樁基礎課程設計作業(yè)(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基礎工程課程設計任務書（適用勘查13級）土木工程學院巖土教研室 2015年12月25日1. 課程設計目的和要求（1）基礎工程課程設計是學生在學習土力學、鋼筋混凝土和基礎工程的基礎上，綜合應用所學的理論知識完成基礎工程的設計任務。其目的是培養(yǎng)學生綜合應用基礎理論和專業(yè)知識的能力，同時培養(yǎng)學生獨立分析和解決基礎工程設計問題的能力。（2）通過課程設計，要求學生對基礎工程設計內(nèi)容和過程有較全面的了解和掌握，進一步掌握地基承載力驗算、沉降驗算、穩(wěn)定性驗算、基礎強度驗算等內(nèi)容。熟悉基礎工程的設計規(guī)范、規(guī)程、手冊和工具書。（3）在教師指導下，獨立完成課程設計任務書規(guī)定的全部內(nèi)容。設

2、計計算書要求計算正確、文理通順、有必要的插圖，施工圖布置合理、表達清晰，符合制圖規(guī)范要求。2. 課程設計資料（1）工程概況某高層學生公寓，建筑標準層平面如圖1所示。上部結(jié)構為鋼筋混凝土框架結(jié)構底層柱子截面600×600mm（砼強度等級C45），抗震設防烈度為7度，抗震等級為3級。±0.00相當于羅零高程+7.50m，室內(nèi)外高差為300mm。柱底荷載見任務書附件。 圖1 建筑標準層平面示意圖（2）巖土工程勘察資料場地上部為人工回填的雜填土（Qml）、沖洪積的粉質(zhì)粘土（Q4al+pl），淤積的淤泥和淤泥質(zhì)土（Q4 al+m），下伏基巖為燕山晚期花崗巖（53）、花崗斑巖及其風化層

3、，除擬建場地外圍存在地下管線外，勘察中未見、活動性斷裂、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，未見有對本工程不利的埋藏物，如河濱、洞穴、孤石等。根據(jù)野外鉆探取芯肉眼鑒別，結(jié)合原位測試及室內(nèi)土工試驗成果分析，場地巖土層按其成因及力學強度不同可分為8層，現(xiàn)將各巖土層的特征自上而下分述如下：雜填土：人工堆填（Qml），灰黑、土黃灰褐等雜色，稍濕飽和，松散稍密狀，上部主要由人工回填土，主要由粘性土，生活、建筑垃圾及碎石、碎磚構成，局部為原建筑地基，為條基或條石，該層全場地均有分布，均勻性較差，上部雜填土為前期拆遷堆填，下部堆填的粘土、瓦、礫等堆積年代大于10年。該層全場均有分布，該層分布厚度約2

4、.603.80m，平均厚度3.01m。淤泥：沖、淤積成因(Q4cal+m)，灰黑色，很濕飽和，流塑狀，稍具臭味，含有少量機質(zhì)及腐植質(zhì)，粘性較強，切面光滑，有光澤，干強度、韌性中等，無搖震反應，局部夾少量呈透鏡狀及薄片狀的粉細砂，含量約10%左右。該層局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)土。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚12.0017.60m，平均厚度為13.30m。粉質(zhì)粘土：沖洪積成因(Q4cal+pl)，灰黃色、灰色，飽和，可塑，局部呈硬塑。含有鐵錳質(zhì)氧化物，以粉質(zhì)粘性土為主，局部含較多的粉細砂。粘性較強，切面光滑，干強度、韌性高，無搖震反應。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚8.3011.90m，平均厚度

5、為10.05m。淤泥質(zhì)土：沖、淤積成因(Q4cal+m)，灰黑色，飽和，流塑軟塑，含腐植質(zhì)，稍有臭味，稍有光澤，無搖震反應，干強度中等，韌性中等，切面光滑，局部含薄層（片）粉細砂。該層場地均有分布，厚度變化大，層厚2.908.20m，平均厚度為5.45m。粉質(zhì)粘土：沖積成因(Q4cal+pl)，淺紅色、深黃色、灰色，很濕飽和，可塑，局部呈硬塑。含有鐵錳質(zhì)氧化物，以粉質(zhì)粘性土為主，局部含較多的砂粒。粘性較強，切面較光滑，干強度、韌性高，無搖震反應。該層僅在場地中均有分布，厚度為4.0010.00m，平均厚度6.32m。砂土狀強風化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），灰黃色、褐黃、灰白色，風化強

6、烈，巖芯呈砂土狀。巖芯采取率為71%，為散體狀碎裂狀結(jié)構，巖體完整程度為極破碎破碎，巖石堅硬程度等級為極軟巖軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為級。該層場地中均有分布，厚度為3.4010.50m，平均厚度6.96m。碎塊狀強風化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），灰黃色、褐黃、灰白色，上部風化強烈，巖芯呈砂土狀，下部風化較弱，巖芯多呈碎塊狀。巖芯采取率為67%，為散體狀碎裂狀結(jié)構，巖體完整程度為極破碎破碎，巖石堅硬程度等級為極軟巖軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為級。該層場地中均有分布，厚度為1.709.70m，平均厚度5.60m。中風化花崗巖：燕山晚期侵入巖（53(2)），淺磚紅色、灰白色，中等風化，塊狀構造，

7、含石英、長石、云母等礦物，鉆進較困難，節(jié)理、裂隙少量發(fā)育，多呈閉合高傾角，巖芯多呈長柱狀，少數(shù)短柱狀。巖芯采取率為85-95%，RQD=50-75%，為塊狀結(jié)構，巖體完整程度為較完整，巖石堅硬程度等級為較硬巖堅硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為級。該層場地均有分布，普遍揭示，揭示層厚4.609.60m，平均揭示厚度為7.12m，均未揭穿。各巖土層分布情況詳見工程地質(zhì)剖面圖。（3）場地特征狀況場地水文地質(zhì)情況場地上部土層淤泥、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土及粉質(zhì)粘土的透水性差，且局部厚度較大，隔水性能較好，可視為相對隔水層，上層滯水與下部弱承壓水的聯(lián)系差。根據(jù)勘察施工期間鉆孔內(nèi)水位觀測及各巖土層性狀分析，本次勘察期間

8、測得場地地下水混合穩(wěn)定水位埋深為0.901.20m，標高為5.345.49m，受季節(jié)性變化影響本場地常年水位變幅約為2.00m。近期內(nèi)年最高水位約為7.00米（羅零標高）。地下水在干濕交替環(huán)境與長期浸水環(huán)境下對混凝土結(jié)構均具微腐蝕性，地下水在干濕交替環(huán)境對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋均具弱腐蝕性，在長期浸水環(huán)境下對混凝土結(jié)構均具微腐蝕性。場地內(nèi)地基土對混凝土結(jié)構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋具微腐蝕性。對建筑材料腐蝕的防護應符合現(xiàn)行國家標準工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范（GB50046）及建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）第3.5條樁基結(jié)構的耐久性要求。場地抗震評價根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖

9、和中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖福建省區(qū)劃一覽表，擬建場地抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第二組，擬建物均為抗震設防類別為標準設防類（丙類），設計地震作用和抗震措施均應符合7度標準的要求。本建筑場地的場地土類型為軟弱場地土，ZK1、ZK12號孔地段的建筑場地類別均為類，其特征周期為0.55s。場地埋深20m范圍內(nèi)不存在飽和的砂類土或粉土，可不考慮砂土液化問題。場地埋深20m范圍內(nèi)存在一定厚度的軟土層(淤泥和淤泥質(zhì)土)，本區(qū)抗震設防烈度屬7度區(qū)，根據(jù)波速實測結(jié)果其剪切波速值90m/s,根據(jù)省標巖土工程勘察規(guī)范（DBJ13-84-2006）判斷，可不考慮軟土震陷

10、影響。場地穩(wěn)定性與適宜性評價擬建場地內(nèi)雜填土中存在碎塊石、條石、舊基礎地梁外，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)河溝、洞穴等埋藏物，未見活動斷裂，無滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地內(nèi)存在厚層飽和軟土，按照建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010)第4.1.1條規(guī)定，判定本場地屬抗震不利地段，采用樁基礎后，可消除不良影響, 適宜擬建物的建設。根據(jù)場地工程地質(zhì)條件，擬建的住宅樓基礎形式建議采用樁基礎方案。樁型可采用預應力管樁、方樁或沖鉆孔灌注樁長樁方案。地基土層物理-力學性質(zhì)指標見表1。表1 各巖土層設計計算參數(shù)表 土層編號及名稱天然密度og/cm3壓縮模量Es承載力特征值fak(kPa)預制樁極限承

11、載力標準值沖鉆孔灌注樁極限承載力標準值Es100-200(MPa)Es200-400(MPa)qsik(kPa)qpk(kPa)qsik(kPa)qpk(kPa) 雜填土1.70*/4.0*6025/20/淤泥1.58 1.59#2.88#5011/10/粉質(zhì)粘土1.91 6.61# 9.27淤泥質(zhì)土1.64 1.65#3.19#8018/14/粉質(zhì)粘土2.02 6.65#11.17砂土狀強風化花崗巖2.0*22*30*40014080001002800碎塊狀強風化花崗巖2.1*30*40*550180/1303200中風化花崗巖/1500/

12、20080003. 設計依據(jù)及參考文獻(1)建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2011(2)建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2010(3)混凝土結(jié)構設計規(guī)范GB50010-2010(4)建筑樁基技術設計規(guī)范（JGJ94-2008） (5)基礎工程莫海鴻2008年 建筑工業(yè)出版社 (6)基礎工程閆富有2009年 中國電力出版社4. 設計內(nèi)容(1) 根據(jù)任務分配，查閱相關資料。(2) 樁型、樁長和截面尺寸的選擇(3) 確定單樁承載力特征值(4) 確定樁數(shù)及其平面布置(5) 樁身結(jié)構設計(6) 基樁承載力驗算(7) 沉降計算(8) 承臺計算(9) 繪制施工圖。5. 設計成果提交要求(1) 課程設計

13、需要同時提交電子版和紙質(zhì)版。上交時間：2016年1月15日（周五）中午12點之前。(2)電子版包括：計算書電子版（word）、施工圖電子版（AutoCAD）發(fā)送至郵箱kanchazuoye。郵件名稱為“基礎工程課程設計-某某”，word, CAD都用自己名字命名。(3) 課程設計的紙質(zhì)材料裝在土木學院統(tǒng)一的檔案袋，由班長到思源樓四樓找陳志清老師領取該檔案袋。每位同學一個檔案袋，寫上姓名、班級、學號，課程設計名稱“基礎工程課程設計”。指導老師寫“方慶軍，陳國周”。檔案內(nèi)包括：任務書（教師提供電子版，學生打印一份放入檔案袋，A4單面打?。?。指導書（教師提供電子版，學生打印一份放入檔案袋，A4單面打

14、印）。計算書(A4單面打印)，施工圖(A3單面打印)。包括樁基礎設計說明、樁基礎平面布置圖、樁身配筋圖、承臺配筋圖。(4) 計算書格式封面：單獨一頁，統(tǒng)一格式。成績評定表，在封面之后，單獨一頁，統(tǒng)一格式。正文：從第3頁開始。詳細計算內(nèi)容參考指導書和教材相關內(nèi)容。包括：設計資料、詳細的計算步驟、計算公式、表格、插圖、參考規(guī)范等。字體設置“四號宋體”，行距“單倍行距”。計算過程中至少保留小數(shù)點后二位。如果涉及到查表，可以酌情增加有效位數(shù)。計算書應有計算簡圖（插圖），插圖下面應該給出圖名。6. 成績評定(1)成績按百分制計取，詳見成績評定表。(2)鼓勵在設計過程中深入鉆研，擴寬知識面。(3)評審設計

15、成果時，如有必要，對該生進行面試答辯。4.2.2 設計過程（1）樁型、樁長和截面尺寸的選擇 選擇樁型 根據(jù)地質(zhì)條件、上部荷載和施工條件、本工程樁基選擇高強PHC管樁，樁身混凝土強度C80，截面尺寸600×600mm。 確定樁的截面尺寸 本工程采用PHC600-110AB-15型管樁，即該管樁直徑為600mm，AB型，壁厚110mm，單節(jié)樁長為15m，樁身強度等級C80，抗裂彎矩標準值為224KN·m，樁身軸心受壓承載力設計值為4255KN，理論質(zhì)量440kg/m。 確定樁長 本工程以第成砂土狀強風化花崗巖作為樁端持力層，樁端全斷面進入持力層2.0d，樁端采用十字形鋼樁尖。

16、初選承臺埋深1.5m，承臺厚度0.8m，樁頂嵌入承臺0.10m。 ZK9持力層埋藏較淺，樁長L=35.8-6.51+4.5+1.2+0.1=35.09，ZK2持力層埋藏較深，樁長=60.3-6.42+4.5+1.2+0.139m。 （2）確定單樁承載力特征值 單樁豎向承載力特征值 根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁豎向承載力標準值 比較ZK1ZK10，由于ZK10的軟土較厚，且持力層埋藏較淺，故選用ZK10的柱狀剖面圖計算單樁豎向承載力特征值。單樁豎向承載力特征值安全系數(shù)K取2。 , 故 樁的入土深度h=37.5+1.238.7m 單樁水平承載力特征值 單樁水平承載力特征值為： 其中 樁側(cè)主要影響深度 （

17、3）確定樁數(shù)及平面布置因為建筑物左右荷載對稱布置，故可取一半進行研究，如圖1圖1 柱子布置圖 綜上，四樁承臺的柱，柱1，2.，3，4，5,，11 五樁承臺的柱，柱6，7，8，9，12，13，14，15 六樁承臺的柱，柱10 為了發(fā)揮樁的承載力以及減小擠土樁效應影響，規(guī)范規(guī)定樁距的最小值，對于擠土樁，其側(cè)面土為飽和粘性土且樁數(shù)小于9根，其最小樁距為4d=2.4m，假定承臺厚1.5、保護層100mm。 按承臺的構造要求，設計承臺的尺寸得：四樁承臺：五樁承臺： 六樁承臺：（4） 樁身結(jié)構設計現(xiàn)場按單點起吊施工，每節(jié)樁段長為15m，考慮起吊過程中的動力影響將荷載乘以1.5的放大系數(shù)，則均布荷載：，滿足

18、要求。,滿足樁身承載力的要求。(5) 樁基承載力驗算1) 單樁承載力驗算四樁承臺由于四樁承臺中柱5的豎向承載力最大，所以選擇柱5進行驗算。計算樁頂荷載，承臺及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗算：滿足要求。五樁承臺由于五樁承臺中柱9的豎向承載力最大，所以選擇柱9進行驗算。計算樁頂荷載，承臺及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗算：滿足要求。五樁承臺由于五樁承臺中柱9的豎向承載力最大，所以選擇柱9進行驗算。計算樁頂荷載，承臺及其上覆土層的平均重度取。 單樁水平力驗算：滿足要求。七度抗震設防地區(qū)，樁基礎設計時地震效應為非主控項，可不進行地震作用下的基樁承載力驗算。2) 群樁沉降計算對摩擦樁應

19、進行沉降計算。柱9：樁的縱向中心距 ，沉降計算按中心距不大于6倍樁徑的樁基沉降計算方法。計算附加壓力承臺面積,埋深地下水位于現(xiàn)地表下2米，即承臺底。承臺下基底壓力為：承臺下基底附加壓力為：確定沉降計算深度自中心把承臺分為4部分，采用疊加原理計算土中附加應力。樁端平面處土的自重應力為：樁端平面下9m處土的自重應力為： 樁端平面下查2表得矩形面積作用均布荷載角點附加應力系數(shù)，故該處的附加應力為： 故沉降計算深度取。計算樁基沉降量。把計算深度內(nèi)的土分為兩層，每層的厚度分別為：查附錄相關表格，得矩形面積作用均布荷載角點平均附加應力系數(shù)。4確定樁基等效沉降系數(shù)。圓形柱，柱徑d=0.6m，樁長，等效樁距比為：按查附錄相關表格，可得。短邊布樁數(shù)，樁基等效沉降系數(shù)為：5 計算樁基的最終沉降量。查表內(nèi)插