樁基礎畢業(yè)設計

1、河南理工大學畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè)班級：巖土 1001學生姓名：朱恩育一、題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計二、起止日期 2014年3月24日至 2014年6月10日三、主要任務與要求指導教師：職稱：院領導：簽字（蓋章）年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評閱人評語題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計評閱人：職稱：工作單位：河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評定書題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計指導教師： 職稱： 年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯許可證（小組）提交了如下資料:1、設計（論文）說明共頁2、圖紙共張3、指導教帥思見共頁4、評閱人意見頁答辯前向

2、畢業(yè)答辯委員會經審查,巖土工程專業(yè) 1001 班 朱恩育同學所提交的畢業(yè)設計（論文），符合學校本科生畢業(yè)設計（論文）的相關規(guī)定，達到畢業(yè)設計（論文） 務書的要求，根據學校教學管理的有關規(guī)定，同意參加畢業(yè)設計（論文）答辯。指導教師:簽字（蓋章）根據審查，準予參加答辯。答辯委員會主席（組長）（蓋章）河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）決議土木工程學院 巖土工程專業(yè) 1001班朱恩育 同學的畢業(yè)設計（論文）于 2014年06月11日進行了答辯。根據所提供的畢業(yè)設計（論文）材料、指導教師和評閱人意見以及在答辯過程中學生回答問題的情況，畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設

3、計（論文）的總評語二、畢業(yè)設計（論文）的總成績： 三、答辯組組長簽名：答辯組成員簽名：答辯委員會主席:簽字（蓋章）年 月日摘要隨著我國經濟的發(fā)展和建筑設計的多樣化，高層建筑的基礎設計對保證工程安全和控制工程造價至關重要。在選擇基礎形式時與建筑物的使用性質、上部結構類型、地質情況、抗震性能、對周圍建筑物的影響及施工條件等有密切的關系。為節(jié)約投資應該對地基基礎多方案比較進行優(yōu)化設計?，F在社會高度發(fā)達，像以前那樣的建筑已經不能滿足人們生活、工作的需求了。不僅如此，人們隨著社會的文明化也變得越來越文明，人們現在對建筑物的安全性、適用性、耐久性的要求越來越高。而以前那樣的簡單的基礎已經不能滿足這樣的需要

4、了。因此現在人們就越來越注重對地下空間的利用，往更深的土層尋求更大的支撐力來支撐人們的高層建筑物。樁基礎就是這其中最重要的一種，到目前為止，它被大量的運用，但是我們的技術還是處在起步階段，以后還需要工程師們辛勤的工作，完善樁基礎的設計，使得我們人類的生活場所更加高端、大氣、上檔次。本設計是南陽市建業(yè)森林半島I 期 4 號樓樁基礎設計，本設計的主要思路是根據地質勘察資料、施工條件和工程要求，確定樁基礎的樁型、樁的斷面尺寸和長度、單樁容許承載力、樁的數量和平面布置以及承臺的尺寸和構造，再根據承受的荷載驗算樁基承載力，估算沉降量并驗算樁和樁承臺的強度。通過設計樁基礎要達到掌握樁基設計計算的具體原理及

5、主要設計步驟，更深入地理解樁基工程特性。通過本次鉆孔灌注樁基礎設計，使作者對樁的受力特點、制作工藝、設計過程和施工方法有一個更為深入的了解，做到了把作者大學四年所學的力學知識和基礎課程與具體工程緊密結合，真正實現了理論應用于實踐，增強了動手能力，對今后解決實際問題大有幫助。關鍵詞 ：基礎；樁基礎；鉆孔灌注樁；設計；施工AbstractWith the development of our economy and the diversification of architectural design, foundation design of high-rise building is very

6、 important to guarantee construction safety and control the project cost. In choosing base form buildings with the use of the properties, the upper structure type, geological conditions, seismic performance and influence on surrounding buildings and the construction conditions have a close relations

7、hip. To save investment should optimize the foundation scheme is designed.The design of pile foundation of Nanyang Jianye forest Peninsula I 4 floor, the main idea of this design is according to the geological exploration data, construction conditions and engineering requirements, determine the pile

8、 foundation pile type, pile section size and length, the number of allowable bearing capacity of single pile, pile and plane arrangement and the size and structure of the cofferdam, again according to withstand the load calculation of pile foundation bearing capacity, estimating and calculating the

9、pile settlement and the strength of the pile caps. Through the design to achieve mastery of pile foundation design and calculation of concrete pile foundation principle and main design steps, a deeper understanding of pile foundation engineering characteristics.Through the drill hole filling pile fo

10、undation design, the author of pile bearing characteristics, production technology, design process and construction method has a more in-depth understanding, did the author at the university four years learning knowledge of mechanics and basic course and combining concrete engineering, truly achieve

11、 the theories into practice, enhance the ability to solve practical problems in the future.Keywords：Foundation； Pile foundation； Bored piles； Design； Construction摘 要 IAbstract II第一章 緒論 11.1 選題的目的和意義 11.2 國內外研究綜述 11.3 本設計的內容 3第二章工程地質概況 52.1 自然地理和水文、氣候、氣象 52.1.1 自然地理 52.1.2 自然水文 52.1.3 自然氣候和氣象 52.2 場地

12、工程條件 62.2.1 場地地形 62.2.2 地下水特征 62.2.3 場地地層結構 72.2.4 場地條件 72.3 巖土設計技術參數 82.4 上部結構資料 82.5 巖土工程評價 8第三章樁基礎設計原理 113.1 樁基基本設計規(guī)定 113.2 資料的收集 123.3 擬定設計方案，選擇樁型和成樁工藝 133.4 樁徑與樁長的選擇 143.4.1 樁徑擬定 143.4.2 樁長擬定 143.4.3 有效樁長的確定 153.5 基樁豎向承載力特征值R 153.6 確定基樁根數及其平面布置 163.6.1 樁間距的確定 173.6.2 樁的平面布置 173.7 灌注樁樁身結構設計 183.

13、7.1 灌注樁配筋率 183.7.2 灌注樁配筋長度 183.7.3 灌注樁配筋要求 183.7.4 灌注樁箍筋配置 183.7.5 灌注樁混凝土材料要求 183.7.6 灌注樁混凝土保護層厚度 183.8 承臺的設計 193.8.1 承臺的尺寸和配筋要求 193.8.2 柱與承臺的連接構造 193.8.3 承臺與承臺之間的連接構造 19第四章 基礎方案設計計算 214.1 上部結構作用 214.2 灌注樁設計 234.3 單樁承載力計算 234.3.1 單樁豎向極限承載力標準值計算 234.3.2 基樁豎向承載力設計值計算 254.4 樁基的驗算 264.4.1 六樁承臺基樁豎向承載力驗算

14、274.4.2 四樁承臺基樁豎向承載力驗算 284.4.3 三樁承臺基樁豎向承載力驗算 304.4.4 兩樁承臺基樁豎向承載力驗算 314.5 小結 32第五章 承臺設計 335.1 六樁承臺設計 365.1.1 六樁承臺內力計算 375.1.2 六樁承臺厚度及沖切承載力驗算 375.1.3 六樁承臺受剪承載力計算 395.1.4 六樁承臺受彎承載力計算 395.2 四樁承臺設計 405.2.1 四樁承臺內力計算 405.2.2 四樁承臺厚度及受沖切承載力驗算 415.2.3 四樁承臺受剪承載力計算 435.2.4 四樁承臺受彎承載力計算 435.3 三樁承臺設計 445.3.1 三樁承臺內力

15、計算 445.3.2 三樁承臺厚度及沖切承載力驗算 455.3.3 三樁承臺受剪承載力計算 465.3.4 三樁承臺受彎承載力計算 465.4 兩樁承臺設計 475.4.1 兩樁承臺內力計算 485.4.2 兩樁承臺高度估算 495.4.3 兩樁承臺受剪面驗算 495.4.4 兩樁承臺斜截面受剪承載力驗算 495.4.5 兩樁承臺正截面受彎承載力驗算 505.5 承臺構造 515.6 小結 51第六章承臺沉降計算 536.1 六樁承臺基礎沉降驗算 556.2 四樁承臺基礎沉降驗算 576.3 三樁承臺基礎沉降驗算 586.4 兩樁承臺基礎沉降驗算 596.5 小結 61第七章樁身結構設計 63

16、7.1 六樁承臺樁身結構設計 677.1.1 六樁承臺樁身軸向承載力驗算 677.1.2 六樁承臺樁身水平承載力驗算 677.2 四樁承臺樁身結構設計 697.2.1 四樁承臺樁身軸向承載力驗算 697.2.2 四樁承臺樁身水平承載力驗算 697.3 三樁承臺樁身結構設計 707.3.1 三樁承臺樁身軸向承載力驗算 707.3.2 三樁承臺樁身水平承載力驗算 707.4 兩樁承臺樁身結構設計 707.4.1 兩樁承臺樁身軸向承載力驗算 707.4.2 兩樁承臺樁身水平承載力驗算 717.5 樁配筋長度計算 717.6 樁身箍筋配置 717.7 小結 71第八章 施工要點 738.1 樁基施工前

17、的調查與準備 738.1.1 樁基施工前的調查 738.1.2 編制樁基工程組織設計 748.1.3 樁基礎施工設備 758.2 干作業(yè)成孔灌注樁施工 768.2.1 螺旋成孔施工機械設備 768.2.2 螺旋成孔樁施工流程 768.2.3 螺旋成孔樁施工要點 778.2.4 螺旋鉆成孔樁灌注樁的特點及適用范圍 778.2.5 柱錘沖孔混凝土樁施工工藝 77總結 80參考文獻 79附錄 80致謝 81第一章 緒論1.1 選題的目的和意義目的：1 .通過畢業(yè)論文的完成，能夠更加深入的了解樁基礎設計；2 .對基坑的開挖及降水作簡單的說明；3 .掌握地基承載力的驗算和承臺的設計計算；4 .最終可以獨

18、立完成與之相關的設計內容。意義：任何建筑物都建造在一定的地層上，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基，建筑物與地基接觸的部分稱為基礎?；A工程包括建筑物的地基與基礎的設計與施工。樁基技術極為復雜，發(fā)展空間相當廣闊，成為地基基礎領域中一個非?；钴S的、具有很強生命力的分支領域，50 年來出現了許多新的樁型、新的工藝、新的設計理論和新的科技成果，成為我國工程建設的有力支柱。為了很好地學習樁基礎這一種施工工藝，熟練地掌握樁基礎的施工技術和施工方法，接觸國外和國內最新的新樁型、新的工藝、新的設計理念和新的科技成果，故本次設計特選擇樁基礎進行設計。1.2 國內外研究綜

19、述（ 1）樁的發(fā)展歷程最早使用的是木樁：早在7000-8000 年前的新石器時代，人類在湖泊和沼澤里，栽木樁搭臺作為水上依據，漢朝已用木樁修橋。到宋朝，樁基技術已比較成熟，今上海市的龍華塔和山西太原的晉祠圣母殿，都是現存的北宋年代修建的樁基建筑。在英國也保存有一些羅馬時代修建的木樁基礎的橋和居民點。20 世紀 20-30 年代出現沉管灌注混凝土樁。上海在30 年代修建的一些高層建筑的基礎，就曾采用沉管灌注混凝土樁。到 50 年代，隨著大型鉆孔機的發(fā)展，出現了鉆孔灌注混凝土或鋼筋混凝土樁。后來，隨著社會主義建設的發(fā)展，又根據地質條件和施工工藝，發(fā)展了鉆、挖、沖孔灌注樁和爆擴樁， 樁型多樣化，直徑

20、向大型化發(fā)展，橋梁和高層建筑已用到直徑為3.0m 和 3.2m的灌注樁。就打入樁來說，我國20 世紀 30 年代建筑的錢塘江大橋，就采用過木樁和鋼筋混凝土樁基礎，樁型也多樣化，有管樁、方樁、三角形樁、錐形樁和上部為鋼筋混凝土、下部為H 型鋼樁的組合樁。就樁的長度來說，有整根預制的，也有分段預制拼接而成的。為了解決鋼管樁用鋼量大、易銹蝕和造價高的缺點，在 “六五 ”和 “七五 ”期間，又研制了直徑1.2m 和直徑 1.0m 的后張法預應力大管樁，應用于碼頭和海洋工程，近十多年來，在華南和華東地區(qū)，在建筑工程和高速公路建設中廣泛用一種新型的先張法預應力混凝土管樁，管樁的規(guī)格多，應用極為方便。在我國

21、，打入樁與灌注樁的應用同時并舉，一般陸上的樁基工程，如工業(yè)與民用建筑和橋梁工程以灌注樁為主，海上或內河港口工程和固定式海上平臺的樁基工程以打入樁為主。近年來，灌注樁發(fā)展迅速，已研制出多種施工技術，并且技術條件已經非常成熟，在國內的應用非常廣泛。因灌注樁是用樁機設備在施工現場就地成孔或采用人工挖孔，在孔內放置鋼筋籠，適用于不同土層，樁長可因地改變，沒有接頭，僅承受軸向壓力時，只需配置少量構造鋼筋。需配制鋼筋籠時，按工作荷載要求布置，節(jié)約了鋼材，單樁承載力大，正常情況下，比預制樁經濟。又因建筑場地的地層有預制樁不易穿過的土層，又本建筑位于小區(qū)密集區(qū)，所以對噪音要求比較嚴格，所以不能實施沉樁施工。該

22、建筑附近也沒有預制樁加工廠，所以考慮施工條件和建造成本，我們應采用鉆孔灌注樁。（ 2）灌注樁的工作原理鉆孔灌注樁是為了在地下水位較淺的地層中施工而采取的施工方法,主要原理是將鉆渣利用泥漿帶出,并保護孔壁不致坍塌,再使用水下混凝土澆筑的方法將泥漿置換出來從而完成鉆孔灌注樁的施工,要注意不要出現斷狀及縮徑的情況。（ 3）灌注樁的施工1）泥漿護壁成孔灌注樁的施工泥漿護壁成孔可用多種形式的鉆機鉆進成孔。在鉆進過程中，為防止塌孔，應在孔內注入高塑性粘土或膨潤土和水拌合的泥漿，同時利用鉆削下來的粘性土與水混合自造泥漿保護孔壁。這種護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出孔內相對密度、稠度較小泥漿，從而排除土屑

23、。當鉆孔達到規(guī)定深度后，清除孔底泥渣，然后安放鋼筋籠，在泥漿下灌注混凝土成樁。2）干作業(yè)成孔灌注樁施工干作業(yè)成孔灌注樁是指在不用泥漿或套管護壁情況下，用人工或機械鉆具鉆出樁孔，然后在樁孔中放入鋼筋籠，再澆筑混凝土成樁。根據成孔方法可以分為螺旋鉆成孔灌注樁、螺旋鉆成孔擴底灌注樁、鉆孔壓漿灌注樁等。3）人工成孔灌注樁的施工人工挖孔灌注樁是用人工挖土成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土成為支承上部結構的樁基。挖孔擴底灌注樁是在挖孔灌注樁的基礎上，擴大樁端尺寸而成。這類樁由于其受力性能可靠，不需要大型機具設備，施工操作工藝簡單，在各地應用較為普遍，已成為大直徑灌注樁施工的一種主要工藝方式。4）爆擴成孔成孔

24、灌注樁施工爆擴灌注樁是用鉆具成孔或爆擴成孔，再在孔底形成球形擴大頭后，澆筑混凝土成樁。 這種樁可充分利用地基承載力，具有灌注樁基礎、天然地基上獨立基礎的作用和 良好的技術經濟效果，多年來在國內得到較為廣泛的應用。1.3 本設計的內容（ 1）緒論部分主要對本次設計的目的和意義、樁的國內外發(fā)展歷程和本次設計的 設計內容進行大致的陳述，工程地質條件部分對擬建建筑物的場地條件進行詳細的說明，并對不良地質情況進行顯著標明。（ 2）樁基礎設計計算部分主要完成選定樁長和截面尺寸，確定單樁承載力特征值， 確定樁數并進行樁的布置，進行樁身和承臺的計算并滿足構造設計要求，繪制樁基礎平面布置圖，樁和承臺大樣圖，并提

25、出必要的技術說明，最后編寫設計論文。（ 3）施工技術和施工要求部分對沖孔灌注樁的施工準備，施工方案流程，主要技 術要求，如果保證施工質量進行詳細的論述，然后完成本次設計所得到的結論和成果，并對設計過程中所查閱的參考文獻進行說明，最后對指導完成本論文的琚老師表示感謝。第二章 工程地質概況南陽建業(yè)森林半島項目總占地479 畝，項目總住宅面積60 萬平米，是集國際居住區(qū)、五星級酒店、國際教育園區(qū)、親水濕地公園、風情商業(yè)街等為一體國際化濱水生活綜合體。 建業(yè).森林半島，是建業(yè)住宅集團繼建業(yè)綠色家園、桃花島之后在南陽開發(fā)建設的又一個城市經典產品。項目位于濱河路與信臣路交會處，背靠獨山，東臨白河，北依第七

26、屆全國農民運動會主場館，白河支流縱貫地塊，綠地率高達40%以上，不可復制的生態(tài)水景和獨山天然氧吧，讓生活品質高人一等，盡顯帝王氣勢！建業(yè)森林半島項目擬分為五期開發(fā)，一期產品規(guī)劃有9 棟住宅建筑。在景觀規(guī)劃上，以“水、 森林、藍天、白云和游魚”為天然設計元素，通過現代的施工工藝和寫實的手法進行景觀描繪，營造一個集水流、島嶼、林木及穿插其中的休閑漫步道等多項元素為一體的小區(qū)中心生態(tài)公園。南陽市建業(yè)森林半島I 期 4 號樓位于建業(yè)森林半島住宅樓群樓的外圍，與孔明北路毗鄰。2.1 自然地理和水文、氣候、氣象2.1.1 自然地理南陽市城區(qū)位于北緯32°57'33°07'

27、;,東經112°21'112°38',整個南陽市在北緯32°17'33°48',東經110°58'113°49'之間。其東北西三面環(huán)山，南部是丘嶺地，整個 地形成為一個近馬蹄形的盆地，總面積2.66萬平方公里，山區(qū)、丘陵、平原約各占1/3，耕地 1312 萬畝，轄2 區(qū) 10 縣，是河南省第三大城市，同時也是河南省面積最大的地級市。2.1.2 自然水文南陽市分水系三大流域：中西部大部分地區(qū)屬于漢水流域（長江流域），東南部的桐柏縣是淮河發(fā)源地，分屬淮河流域，南召縣北部有一小塊地方屬于黃河流

28、域。河流分屬長江、淮河兩大系，長度在一百公里以上的河流有十條。南陽市主要河流有丹江、唐河、白河、淮河、灌河、湍河。丹江口水庫主要分布于南陽淅川，是亞洲最大人工淡水湖。山脈：南陽西北部有伏牛山脈，東南部有桐柏山脈。南陽市區(qū)內有九座孤山，分別是豐山、隱山、蒲山、獨山、羊磨山、紫山、遮山、塔子山。2.1.3 自然氣候和氣象南陽地處亞熱帶向溫帶的過渡地帶，屬于典型的季風大陸濕潤半濕潤氣候，四季分明。 春秋時間55-70天， 夏季 110-120天， 冬季時間110-135 天。 年平均氣溫14.4-15.7，七月平均氣溫26.9-28.0，一月平均氣溫0.5-2.4。年降雨量703.6-1173.4m

29、m， 自東南向西北遞減。年日照時數1897.9-2120.9 小時，年無霜期220-245天。古人曾以"春前有雨花開早，秋后無霜葉落遲”的詩句來贊揚南陽良好的氣候條件。南陽市的主導風向為 東北風和北風，風速的變化規(guī)律是：春、秋季多為東北風，平均風力3-4級，最大5級; 五月底到六月初常有短時間的 4-5級西南風；平均風速一般為 3.5m/s。夏季多偏北風， 間有4-5級的西風、西北風；一般風力為 2-3級，風速一般為2.5m/s。盛夏期間，由 于受較強冷空氣影響，間有 7級以上偏南大風。冬季節(jié)多為北風、 西北風，其他風向較 少；風速比夏季較大，僅次于春季。一年中最多風向為東北風，年平

30、均風力2.8級，平均風速2.4m/s。南陽市的主導風向為東北風的原因是多方面的，一方面是受大圖2-1 南陽地區(qū)風玫瑰圖氣環(huán)流形勢和季風活動的影響，另一方面也與南陽的地形條件有著密切的關系。 南陽位于 河南省西南部，全區(qū)三面環(huán)山，素有“南陽盆地”之稱，西北部有伏牛山，東南部有桐柏山 呈自盆地東北向西南方向傾斜的扇形地帶，在盆地的東北角有一缺口 ，新野、鄧州為盆地 南部的出口。這種特殊的地形，也是造成南陽市東北風異常活躍的原因。2.2 場地工程條件2.2.1 場地地形擬建建筑物場地地勢平坦，局部堆有建筑垃圾。2.2.2 地下水特征(1)地下水為大氣降水及河水補給，地下水主要為賦存于填土層中的上層滯

31、水及 圓礫、礫砂、細砂層中的孔隙潛水。場地周邊無大型化工廠，根據區(qū)域性水文地質資料水樣水質簡易分析結果知，擬建場區(qū)地下水對混凝土結構無結晶類和分解類腐蝕。(2)地下水位深度；在勘察過程中，對所有鉆孔均進行了簡易水文地質觀測，地下水位埋藏較淺，位于地表下 3.5m2.2.3 場地地層結構根據鉆探揭露，在鉆孔深度范圍內，場區(qū)地層自上而下可分為 5層，見圖2-1,現分述如下:±0.000-0.450圖2-2地層分布示意圖© 號土層：素填土，黃褐色 松散,稍濕，以粉質粘土為主，局部為雜填土，含建 筑垃圾。該層場區(qū)普遍分布，層厚 1.5m,承載力特征值fak=95kPa。號土層：淤泥

32、質土，層厚3.3m,流塑，承載力特征值fak=65kPa。 號土層：粉砂，層厚6.6m,稍密，承載力特征值fak=110kPa。號土層：粉質黏土，棕紅色，硬塑，濕，高干強度，高韌性，切面有光澤，無 搖震反應。含鐵鉆氧化物和鐵鉆結核。該層在場區(qū)普遍分布，層厚 4.2m,承載 力特征值fak =165kPa 0 號土層：粉砂層，鉆孔未穿透，中密一密實，承載力特征值fak=280kPa。2.2.4 場地條件建筑物所處場地抗震設防烈度為 7度，場地內無可液化沙土、粉土。2.3 巖土設計技術參數巖土設計參數見表2-1和表2-2表2-1地基巖土物理學參數土層編號土的名稱孔隙比e含水量W (%)液性指數Il

33、標準灌入錘擊數N (次)重度y(kN/m3 )壓縮模量EsMPa-195.0淤泥質土1.0462.41.08-173.8粉砂0.8127.6-14187.5粉質粘土0.7931.20.74-209.2粉砂層0.58-311816.8表2-2樁的極限側阻力標準值qsk和極限端阻力標準值q pk土層編號樁的側阻力qsk樁的端阻力q pk素填土22-淤泥質土28-粉砂45-粉質粘土60900粉砂層7524002.4 上部結構資料擬建建筑物為9層鋼筋混凝土框架結構，長 52.2m,寬18.3m。室外地坪標高同 自然地面，室內外高差為 450mm,柱截面尺寸均為 400mmM400mm ,橫向承重。 2

34、.5巖土工程評價(1)本次勘察結果表明，場地內地層結構簡單，土層分布基本均勻，同層物理 力學性質差異不大，基巖界面整體坡度不大，無不良工程地質現象和特殊性巖土。(2)本地最大凍土厚度0.46米，一月份平均溫度-3.0C ；屬微凍區(qū)。(3)南陽地區(qū)抗震設防烈度為 7度，設計基本地震加速度 0.10g。設計地震分 組為第一組，建筑設計特征周期0.35s。依據上海巖土工程勘察設計研究院有限公司提供的南陽建業(yè)森林半島面波測試報告結論，該場區(qū)場地土類型屬中軟場地土，場地 類別屬R類，脈動卓越周期為T=0.1160.212。無特殊土層和不良地質現象分布，因此 綜合判定屬建筑抗震一般地段。(4)擬建場地地下

35、水為大氣降水及河水補給，地下水位埋藏較淺，位于地表下3.5m。 地下水主要為賦存于填土層中的上層滯水及圓礫、礫砂、細砂層中的孔隙潛水。場地周 邊無大型化工廠，根據區(qū)域性水文地質資料水樣水質簡易分析結果知，擬建場區(qū)地下水 對混凝土結構無結晶類和分解類腐蝕。第三章樁基礎設計原理3.1 樁基基本設計規(guī)定樁基基本設計規(guī)定如下：（1）樁基礎應按以下兩類極限狀態(tài)設計：1）承載能力極限狀態(tài)：樁基達到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載 的變形。2）正常使用極限狀態(tài)：樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性 要求的某項限值。根據建筑規(guī)模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜

36、性 以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，將樁基設計分為表3-1所列的三個設計等級。樁基設計時，應根據表 3.1確定設計等級。表3 -1建筑樁基設計等級設計等級建筑類型1.1 要的建筑。1.30 層以上或高度超過100m的高層建筑。甲級3.體型復雜且層數相差超過 10層的高低層（含純地下室連體的建筑）。1.31 層以上框架一核心筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑。5 .場地和地基條件復雜的 7層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑。6 .對相鄰既有工程影響較大的建筑。乙級除甲級、丙級以外的建筑丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的 7層及7層以下的一般建筑（2）樁基應根據具體條件

37、分別進行以下承載能力計算和穩(wěn)定性驗算：1）應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載 力計算。2）對于樁身和承臺結構，應進行承載力計算；對于樁側土不排水、抗剪強度小于 10kPa且長徑比大于50的樁，應該進行樁身壓屈計算；對于混凝土預制樁，應按吊裝， 運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算；對于鋼管樁，應進行局部壓屈驗算。3）當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層承載力驗算。4）對位于坡地，岸邊的樁基，應進行整體穩(wěn)定性驗算。5）對于抗浮，抗拔樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力計算。6）對于抗震設防區(qū)的樁基，應進行抗震承載力驗算。（3）以下建筑樁基應進行沉降計算：1

38、）設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基。2)設計等級為乙級的體型復雜，荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土 層的建筑樁基。3)軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎。(4)對受水平荷載較大或對水平位移有嚴格限制的建筑樁基，應計算其水平位移。(5)應根據樁基所處的環(huán)境類別和相應的裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的 抗裂性和裂縫寬度。(6)樁基設計時，所采用的作用效應組合與相應的抗力應符合以下規(guī)定：1)確定樁數和布樁時，應采用傳至承臺地面的荷載效應標準組合值，相應的抗力 應采用基樁或復合基樁承載力特征值。2)計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應采用荷載效應準永久組合；計算 水平

39、地震作用、風荷載作用下的樁基水平位移時，應采用水平地震作用、風荷載效應標 準組合。3)驗算坡地，岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時，應采用荷載效應標準組合值；抗震 設防區(qū)，應采用地震作用效應和荷載效應的標準組合。4)在計算樁基礎結構承載力及確定尺寸和配筋時，應采用傳至承臺頂面的荷載效 應基本組合。當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合值和荷 載效應永久組合。5)樁基結構設計安全等級、結構設計使用年限和結構重要性系數？0應按有關建筑結構規(guī)范的規(guī)定采用，除臨時性建筑外，重要性系數紇不應小于1.0.6)當樁基結構進行抗震驗算時，具承載力調整系數尸RE應按現行建筑抗震設計規(guī) 范(GB500

40、112001)的規(guī)定采用。3.2 資料的收集樁基礎設計之前必須充分掌握設計原始資料，具體情況如下：(1)巖土工程勘察資料：包括工程地質報告和圖件，巖土物理力學性能指標及水 文地質條件資料，抗震設防烈度及場地不良地質現象資料。(2)建筑場地環(huán)境條件資料：包括建筑場地的平面圖，交通設施、地下管線和地 下構筑物等的分布，相鄰建筑物基礎形式及埋置深度，周圍建筑的防震、防噪聲的要求, 泥漿排泄和棄土條件。(3)建筑物的有關資料：建筑物的總平面布置圖，安全等級、結構類型、荷重和 抗震設防烈度等。(4)施工機械設備的進出場及現場運行條件3.3 擬定設計方案，選擇樁型和成樁工藝根據建筑結構類型、荷載性質、樁的

41、使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下 水位、施工環(huán)境和經驗以及樁材供應條件等，選擇經濟、合理、安全、適用的樁型和成 樁工藝（見表3-2）。表3 - 2 常用樁型及適用范圍成孔方式樁徑（mm）樁長m適用范圍預制鋼筋混凝土樁錘擊300500< 12中密以下的松散砂層、粉土層、雜填土鋼管樁錘擊、鉆孔600900< 80可進入較硬持力層泥漿護壁成孔沖抓>800< 30碎土石、砂土、粉土、黏性土及風化巖。當進入中等風化和微風化巖層時，沖擊成孔的速度比回轉的快沖擊< 50回轉鉆< 80潛水鉆500800< 50黏性土、淤泥、淤泥質土及砂土干作業(yè)螺旋鉆30080

42、0< 30地下水位以上的黏性土、粉土、砂土及人工填土鉆孔擴底300600< 30地下水位以上的堅硬、硬塑的黏性土及中密以上砂土機動洛陽鏟300500< 20地下水位以上黏性土、黃土及人工填土沉管成孔錘擊340800< 30硬塑黏性土、粉土及砂土，直徑大于或等于600mm的可達強風化巖振動400500< 24可塑性土、中細砂爆擴成孔< 350< 12地下水位以上的黏性土、黃土、碎石土及風化巖人工挖孔> 100<40黏性土、粉土、黃土及人工填土一般來說，對于框架結構，當樁端持力層較堅硬且不太深時，宜選擇大直徑鉆孔或 人工挖空灌注樁設計成一柱一樁

43、基礎；對于建筑物統(tǒng)一結構單元，應避免采用不同類型 的樁，否則應考慮基礎的變形協調計算；當土中存在預制樁很難穿越的孤石、廢金屬或 殘積層中未風化的巖脈時，不易采用預制樁。當土層分布很不均勻時，混凝土預制樁的 長度較難掌握；當持力層層面坡度較大時，預制樁沉樁時樁身易折斷，宜采用灌注樁。 在城市建筑密集區(qū)，預制樁和沉管灌注樁的施工可能帶來噪聲，沉樁擠土可能危及臨近 建筑物和地下管線的安全，采用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁更為合適。3.4 樁徑與樁長的選擇樁徑與樁長的設計，應綜合考慮荷載的大小。土層性質與樁周土阻力狀況、樁基結構特點。施工設備與技術條件等因素后確定，力爭做到既滿足使用要求又經濟，最有效的

44、利用和發(fā)揮地基土的樁身材料的承載性能。設計時首先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所擬定的尺寸是否經濟合理再進行最后確定。3.4.1 樁徑擬定樁的類型選定后，樁徑可根據各類樁的特點與常用尺寸選擇確定。通常10 層以下的建筑可考慮采用直徑 400500mm左右的灌注樁或邊長250300mm的預制樁；1020層的建筑可采用直徑6001000mm 的灌注樁或邊長300500 的預制樁；2030層的建筑可采用直徑7001200mm的鉆（沖、挖）孔灌注樁或邊長為400600mm的預制樁；3040層的建筑可采用直徑8001500mm 的大直徑灌注樁；樓層更高的建筑可采用直徑更大的灌注樁。3.4.2 樁長

45、擬定確定樁長的關鍵在于選擇樁端持力層，設計時，可先根據地質條件選擇適宜的樁端持力層初步確定樁長，并應考慮施工的可行性（如鉆孔灌注樁鉆機的最大深度等）。一般應選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土，不宜小于2d （d為樁身設計直徑）；對于砂土，不宜小于1.5d;對于碎石土，不宜小于do當存在軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層厚度不宜小于3d。對于嵌巖樁，嵌巖深度應綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑和樁長等諸因素確定。嵌入傾斜的完整巖和較完整巖的全斷面深度，不宜小于0.4d且不小于0.5m。傾斜度大于 30%的中風化巖，宜根據傾斜度及巖石的完整性適當加大嵌巖深度。嵌入平整

46、、完整的堅硬巖和較硬巖的深度，不宜小于 0.2d且不應小于0.2m。在抗震設防區(qū)，樁進入液化層以下穩(wěn)定土層中的全截面長度除滿足上述要求外，對于碎石土、礫、粗砂、中砂、密實粉土和堅硬黏性土尚不應小于（23） d,對于其他非巖石土尚不宜小于（45） d。如果在施工條件容許的深度內沒有堅硬土層存在，應盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要避免使樁底坐落在軟土層上或與軟弱下臥層的距離太近，以免樁基礎發(fā)生過大的沉降。對于摩擦樁，柱底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數兩者相互牽連，可通過試算比較，選擇較合理的樁長。摩擦樁的樁長不應擬定太短，一般不應小于4m。 此外，為保證發(fā)揮摩擦樁樁底土

47、層支撐力，樁端部應盡可能達到該土層的樁端阻力臨界 深度。3.4.3 有效樁長的確定初步確定承臺地面標高后才能明確有效樁長，以便計算樁基承載力。當作用在樁基 礎上的水平力和彎矩較大時，可適當降低承臺底面標高。在寒冬地區(qū)，承臺底面應位于 凍結線以下不少于 0.25m。同時，樁頂應嵌入承臺一定長度，對大直徑樁宜不少于 100mm,對于中等直徑樁不宜少于 50mm。3.5 基樁豎向承載力特征值 R(1)對于端承型樁基、樁數少于 4根的摩擦型柱下獨立樁基，或由于地層土性、 使用條件等因素不宜考慮承臺效應時， 基樁豎向承載力特征值應取單樁豎向承載力特征 值，即：R = Ra(3.1)(2)對于符合下列條件

48、之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺效應來確定其復合基樁豎向承 載力特征值：1)上部結構整體剛度較好、體型簡單的建(構)筑物。2)對差異沉降適應性較強的排架結構個柔性構筑物。3)軟土地基的減沉復合疏樁基礎?？紤]承臺效應的復合復合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定。不考慮地震作用時：R=Ra +"cfakAc(3.2)考慮地震作用時：R=Ra +'ZfakAc(3.3)1.25其中：Ac =(A-nAps n(3.4)式中：工承臺效應系數，可按表3.4取值；fak 承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內各層土的地基承載力征值按 厚度加權的平均值；Ac 計算基樁所對應的承臺底凈面積

49、；Aps樁身截面面積，mm2 ;A 承臺計算域面積(對于柱下獨立基礎， A為承臺總面積；對于樁筏基礎，A為柱、墻筏板的1/2跨距和懸臂邊2.5倍筏板厚度所圍成的面積；對于樁集中布置于單片墻下的樁筏基礎，取墻兩邊各1/2跨距圍成的面積，按條形承臺計算');c地基抗震承載調整系數，按表 3-4取值；表3 -4承臺效應系數nc、7a 刃Bc/l3456>64.40.060.080.140.170.220.260.320.380.500.800.40.80.080.100.170.200.260.300.380.44>0.80.100.120.200.220.300.340.440

50、.50單排樁條形承臺0.150.180.250.300.380.450.500.60注：1.表中Sa/d為莊中心距與樁徑之比；Bc/l為承臺寬度與樁長之比。當計算基樁為非正方形排列時，Sa =/而，其中A為承臺計算域面積，n為總樁數。2 .對于樁布置于墻下的箱、筏承臺，飛可按單排樁條形承臺取值。3 .對于單排樁條形承臺，當承臺寬度小于1.5d時，又按非條形承臺取值。4 .對于采用后注漿灌注樁的承臺，”宜取低值。5 .對于飽和粘性土中的擠土樁基、軟土地基上得樁基承臺，入宜取低值的0.8倍。表3 - 5地基抗震承載力調整系數 匕巖土名稱和性狀-a巖石，密實的碎石土，密實的礫、粗砂、中砂，fak23

51、00kPa的黏性土和粉土1.5中密和稍密碎石土，中密和稍密的礫，粗砂、中砂，中密和稍密的細砂、粉砂,150kPa <fak <300kPa的黏性土和粉土，堅硬的黃土1.3稍密的細砂、粉砂，100kPaMfak <150kPa的黏性土和粉土，可塑黃土1.1淤泥，淤泥質土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土1.03.6確定基樁根數及其平面布置單樁的承載力設計值確定后，可根據建筑物上部荷載確定樁基的根數，根據建筑物 上部結構進行合理的布樁。3.6.1樁間距的確定群樁中樁間距的確定應該根據土類別、 成樁工藝以及排列形式來確定樁的最小中心 距。一般情況下，穿越飽和軟土的擠土樁，要

52、求樁中心距最大，部分擠土樁或穿越非飽 和土的擠土樁次之，非擠土樁最??；對于大面積的樁群，樁的最小中心距宜適當加大。 基樁的最小中心距應符合表3-6的規(guī)定，當施工中采取減小擠土樁效應的可靠措施時， 可根據當地經驗適當減小。表3 - 6基樁最小中心距土類別與成樁工藝樁排數不少于3、樁數不少于9根的摩擦型樁基其他情況非擠土灌注樁3.0d3.0d部分擠土樁非飽和土、飽和非黏性土3.5d3.0d飽和黏性土4.0d3.5d擠土樁非飽和土、飽和非黏性土4.0d3.5d飽和黏性土4.5d4.0d鉆、挖孔擴底樁2D 或 D +2.0m （當 D >2m ）時1.5D 或 D +1.5m （當 D>2

53、m 時）沉管夯擴、鉆孔擠土樁非飽和土、飽和非黏性土2D 且 4.0d2D 且 3.5d飽和黏性土2.5D 且 4.5d2.2D 且 4.0d注:1.d為圓樁設計直徑或方樁設計邊長， D為擴大端設計直徑。2.當縱橫向樁距不相等時，其最小中心距應滿足“其他情況” 一欄的規(guī)定。3.當為端成樁時，非擠土灌注樁的“其他情況” 一欄可減小至2.5d.3.6.2樁的平面布置樁數確定后，可根據樁基受力情況選用單排樁或多排樁樁基。多排樁的排列形式常 采用正方形、三角形和梅花形，樁基礎中樁的平面布置，除應滿足前述的最小中心距等構造要求外，布樁時還應盡 量使樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合。當作用于樁基的彎矩較大時， 以盡量將樁布置在距承臺形心較遠處，采用外密內疏的布置方式，以增大基樁對承臺形 心或合力的作用點的慣性矩，提高基樁的抗彎能力。在排列基樁時，應考慮使樁基受水 平力和力矩較大方向有較大的截面模量。為了增強建筑物短邊方向的整體穩(wěn)定性，可考 慮將橫墻下的承臺梁在外縱墻以下布置兩根探頭樁。在墻體開洞下方不布樁，特殊情況 下必須布樁時應先加固洞口處承臺梁。在梁式承臺或板式承臺下布樁應本著減小彎矩的 原則，盡量在柱和墻下布樁。3.7 灌注樁樁身結構設計灌注樁樁身可按構造配筋，具體要求如下。3.7.1 灌注樁配筋率當樁徑為3002000mm時，正截面