某教學實驗樓樁基礎設計巖土工程課程設計計算書

《巖土工程課程設計計算書》共2頁第頁一、設計資料及要求1、設計題目某教學實驗樓樁基礎設計2、上部結構資料某教學實驗樓，上部結構為十二層框架，其框架主梁、次梁及樓板均為現澆整體式，混凝土強度等級C30。底層層高3.4米（局部10米，內有10t橋式吊車），其余層高3.3米，底層柱網平面布置圖及柱底荷載見圖1。3、建筑場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內，地勢平坦。建筑物場地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。場地地下水類型為潛水，地下水位距地表2.1米，根據已有分析資料，該場地地下水對混凝土無腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理力學指標見表1表1地基各土層物理力學指標土層編號土層名稱層底埋深(米)層厚(米)(kN/m3)e(%)C(kPa)(MPa)(kPa)(MPa)1雜填土1.81.817.52灰褐色粉質粘土10.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.723灰色淤泥質粉質粘土22.112.017.81.06341.10950.864黃褐色粉土夾粉質粘土27.45.319.10.88300.7018.423.311.51403.445灰綠色粉質粘土>27.419.70.72260.4636.526.88.62102.824、設計要求本工程建筑結構安全等級為二級，地基基礎設計等級為乙級，環(huán)境類別為二（a）類，重要性系數均取1.0。5、設計流程樁基礎設計流程圖見圖2。圖2樁基礎設計流程圖二、選擇樁型、截面及長度1、選擇樁型因本工程中框架結構跨度大而且不均勻，柱底荷載較大，不宜采用淺基礎。根據施工場地、地基條件以及場地周圍的環(huán)境條件，選擇樁基礎。因鉆孔灌注樁泥漿排泄不便，為了減小對周圍環(huán)境的污染，采用靜壓預制樁。這樣可以較好地保證樁身質量，并在較短的施工工期完成沉樁任務。同時，當地的施工工藝、技術力量、施工設備以及材料供應也為采用靜壓樁提供了可能性。2、選擇樁的幾何尺寸及承臺埋深依據地基土的分布，同時為了減小樁數，增大單樁承載力，選擇第eq\o\ac(○,5)層土作為持力層。因為該層土液性指數較小，處于硬可塑狀態(tài)，承載力較高。樁端全斷面進入持力層1.2m（>2d），工程樁入土深度為28.6m。承臺底進入第eq\o\ac(○,2)層土0.3m，與地下水位線齊平，減小了地下水對承臺的影響（包括腐蝕性、浮力等）。所以承臺埋深為2.1m，樁基的有效樁長為26.5m。同時，承臺厚度初步選取為1.0m。樁截面選擇方形，尺寸選用500mm×500mm。由于施工設備要求，樁分兩段，上、下段均為14m（不包括樁尖長度在內）。實際樁長比有效樁長大1.5m，這主要是考慮持力層起伏、樁頂嵌入承臺長度以及壓樁完畢后需要鑿去一定長度的樁頂混凝土以露出主筋錨入承臺等情況，而留有余地。樁基及土層分布情況示意圖見圖3。圖3樁基及土層分布示意圖三、確定單樁承載力本設計屬二級建筑樁基，采用經驗參數法和原位測試法（靜力觸探法）估算單樁承載力特征值。1、經驗參數法其中，m，m2查《建筑樁基技術規(guī)范》，計算如下表2：表2經驗參數法計算單樁承載力特征值土層（m）（kPa）（kPa）eq\o\ac(○,2)845eq\o\ac(○,3)1229eq\o\ac(○,4)5.364eq\o\ac(○,5)1.2803100∴kN2、原位測試法（靜力觸探法）當時，當時，這里，為樁端全截面以上8倍樁徑范圍內的比貫入阻力平均值，取kPa，為樁端全截面以下4倍樁徑范圍內的比貫入阻力平均值，取kPa?！鄈Pa又由于樁長m，即15m30m∴查表可知，樁端阻力修正系數按值直線內插得∴下面再計算各層土的。根據曲線圖，如圖4所示。圖4曲線圖對于地表以下6m范圍內的土層，即承臺底面以下3.9m范圍內的土層，選取直線（A）計算，kPa。對于其他土層，均選取折線（B）計算，即當kPa時，當kPa時，當kPa時，∴各層土的計算如下表3所示。表3原位測試法（靜力觸探法）計算單樁承載力特征值土層（m）（kPa）（kPa）（kPa）eq\o\ac(○,2)3.915eq\o\ac(○,2)4.172036eq\o\ac(○,3)1286043eq\o\ac(○,4)5.33440111eq\o\ac(○,5)1.22820962820∴kN綜上所述，取較小值，即kN∴單樁豎向承載力特征值kN四、初步確定樁數在根據柱底荷載進行樁數初步確定時，本應該按照荷載效應標準組合進行計算，但資料中所給組合值為基本組合值。雖然可以按照《建筑結構荷載規(guī)范》中的公式進行二者的換算，但是這里只是作為初步估算，所以可以簡單地直接采用最大軸力標準值。同時，所選實際樁數中要考慮承臺自重和承臺上土的自重，并且這里荷載均為偏心荷載，所以在計算結果上均放大1.1~1.2倍，并取整數。另外，B、C軸線上的柱距太小，而荷載很大，所以將B、C軸線上的基礎設計成聯合承臺形式。在進行樁數確定時，應將B、C軸線上柱的荷載合起來計算。最后要注意的是，第九組的計算荷載值均要放大36%。計算結果如表4所示。從表中可以看到，本工程總樁數為161根。樁位布置圖詳見附錄結構施工圖。表4初步確定樁數柱號最大軸力標準值（kN）荷載放大36%（×（1+36%））（kN）所需樁數（/1531）（根）所選樁數（根）195412970.812112315271.02397713290.914224230492.035373350773.346308741982.747162622111.428195726621.739328844722.9410312942552.8411324044062.9412311042302.8413310542232.8414326144352.9415315842952.8416317043112.8417192826221.7318195926641.7319229031142.0320321243682.9421306041622.7422305841592.7423319943512.8424306241642.7425302241102.7426159421681.4227—372400+1862=426257963.8528—384161+2829=699095066.2829—393908+2508=641687265.7830—404169+2578=674791766.0831—414054+2466=652088675.8832—424053+2462=651588605.8833—434188+2568=675691886.0834—444063+2454=651788635.8835—454015+2465=648088135.8836—462274+1660=393453503.55總計161五、承臺尺寸設計及樁位布置1、單樁承臺單樁承臺尺寸為1.0m×1.0m，如圖5所示。圖5單樁承臺尺寸2、兩樁承臺兩樁承臺尺寸為1.0m×3.0m，如圖6所示。其中，m（），滿足要求。圖6兩樁承臺尺寸3、三樁承臺三樁承臺為正三角形形式（只不過割掉了三個棱角），這樣新的六邊形尺寸為短邊1.0m，長邊2.6m，如圖7所示。其中，m（），滿足要求。圖7三樁承臺尺寸4、四樁承臺四樁承臺尺寸為3.0m×3.0m，如圖8所示。其中，m（），滿足要求。圖8四樁承臺尺寸5、五樁承臺27—37、36—46號柱下的承臺需設計成五樁聯合承臺。但由于27—37、36—46號柱的尺寸不完全一樣，所以需要分別進行偏心計算。27—37承臺：B軸柱荷載：1862×（1+36%）=2532kNC軸柱荷載：2400×（1+36%）=3264kN∴合力作用點距C軸的距離為m取m36—46承臺：B軸柱荷載：1660×（1+36%）=2258kNC軸柱荷載：2274×（1+36%）=3093kN∴合力作用點距C軸的距離為m也取m故可見，27—37、36—46承臺的荷載偏心情況差不多，樁位布置相同，即承臺和群樁的中性軸距C軸均為1.3m。五樁承臺尺寸為3.0m×5.0m，如圖9所示。其中，為樁間最小中心距，大小為2.0m（），滿足要求。圖9五樁承臺尺寸6、六樁承臺2號柱、5號柱相距很近，且荷載很大。由計算可知，柱下布樁樁數分別為2根和4根。又因為承臺之間需要澆筑聯系梁進行連接，所以為便于施工，直接將2號柱、5號柱下的承臺設計成六樁聯合承臺。先進行偏心荷載計算。2號柱荷載：1123×（1+36%）=1527kN5號柱荷載：3733×（1+36%）=5077kN∴合力作用點距2/C軸的距離為m取m即承臺和群樁的中性軸距2/C軸取0.7m。六樁承臺尺寸為3.0m×5.6m，如圖10所示。其中，m（），滿足要求。圖10六樁承臺尺寸7、八樁承臺28—38、29—39、30—40、31—41、32—42、33—43、34—44、35—45號柱下的承臺需設計成八樁聯合承臺形式。由于每個承臺的荷載偏心情況不一樣，需分別進行計算，再統(tǒng)計取一個合理平均值，以確定承臺和群樁的中性軸。荷載偏心情況計算如下表5。表5八樁承臺荷載偏心情況計算柱號B軸柱荷載（kN）B軸柱荷載放大36%（×（1+36%））（kN）C軸柱荷載（kN）C軸柱荷載放大36%（×（1+36%））（kN）合力作用點距C軸的距離（m）28—3828293847416156591.2129—3925083411390853151.1730—4025783506416956701.1531—4124663354405455131.1332—4224623348405355121.1333—4325683492418856961.1434—4424543337406155231.1335—4524653352401554601.14故可取m即承臺和群樁的中性軸距C軸取1.2m。八樁承臺尺寸為3.0m×7.0m，如圖11所示。其中，m（），滿足要求。圖11八樁承臺尺寸六、確定基樁（復合基樁）承載力特征值該樁基屬于非端承樁，由《建筑樁基技術規(guī)范》可知，當樁數少于4根時，不宜考慮承臺效應。所以這里，對于單樁承臺、兩樁承臺和三樁承臺均不考慮承臺效應，其相應的基樁承載力特征值為kN。而對于四樁承臺、五樁承臺、六樁承臺和八樁承臺，承臺底面下并非欠固結土、新填土等，故承臺底不會與土脫離，均應考慮承臺效應，其相應的復合基樁承載力特征值按如下公式進行計算：（這里處于非地震區(qū)，不考慮地震作用）式中，——承臺效應系數，按規(guī)范相應表格取值?！信_下承臺寬度且不超過5m深度范圍內各層土的地基承載力特征值按厚度加權的平均值?！嬎慊鶚端鶎某信_底凈面積。——為樁身截面面積?！獮槌信_計算域面積，這里均為承臺總面積。1、四樁承臺樁間中心距m，樁徑m，承臺寬度m，樁長m∴，∴查表取對于，取第eq\o\ac(○,2)層土的地基承載力特征值，即kPa又m2m2∴m2故kN2、五樁承臺基樁為非正方形排列，樁間中心距m，樁徑m，承臺寬度m，樁長m∴，∴查表取對于，取第eq\o\ac(○,2)層土的地基承載力特征值，即kPa又m2m2∴m2故kN3、六樁承臺樁間中心距m，樁徑m，承臺寬度m，樁長m∴，∴查表取對于，取第eq\o\ac(○,2)層土的地基承載力特征值，即kPa又m2m2∴m2故kN4、八樁承臺樁間中心距m，樁徑m，承臺寬度m，樁長m∴，∴查表取對于，取第eq\o\ac(○,2)層土的地基承載力特征值，即kPa又m2m2∴m2故kN七、樁頂作用效應驗算樁頂作用效應驗算時，均應按荷載效應標準組合進行計算。但資料中所給組合值為基本組合值，換算時可參考《建筑結構荷載規(guī)范》中的公式進行換算。而這里出于安全考慮，在已知而反算的情況下，取。同時注意，第九組的計算荷載值均要放大36%。另外，按照小組分工情況，本人進行四樁承臺和五樁承臺的樁頂作用效應驗算。1、四樁承臺四樁承臺共15個，即6號、9號～16號、20號～25號柱下的承臺。驗算時，只需驗算荷載較大的1個，即9號柱下的樁基。（1）、最大軸力標準組合承臺埋深m，平面尺寸為3.0m×3.0m，厚度m，假設荷載作用于承臺頂面處。四樁承臺樁頂作用效應驗算示意圖見圖12。圖12四樁承臺樁頂作用效應驗算示意圖kNkN·mkN∴kN·mkN∴樁頂受力kNkNkNkNkN故滿足要求。（2）、最大彎矩標準組合承臺埋深m，平面尺寸為3.0m×3.0m，厚度m，假設荷載作用于承臺頂面處。kNkN·mkN∴kN·mkN∴樁頂受力kNkNkNkNkN故滿足要求。2、五樁承臺五樁承臺共2個，即27—37號、36—46號柱下的承臺。驗算時，只需驗算荷載較大的1個，即27—37號柱下的樁基。（1）、最大軸力標準組合承臺埋深m，平面尺寸為3.0m×5.0m，厚度m，假設荷載作用于承臺頂面處。五樁承臺樁頂作用效應驗算示意圖見圖13。圖13五樁承臺樁頂作用效應驗算示意圖kNkN·mkN∴kN·mkN∴樁頂受力kNkNkNkNkN故滿足要求。（2）、最大彎矩標準組合承臺埋深m，平面尺寸為3.0m×5.0m，厚度m，假設荷載作用于承臺頂面處。kNkN·mkN∴kN·mkN∴樁頂受力kNkNkNkNkN故滿足要求。八、沉降計算沉降計算時，應該按照荷載效應準永久組合值進行計算。但是，所給資料中無荷載準永久組合，所以應該進行荷載換算。但《建筑結構荷載規(guī)范》中沒有準永久組合與標準組合、基本組合的換算公式，所以只能憑經驗換算。一般來說，標準組合值比準永久組合值大20%，故這里我們可以簡單地假定荷載準永久組合值等于0.8倍最大軸力標準值。由于本設計中，所有樁的中心間距均小于6d，故可以采用等效作用分層總和法計算最終沉降量。并且，這里假定采用引孔沉樁技術，不考慮擠土效應，即樁基沉降計算結果不用乘以1.3~1.8的擠土效應系數。另外，由于沉降問題必須考慮基礎的整體性，所以對于荷載相近、承臺形式相同的柱，其基礎沉降量可以看作近似相等，只要選擇其中一個驗算就可以了，而對于荷載相差較大或承臺形式發(fā)生顯著變化的柱，就必須分別進行驗算。同時，整棟建筑呈矩形，豎向剛度較大，并且荷載分布情況是四周較小而中間較大，所以可以判斷整個基礎是中間部分（即B、C軸）沉降較大，而兩邊（即A、D軸）沉降較小。因而驗算時，應選取橫向軸上的樁基進行計算，因為這樣可以很直觀地反映出整棟建筑的變形情況。綜上所述，選擇eq\o\ac(○,1)軸、eq\o\ac(○,2)軸、eq\o\ac(○,3)軸、eq\o\ac(○,4)軸、eq\o\ac(○,10)軸進行計算，而對于eq\o\ac(○,5)軸、eq\o\ac(○,6)軸、eq\o\ac(○,7)軸、eq\o\ac(○,8)軸、eq\o\ac(○,9)軸上的樁基，其沉降量可以看作與eq\o\ac(○,4)軸相等。按照小組分工情況，本人進行eq\o\ac(○,3)軸、eq\o\ac(○,10)軸的沉降計算。1、eq\o\ac(○,3)軸eq\o\ac(○,3)軸上有5個承臺，應分別進行計算。（1）、10號柱10號柱下承臺為四樁承臺，其承臺形式與9號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故10號柱下樁基的最終沉降量與9號柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計算結果可知mmmm，故滿足要求。（2）、29—39號柱29—39號柱下為八樁聯合承臺，其承臺形式與28—38號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，故29—39號柱下樁基的沉降可參考28—38號柱下樁基的沉降，只不過相關比值則取決于二者承臺底部附加壓力的比值。豎向荷載準永久組合值kN∴基底附加壓力kPa其值為28—38號柱下承臺底面附加壓力（即367.1kPa）的0.919倍?！?9—39號柱下樁基的最終沉降量也是28—38號柱下樁基的最終沉降量的0.919倍，而由同組成員計算結果可知，28—38號柱下樁基的最終沉降量為34.2mm，所以29—39號柱下樁基的最終沉降量mmmm故滿足要求。（3）、3號柱3號柱下為單樁承臺，其承臺形式與1號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故3號柱下樁基的最終沉降量與1號柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計算結果可知mmmm，故滿足要求。（4）、6號柱6號柱下承臺為四樁承臺，其承臺形式與9號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故6號柱下樁基的最終沉降量與9號柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計算結果可知mmmm，故滿足要求。（5）、19號柱19號柱下承臺為三樁承臺，其承臺形式與4號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故19號柱下樁基的最終沉降量與4號柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計算結果可知mmmm，故滿足要求。2、eq\o\ac(○,10)軸eq\o\ac(○,10)軸上有4個承臺，應分別進行計算。（1）、17號柱17號柱下承臺為三樁承臺，其承臺形式與8號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故17號柱下樁基的最終沉降量與8號柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計算結果可知mmmm，故滿足要求。（2）、36—46號柱36—46號柱下為五樁聯合承臺，其承臺形式與27—37號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，故36—46號柱下樁基的沉降可參考27—37號柱下樁基的沉降，只不過相關比值則取決于二者承臺底部附加壓力的比值。豎向荷載準永久組合值kN∴基底附加壓力kPa其值為27—37號柱下承臺底面附加壓力（即314.1kPa）的0.924倍?！?6—46號柱下樁基的最終沉降量也是27—37號柱下樁基的最終沉降量的0.924倍，而由同組成員計算結果可知，27—37號柱下樁基的最終沉降量為16.0mm，所以36—46號柱下樁基的最終沉降量mmmm故滿足要求。（3）、7號柱7號柱下為兩樁承臺，屬于單排樁形式，本應該按照明德林解進行沉降計算，但按照明德林解計算豎向附加應力，再計算樁基沉降，過程相當繁瑣。同時，這里兩樁承臺的荷載并不很大，所以仍近似地采用等效作用分層總和法進行計算。承臺尺寸為1.0m×3.0m。豎向荷載準永久組合值kN∴基底附加壓力kPa再確定計算深度，按應力比法確定。這里，樁端平面的自重應力kPa另外，在進行土層劃分時，由于引入應力面積的概念，本可以按照天然土層面劃分，但在本設計中，樁端平面以下為土層厚度較大的第eq\o\ac(○,5)層土，不宜按照天然土層面劃分。所以這里取1倍承臺面寬度，即約3m，作為每層土的厚度。因此，樁端平面下土的自重應力和附加應力（）的計算結果如表6所示。表67號柱下樁基的、計算（m）（kPa）（kPa）0263.0300.250594.63.0292.736.00.03378.56.0322.4312.00.00921.4在m處，，故可取m。沉降量的計算結果如表7所示。表77號柱下樁基的沉降計算（mm）（mm）（mm）（kPa）（mm）0300.25000300036.00.1114334.2334.2860092.46000312.00.0645387.052.8860014.6∴mm又由于計算深度范圍內壓縮模量當量值MPa<10MPa∴取樁基沉降計算經驗系數為。然后再確定樁基等效沉降系數?！適，m∴，取在計算時，由于兩樁承臺下為規(guī)則布樁，且m，m∴又長徑比，∴查表得，，∴∴7號柱下樁基的最終沉降量mmmm故滿足要求。（4）、26號柱26號柱下承臺為兩樁承臺，其承臺形式與7號柱下承臺完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故26號柱下樁基的最終沉降量與7號柱下樁基的最終沉降量相同，即mmmm，故滿足要求。3、沉降分析整理并綜合小組其他成員的計算結果，可以繪制如圖14所示的沉降分布圖。從沉降分布圖中可以看到，整個地基基礎的沉降分布比較符合一般的沉降等值線規(guī)律，即四周較小，而中間較大。但局部地區(qū)，如1~6號柱地區(qū)，其沉降有較大的起伏，不符合實際情況。因為在實際過程中，必須考慮基礎的整體剛度和上部結構剛度對差異沉降的調整。所以，這里可以忽略該局部的計算誤差，從而可以得到如圖15所示的沉降等值線圖。通過分析可以看到，最大沉降約為31.4mm，小于規(guī)范允許值200mm，橫向最大差異沉降為mmmm（這里，為相鄰柱下樁基的距離，即B、C軸柱下聯合承臺中性軸至A軸柱下承臺中性軸的距離，其值為7800mm）對于縱向最大差異沉降，主要考慮eq\o\ac(○,1)軸與eq\o\ac(○,2)軸、eq\o\ac(○,10)軸與eq\o\ac(○,9)軸的差異沉降，同時考慮縱向整體剛度較大，差異沉降值計算偏大，可以假定乘以0.7的折減系數，所以縱向最大差異沉降為mmmm（這里，為相鄰柱下樁基的距離，即橫向各軸的間距，其值為6000mm）故綜上所述，本設計中樁基的沉降變形滿足要求。九、樁身結構設計和計算本設計中，樁身采用混凝土強度等級C30（N/mm2，N/mm2），主筋強度等級Ⅱ級（即HRB335，N/mm2），箍筋強度等級Ⅰ級（即HPB300，N/mm2）。注意進行計算時，荷載值均取基本組合值。1、配筋計算本設計中，兩段樁長均為14m。采用兩點起吊運輸、單點吊立豎起的方式進行計算，吊點位置如圖16所示。圖16吊點位置示意圖此時，樁身彎矩為：兩點起吊：單點吊立：其中，為動力系數，取1.5。為樁單位長度自重，即kN/m。（這里1.35為恒荷載分項系數，主要是考慮樁身結構設計時，荷載效應取基本組合值，故需乘以1.35的分項系數。）取14m。則kN·m取縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度為40mm，則樁身截面的有效高度為mm進行配筋計算時，偏于安全考慮，仍采用單筋矩形截面受彎的計算公式。同時，為避免求解一元二次方程，將受彎承載力公式簡化為∴查表得，，∴樁身受拉主筋配筋量mm2∴單側鋼筋選用3B25（mm2），而整個截面的主筋則為8B25（mm2）。其配筋率為，滿足要求。樁身截面示意圖如圖17所示。對于箍筋，按構造要求選取，選擇直徑8mm，中間段間距取200mm（即A8@200），加密段間距取100mm（即A8@100），加密范圍為兩端各4d，即2000mm。并且對于上段樁頂，考慮其與承臺的連接時需要鑿去部分混凝土以露出主筋使其錨入承臺，其加密范圍設計成3000mm。樁尖部分箍筋也應該加密，并且由于樁尖在沉樁過程中受力較大，易破壞，加密程度應更大，所以箍筋間距取50mm（即A8@50）。這里，樁尖設計成楔形，長度取1.5d，即750mm。由于保護層原因，箍筋加密范圍小于750mm，取650mm。在樁尖還要設置一根800mm長的B25鋼筋，超出樁尖長度為50mm。圖17樁身截面示意圖圖18網片示意圖其次，每段箍筋加密范圍內，設置5層鋼筋網片，以提高局部承壓能力。網片鋼筋選取A8，布置間距取50mm，鋼筋網片應與樁端箍筋相連。網片布置位置詳見結構施工圖。網片示意圖如圖18所示。圖19樁身配筋示意圖同時，上、下段樁的連接采用焊接方式。為便于焊接，上、下兩段需分別預埋鋼板（或稱鋼帽），鋼帽應該與樁身主筋焊接相連。鋼帽截面與樁截面相同，即500mm×500mm，高度為250mm。另外，為便于起吊、吊立，在兩樁端0.293L（即4100mm）處，應該預埋吊環(huán)。吊環(huán)的埋置應該滿足一定的構造要求，詳見結構施工圖。圖19為樁身配筋示意圖。2、樁身強度驗算由于樁頂以下5d（即2500mm）范圍內的樁身箍筋間距為200mm，大于100mm，所以樁的強度計算公式為NkNkN這里，為穩(wěn)定系數，取1.0。為基樁成樁工藝系數。由于是混凝土預制樁，故取0.85。為混凝土抗壓強度。為樁身截面面積。顯然，樁身強度滿足要求。十、承臺結構設計和計算本設計中，承臺采用混凝土強度等級C30（N/mm2，N/mm2），主筋強度等級Ⅱ級（即HRB335，N/mm2），箍筋強度等級Ⅰ級（即HPB300，N/mm2）。注意進行計算時，荷載值均取基本組合值。同時，第九組荷載應該放大36%。另外，承臺設計時，承臺底面布置C10素混凝土墊層，厚度取100mm，四周寬出承臺邊緣100mm。承臺底面鋼筋的混凝土保護層厚度取60mm，即承臺的有效高度為mm（這里，均初步取承臺厚度為1000mm。）對于樁與承臺的連接，樁嵌入承臺內的長度取60mm，混凝土樁的樁頂縱向主筋錨入承臺長度取900mm（大于35d）。施工時，待壓樁完畢后可鑿去樁頂混凝土以露出主筋使其錨入承臺。對于柱與承臺的連接，柱的縱向主筋錨入承臺長度也取900mm（大于35d）。施工時，承臺可與底層框架柱同時現澆，以提高建筑的整體穩(wěn)定性。由于柱、承臺、樁的混凝土強度等級相同，均為C30，所以無需進行局部受壓計算，只需進行受彎、受沖切、受剪計算。按照小組分工，本人進行四樁承臺、五樁承臺的結構設計和計算。1、四樁承臺四樁承臺共15個，即6號、9號～16號、20號～25號柱下的承臺。計算時，只需計算荷載較大的1個，即9號柱下的承臺。雖然6號、9號～16號、20號～25號柱的尺寸不一樣，6號柱為700mm×600mm，9號～16號柱為600mm×600mm，20號～25號柱為800mm×600mm，計算時，結果可能有所差異，但它們相差甚微，仍只需計算9號柱下的承臺。（1）、受彎計算圖20四樁承臺受彎計算示意圖圖20為四樁承臺受彎計算示意圖，其中mm。由單樁反力可知，樁頂最大反力kN，扣除承臺及其上土重，并換算成基本組合值（換算時，標準組合值乘以1.35的分項系數即為基本組合值），則kN這里，kN。∴kN·m∴橫、縱向配筋mm2采用20B25@150（mm2）?！?，滿足要求。（2）、受沖切計算eq\o\ac(○,1)、柱對承臺的沖切圖21為四樁承臺柱對承臺的沖切計算示意圖。圖21四樁承臺柱對承臺的沖切計算示意圖mm，mm，mm∴，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下沖切破壞錐體內各基樁的反力設計值之和。由于沖切破壞錐體內無任何基樁，故為0。而為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下柱底的豎向荷載設計值。在樁頂作用效應驗算時可知，kN。換算成基本組合值，則kN?！鄈NkN，滿足要求。eq\o\ac(○,2)、角樁對承臺的沖切圖22為四樁承臺角樁對承臺的沖切計算示意圖。圖22四樁承臺角樁對承臺的沖切計算示意圖mm，mm，mm，mm∴，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下角樁的反力設計值。∴kNkN，滿足要求。（3）、受剪計算圖23為四樁承臺受剪計算示意圖。圖23四樁承臺受剪計算示意圖mm，mm，mm∴，且∴又∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下斜截面的最大剪力設計值?！鄈NkN，滿足要求。2、五樁承臺五樁承臺共2個，即27—37號、36—46號柱下的承臺。計算時，只需計算荷載較大的1個，即27—37號柱下的承臺。雖然27號、36號柱的尺寸不一樣，27號柱為600mm×600mm，36號柱為900mm×600mm，計算時，結果可能有所差異，但27—37號、36—46號柱下為聯合承臺，尺寸較大，能有效地調整受力不均勻，故它們相差甚微，仍只需計算27—37號柱下的承臺。（1）、受彎計算由單樁反力可知，樁頂最大反力kN，最小反力kN，扣除承臺及其上土重，并換算成基本組合值（換算時，標準組合值乘以1.35的分項系數即為基本組合值），則kNkN這里，kN。而對于柱底的豎向荷載設計值，在樁頂作用效應驗算時可知，kN。換算成基本組合值，則kN。但注意，這里的為雙柱的合力，需要分成C柱荷載、B柱荷載兩部分，即kNkN圖24五樁承臺受力情況示意圖圖25五樁承臺縱向內力分析示意圖則承臺的受力情況如圖24所示，縱向內力分析如圖25所示。根據內力進行配筋計算，采用彎矩、剪力值時，本應該考慮柱、樁尺寸影響，即、最大的地方并非最危險截面，應進行支座邊緣修正。但此處出于安全考慮，仍采用最大內力進行配筋計算，故kN·m，kN?！嗫v向配筋量mm2采用20B25@150（mm2）?！?，滿足要求。對于橫向配筋，受彎計算示意圖如圖26所示。圖26五樁承臺橫向受彎計算示意圖其中，mm∴kN·m∴橫向配筋量mm2采用25B25@200（mm2）?！?，滿足要求。（2）、受沖切計算eq\o\ac(○,1)、柱對承臺的沖切Ⅰ、對每根柱分別進行計算圖27為五樁承臺柱對承臺的沖切計算示意圖。圖27五樁承臺柱對承臺的沖切計算示意圖對于C柱對承臺的沖切：mm，mm，mmmm，mm∴，取，且，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下沖切破壞錐體內各基樁的反力設計值之和。由于沖切破壞錐體內無任何基樁，故為0。而為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下柱底的豎向荷載設計值?！鄈N∴kNkN，滿足要求。對于B柱對承臺的沖切：mmmm，取mm（因為要滿足沖切破壞錐體與底面夾角不小于45°）mm，mm，mm∴，且，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下沖切破壞錐體內各基樁的反力設計值之和。由于沖切破壞錐體內無任何基樁，故為0。而為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下柱底的豎向荷載設計值。∴kN∴kNkN，滿足要求。Ⅱ、雙柱對承臺的整體沖切計算圖28為五樁承臺雙柱對承臺的整體沖切計算示意圖。圖28五樁承臺雙柱對承臺的整體沖切計算示意圖mm，mm，mmmm，mm，mm∴，取，且，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下沖切破壞錐體內各基樁的反力設計值之和。由于沖切破壞錐體內有一根基樁，故kN。而為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下柱底的豎向荷載設計值?！鄈N∴kNkN，滿足要求。eq\o\ac(○,2)、角樁對承臺的沖切圖29五樁承臺角樁對承臺的沖切計算示意圖圖29為五樁承臺角樁對承臺的沖切計算示意圖。對于樁1對承臺的沖切：mm，mm，mm，mm，mm∴，取，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下角樁的反力設計值?！鄈NkN，滿足要求。對于樁2對承臺的沖切：取值，即mm（因為這里角樁的沖切破壞錐體與底面夾角假定為45°）mm，mm，mm∴，且∴又mm∴插值得∴NkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下角樁的反力設計值?！鄈NkN，滿足要求。（3）、受剪計算圖30為五樁承臺受剪計算示意圖。mm，mm，mm，mm，mm∴，取，且∴圖30五樁承臺受剪計算示意圖又∴NkNNkN再計算。這里，為不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下斜截面的最大剪力設計值?！鄬τ诳v向剪力kNkN，滿足要求。對于橫向剪力kNkN，滿足要求。十一、聯系梁設計本設計中，聯系梁采用混凝土強度等級C30（N/mm2，N/mm2），主筋強度等級Ⅱ級（即HRB335，N/mm2），箍筋強度等級Ⅰ級（即HPB300，N/mm2）。注意進行計算時，荷載值均取基本組合值。同時，第九組荷載應該放大36%。設置聯系梁，是為了保證樁基的整體剛度。聯系梁頂面與承臺頂面位于同一標高，這里即為-1.400m。聯系梁高度取承臺中心距（即6000mm）的，即600mm，寬度取450mm，故其截面尺寸為600mm×450mm。聯系梁的平面布置詳見結構施工圖。聯系梁的配筋則根據柱剪力，按照軸心受拉構件確定，并滿足構造要求。在所有柱剪力中，19號柱的剪力最大，其基本組合值為kN。為簡化起見，忽略混凝土的抗拉能力，則所需的鋼筋量mm2采用6B25（mm2），上、中、下對稱通長布置。而對于箍筋，則按構造要求選取A8@200，中部拉結筋也是A8@200。聯系梁的截面示意圖如圖31所示。圖31聯系梁截面示意圖十二、參考文獻1、袁聚云，樓曉明，姚笑青等.基礎工程設計原理.北京：人民交通出版社，20112、袁聚云，錢建固，張宏鳴，梁發(fā)云.土質學與土力學.北京：人民交通出版社，20103、唐岱新，孫偉民.高等學校建筑工程專業(yè)課程設計指導.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20004、顧祥林.混凝土結構基本原理.上海：同濟大學出版社，20115、顧祥林.混凝土結構設計.上海：同濟大學出版社，20116、中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20017、中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20028、中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20029、中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008十三、附錄結構施工圖見附錄圖紙。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變