按樁數(shù)n1=4,求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R:其中:側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)端阻群樁效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)土阻力阻群樁效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)內(nèi)區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)土阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)樁基中相應(yīng)于每一根樁的承臺(tái)底地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值(kN),承臺(tái)底1/2承臺(tái)寬度的深度范圍內(nèi)(),地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值,可按地基規(guī)范中相應(yīng)的地基土承載力
4、標(biāo)準(zhǔn)值乘以2取值,();承臺(tái)底地基土凈面積()。承臺(tái)內(nèi)區(qū)的凈面積承臺(tái)外區(qū)的凈面積承載力特征值,查表得: 下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重:故取4根樁可以,確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-1 圖1-1 7A樁的布置及承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)7B:按軸力P和R估算樁數(shù)n2為:由于n13,應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=6根,樁的布置按矩形排列,樁距,取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m,布置如圖1-2,則承臺(tái)底面尺寸為:2.5m4.0m。下面按樁數(shù)n1=6,求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R:其中:查表得: 下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重:故取6根樁可以,確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-2圖1-2 7B樁的
5、布置及承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)7C:按軸力P和R估算樁數(shù)n3為:由于n33,應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=4根,樁的布置按矩形排列,樁距,取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m,布置如圖1-1,則承臺(tái)底面尺寸為:2.5m2.5m。下面按樁數(shù)n1=4,求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R:其中:查表得: 下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重:故取4根樁可以,確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-3圖1-3 7C樁的布置及承臺(tái)尺寸3.4 樁基中各單樁受力驗(yàn)算對(duì)于7A:單樁所受的平均豎向作用力為:樁基中單樁最大受力為:作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過(guò)群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值第樁至y軸的距離,m樁基中單樁最小力為:以上二項(xiàng)
6、都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角 ,故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。對(duì)于7B:單樁所受的平均豎向作用力為:樁基中單樁最大受力為:作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過(guò)群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值第樁至y軸的距離,m樁基中單樁最小力為:以上二項(xiàng)都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角 =0.0875,故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。對(duì)于7C:單樁所受的平均豎向作用力為:樁基中單樁最大受力為:作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過(guò)群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值第樁至y軸的距離,m樁基中單樁最小力為:以上二項(xiàng)都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角 ,故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。3.5 承臺(tái)的抗沖切驗(yàn)算對(duì)
7、于7A:取承臺(tái)1.7m,鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm,構(gòu)造見圖14,選用混凝土為其。取柱的截面尺寸為:420mm600mm(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式: ;式中:建筑樁基重要性系數(shù),取=1.1;作用于沖切破壞上的沖切力設(shè)計(jì)值(),即等于作用于樁的豎向荷載設(shè)計(jì)值F減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁底的凈反力設(shè)計(jì)值之和;承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();沖切破壞錐體有效高度中線處的周長(zhǎng)();承臺(tái)沖切破壞錐體的有效高度();沖切系數(shù);沖跨比,為沖跨,即柱邊或承臺(tái)變階處到樁邊的水平距離,按圓樁的有效寬度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí),取=0.20;當(dāng)時(shí),取=。F作用于柱(墻)底的豎向荷載設(shè)計(jì)值;沖剪破壞椎體范圍內(nèi)各基樁的
8、凈反力(不計(jì)承臺(tái)和承臺(tái)上自重)設(shè)計(jì)值之和。對(duì)于圓樁:計(jì)算時(shí)應(yīng)將截面換算成方樁,取換算柱或者柱截面邊寬=0.8d??汕蟮脹_垮比與沖剪系數(shù)柱的截面尺寸為:600mm420mm 滿足要求7A是四樁承臺(tái)需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算對(duì)于7B:取承臺(tái)1.7m,鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm,構(gòu)造見圖14,選用混凝土為其。(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式: ;滿足要求7B非四樁承臺(tái),無(wú)需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算,所以承臺(tái)不發(fā)生沖切破壞。對(duì)于7C:取承臺(tái)1.7m,鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm,構(gòu)造見圖,選用混凝土為其。(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式: ;滿足要求7C是四樁承臺(tái),需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算。(2)角樁沖切驗(yàn)算對(duì)于7A
9、和7C分析:對(duì)于四樁承臺(tái),受角樁沖切的承臺(tái)應(yīng)滿足下式:; ; ;式中:作用于角樁頂?shù)呢Q向力設(shè)計(jì)值(); 角樁的沖切系數(shù); 角樁沖跨比,其值滿足0.21.0,=,=;從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離(),此處應(yīng)取樁的有效寬度;從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣引一沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn),至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;當(dāng)柱或承臺(tái)邊階處位于該線以內(nèi)時(shí),取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。對(duì)7A:對(duì)7C: ,= 所以:對(duì)7A和7C均滿足要求所以承臺(tái)7A和7C均不發(fā)生沖切破壞。3.6 承臺(tái)剪切驗(yàn)算對(duì)7A和7C分析: 對(duì)于柱下正方形獨(dú)立承臺(tái),只需要對(duì)柱的一個(gè)軸進(jìn)行驗(yàn)算承臺(tái)的斜截面抗剪承載力即可。樁基規(guī)范規(guī)定,剪切破裂
10、面為通過(guò)柱邊和樁邊連接線形成的斜截面,抗剪驗(yàn)算應(yīng)滿足: 式中:垂直于x方向斜截面的最大剪力值,可取抗剪計(jì)算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計(jì)值總和();垂直于y方向斜截面的最大剪力值,可取抗剪計(jì)算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計(jì)值總和();垂直于x方向的斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值()垂直于y方向的斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值()=,=,剪切系數(shù),當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;計(jì)算截面剪跨比,=,。當(dāng)時(shí),取=0.3,當(dāng),取=3;混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();承臺(tái)計(jì)算截面的有效高度();,承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度()。對(duì) 于-截面抗剪驗(yàn)算: =1.0對(duì)7A:對(duì)7C:對(duì)7A:對(duì)7C:于-截面抗剪驗(yàn)算 =1.0對(duì)7A:對(duì)7C:對(duì)7A和7C:所
11、以7A和7C均滿足要求對(duì)7B分析:對(duì) 于-截面抗剪驗(yàn)算: =1.0于-截面抗剪驗(yàn)算-截面左側(cè)共3根單樁其反總力為:=取=0.3 =1.0 7C滿足要求3.7 承臺(tái)的配筋計(jì)算混凝土采用,鋼筋用II級(jí)鋼筋對(duì)7A分析:承臺(tái)I-I截面處最大彎矩每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取20根承臺(tái)-截面處最大距每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取20根。所以整個(gè)承臺(tái)7A雙向布置,即(雙向布置)詳細(xì)見圖紙對(duì)7B分析:承臺(tái)I-I截面處最大彎矩每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取24根承臺(tái)-截面處最大距每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取20根所以整個(gè)承臺(tái)7B
12、橫向布置2418,縱向布置2014.詳細(xì)見圖紙對(duì)7C分析:承臺(tái)I-I截面處最大彎矩每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取20根承臺(tái)-截面處最大距每米寬度范圍的配筋,選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍內(nèi)用筋根,取15根所以整個(gè)承臺(tái)7C橫向布置2014,縱向布置1518,詳細(xì)見圖紙7A和7C樁基7B樁基圖1-4 樁基的平面及剖面圖3.8 樁基的配筋計(jì)算混凝土采用,鋼筋用軸向壓力承載力設(shè)計(jì)值;0.9可靠度調(diào)整系數(shù)鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)理統(tǒng)計(jì)可得下列經(jīng)驗(yàn)公式:當(dāng)時(shí):=1.177當(dāng)時(shí):混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)比較大的構(gòu)件,考慮到荷載初始偏心和長(zhǎng)期荷載作用下對(duì)構(gòu)件的不利影響較大,的
13、取值比按經(jīng)驗(yàn)公式所得到的值還要降低一些,以保證安全。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)比比小于20發(fā)構(gòu)件,考慮到過(guò)去使用經(jīng)驗(yàn),的值略微抬高一些?!耙?guī)范”采用的值見表6-1混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)構(gòu)件截面面積縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;全部縱向鋼筋的截面面積當(dāng)縱向鋼筋配筋大于%時(shí),式中A應(yīng)改用 查表得=0.6對(duì)7A:(1)求縱筋:已知矩形混凝土上截面面積:A=200000=2133(2)計(jì)算配筋:=1.07%0.8%故選用8根二級(jí)鋼筋 配筋圖如下。圖15樁基7A的配筋圖對(duì)7B:(1)求縱筋:已知矩形混凝土上截面面積:A=200000=1546(2)計(jì)算配筋:=0.77%0.6%故選用8根16鋼筋 配筋圖如下。 圖16樁
14、基7B和7C的配筋圖對(duì)7C:(1)求縱筋:已知矩形混凝土上截面面積:A=200000=1719(2)計(jì)算配筋:=0.86%0.8%故選用8根16鋼筋 配筋圖如圖16。 3.8樁基設(shè)計(jì)說(shuō)明(1)通過(guò)對(duì)擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行了分析、評(píng)價(jià),論證了基礎(chǔ)方案,選擇出最合理基礎(chǔ)型式樁基礎(chǔ),并按要求選擇預(yù)置混凝土圓樁,并進(jìn)行了設(shè)計(jì)。(2)場(chǎng)地地下水的類型主要由第層雜填土孔隙潛水、第層粉砂夾淤泥、第層承壓水和基巖風(fēng)化裂隙水組成。上部潛水主要受大氣降水和漲潮時(shí)地表水的補(bǔ)給,下部承壓水與閩江水有密切水力聯(lián)系。(3)場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕;淺部孔隙潛水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕、承壓
15、水對(duì)其無(wú)腐蝕。(4)擬建建筑物的基礎(chǔ)所采用的預(yù)制樁樁直徑選用500,設(shè)計(jì)區(qū)采用一柱四樁型式和一柱六樁式。(7)為確保建筑物的正常施工和安全使用,建議從建筑物基礎(chǔ)施工至竣工使用后的一定時(shí)間內(nèi),設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)工作。參考文獻(xiàn) 巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-94),中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1994年: 建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-94),中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1994年: 盧廷浩. 土力學(xué).河海大學(xué)出版社,2002: 華南理工大學(xué),東南大學(xué),浙江大學(xué),湖南大學(xué)主編地基及基礎(chǔ)中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998年: 段新勝.顧湘編著樁基工程中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1998年; 袁聚云李鏡培,陳光敬編著土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南巖土工程分冊(cè)中國(guó)水利水電出版社,1999年; 林天健熊厚金王利群編著樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指南中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999年; 陳仲頤葉書麟編著基礎(chǔ)工程學(xué)中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990年; 周景星王洪瑾虞石民李廣信編著基礎(chǔ)工程清華大學(xué)出版社,1996年:高大釗 樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社: