樁基礎課程設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 樁基礎課程設計題 目：某機械廠粗加工車間樁基設計指導教師： * 班 級： * 姓 名： * 學 號： * 組 別： * 建筑工程學院2014年 6 月 2 日某機械加工車間樁基設計一、設計資料1、某機械粗加工車間上部結(jié)構(gòu)（柱子300400mm2)傳至基礎頂面的最大荷載為：軸力Fk=2500KN，彎矩Mk=300KN.m，剪力Hk=30KN。2、工程地質(zhì)勘察報告中指出：地基土的工程地質(zhì)條件。（1）地形、地貌：該場地內(nèi)原建有平房兩幢（現(xiàn)已拆除），場地內(nèi)地形平坦，相對高度不足1m。位于黃河泛濫平原，沖洪積形式，表層覆蓋有少量植被和雜填土。 地層巖性： 根據(jù)鉆探編錄，室內(nèi)試

2、驗和標準貫入試驗將場地內(nèi)所揭露的地層分為六層。其巖性自上而下為：表土、軟而可塑粉質(zhì)粘土、軟塑粘土、流塑淤泥質(zhì)粘土、軟塑粉土、同一硬度粉質(zhì)粘土，現(xiàn)分述如下： A、表土：以橘黃色粉土為主，局部為雜填土，含植物根、磚渣等，分布場地表面，厚度約0.3m（因為有高低之分，所以以剖面為準），據(jù)目測有機含量不高。 可塑、濕、中壓縮性B、軟可塑粉質(zhì)粘土：褐黃色，褐灰色，含少量的鐵質(zhì)浸染和結(jié)核，含植物根，腐殖根，厚度約為2m，全區(qū)均有分布。 軟流塑、濕飽和、高中壓縮性C、軟塑粘土：褐色，含少量的生物碎屑及鐵質(zhì)結(jié)核，厚度約為2.5m，分布于全區(qū)。 軟流塑、飽和、高中壓縮性D、流塑淤泥質(zhì)粘土：呈黑灰色，含多量的有機

3、質(zhì)，有臭味夾有薄層粉砂或細砂，偶見貝殼，為三角洲沖積物。厚度約為5m。 軟塑、飽和 E、軟塑粉土：褐黃色，灰黃色，含砂質(zhì)團塊，自上而下顏色逐漸變深，有淡臭味，含少量的生物碎屑，云母片，該層厚約4.2m,區(qū)內(nèi)均有分布 。（大于5d 可做持力層但需考慮。） 軟流塑、飽和、中等壓縮性F、同一硬度粉質(zhì)粘土：呈棕紅色，有紫紅色和白色斑點，層厚很深。 硬塑、稍濕（2）水文地質(zhì)條件：據(jù)外業(yè)施工期間，測得地下水埋深約為0.5m其類型屬于潛水，地下水流向自東北向西南。由于現(xiàn)在是枯水季節(jié)，到豐水期時，地下水位還會上漲約0.2m，場地內(nèi)局部會滲出地表。據(jù)鄰近資料判斷，該水不具侵蝕性。3、地基土的工程地質(zhì)性質(zhì)評價 場

4、地內(nèi)地層分布比較穩(wěn)定，從水平方向上變化不大，垂直方向上變化有規(guī)律，因為地下水位較高，使地基（2）（3）（4）（5）層均為飽和狀，呈軟流塑狀態(tài)，地基強度較低，變形值高。4、結(jié)論與建議(1) 根據(jù)建筑物的情況，從經(jīng)濟、實用上考慮可采用柱下十字交叉梁基礎或樁基礎，但應特別注意承載力不足補償和減少沉降值問題，建議建筑設計部門根據(jù)建筑物實際情況定酌。第一層表土因其不均勻且厚度較小，本次勘察未加評價。(2) 因場地內(nèi)地基土的變形值高，主要持力層呈軟流塑狀，建議建筑物的上部結(jié)構(gòu)在設計時應考慮與基礎的共同工作，避免造成建筑物的不均勻沉降。(3) 地下水埋深0.5m左右，豐水期還會上升。但其對基礎無侵蝕性。(4

5、) 由于場地內(nèi)地基土粘粒含量較高，一般在60%以上，因此，不考慮其地震液化性。(5) 根據(jù)市地震小區(qū)劃分規(guī)定，該建筑物地震烈度按6度設防。5、土層名稱及厚度如下圖所示，地下水位為-0.50m。附表： 土的物理力學性質(zhì)指標表層次土層名稱含水量%重度(kN/m3)液性指數(shù)IL塑性指數(shù)IP孔隙比e壓縮模量Es(Mpa)內(nèi)摩擦角()地基承載力特征值fak(kpa)樁端端阻力特征值qpa(kpa)樁側(cè)阻力特征值qSa(kpa)1雜填土2軟可塑粉質(zhì)粘土3019.30.7512.51.16.57.37119/203軟塑粘土36.718.50.919.21.14.014.080/19.24流塑淤泥質(zhì)粘土34.

6、918.31.111.31.153.59.070/12.55軟塑粉土33.518.60.86.70.977.24.612050019.36同一硬度粉質(zhì)粘土24.919.40.2515.60.917.78.0190145037二、設計過程1、確定樁形、截面根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和層數(shù)，荷載情況、地質(zhì)條件和施工能力等，選擇預制樁，其截面尺寸為mm2。2、選擇樁長選擇樁長即選擇合適的持力層。選擇承臺埋深1.5m。樁長樁頂進入承臺+中間段+樁端進入持力層厚+樁尖。 樁頂應嵌入承臺一定長度，對中等直徑樁宜大于等于50mm，以保證群樁與承臺之間連接的整體性。暫取樁頂進入承臺的長度為50mm。 選擇地基土的土層為同一

7、硬度粉質(zhì)粘土，因為樁端進入持力層深度（1-3倍樁徑時，粘性土、粉土大于等于2d；持力層較厚時，粉土、粘性土為26d）。取樁端進入持力層厚度： 3.375d=3.mm=1.35m中間段： h1= 14.50-1.50=13.00m樁尖： （1.3-1.5）b=（0.520.6）m ,取0.6m初估算： 樁長L=0.05+13.00+1.35+0.6=15.00m3、初步設定承臺的地面標高，承臺底面面積，選擇樁和承臺的混凝土強度等級承臺高度1.0m，鋼筋保護層厚度35mm。由于地下水位離地表0.5m，為了使地下水位對承臺沒有影響，且根據(jù)地基基礎規(guī)范要求600mm,故選擇承臺埋深1.5m,即底面標高

8、為-1.50m。承臺有效高度為h0=1.0-0.035=0.965m，承臺底面定為3.2m3.2m。為便于施工，樁和承臺的混凝土強度等級均取C30。4、確定單樁承載力5、確定樁數(shù) 6、樁的平面布置 初選承臺尺寸 樁距：取樁距s=（3-4）d=（1.2-1.6）m,取s=1.2m承臺邊長：a=1.2+1.2+0.4+0.4=3.2m則樁的布置圖如下圖所示：7、單樁承載力驗算軸心受壓時：偏心受壓時：水平荷載下： 取，遠小于單樁水平承載能力特征值,因此無需驗算群樁效應的基樁水平承載力。8、軟弱下臥層驗算由于軸心受壓時持力層不存在軟弱下臥層，故不需要進行軟弱下臥層的驗算。9、樁基沉降驗算由于本設計屬于

9、丙級建筑物，當所選持力層合適時，可不進行樁基沉降驗算。10、樁基負摩阻力驗算故樁的負摩阻力滿足要求。11、樁身結(jié)構(gòu)驗算樁的截面尺寸為400mm400mm，樁長15m，箍筋為HPB235，鋼筋保護層厚度為40mm，混凝土C30，樁采用雙點起吊，所以起吊點位置a=0.207L=0.20715=3.105m。根據(jù)構(gòu)造選擇樁身鋼筋，并滿足如下要求：1樁身強度應符合下式要求： , 滿足要求。2預制樁尚應滿足吊樁強度要求：樁的水平起吊： 樁的吊立：樁的起吊方式選擇：水平起吊。樁的主筋驗算控制彎矩為起吊時的情況，動力系數(shù)為K=1.3樁身有效截面高度:又由于需要滿足最小配筋故采用則整個截面的主筋采用。箍筋：中

10、間區(qū)段， 樁頂和樁尖區(qū)加密， 其余樁身樁的水平起吊: 樁的吊立：樁身強度驗算（因為是混凝土預制樁，取0.85)滿足樁身強度要求。樁的箍筋計算則按照構(gòu)造要求配筋，滿足要求。12、承臺設計 承臺尺寸4.0m4.0m；承臺埋深1.5m；承臺高1.0m；柱頂伸入承臺0.05m。鋼筋保護層厚度0.35m。承臺有效高度: ，混凝土強度等級為C30，混凝土軸心抗拉強度,軸心抗壓強度。鋼筋選用HRB335級，如下圖所示。（1）承臺受沖切承載力驗算柱邊沖切：分別為x,y方向柱邊離最近樁邊的水平距離，當；當。因為h=1000mm,所以可插空取 角樁向上沖切：（2）承臺受剪切承載力計算該剪跨比與以上沖垮比相同（3）

11、承臺受彎承載力計算選用2216，沿平行與Y軸方向均勻布置選用2018，沿平行于X軸方向均勻布置三、設計說明1、工程地質(zhì)條件引自課程設計指導書，其特性如表格所示2、樁和承臺的混凝土強度等級均為C30，配筋采用二級鋼筋HRB3353、樁采用預制樁，長度為15m，截面尺寸為400400mm2。4、施工方法： (一)打樁設備打樁設備主要是樁錘和樁架。樁錘有落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘，目前應用最多的是柴油錘。柴油錘是利用燃油爆炸推動活塞往復運動而錘擊打樁，活塞重量從幾百公斤到數(shù)噸。用錘擊沉樁，為防止樁受沖擊應力過大而損壞，宜用重錘輕擊。如用輕錘重打，錘擊功大部分被樁身吸收，樁不易打人，且樁頭易打碎。錘

12、重與樁重應有一定的比值，或控制錘擊應力，以防把樁打壞。樁架是支持樁身和樁錘，沉樁過程中引導樁的方向，并使樁錘能沿著要求的方向沖擊的打樁設備。 常用樁架有多能樁架和履帶式樁架，多用后者。履帶式樁架以履帶式起重機為底盤，增設了立柱和斜撐用以打樁。(二)打樁打樁前應做好下列準備工作：清除妨礙施工的地上和地下的障礙物；平整施工場地；定位放線。柱基軸線的定位點應設置在不受打樁影響的地點，打樁地區(qū)附近需設置不少于2個的水準點，在施工過程中可據(jù)此檢查樁位的偏差以及樁的人土深度。打樁時應注意下列一些問題：1打樁順序 打樁順序應根據(jù)地形、土質(zhì)和樁布置的密度決定。由于樁對土體產(chǎn)生擠壓，打樁時先打人的樁常被后打人的

13、樁推擠而發(fā)生水平位移，尤其是在滿堂打樁時，這種現(xiàn)象尤為突出。因此在樁的中心距小于4倍樁的直徑時，應擬定合理的打樁順序。當逐排打設時，打樁的推進方向應逐排改變，以免土朝一個方向擠壓，導致土壤擠壓不均勻。對同一排樁而言，必要時可采用間隔跳打的方式進行。大面積打樁時，可從中間先打，逐漸向四周推進，若從四周向中間打設，則中間部分土壤受到擠壓，使樁難于打入，分段打設可以減少對樁的擠動，在大面積打樁時較為適宜。2打樁方法在樁架就位后即可吊樁，垂直對準樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準確。在樁頂扣好樁帽或樁箍，使樁穩(wěn)定后，即可除去吊鉤，起錘輕壓并輕擊數(shù)錘，隨即觀察樁身與樁帽、樁錘等是否在同一軸線，接著可正

14、常施打。在沉樁過程中，要經(jīng)常注意樁身有無移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題，應及早糾正。為了防止擊碎樁頂，除用樁帽外，如樁頂不平，可用麻袋或厚紙墊平，落錘高度不宜大于lm。如用送樁法將樁頂打入土中時，樁與送樁的縱軸線應盡量在同一直線上。拔出送樁后，樁孔應及時回填。沉樁到接近要求時，即需進行觀察，看是否滿足貫入度或沉樁標高的要求。如達到設計要求，即做好記錄，并將樁架移至新樁位施工。3打樁的質(zhì)量控制打樁的質(zhì)量視打人后的偏差是否在允許范圍之內(nèi)，最后貫入度與沉樁標高是否滿足設計要求以及樁頂、樁身是否打壞而定。樁的垂直偏差應控制在1之內(nèi)，平面位置的偏差除上面蓋有基礎梁的樁和樁數(shù)為12根或單排樁基中樁外，一般為12

15、1個樁的直徑或邊長。 摩擦樁的人土深度控制，以標高為主，而以貫人度作參考；端承樁的入土深度控制，以貫入度為主，而以標高作參考。貫入度指最后貫入度，即最后10擊樁的平均入土深度。4、質(zhì)量檢測：（1）單樁靜載試驗工程樁施工前應進行單樁靜載試驗，在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜少于總樁數(shù)的1%，且不應少于3根（見建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002第8.5.5條）。工程樁施工后，應取同樣方法和數(shù)量進行單樁靜載試驗，當總樁數(shù)少于50根時，不應少于2根。（2）樁身質(zhì)量檢測應力波法基本原理：基樁低應變動力檢測反射波法的基本原理是在樁身頂部進行豎向激振，彈性波沿著樁身向下，當樁身存在明顯波阻抗差異的界面

16、（如樁底、斷樁和嚴重離析等部位）或樁身截面面積變化（如縮徑或擴徑）部位，將產(chǎn)生反射波。經(jīng)接受放大、濾波和數(shù)據(jù)處理，可識別來自樁身不同部位的反射信息，據(jù)此計算樁身波速，以判斷樁身完整性及估計混凝土強度等級。還可根據(jù)視波速和樁底反射波到達時間對樁的實際長度加以核對。檢測步驟如下：l 清理整平樁頭； l 調(diào)試儀器，選擇適當參數(shù)； l 將加速度傳感器垂直安放在樁頭的平整部位； l 用小棰在樁頭選擇適當?shù)哪芰考ふ瘢?l 選取較為理想的波形曲線并存儲； l 將數(shù)據(jù)傳輸至，對記錄曲線進行分析、計算，并評價 樁身質(zhì)量。用低應變動力檢測法對樁身質(zhì)量應進行檢驗，灌注樁抽檢數(shù)量不應少于總數(shù)的30%，且不應少于20根

17、；其他樁基工程抽檢數(shù)量不應少于總數(shù)的20%，且不應少于10根；對混凝土預制樁及地下水位以上且終孔后經(jīng)過核驗的灌注樁，檢驗數(shù)量不應少于總樁數(shù)的10%，且不得少于10根。每個柱子承臺下不得少于1根 應力波反射波法是目前國內(nèi)基樁質(zhì)量檢測中使用最普遍和最具代表性的低應變動測方法。它的特點是：方便快捷、檢測費用低、可對工程樁隨機抽檢。對樁身缺陷程度只作定性判定。有效檢測長度有限。具體工程的有效檢測長度，應通過現(xiàn)場試驗，依據(jù)能否識別樁底反射信號，確定該法是否適用。深部小缺陷難以測到，特別是裂縫缺陷。多缺陷時，一般只能識別第一個缺陷，等間距缺陷的識別難度更大。應力波在管樁接頭位置出現(xiàn)重復反射時的判別尺度很難

18、掌握，非常容易引起誤判或漏判。無法檢測平行于樁軸線的垂直裂隙。5、其他未盡事宜請參照相應規(guī)范四、參考資料1. 教材土力學、基礎工程，高等教育出版社；2.建筑地基基礎設計規(guī)范（GB500072002）；3.建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008）；4.巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）；5.土工試驗方法標準（GB/T501231999）；6. 浙江大學等四校合編地基與基礎；7. 建筑結(jié)構(gòu)，1994.8，樁承臺設計計算的幾個問題；8. 建筑結(jié)構(gòu)，1994.8，在計算基礎的彎距時應考慮柱軸力在基礎中傳遞過程的擴散作用；9. 建筑結(jié)構(gòu)，1992.6，多樁承臺的設計計算；10. 陳仲頤、葉書麟，基礎工程學，中國建筑工業(yè)出版社；11.高大釗等，樁基礎的設計方法與施工技術(shù)，機械工業(yè)出版社，2002；12.馮