大學教學樓深基礎(chǔ)課程設(shè)計

摘要一項建設(shè)是緊密聯(lián)系在一起的人,它向人們提供必要的空間安居樂業(yè)。建筑設(shè)計是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，綜合考慮基地環(huán)境、使用功能、綜合選型、施工、材料、建筑設(shè)備、建筑藝術(shù)及經(jīng)濟等。著重解決了建筑物與周圍環(huán)境、建筑物與各種細部構(gòu)造，最終確定設(shè)計方案，畫出建筑施工圖。

結(jié)構(gòu)設(shè)計是在建筑物初步設(shè)計的基礎(chǔ)上確定結(jié)構(gòu)方案；選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；進行結(jié)構(gòu)布置，并初步估算，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，進行結(jié)構(gòu)計算。結(jié)構(gòu)計算包括荷載計算、變形驗算、內(nèi)力分析及截面設(shè)計，并繪制相關(guān)的結(jié)構(gòu)施工圖。ABSTRACTAbuildingiscloselyboundupwithpeople,foritprovidespeoplewiththenecessaryspacetoworkandlivein.Inthearchitecturedesign.Inthearchitecturedesignandstructuredesigningthearchitecturedesign,Icompressivelyconsiderthebaseavermentusingfaction,structuretype,constructionbuildingmaterialsequipmentarchitectureeconomyandarchitectureeconomyandarchitectureartact..ThenImainlysolveusingspaceinthisbuildingandcoordinationbetweeninsideandoutsideconditions.

Inthestructuredesign,determinethestructuredesignbasedonarchitecturefirstdesign.Selecttherightstructuretype.Precedestructurearrangementandsizesofstructurecomponentstocalculate.Allworkaboutcalculationincludingloadestimationdeformtest.Mechanicsanalysisandselectiondesign,Intheend,drawingalltheblueprintsofarchitectureconstructionandstructureconstructor.目錄前言第一章場地工程地質(zhì)條件1.1工程概況…………….11.2工程地質(zhì)條件評價………………….11.3各巖層承載力特征值及設(shè)計預(yù)估單樁承載力參數(shù)……………….3第二章上部結(jié)構(gòu)荷載計算2.1樓面荷載效應(yīng)組合…………………..52.2柱腳荷載計算………..72.3主樓框架----核心筒荷載計算……….92.4風荷載力計算……….92.5地震荷載的計算……………………132.6主樓柱腳的豎向荷載設(shè)計值………14第三章單樁承載力的確定3.1樁型選擇和持力層確定……………153.2 確定樁身材料……………………....153.3確定單樁豎向承載力……………….15第四章主樓樁基礎(chǔ)設(shè)計4.1主樓柱下承臺樁基礎(chǔ)的設(shè)計……….174.2確定主樓核心筒下樁數(shù)與布樁…….274.3柱下樁基礎(chǔ)沉降計算………………294.4核心筒部分樁基礎(chǔ)沉降計算………324.5柱下承臺結(jié)構(gòu)計算…………………344.6筏型承臺結(jié)構(gòu)計算………………….404.7樁基的配筋計算…………………….44第五章構(gòu)造要求及施工要求5.1預(yù)制樁的施工………465.2混凝土預(yù)制樁的接樁………………485.3混凝土預(yù)制樁的沉降………………495.4預(yù)制樁沉降對環(huán)境的影響分析及防治措施………50前言基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體?；A(chǔ)把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見，豎向結(jié)構(gòu)體系將荷載集中于點，或分布成線形，但作為最終支承機構(gòu)的地基，提供的是一種分布的承載能力。如果地基的承載能力足夠，則基礎(chǔ)的分布方式可與豎向結(jié)構(gòu)的分布方式相同。但有時由于土或荷載的條件，需要采用滿鋪的伐形基礎(chǔ)。伐形基礎(chǔ)有擴大地基接觸面的優(yōu)點，但與獨立基礎(chǔ)相比，它的造價通常要高的多，因此只在必要時才使用。不論哪一種情況，基礎(chǔ)的概念都是把集中荷載分散到地基上，使荷載不超過地基的長期承載力。因此，分散的程度與地基的承載能力成反比。有時，柱子可以直接支承在下面的方形基礎(chǔ)上，墻則支承在沿墻長度方向布置的條形基礎(chǔ)上。當建筑物只有幾層高時，只需要把墻下的條形基礎(chǔ)和柱下的方形基礎(chǔ)結(jié)合使用，就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨基礎(chǔ)可用基礎(chǔ)梁連接起來，以加強基礎(chǔ)抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱，或者建筑物比較高的情況下，才需要采用伐形基礎(chǔ)。多數(shù)建筑物的豎向結(jié)構(gòu)，墻、柱都可以用各自的基礎(chǔ)分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設(shè)拱式或預(yù)應(yīng)力梁式的基礎(chǔ)連接構(gòu)件，這樣可以比獨立基礎(chǔ)更均勻地分布荷載。如果地基承載力不足，就可以判定為軟弱地基，就必須采取措施對軟弱地基進行處理。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。在建筑地基的局部范圍內(nèi)有高壓縮性土層時，應(yīng)按局部軟弱土層考慮。勘察時，應(yīng)查明軟弱土層的均勻性、組成、分布范圍和土質(zhì)情況，根據(jù)擬采用的地基處理方法提供相應(yīng)參數(shù)。沖填土尚應(yīng)了解排水固結(jié)條件。雜填土應(yīng)查明堆積歷史，明確自重下穩(wěn)定性、濕陷性等基本因素。在初步計算時，最好先計算房屋結(jié)構(gòu)的大致重量，并假設(shè)它均勻的分布在全部面積上，從而等到平均的荷載值，可以和地基本身的承載力相比較。如果地基的容許承載力大于4倍的平均荷載值，則用單獨基礎(chǔ)可能比伐形基礎(chǔ)更經(jīng)濟；如果地基的容許承載力小于2倍的平均荷載值，那么建造滿鋪在全部面積上的伐形基礎(chǔ)可能更經(jīng)濟。如果介于二者之間，則用樁基或沉井基礎(chǔ)。二、地基的處理方法利用軟弱土層作為持力層時，可按下列規(guī)定執(zhí)行：1）淤泥和淤泥質(zhì)土，宜利用其上覆較好土層作為持力層，當上覆土層較薄，應(yīng)采取避免施工時對淤泥和淤泥質(zhì)土擾動的措施；2）沖填土、建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，當均勻性和密實度較好時，均可利用作為持力層；3）對于有機質(zhì)含量較多的生活垃圾和對基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等，可采用基礎(chǔ)梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處理方法時，應(yīng)綜合考慮場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑物對地基要求、建筑結(jié)構(gòu)類型和基礎(chǔ)型式、周圍環(huán)境條件、材料供應(yīng)情況、施工條件等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟指標比較分析后擇優(yōu)采用。地基處理設(shè)計時，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)和地基的共同作用，必要時應(yīng)采取有效措施，加強上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度，以增加建筑物對地基不均勻變形的適應(yīng)能力。對已選定的地基處理方法，宜按建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級，選擇代表性場地進行相應(yīng)的現(xiàn)場試驗，并進行必要的測試，以檢驗設(shè)計參數(shù)和加固效果，同時為施工質(zhì)量檢驗提供相關(guān)依據(jù)。經(jīng)處理后的地基，當按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正時，基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)取零，基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)取1.0；在受力范圍內(nèi)仍存在軟弱下臥層時，應(yīng)驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構(gòu)筑物，以及鋼油罐、堆料場等，地基處理后應(yīng)進行地基穩(wěn)定性計算。結(jié)構(gòu)工程師需根據(jù)有關(guān)規(guī)范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值；根據(jù)建筑物荷載差異大小、建筑物之間的聯(lián)系方法、施工順序等，按有關(guān)規(guī)范和地區(qū)經(jīng)驗對地基變形允許值合理提出設(shè)計要求。地基處理后，建筑物的地基變形應(yīng)滿足現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求，并在施工期間進行沉降觀測，必要時尚應(yīng)在使用期間繼續(xù)觀測，用以評價地基加固效果和作為使用維護依據(jù)。復合地基設(shè)計應(yīng)滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結(jié)土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土時，設(shè)計要綜合考慮土體的特殊性質(zhì)，選用適當?shù)脑鰪婓w和施工工藝。復合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定，或采用增強體的載荷試驗結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗確定。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。1換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。2強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法適用于高飽和度的粉土，軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程，在設(shè)計前必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。對飽和粘性土宜結(jié)合堆載預(yù)壓法和垂直排水法使用。3砂石樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基。對飽和粘土地基上變形控制不嚴的工程也可采用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復合地基，加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。4振沖法分加填料和不加填料兩種。加填料的通常稱為振沖碎石樁法。振沖法適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基。對于處理不排水抗剪強度不小于20kPa的粘性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。不加填料振沖加密適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來提高地基承載力，減少地基沉降量，還可用來提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強度。5水泥土攪拌法分為漿液深層攪拌法（簡稱濕法）和粉體噴攪法（簡稱干法）。水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機質(zhì)含量較高的地基。若需采用時必須通過試驗確定其適用性。當?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時不宜采用于法。連續(xù)搭接的水泥攪拌樁可作為基坑的止水帷幕，受其攪拌能力的限制，該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應(yīng)用有一定難度。6高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管周圍凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大，除地基加固外，也可作為深基坑或大壩的止水帷幕，目前最大處理深度已超過30m。7預(yù)壓法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等飽和粘性土地基。按預(yù)壓方法分為堆載預(yù)壓法及真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。預(yù)壓法主要用來解決地基的沉降及穩(wěn)定問題。8夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制，目前在北京、河北等地的舊城區(qū)危改小區(qū)工程中得到不少成功的應(yīng)用。9水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗或現(xiàn)場試驗確定其適用性?；A(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔荷載形成復合地基。該法適用于條基、獨立基礎(chǔ)、箱基、筏基，可用來提高地基承載力和減少變形。對可液化地基，可采用碎石樁和水泥粉煤灰碎石樁多樁型復合地基，達到消除地基土的液化和提高承載力的目的。10石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時，可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不適用于地下水下的砂類土。11灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，可處理的深度為5～15m。當用來消除地基土的濕陷性時，宜采用土擠密樁法；當用來提高地基土的承載力或增強其水穩(wěn)定性時，宜采用灰土擠密樁法；當?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時，不宜采用這種方法?；彝翑D密樁法和土擠密樁法在消除土的濕陷性和減少滲透性方面效果基本相同，土擠密樁法地基的承載力和水穩(wěn)定性不及灰土擠密樁法。12柱錘沖擴樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基，對地下水位以下的飽和松軟土層，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。地基處理深度不宜超過6m。13單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0.1～2m／d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地，對Ⅱ級濕陷性地基，應(yīng)通過試驗確定堿液法的適用性。14在確定地基處理方案時，宜選取不同的多種方法進行比選。對復合地基而言，方案選擇是針對不同土性、設(shè)計要求的承載力提高幅質(zhì)、選取適宜的成樁工藝和增強體材料。三、基礎(chǔ)的設(shè)計房屋基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)型式。砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ)，如灰土條形基礎(chǔ)、Cl5素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當基礎(chǔ)寬度大于2.5m時，可采用鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱?？蚣芙Y(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.1.1無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如采用上述基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)強度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時，可采用筏板基礎(chǔ)（有梁或無梁）。框架結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ)；柱網(wǎng)不均勻時，可采用筏板基礎(chǔ)。有地下室，無防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨立柱基，抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁?；虿捎娩摻罨炷两徊鏃l形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)上的柱荷載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當柱荷載不同、柱距較大時，宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎(chǔ)都要處理好基礎(chǔ)底板與地下室外墻的連結(jié)節(jié)點?？蚣艚Y(jié)構(gòu)無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨柱基，墻下條基，抗震設(shè)防地區(qū)柱基下設(shè)拉梁并與墻下條基連結(jié)在一起。無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎(chǔ)并與墻下條基連結(jié)在一起，以加強整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎(chǔ)。剪力墻結(jié)構(gòu)無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎(chǔ)。當有防水要求時，可選用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。高層建筑一般都設(shè)有地下室，可采用筏板基礎(chǔ)；如地下室設(shè)置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時，采用箱形基礎(chǔ)。當?shù)鼗^差，為滿足地基強度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。多棟高樓與裙房在地基較好（如卵石層等）、沉降差較小、基礎(chǔ)底標高相等時基礎(chǔ)可不分縫（沉降縫）。當?shù)鼗话悖ㄟ^計算或采取措施（如高層設(shè)混凝土樁等）控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎(chǔ)也可不設(shè)縫，建在同一箋基上。施工時可設(shè)后澆帶以調(diào)整高層與裙房的初期沉降差。當高層與裙房或地下車庫基礎(chǔ)為整塊筏板鋼筋混凝土基礎(chǔ)時，在高層基礎(chǔ)附近的裙房或地下車庫基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)后澆帶，以調(diào)整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮?，F(xiàn)在我就大型基礎(chǔ)設(shè)計中較多見的基礎(chǔ)類型的樁基礎(chǔ)和后澆帶的設(shè)計討論一下1當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設(shè)計要求，或經(jīng)過經(jīng)濟比較采用淺基礎(chǔ)反而不經(jīng)濟時，可采用樁基礎(chǔ)。2樁平面布置原則：1）力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。2）在縱橫墻交叉處都應(yīng)布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。3）同一結(jié)構(gòu)單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。4）大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。5）在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。6）剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應(yīng)力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。3樁端進入持力層的最小深度：1）應(yīng)選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d（d為樁徑）；砂土及強風化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強風化硬質(zhì)巖不宜小于1d，且不小于0.5m。2）樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁，樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風化硬質(zhì)巖時，嵌巖深度可適當減少，但不宜小于0.2m。3）當場地有液化土層時，樁身應(yīng)穿過液化土層進入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進入深度應(yīng)由計算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m。4）當場地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時，樁身進入上述土層以下的深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴大頭直徑及1.5m。樁型選擇原則。樁型的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求，上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定。1）預(yù)制樁（包括混凝土方形樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰?guī)r地區(qū)、從軟塑層突變到特別堅硬層的巖層地區(qū)均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。2）沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對于樁群密集，且為高靈敏度軟土時則不適用。由于該樁型的施工質(zhì)量很不穩(wěn)定，故宜限制使用。3）在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應(yīng)考慮擠土效應(yīng)對于環(huán)境和質(zhì)量的影響，必要時采取預(yù)鉆孔。設(shè)置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風化不均、軟硬變化大的巖層；如持力層為硬質(zhì)巖層或地層中夾有大塊石等，則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可采用長短螺旋鉆機干作業(yè)成孔成樁。鉆（沖）孔時需泥漿護壁，故施工現(xiàn)場受限制或?qū)Νh(huán)境保護有特殊要求的，不宜采用。4）人工挖孔樁適用于地下水水位較深，或能采用井點降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質(zhì)土者。成孔過程可能出現(xiàn)流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。5）鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費用昂貴，一般不宜采用。當場地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時，若采用混凝土預(yù)制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質(zhì)量，或為了要趕工期，此時可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應(yīng)為較硬的土層或風化巖層。6）夯擴樁，當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可采用夯擴樁。由于夯擴樁為擠土樁，為消除擠土效應(yīng)的負面影響，應(yīng)采取與上述預(yù)制樁和沉管灌注樁類似的措施。第一章場地工程地質(zhì)條件工程概況：該工程為某綜合辦公樓（高層框架結(jié)構(gòu)）位于自貢地區(qū)，抗震烈度為7°設(shè)防，場地類別Ⅱ類場地場地土，結(jié)構(gòu)共24層框剪結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外高差0.600m，室內(nèi)地坪相對高程為±0.000m，層高3.3m，總高度79.2m，建筑平面為I工程地質(zhì)條件評價：（1）填土(Q4al)該土層為建筑垃圾及粘性素填土，厚度為2—10.5米，欠固結(jié)，力學性質(zhì)差，埋深5.0米以下的粘性素填土建議承載力特征值為70。（2）粉質(zhì)粘土（Q4al）軟塑狀，中等壓縮性，場地中分布不均勻，承載力特征值為150，且埋藏較深，不選作基礎(chǔ)持力層。（3）粉質(zhì)粘土（Q3al）硬塑狀，中壓縮性，厚度大于2.50米，承載力特征值為223。（4）細砂（Q3al）中密狀，厚度0.6-1.8米，承載力特征值為280。（5）粘土（Q2al）硬塑狀，低壓縮性，承載力特征值為295，個別孔缺失，埋藏深，不選作該場地建筑物的基礎(chǔ)持力層。（6）細砂（Q2al）該層厚度較大，承載力特征值僅為240，埋藏深，不選作該場地建筑物的基礎(chǔ)持力層。（7）圓礫（Q1al）該層呈中密狀，厚度大于5米，場地內(nèi)分布穩(wěn)定，承載力特征值為350。（8）粘土（Q1al）該土層呈硬塑狀，低壓縮性，厚度大于2米，承載力特征值為315。（9）礫砂（Q1al）該土層呈中密狀，厚度達4.60米，承載力特征值為360。綜上所述，該工程為二級工程，場地為二級場地，地基屬二級地基，巖土工程勘察登記為二級。各巖土層承載力特征值及設(shè)計預(yù)估單樁承載力參數(shù)：1.3.1場地地形、地貌特征通過原位測試及土工試驗結(jié)果計算，參照規(guī)范，各土層承載特征值fk，鉆孔灌注樁、人工挖孔樁樁周極限側(cè)阻力標準值qsik，樁端極限端阻力標準枝qpk分別為：各巖土層承載力特征值及設(shè)計預(yù)估單樁承載力參數(shù)力學指標土層名稱厚度（m）承載力特征指值fk(Kpa)預(yù)制樁qsik(Kpa)人工挖孔樁qsik(Kpa)預(yù)制樁qpk(Kpa)人工挖孔樁qpk(Kpa)重度γ(k/m3)壓縮模量1填土4.6702020192粉質(zhì)粘土0.5150565640080020853粉質(zhì)粘土2.82236767900180020934細砂1.0280585818003200271395粘土0.92955858900180020786細砂4.0240676711001200201397圓礫8.635011011024003500271808粘土2.331567671400220020789礫砂7.836012012018003000251671.3.2場地內(nèi)各巖土層的分布及物理力學性質(zhì)通過鉆探揭露知，場地內(nèi)共有十四層巖土層，分別為（1）填土（）、（2）粉質(zhì)粘土（）、（3）粉質(zhì)粘土（）、（4）圓礫（）、（5）粘土（）、（6）細砂（）、（7）圓礫（）、（8）粘土（）、（9）礫砂（）、（10）粉粘土（）、（11）粉質(zhì)粘土（）、（12）強風化泥巖（E）、（13）中風化泥巖（E）、（14）微風化泥巖（E），現(xiàn)自上而下分別敘述如下：（1）填土：灰黑色、黃褐色，稍濕，有臭味，主要為建筑垃圾及粘性素填土，局部為塘溝淤泥質(zhì)新近填土，最大厚度達10.50m，一般厚度2.5——5.00m，圖紙松散——稍秘狀，欠固結(jié)，力學性質(zhì)差。埋深5.0m以下的粘性素提取泥土填筑時間起過10年，承載力特征值建議為70。（2）粉質(zhì)粘土：在部分鉆孔中出現(xiàn)，灰黑色、褐黃色，軟塑狀，中等壓縮性，粘性偏低，濕，見灰黑色松軟錳質(zhì)結(jié)核，從動力觸探結(jié)果知承載力特征值為150，土工試驗計算為176，現(xiàn)綜合為150（3）粉質(zhì)粘土：個別鉆孔缺失該層，黃褐色，紅褐色，可塑——硬塑狀，中壓縮性，厚度大于3.50m，刀切稍有光滑面，粘性較強，土中含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核和團塊狀灰白色高嶺土，從鉆孔及取樣觀察，場地東側(cè)、南側(cè)、西側(cè)該層強度較低。從動力觸探結(jié)果知，該承載力特征223，土工試驗計算為223，現(xiàn)綜合為223（4）細砂：上部紅褐色，底部土黃色，呈中密狀，厚度不一，0.6-1.8，成分為卵石、礫石、粘土、中粗砂，卵礫石含量>50％，卵礫石為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r，磨圓度較差，成棱角狀，上部粘土含量較高，從動力觸探結(jié)果知，承載力特征為280，土工試驗計算為300，現(xiàn)綜合為280。（5）粘土：桔黃色。部分鉆孔缺失該層，最大厚度1.6m，硬塑狀，低壓縮性，粘性較強，土芯呈長柱狀，夾薄層粉砂土，鉆進速度慢，從動力觸探結(jié)果知，承載力特征值295，土工試驗計算為300，現(xiàn)綜合為285（6）細砂：上部黃褐色，下部灰白色，中密狀，稍濕，鉆進速度快，巖芯呈短柱狀，水泡攪動呈松散狀，礦物成分為石英、粘土等，局部分選較好，從動力觸探結(jié)果知，承載力特征值240Kpa。該層中含⑥——1礫砂透鏡體和⑥——2粘土透鏡體，礫砂呈中密狀，礫石成分為硅質(zhì)巖和硅質(zhì)灰?guī)r，粘性強，從動力觸探結(jié)果知，承載力特征值為295，該層承載力特征值綜合為250。（7）圓礫:土黃色,灰白色,中密狀,厚度較大,大于5.0m,成分為卵石,礫石,中砂,粘土,卵礫石含量＞50%,卵礫石為硅質(zhì)巖,硅質(zhì)灰?guī)r,磨圓度較好,成次圓狀,從動力觸探結(jié)果得知,特征承載力為360,土工試驗計算為350,現(xiàn)綜合為350（8）粘土,黃色,淺黃色,厚度小于3.0m,硬塑狀,低壓縮性,粘性強,土芯呈長柱狀,鉆進速度慢,從動力觸探結(jié)果得知,特征承載力為350,土工試驗計算為315,現(xiàn)綜合為315（9）砂勵:淺紫色,中密狀,鉆進時鉆具偶有跳動,鉆進難度一般,層厚4.60米,從動力觸探結(jié)果知,承載力特征值為360。（10）粉砂巖：淺紫色，中密狀，見淺黃色團塊狀砂土，夾薄層狀粘土。（11）粉質(zhì)粘土：灰白——土黃色，硬塑狀，見紫紅色細脈及斑點，夾團塊狀砂土，切面較光滑，底部含礫，礫石成分為石英巖。（12）強風化泥巖：層厚8.50m，褐紅色，結(jié)構(gòu)松散，手抓呈土狀，無光澤，無敲擊聲。（13）中風化泥巖：層厚6.9m，褐紅色，結(jié)構(gòu)較緊密裂隙發(fā)育，敲擊易碎，裂隙面呈土狀。（14）微風化泥巖：揭穿厚度2.90m，紅褐色，機構(gòu)緊密，具泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，礦物成分為粘土及石英，裂隙不發(fā)育，巖芯呈柱狀，泥質(zhì)光澤，敲擊有聲。1.3.3地下水賦存狀態(tài)及侵蝕性分析在勘察過程中，對所有鉆孔均進行了簡易水文地質(zhì)觀測，地下水位埋藏較淺，一般埋深為2——3米，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(jù)區(qū)域性水文地質(zhì)資料及ZK6號孔的全孔水樣水質(zhì)簡易分析結(jié)果知，地下水對無結(jié)晶類和分解類腐蝕。第2章上部結(jié)構(gòu)荷載計算根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第3章荷載分類和荷載效應(yīng)組合的有關(guān)規(guī)定進行荷載效應(yīng)組合，包括荷載效應(yīng)基本組合、標準組合和準永久組合，計算作用在基礎(chǔ)上的相應(yīng)的荷載值。梁的荷載效應(yīng)沒有專門的計算規(guī)則，并且在樓（屋）面的恒荷載中未包括結(jié)構(gòu)主次梁的自重，所以梁的荷載效應(yīng)就在樓（屋）恒荷載值乘1.15的放大系數(shù)將主次梁的自重計算在內(nèi)。2.1樓（屋）面荷載效應(yīng)組合（包括梁）2.1.1、樓（屋）恒荷載與活荷載（1）屋面樓面恒荷載查《全國名用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》第五章樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)造確定板厚取120mm、屋面：【1】【2】【3】120mm厚鋼筋混凝土樓板：25×0.12=3.00KN/m20mm厚1：3水泥砂漿找平層：20×0.02=0.4KN/m2綠豆砂3.5mm保護層：0.4KN/m2油氈防水層（八層作法）：0.4KN/m2120mm厚水泥石保溫層：5×0.12=0.60KN/m4.80KN/m2樓面（除公用衛(wèi)生間）：【1】【2】【3】瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）：0.40KN/m220mm厚水泥砂漿找平層：20×0.02=0.40KN/m2120mm厚鋼筋混凝土樓板：25×0.12=3.003.8KN/m2公用衛(wèi)生間樓面：【1】【2】【3】瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）：0.40KN/m220mm厚水泥砂漿找平層：20×0.02=0.40KN/m2公用衛(wèi)生間煤渣填充材料300mm厚：10×0.3=3.00KN/m2120mm厚鋼筋混凝土樓板：25×0.12=3.00KN/m26.80KN/m2（2）屋面樓面活荷載【4】查《全國名用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施結(jié)構(gòu)》第二章荷載以及《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第4章樓面和屋面活荷載上人屋面:2.0KN/m不上人屋面:0.5KN/m教學樓：2.0KN/m2.1.2、樓（屋）面荷載效應(yīng)組合【4】1、第25層屋面（電梯井和樓梯間高出的部分不上人屋面以及雨篷板）恒荷載：4.80KN/m2×1.15=5.52KN/m2活荷載：0.50KN/m基本組合：=1.35×5.52+1.4×0.7×0.5=7.942KN/m2準永久組合：=5.52+0.4×0.5=5.72KN/m22、24層屋面（上人屋面）恒荷載：4.8KN/m2×1.15=5.52KN/m2活荷載：2.0KN/m2基本組合：=1.35×5.52+1.4×0.7×2.0=9.412KN/m2準永久組合：=5.52+0.4×2.0=6.32KN/m23、1到24層樓面（除消防樓梯以及公用衛(wèi)生間樓面）恒荷載：3.8KN/m2×1.15=4.37KN/m2活荷載：2.0KN/m2基本組合：=1.35×4.37+1.4×0.7×2.0=7.8595KN/m2準永久組合：=4.37+0.4×2.0=5.17KN/m22.2柱腳荷載計算在結(jié)構(gòu)中每根中柱子承受的荷載面積為其四個方向跨度的一半尺寸所圍成的面積，邊柱承受荷載的面積三個方向半跨尺寸和懸挑部分尺寸所圍成的面積，角柱承受荷載的面積為兩個方向半跨尺寸和懸挑部分尺寸所圍成的面積。然后根據(jù)不同樓層中承受荷載面積與荷載效應(yīng)值得到結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)的豎向荷載。2.2.1、各柱承受荷載面積的確定（不考慮剪力墻）Z-1:Z-2:按同樣的方法可以算出其他柱的承受荷載面積。2.2.2、柱腳荷載設(shè)計值的計算Z-1:Z-2:同理，可得到主樓其他柱作用在基礎(chǔ)上的力，見下表柱子自重：柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7上部傳來的荷載值/KN2686.4464502.873888.711958.24240550165222柱自重/KN1267.2柱腳荷載/KN3953.655770.075155.913225.443672.26283.26489.2柱編號Z-8Z-9Z-10Z-11Z-12Z-13Z-14上部傳來的荷載值/KN5221.9850162072.277110.791458.273402.67849.70柱自重/KN1267.2柱腳荷載/KN6489.26283.23339.478377.992725.474669.86143.522.3主樓框架—核心筒荷載計算框架—核心筒部分承受荷載面積從上到下是相同的，為：AH=12×7.2=100.8框架—核心筒部分上部荷載：NH1=AH×（7.8595×24+7.942）=22267.45KN框架—核心筒自重：從首層到頂層的墻體橫截面積：A1=4.8×3×0.3+7.2×3×0.3-4×1.2×0.3=9.6墻體自重：GH=γV1=25×A1×79.2=18532.8KN框架—核心筒底部荷載設(shè)計值為NH+GH=22267.45+69861.6=40802.24KN2.4風荷載力計算：風荷載力設(shè)計標準值計算——風荷載標準值——Z高度處風振系數(shù)——風荷載體型系數(shù)——風荷載高度變化系數(shù)——基本風壓沒有自貢地區(qū)的基本風壓，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001附表D.4，取n=50年得：=0.3KN/m2迎風面:背風面:該建筑地面粗糙度為C類查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7章風荷載7.2.1取值，15m以下：=0.7415m—20m：=0.8420m—30m：=1.0030m—40m：=1.1340m—50m：=1.2550m—60m：=1.3560m—70m：=1.4570m—80m：=1.5480m—90m：=1.62的確定根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7章風荷載7.4順風向風振和風振系數(shù)可得：—脈動增大系數(shù)V—脈動影響系數(shù)—振型系數(shù)—風壓高度變化系數(shù)查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7章風荷載7.4順風向風振和風振系數(shù)7.4.3表得=1.40，V取值根據(jù)總高度、建筑物寬度和地面粗糙度而定取為0.50，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001附錄F結(jié)構(gòu)振型系數(shù)的近似值附表F.1.3用插入法計算得：15m以下=0.02=1.01915m—20m=0.06=1.05020m—30m=0.12=1.08430m—40m=0.22=1.13640m—50m=0.32=1.17950m—60m=0.42=1.21860m—70m=0.56=1.27070m—80m=0.70=1.318則風荷載為：15m以下=1.019×[0.8-（-0.5）]×0.74×0.3=0.30KN/m215m—20m=1.050×[0.8-（-0.5）]×0.84×0.3=0.34KN/m220m—30m=1.084×[0.8-（-0.5）]×1.00×0.3=0.42KN/m230m—40m=1.136×[0.8-（-0.5）]×1.13×0.3=0.50KN/m240m—50m=1.179×[0.8-（-0.5）]×1.25×0.3=0.57KN/m250m—60m=1.218×[0.8-（-0.5）]×1.35×0.3=0.64KN/m260m—70m=1.270×[0.8-（-0.5）]×1.45×0.3=0.71KN/m270m—80m=1.318×[0.8-（-0.5）]×1.54×0.3=0.79KN/m280m—90m=1.346×[0.8-（-0.5）]×1.62×0.3=0.85KN/m2由標準值轉(zhuǎn)為設(shè)計值:15m以下1.4=1.4×0.30=0.42KN/m215m—20m1.4=1.4×0.34=0.48KN/m220m—30m1.4=1.4×0.42=0.59KN/m230m—40m1.4=1.4×0.50=0.70KN/m240m—50m1.4=1.4×0.57=0.80KN/m250m—60m1.4=1.4×0.64=0.90KN/m260m—70m1.4=1.4×0.71=1.00KN/m270m—80m1.4=1.4×0.79=1.06KN/m280m—90m1.4=1.4×0.85=1.190KN/m2則Z-12—Z-13—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-12—Z-13面風荷載產(chǎn)生的彎矩:Z-1—Z-5—Z-10—Z-12面風荷載產(chǎn)生的彎矩：根據(jù)Z-12—Z-13—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-3—Z-12—Z-13面上柱的位置分配彎矩，則柱分得的彎矩分別為：Z-3：15596KN/m2Z-13：6823.38KN/m2Z-12：2924.3KN/m2同理，計算得其它柱由于風荷載產(chǎn)生的彎矩見下表：主樓柱由于風荷載分配的彎矩值柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7彎矩/KN·m110.47559.521278.87559.52103.84532.9253.6柱編號Z-8Z-9Z-10Z-11Z-12Z-13Z-14彎矩/KN·m298.56168.85103.84253.6239.8559.52265.7風荷載產(chǎn)生的彎矩在迎風一側(cè)對柱產(chǎn)生拉力，在背風一側(cè)對柱產(chǎn)生壓力，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，風荷載產(chǎn)生的柱的壓力有：N—風荷載產(chǎn)生的拉力或是壓力；M—風荷載在迎風面產(chǎn)生的彎矩值；—所在柱到形心軸的距離。根據(jù)上式計算，在計算時遇到風荷載產(chǎn)生的豎向荷載有多個值，由于瞬間時風向是固定的，故在計算中應(yīng)比較幾個值的大小，取大者進行設(shè)計計算。則風荷載產(chǎn)生的豎向荷載見下表：主樓柱由于風荷載產(chǎn)生的豎向荷載柱編號Z-1Z-3Z-5Z-10Z-12Z-13Z-7豎向荷載/KN110.471278.872103.84103.8477.33559.52754.022.5地震荷載的計算：主樓柱腳處水平地震作用根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》，利用間接手段分別確定地震系數(shù)k和動力系數(shù)，進而求出作用在柱腳出的水平地震作用。由公式：：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；：相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)。按經(jīng)驗公式計算：==1.35由《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》表3.7查得：當時，經(jīng)計算柱腳水平地震荷載作用見下表：主樓柱腳受水平地震荷載作用（單位：KN）柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7水平地震作用94.89138.48123.7477.4188.132150.8155.74柱編號Z-8Z-9Z-10Z-11Z-12Z-13Z-14水平地震作用155.74150.880.147201.0765.41112.07147.44柱腳處豎向地震作用的計算：由《建筑抗震規(guī)范》中豎向地震作用的計算公式：：結(jié)構(gòu)等效重力荷載，經(jīng)優(yōu)化計算分析取為結(jié)構(gòu)總重力荷載的75%；：水平地震影響值最大值。由計算得主樓柱由于地震作用產(chǎn)生的豎向荷載見下表：主樓柱由于地震荷載產(chǎn)生的豎向荷載（單位：KN）柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7豎向荷載147.7225.03201.07125.8143.21245.05253柱編號Z-8Z-9Z-10Z-11Z-12Z-13Z-14豎向荷載253245.05130.23326.74106.3182.1239.62.6主樓柱柱腳的豎向荷載設(shè)計值綜上所述：考慮風荷載作用和地震作用的主樓柱腳的豎向荷載設(shè)計值見下表：主樓各柱柱腳荷載設(shè)計值（單位：KN）柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7上部荷載值3953.655770.075155.913225.443672.26283.26489.2風產(chǎn)生的荷載54.534138.48123.7446.44652.8890.4893.44地震作用荷載103.39157.52140.0788.06100.24171.53278.26柱自重1267.2柱腳荷載9143.0611281.0011281.0011101.958107.4510239.7710239.77單樁承載力的確定3.1樁型選擇和持力層確定根據(jù)工程地質(zhì)條件，選擇7號圓礫為持力層，承臺置于1號填土上，選擇樁徑為550×550的預(yù)制樁，預(yù)制樁進入持力層深度為6d=3.6m，樁長15.8m,樁頂嵌入承臺深度為0.1m確定樁身材料樁型：鋼筋混凝土鉆孔灌注樁樁經(jīng)：55樁身混凝土強度等級：C30鋼筋：HRB335,初選鋼筋B16@200混凝土保護層厚度：50mm3.3確定單樁豎向承載力分別由樁身材料強度和經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁承載力，比較后，選取較小值作為單樁承載力設(shè)計值。一、由樁身材料強度確定單樁豎向承載力設(shè)計值樁材料有關(guān)強度設(shè)計值為：混凝土抗壓強度fc=14.3N/mm2,受力主筋抗壓強度fy=300N/mm2,樁的截面面積：AP==0.36m2樁身周長：=2200mm鋼筋面積：As=2009.6mm2對于人工挖孔灌注樁，取=0.93,ψc=0.8,二、由經(jīng)驗參數(shù)法確定基樁豎向承載力標準值確定單樁豎向極限承載力標準值——單樁極限摩阻力標準值（kN）——單樁極限端阻力標準值（kN）——樁的橫斷面周長（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準值（）——樁底土的單位極限端阻力標準值（）+=2.4×（20×2.4+56×0.5+67×2.8+58×1+58×0.9+67×4+110×4.2）+2400×0.36=3513.12KN假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎向承載力設(shè)計值R為：R——單樁豎向極限承載力設(shè)計值，kN——單樁總極限側(cè)阻力力標準值，kN——單樁總極限端阻力力標準值，kN——樁側(cè)阻力分項抗力系數(shù)——樁端阻力分項抗力系數(shù)查表得：=1.67=所以由經(jīng)驗參數(shù)法確定的基樁豎向承載力設(shè)計R=2103.67 KN第四章主樓樁基礎(chǔ)設(shè)計樁基礎(chǔ)設(shè)計有三個方面的設(shè)計，一：主樓柱下獨立承臺樁基礎(chǔ)的設(shè)計；二：主樓框架—核心筒下樁閥基礎(chǔ)的設(shè)計；三：裙房柱下樁頂擴大頭樁基礎(chǔ)的設(shè)計。4.1、主樓柱下獨立承臺樁基礎(chǔ)的設(shè)計柱下獨立承臺基礎(chǔ)又分為兩種：柱角僅有軸力和柱角有軸力、剪力、彎矩兩種情況，分別計算。4.1.1、確定Z-1,Z-8,Z-12（邊柱）下樁數(shù)與布樁Z-1,Z-8,Z-12柱中，Z-1柱荷載最大，這三類柱按Z-1設(shè)計Z-1：偏心受壓：N=4111.574KN；V=102.56+94.89=197.45KNM=110.47基樁承載力：R=2103.67KN一、確定樁數(shù)與布樁1、確定樁數(shù)n，由初步確定的承臺底面尺寸及埋深可得，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3×3×2.2=495KN則樁數(shù)：n≥(1.1～1.2)(1.1～1.2)2.6～2.8取n=42、承臺下布樁由于n＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺的效應(yīng)確定R。布樁由設(shè)計要求，樁的中心距sa=3d=1800mm承臺底布樁設(shè)計見下圖，邊樁中心到承臺邊緣的距離為600mm。Z-1承臺下布樁按樁數(shù)=4，求單樁豎向承載力設(shè)計值R：其中：——側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)——端阻群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺土阻力阻群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺內(nèi)區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺土阻力分項抗力系數(shù)——樁基中相應(yīng)于每一根樁的承臺底地基土極限抗力標準值（kN），——承臺底承臺寬度的深度范圍內(nèi)（），地基土極限抗力標準值，可按《地基規(guī)范》中相應(yīng)的地基土承載力標準值乘以2取值，（）；——承臺底地基土凈面積（）?！信_內(nèi)區(qū)的凈面積——承臺外區(qū)的凈面積——承載力特征值，查表得：=1.26==1170KN====0.2972=2560KN下面驗算取n=4是否合適，承臺及承臺上土的自重為：G=25332.2=495KN所以取4根樁是符合設(shè)計要求的。二、驗算基樁承載力1、豎向承載力偏心受荷時驗算如下：1151.4KN＜R=2103.67KN=1151.4Nmax=1685.1KN＜1.2R=2524.404KNNmiN=617.7KN＞0所以，基樁豎向承載力滿足要求。以上二項都滿足要求由于水平力T=242.59則與豎向的合力與鉛垂夾角故可以不驗算單樁水平承載力。4.1.2、確定Z-2,Z-3,Z-4,Z-9,Z-13下樁數(shù)與布樁Z-2,Z-3,Z-4,Z-9,Z-13柱中，這三類柱按Z-3設(shè)計Z-3偏心受壓：N=5420.35KN,V=123.74+98=221.74KNM=1559.6KN·m基樁豎向承載力設(shè)計值：R=2103.67KN一、確定樁數(shù)與布樁1、確定樁數(shù)n，由初步確定的承臺底面尺寸及埋深可得，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3.0×3.0×2.5=495KN則樁數(shù)：2.8取n=4由于n＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺的效應(yīng)確定R。布樁由設(shè)計要求，樁的中心距sa=3d=1800mm承臺底布樁設(shè)計見下圖，邊樁中心到承臺邊緣的距離為600mmZ-3承臺下布樁按樁數(shù)=6，求單樁豎向承載力設(shè)計值R：查表得：=1.26==1170KN====0.2972=2560KN下面驗算取n=4是否合適，承臺及承臺上土的自重為：G=495KN所以取4根樁是符合設(shè)計要求的。二、驗算基樁承載力1、豎向承載力偏心受荷時驗算如下：1479KN＜R=2103.67KN=1479Nmax=1992.3KN＜1.2R=2524.404KNNmiN=965.7KN＞0所以，基樁豎向承載力滿足要求。以上二項都滿足要求由于水平力T=324.81則與豎向的合力與鉛垂夾角故可以不驗算單樁水平承載力。綜上所述：Z-2,Z-3,Z-4柱下基樁承載力滿足要求。4.1.3、確定Z-11（含有剪力值與彎矩值的邊角柱）下布樁與樁數(shù)Z-11：偏心受壓：N=8727.34KN；V=201.07+98=299.07KN；M=253.6KN·m基樁承載力：R=2103.67KN一、確定樁數(shù)與布樁1、確定樁數(shù)n，由初步確定的承臺底面尺寸及埋深可得，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3.0×4.8×2.2=792KN則樁數(shù)：n≥(1.1～1.2)4.525取n=62、承臺下布樁由于n＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺的效應(yīng)確定R。布樁由設(shè)計要求，樁的中心距sa=1800mm承臺底布樁設(shè)計見下圖，邊樁中心到承臺邊緣的距離為600mmZ-11承臺下布樁按樁數(shù)=6，求單樁豎向承載力設(shè)計值R：查表得：=1.26==2286.67KN===19.6-13.72==0.266=2560KN下面驗算取是否合適，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3×4.8×2.2=792KN所以取6根樁是符合設(shè)計要求的。二、驗算基樁承載力1、豎向承載力偏心受荷時驗算如下：1586.56KN＜R=2103.67KN=1586.56Nmax=1765KN＜1.2R=3060.49KNNmiN=1408.12KN＞0所以，基樁豎向承載力滿足要求。以上二項都滿足要求由于水平力T=527.81則與豎向的合力與鉛垂夾角故可以不驗算單樁水平承載力。4.1.4、確定Z-5,Z-6,Z-7,Z-14下樁數(shù)與布樁Z-7柱荷載是一樣大的，這兩柱按Z-7設(shè)計Z-7：偏心受壓：N=6759.74KN；V=155.74+253=408.74KN；M=2253.94KN·m基樁豎向承載力：R=2103.67KN一、確定樁數(shù)與布樁1、確定樁數(shù)n，由初步確定的承臺底面尺寸及埋深可得，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3.0×4.8×2.2=792KN則樁數(shù)：n≥3.6取n=42、承臺下布樁由于n＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺的效應(yīng)確定R。布樁由設(shè)計要求，樁的中心距sa=3d=1800mm承臺底布樁設(shè)計見下圖，邊樁中心到承臺邊緣的距離為600mm。Z-7承臺下部樁按樁數(shù)4，求單樁豎向承載力設(shè)計值R：查表得：=1.26==2286.67KN==10.08=14.4-10.08==0.266=2550.41KN下面驗算取是否合適，承臺及承臺上土的自重為：G=25×3.0×5.3×2.2=792KN所以取4根樁是符合設(shè)計要求的。二、驗算基樁承載力1、豎向承載力偏心受荷時驗算如下：1362.01KN＜R=2103.67KN=1362.01=1533.53<R=2103.67Nmax==1533.53<R=2103.67KNNmiN=599.67KN＞0所以，基樁豎向承載力滿足要求。以上二項都滿足要求由于水平力T=408.74則與豎向的合力與鉛垂夾角故可以不驗算單樁水平承載力。4.2、確定主樓核心筒下樁數(shù)與布樁4.2.1、確定樁數(shù)與布樁核心筒部分：N=40802.24KN樁長：15.8m；樁身側(cè)摩阻力：Qsk=2649.12KN；樁端阻力：Qpk=864KN樁中心距取Sa=2.3m；則Sa/d=3.29一、確定基樁承載力查表得：γs=γp=1.67；ηs=1.09,ηp=1.32；==2412KN二、確定樁數(shù)與布樁1、確定樁數(shù)n,由初步確定的承臺底面尺寸及埋深可得，承臺及承臺上土的自重為：G=20×141.12×2.2=6230.4KN則樁數(shù)22.382、布樁筏形承臺下均勻布樁，橫向布置5排，縱向布置3排，共35根3、重新計算基樁承載力查表得：γs=γp=1.67；ηs=0.91,ηp=1.40；==2450.65KN4、重新驗算樁數(shù)承臺及承臺上覆土重：G=25×2.0×29.4×13.3=19551KN74.92所以：樁數(shù)符合要求。三、驗算基樁承載力豎向承載力：KN＜R=2450.65KN所以，基樁承載力滿足要求。4.3、柱下樁基礎(chǔ)沉降計算樁基的最終沉降量表達式為：=式中：—樁基的最終沉降量（）；—按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù)（）；—按分層總和法計算經(jīng)驗系數(shù)，當無地區(qū)經(jīng)驗時，可參考：非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良好持力層時，=1；軟土地區(qū)，且樁端無良好持力層時，當≤25，=1.7；——樁長（）；——樁基等效系數(shù)，——樁基等效系數(shù)。定義為：群樁基礎(chǔ)按明德林解計算沉降量與按布氏解計算沉降量之比，可按下式簡化計算：，，式中：，，——反映群樁不同距徑比，長徑比，及承臺的長寬比等因素的系數(shù)。，，分別為矩形承臺的長、寬及樁數(shù)。——矩形布樁時的短邊布樁數(shù)，當布樁不規(guī)則時可按，近似，當計算值小于1時，取=1——角點法計算點對應(yīng)的矩形荷載分塊數(shù)——角點法計算點對應(yīng)的第j塊矩形底面長期效應(yīng)組合的附加力，kN——樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)——等效作用底面以下第i層土的壓縮模量（）；采用地基土自重壓力至自重壓力加附加應(yīng)力作用時的壓縮模量——樁端平面第j塊荷載計算點至第層土，第層土底面的距離（m）——樁端平面第j塊荷載計算點至第i層土，第層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按規(guī)范附錄G采用矩形基礎(chǔ)中心點沉降=式中：，——根據(jù)矩形長寬比及深度比，查附錄G地基沉降計算深度，按應(yīng)力比法確定，且處的附加應(yīng)力與土的自重應(yīng)力應(yīng)該符合下式要求：由于：查《樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》附錄H得：=0.113=1.43=6.434==0.24計算各層土的自重應(yīng)力：——第i層土底的自重應(yīng)力，——第層土的重度，在地下水位以下用浮重度 ——第層土的厚度，m各層地基附加應(yīng)力計算：；；——基底附加應(yīng)力，——第層土底附加應(yīng)力，——豎直均布壓力矩形基礎(chǔ)角點下的附加應(yīng)力系數(shù)，它是m，n函數(shù)，其中，，是矩形的長邊，是矩形的短邊，而是從基礎(chǔ)底面起算的深度。456.8Kpa各層土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力成果表位置深度自重應(yīng)力12.41.3710.135246.787.422.91.6610.104190.0397.435.73.2610.03971.26125.446.73.8310.02952.99142.457.64.3410.02443.85151.4611.66.6310.01221.9191.4715.89.0310.00610.96262.85號位置粘土底的自重應(yīng)力的0.2倍與附加應(yīng)力相當=43.85故沉降計算截止到6號圓礫查規(guī)范附錄G得，當1，2，3，4，5，6位置上的，=0.2000，，，=0.1220，=3.36mm即：s=3.36mm小于規(guī)范容許值同理，可得到其它柱下地基的沉降量。經(jīng)計算，各個樁基礎(chǔ)的沉降量和與其相鄰的柱下樁基礎(chǔ)的沉降差均在允許范圍內(nèi)。柱下獨立樁基礎(chǔ)的沉降量表柱編號Z-1Z-2Z-3Z-4Z-5Z-6Z-7沉降量/mm3.364.054.673.10柱編號Z-8Z-9Z-10Z-11Z-12Z-13Z-14沉降量/mm4.684.054.054.863.163.873.154.4核心筒部分樁基礎(chǔ)沉降計算4.4基底壓力：289.13KPa基底附加應(yīng)力：時；0.25289.13KPa4.43.6m其中：nb=5；；查《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》附錄H得：C0=0.125；C1=1.550；C2=7.252==0.458由確定沉降計算截止到6號圓礫層，計算見下表：核心筒部分樁基礎(chǔ)沉降計算表層數(shù)1234567zi(m)6.77.611.615.8zi/b0.331.081.62.19αc0.2450.2400.2000.180.1700.1120.073Esi(MPa)283.34277.44231.2208.08196.52129.47284.388滿足規(guī)范容許值要求。4.5、柱下承臺結(jié)構(gòu)計算4.5.1、Z-1,承臺高度：h=1300mm，承臺有關(guān)材料強度：C30混凝土：；HRB335鋼筋：混凝土保護層厚度：100則承臺的有效高度h0:一、柱對承臺的沖切矩形承臺：4111.574KN==1420.92KN900-400=500mm900-400=500mm沖跨比：沖切系數(shù)：=1.0×4111.574=4522.7＜11698.31KN所以，承臺抗柱沖切承載力滿足要求。二、角樁對承臺的沖切根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94有關(guān)規(guī)定，對于圓樁，計算時應(yīng)將截面換算成方樁，即取樁截面邊寬bp=0.8dbp=0.8d=0.8×0.7=0.56=900mm；=900mm900-400=500mm900-400=500mm角樁沖切系數(shù)0.470.47=[0.47×(0.9+0.25)+0.47×(0.9+0.25)]×1430×1.20=1855KN1.1×1685.1=1853.61KN＜1855KN所以，承臺抗角樁沖切承載力滿足要求。綜上所述，承臺的抗沖切承載力滿足要求。三、承臺抗剪承載力驗算500mm；500mm剪切系數(shù)：0.3≤λ≤1.4=1.24；=1.24KN1.0×2Na=1.0×2×1685.1=3707.22KN＜5362.16KNKN1.1×（1685.1+617.7）=2533.08KN＜4436.5KN所以，承臺的抗剪承載力滿足要求。四、承臺配筋計算Ⅰ-Ⅰ截面：2×1685.1×1.3=4381.64KNⅡ-Ⅱ截面：（1685.1+617.7）×（1.8-0.5）=2993.64KN15593.08mm29502.02mm2故Z-1,Z-8,Z-12下樁基礎(chǔ)的承臺配筋如下：沿平行與承臺長邊方向應(yīng)配鋼筋：，實際配筋：32B25=15708.8mm2沿垂直與承臺長邊方向，應(yīng)配鋼筋：，實際配筋：26B22=9882.6mm24.5.2、Z-2,Z-Z-2,Z-3,Z-4,Z-9,Z-13下樁基礎(chǔ)的承臺按Z-4計算。承臺高度：h=1300mm，承臺有關(guān)材料強度：C35混凝土：；HRB335鋼筋：混凝土保護層厚度：100則承臺的有效高度h0:一、柱對承臺的沖切矩形承臺：10559.93KN各個樁的凈反力M=0；=17.64m==1355.09KN900-400=500mm900-400=500mm沖跨比：沖切系數(shù)：=1.1×5420.35=5962.385＜13683KN所以，承臺抗柱沖切承載力滿足要求。二、角樁對承臺的沖切根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94有關(guān)規(guī)定，對于圓樁，計算時應(yīng)將截面換算成方樁，即取樁截面邊寬bp=0.8dbp=0.8d=0.8×0.7=0.56=900mm；=900mm900-400=500mm900-400=500mm角樁沖切系數(shù)0.90.9=[0.9×(0.9+0.25)+0.9×(0.9+0.25)]×0.95×1430×1.2=3374.514KN1.1×1992.3=2191.53KN＜3374.514KN所以，承臺抗角樁沖切承載力滿足要求。綜上所述，承臺的抗沖切承載力滿足要求。三、承臺抗剪承載力驗算500mm；500mm0.41剪切系數(shù)：0.3≤λ≤1.4=1.24；=1.24KN1.1×2Na=1.1×2×1992.3=4383.06KN＜5323.8KNKN1.1×（1992.3+965.7）=3253.8KN＜5333.8KN所以，承臺的抗剪承載力滿足要求。四、承臺配筋計算Ⅰ-Ⅰ截面：2×1992.3×1.3=5180KNⅡ-Ⅱ截面：（1992.3+965.77）×1.3=3845.4KN15988.6mm211868.5mm2故Z-2,Z-3,Z-4,Z-9,Z-13下樁基礎(chǔ)的承臺配筋如下：沿平行與承臺長邊方向應(yīng)配鋼筋：，實際配筋：32B28=19689.6mm2沿垂直與承臺長邊方向，應(yīng)配鋼筋：，實際配筋：24B28=12163.2mm24.5.3、Z-5，Z-6,Z-7,Z-14經(jīng)同理計算Z-5,Z-6,Z-7,Z-14.下承臺的配筋如下：Z-5下樁基礎(chǔ)的承臺配筋：沿平行與承臺長邊方向應(yīng)配鋼筋：，實際配筋：37B22=14063.7mm2沿垂直與承臺長邊方向，應(yīng)配鋼筋：，