基礎(chǔ)工程課程設(shè)計多層教學(xué)實(shí)驗樓工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計

1、 題目：多層教學(xué)實(shí)驗樓工程的樁基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計依據(jù)：建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（jgj9494） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb500102002） 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計（2004級）任務(wù)書設(shè)計資料：（1） 上部結(jié)構(gòu)資料 某教學(xué)實(shí)驗樓，上部結(jié)構(gòu)為七層框架，其框架為主梁、次梁、樓板均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級c30。底層層高3.4m，其余層高3.3m。（2） 建筑物場地資料 擬建建筑場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦。建筑場地位于非地震區(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2.1m，根據(jù)已有資料分析，該場地地下水對混凝土無腐蝕性。本設(shè)計屬二級建筑樁基，采用經(jīng)驗參數(shù)法和靜力觸探法估算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。一、

2、 選擇樁的類型本設(shè)計屬于二級地基，上部結(jié)構(gòu)為為七層框架，上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的荷載較大，層高不一，且內(nèi)設(shè)有18t橋式吊車，而且，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給的“地基各土層物理、力學(xué)性質(zhì)”可知：地表為雜填土1.8m，地下1.8m到10.1m為灰褐色粉質(zhì)黏土，空隙比e=090，偏大；含水量=33；液性指數(shù)=0.95屬于軟塑性土；此外土層的承載能力較低。而較深的10.1m到22.1m為灰色淤泥粉質(zhì)黏土，e=1.06,較大；含水量=34%,液性指數(shù)=1.10，已經(jīng)是流塑性土，承載能力很低。根據(jù)以上所以不宜選擇淺基礎(chǔ)，而選擇樁基礎(chǔ)。其次，根據(jù)場地環(huán)境：擬建實(shí)驗樓位于市區(qū)內(nèi)，旁邊有小河，考慮到環(huán)境問題，選用預(yù)制樁（灌注樁

3、勢必會對河水造成影響，污染環(huán)境）。最后，實(shí)驗樓不遠(yuǎn)處還有建筑務(wù)，為了避免噪聲污染，選擇靜力壓樁的施工方法。綜上：選擇樁型為，預(yù)制鋼筋混凝土樁，采用靜力壓樁的施工方法。二、 確定樁的規(guī)格、單樁豎向承載力設(shè)計值及樁的平面布置1 樁的規(guī)格構(gòu)造尺寸：樁 長 l=1+12.0+8.3+1.8-2.1+0.1=21.1m樁截面尺寸 450mm×450mm2.單樁豎向承載力由于上部結(jié)構(gòu)荷載較大，采用復(fù)合樁基計算（樁數(shù)n>3） r= 計算數(shù)據(jù)： 樁身周長：u=4×4501800mm=1.8m 樁端面積：450mm×450mm=0.2025 樁心距：s3d=1.35m, l=

4、20.5m（1） 估算樁數(shù)：由94規(guī)范，假設(shè) 則0.8 1.64查表得：靜力觸探法計算時：1.60 經(jīng)驗參數(shù)法計算時：1.65由靜力觸探法計算 1.8×（15×3.6+36×4.4+43×12+111×1）1510.9 kn1784.5×0.2025361.4 kn所以：1125.9 kn 由經(jīng)驗參數(shù)法計算 =1.8×（35×8+29×12+55×1）=1229.4 kn=2200×0.2025=445.5 kn 所以 1038.8 kn r=min(,)=1038.8 kn 以軸線a

5、柱為例n=1.1×=1.1×=4.5所以取n=5 （2） 以軸線 為例，依次確定各柱下單樁豎向承載力設(shè)計值a柱： 取樁數(shù)n=5 ，按梅花式布置排列樁，承臺尺寸取2.9 × 2.9 , 樁心距3d1.35m 邊樁中心至承臺邊緣得距離取 1d450 如圖： 查表得：0.8 1.64 0.11 0.63 2.9×2.9-5×0.45×0.457.3985×0.45×0.454.992.408（0.11×4.99+0.63×2.408）/7.398=0.28=2=2×125=250 kpa=.

6、/n=250×7.398÷5=369.9 kn由靜力觸探法計算：1.60 =1.70 =代入數(shù)據(jù)得：1186.8 kn 由經(jīng)驗參數(shù)法計算：1.65 =1.70代入數(shù)據(jù)得：1099.8 kn所以取 min（,）=1099.8 kn b、c柱：由于b、c柱相隔太近，故做聯(lián)合承臺樁的布置按排列式取n10 承臺尺寸：6.5×2.3布置如圖：3， 0.2 查表得：0.8 1.64 0.11 0.636.5×2.3-10×0.45×0.4512.925（6.5-0.45）×（2.3-0.45）10×0.45×0.45

7、9.16753.7575（0.11×9.1675+0.63×3.7575）/12.925=0.26=2=2×125=250 kpa=./n=250×12.925÷10=323.125 kn由靜力觸探法計算：1.60 =1.70 =代入數(shù)據(jù)得：1175.3 kn 由經(jīng)驗參數(shù)法計算：1.65 =1.70代入數(shù)據(jù)得：1088.3 kn所以取min（,）=1088.3 knd柱：因承臺面積、樁的布置均與a柱相同故：=1099.8 kn 三、單樁受力驗算a柱：1.按中心受壓驗算： n918.44< 2.按偏心荷載驗算：故滿足要求b、c柱：1.按中心

8、受壓驗算： n=940.99<2.按偏心荷載驗算 代入數(shù)據(jù)得 故滿足要求d柱：單樁承載力與a柱相同，但外荷載小于a柱，且承臺設(shè)計與a柱相同，因此，d柱單樁受力驗算也符合要求。四、變形驗算采用等效作用分層總和法矩形承臺中點(diǎn)沉降：a柱：408.7 kpa 附加應(yīng)力：408.7-17.5×1.8-18.4×0.3371.7 kpa則0.4 929.3 kpa=2 查表得：0.038 1.830 16.712 0.09根據(jù)矩形長寬比及深寬比查表得： =0.25=0.14 =0.07 =11.5 mpa =8.6 mpa則=6.2b、c柱：629.4 kpa 附加應(yīng)力：629.

9、417.5×1.818.4×0.3592.4 kpa則0.25 148.1 kpa=2 查表得：0.085 1.879 11.436 0.16根據(jù)矩形長寬比及深寬比查表得： =0.25=0.15 =0.08 =11.5 mpa =8.6 mpa則=13.3=13.3-6.2=7.1<15 故滿足要求五、承臺與樁身設(shè)計（1） 承臺設(shè)計： 承臺厚1m， 底層鋼筋保護(hù)層厚度為80，所以0.92m 混凝土為c20a柱：承臺尺寸如圖：1 沖切承載力驗算0.6m 1.0-0.3-0.2250.475 m=0.475 m=4239 kn 沖跨比：0.516 0.516沖切系數(shù)：1.

10、014×1.01×（0.6+0.475）×1100×0.924395.1 kn > 4239 kn故滿足要求2 角柱對承臺沖切沖切力：962.345.4916.9 kn 0.475m =0.675m沖垮比：0.516角柱沖切系數(shù)：0.67代入數(shù)據(jù)得 953>916.9 kn故滿足要求b、c柱：（聯(lián)合承臺）承臺尺寸如下圖：1 兩柱單獨(dú)進(jìn)行沖切驗算b柱：0.6m 1.0-0.3-0.2250.475 m1.8-0.3-0.2251.275m> 取0.92m0.7-0.3-0.2250.175 m=3338 kn沖垮比：0.516 1.0 0

11、.2 沖切系數(shù)：1.01 0.6 1.8 則： 代入數(shù)據(jù)得：5989.8 kn>3338kn故滿足要求c柱：0.9m =0.6m =0.525m =0.925m> 取0.920.175m =5444 kn沖垮比：0.47 0.826 0.156<0.2 取0.2 沖切系數(shù)：1.07 0.7 1.8 則： 代入數(shù)據(jù)得：8895.0 kn>5444kn故滿足要求2兩個柱腳共同周邊下得沖切驗算 1.8+1.2+0.3+0.453.75 m =0.6m 0.475m =0.92m =0.175m沖切力：=8782 kn 沖垮比：0.424 0.826 0.2則：代入數(shù)據(jù)得：21498.4>8782kn 故滿足要求2 角樁對承臺沖切得驗算 沖切力 =1006.6-62.79=943.8kn 對樁1： 0.475m 0.175m =0.675m沖垮比： =0.424 =0.2沖切系數(shù)： 則： 代入數(shù)據(jù)得：2070.9 kn > 943.8kn對樁2：0.925m 0.175m =0.675m沖垮比： =0.826 =0.2沖切系數(shù)： 則： 代入數(shù)據(jù)得：212