交通基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)(樁基礎(chǔ))

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1部分 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書1</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)題目1</b></p><p><b>　　（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容2</b></p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計(jì)要求2<

2、/b></p><p><b>　?。ㄋ模﹨⒖假Y料2</b></p><p>　　第2部分 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5</p><p>　?。ㄒ唬┍匾馁Y料準(zhǔn)備5</p><p>　　（二）選定樁型、樁長(zhǎng)和截面尺寸5</p><p>　?。ㄈ┐_定單樁豎向及水平承載力特征值，確定樁數(shù)并進(jìn)行樁的布

3、置6</p><p>　?。ㄋ模渡斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　（五）樁基承載力驗(yàn)算7</p><p><b>　?。┏两涤?jì)算9</b></p><p>　　（七）承臺(tái)設(shè)計(jì)13</p><p>　?。ò耍├L施工圖、施工說明15</p><p>　　第1部

4、分 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某試驗(yàn)大廳柱下基礎(chǔ)形式擬采用樁基，試驗(yàn)大廳中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給出的柱截面尺寸為。同時(shí)，在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)之前進(jìn)行了詳細(xì)的勘察工作，根據(jù)勘察的資料得知，該柱下35m范圍內(nèi)的土層基本可劃分為五層，各地層的情況如下：</p><p>　　勘查期間測(cè)得地下水水位深為2.

5、0m,地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場(chǎng)地下水無(wú)腐蝕性。建筑安全等級(jí)為2級(jí)，不考慮地震的影響，且已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載：V=3010kN ，M=350kNm，H=60kN（荷載參數(shù)根據(jù)學(xué)號(hào)詳見附表選用）。</p><p>　　請(qǐng)根據(jù)上述的地質(zhì)資料，選擇合理的持力層，樁的類型及樁長(zhǎng)，樁身及承臺(tái)的材料可結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》及《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》選取合適等級(jí)的鋼筋及混凝土。</

6、p><p>　　建議：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可采用樁基礎(chǔ)?；A(chǔ)形式可采用柱下現(xiàn)澆獨(dú)立基礎(chǔ)、沉管灌注樁基礎(chǔ)或預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)等。設(shè)計(jì)樁基時(shí)不宜采用大直徑樁（如大直徑灌注樁），而宜采用小直徑樁（如預(yù)應(yīng)力管樁）。在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，樁徑或邊長(zhǎng)建議取值范圍為300～400mm，即選擇樁徑（或邊長(zhǎng)）為300mm、350mm、400mm的圓樁（方樁）。</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)內(nèi)容</b>

7、</p><p>　?。?）搜集工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)資料</p><p>　?。?）選擇樁型、樁端持力層及樁身截面</p><p>　?。?）確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值</p><p>　?。?）初步選擇承臺(tái)尺寸</p><p>　?。?）確定樁數(shù)及其平面布置</p><p>　?。?）單樁

8、承載力驗(yàn)算和樁身結(jié)構(gòu)驗(yàn)算</p><p>　　（7）承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算</p><p>　?。?）進(jìn)行軟弱下臥層（若存在）驗(yàn)算和樁基中心點(diǎn)沉降計(jì)算</p><p>　　（9）基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)，包括樁的平面布置圖，樁身配筋圖，承臺(tái)配筋和必要的施工說明。</p><p><b>　　（三）設(shè)計(jì)要求</b></p>

9、<p>　　（1）計(jì)算書要求 書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。</p><p>　　（2）制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)時(shí)間 一周半。</p><p><b>　?。ㄋ模﹨⒖假Y料</b></p&g

10、t;<p>　　[1] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[3] 莫海鴻等. 高校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃推薦教材.基礎(chǔ)工程. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，

11、2003</p><p>　　[4] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010</p><p>　　[5] 劉輝等. 基礎(chǔ)工程. 北京：人民交通出版社，2008</p><p><b>　　（五）附表</b></p><p>　　第2部分 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)<

12、;/p><p>　　(一) 資料準(zhǔn)備工作</p><p>　　某試驗(yàn)大廳柱下基礎(chǔ)形式擬采用樁基，試驗(yàn)大廳中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給出的柱截面尺寸為。同時(shí)，在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)之前進(jìn)行了詳細(xì)的勘察工作，根據(jù)勘察的資料得知，該柱下35m范圍內(nèi)的土層基本可劃分為五層，各地層的情況如下：</p><p>　　勘查期間測(cè)得地下水水位深為2.0m,地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場(chǎng)地下水無(wú)腐蝕性。建筑安全等

13、級(jí)為2級(jí)，不考慮地震的影響，且已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載：V=2759kN ，M=309kNm，H=88kN。</p><p>　?。ǘ┻x擇樁型、樁端持力層及樁身截面</p><p>　　設(shè)計(jì)為沉管灌注樁。根據(jù)GM50007-2011 8.5.2.4：樁基宜選用中、低壓縮性土層作樁端持力層。故選擇第五層粉質(zhì)粘土作為樁端持力層。根據(jù)GM50007-2011 8.5.3.10取樁頂嵌入

14、承臺(tái)100mm，選擇樁截面為方樁，為400mm×400mm，根據(jù)GM50007-2011 8.5.3.10知樁端嵌入持力層為1d-3d故選擇3d。材料：混凝土，C30級(jí)，=14.3；鋼筋，二級(jí)鋼筋，==300。承臺(tái)用C30及混凝土，=14.3；=1.43，鋼筋保護(hù)層取50mm。基礎(chǔ)埋深選擇在卵石層之上，故基礎(chǔ)埋深在1.5m。故樁身長(zhǎng)度為16.1m。 </p><p>　?。ㄈ┐_定單樁豎向及水平承載力特

15、征值，確定樁數(shù)并進(jìn)行樁的布置</p><p>　　=0.5×（1.6×1×0.5×150+1.6×1×3.8×51.6+1.6×10.5×13+1×0.16×3000）</p><p><b>　　=566KN</b></p><p>

16、　　初步確定承臺(tái)尺寸為1m×4.0m×2.4m。 </p><p>　　樁基承臺(tái)和承臺(tái)以上土自重設(shè)計(jì)值為</p><p>　　G＝2.4×4.0×1.5×21.25＝306 kN</p><p><b>　　粗估樁數(shù)n為</b></p><p>　　n＝1.1×

17、(F+G)/R= 1.1×(2759+306)/ 566=5.96根</p><p>　　取樁數(shù)n＝6 根，樁的平面布置為右圖所示，承臺(tái)面積為4.0m×2.4m，承臺(tái)高度為 1.0m，</p><p>　　樁身擬采用c30混凝土，</p><p>　　樁頂作用力為 F+G=3065KN</p><p>　　計(jì)算樁寬b1=1

18、.5b+0.5=1.1m </p><p><b>　?。ㄋ模渡斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　箍筋采用8@200,在樁頂和樁尖應(yīng)適當(dāng)加密，具體第九頁(yè)圖。樁尖長(zhǎng)1.5b=1.5×0.4=0.6m，取，樁頂設(shè)置三層8@50鋼筋網(wǎng)。保護(hù)層厚度為50mm</p><p>　?。ㄎ澹痘休d力驗(yàn)算</p><

19、;p>　　主要影響深度hm=14.8m</p><p><b>　　單樁平均軸向作用力</b></p><p><b>　　單樁最大軸向作用力</b></p><p><b>　　基樁水平力設(shè)計(jì)值</b></p><p>　　樁頂水平位移系數(shù)，h=0.61×16

20、.1=9.82>4取h=4，則=0.940，一般取10mm</p><p><b>　　=81.41kN</b></p><p><b>　　所以符合要求。 </b></p><p>　　樁長(zhǎng)為16.1m，采用雙點(diǎn)吊立的強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行樁身配筋設(shè)計(jì)。</p><p>　　樁身采用雙點(diǎn)吊立的強(qiáng)度計(jì)

21、算進(jìn)行樁身配筋設(shè)計(jì)按。兩個(gè)起吊點(diǎn)考慮，根據(jù)起吊時(shí)樁身跨中正負(fù)彎矩相等原則即確定起吊點(diǎn)， </p><p><b>　　， </b></p><p>　　由 即 =得 a=0.207L=0.207×16.1=3.33 m</p><p>　　所以起吊點(diǎn)的位置分別為距離頂端3.33m和12.77m處。</p><p&g

22、t;　　吊點(diǎn)位置在距樁頂、樁端平面處，起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩</p><p><b>　　樁身截面有效高度</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　樁身受拉主筋配筋量：</p><p>　　選用214（），因此整個(gè)截面的主筋為414（615），其配筋率<﹪</

23、p><p>　　故按構(gòu)造配筋，取。則截面的主筋為420（1256） </p><p><b>　　樁身強(qiáng)度：</b></p><p>　　其他構(gòu)造鋼筋見施工圖，樁的吊裝圖如下圖所示</p><p><b>　　（六）沉降計(jì)算</b></p><p>　　樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算基底壓

24、力和基底附加壓力</p><p><b>　　基底壓力：</b></p><p><b>　　基底附加壓力：</b></p><p>　　=476.562-(18.51.5+20.0×0.5)=281.521</p><p><b>　　沉降計(jì)算 </b></p

25、><p>　　hi≤0.4b=0.4×2.4=0.96 m ,所以取低級(jí)分層厚度為0.9 m</p><p>　　樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力（）計(jì)算如下：</p><p>　　(1)．當(dāng)z=0時(shí)：</p><p>　　(2)．當(dāng)z=0.9m時(shí)：</p><p>　　(3)．當(dāng)z=1.8m時(shí)：</p&

26、gt;<p>　　(4)．當(dāng)z=2.7m時(shí)：</p><p>　　(5)．當(dāng)z=3.6m時(shí)：</p><p>　　(6)．當(dāng)z=4.5m時(shí)：</p><p>　　(7)．當(dāng)z=5.4m時(shí)：</p><p>　　(8)．當(dāng)z=6.3m時(shí)：</p><p>　　(9)．當(dāng)z=7.2m時(shí)：</p>

27、<p>　　(10)．當(dāng)z=8.1m時(shí)：</p><p>　　在z=8.1m處，，所以取計(jì)算沉降量。</p><p><b>　　所以總沉降量：</b></p><p>　　矩形布樁時(shí)的短邊布樁數(shù)，，長(zhǎng)徑比，承臺(tái)的長(zhǎng)寬比，查表：</p><p>　　所以，六樁樁基礎(chǔ)最終沉降量</p><p

28、><b>　　=符合要求。</b></p><p><b>　　軟弱下臥層驗(yàn)算</b></p><p>　　當(dāng)樁端平面以下受力層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層，則作用于軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力</p><p><b>　　z = </b></p><p>　　承臺(tái)底面以上各層土重度

29、（地下水位以下取浮重度）按土層厚度計(jì)算的加權(quán)平均值</p><p><b>　　m= </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　承臺(tái)埋深h= 2.00m</p><p>　　基礎(chǔ)長(zhǎng)度樁群外緣矩形面積的長(zhǎng)邊長(zhǎng)A0 = 3.6m</p><p>　　

30、基礎(chǔ)長(zhǎng)度樁群外緣矩形面積的短邊長(zhǎng)B0 = 2.0m</p><p>　　51.63.8+1310.5+71.42=476.14kN</p><p><b>　　，</b></p><p>　　查表5.4.1取 = 12°;</p><p>　　堅(jiān)硬持力層厚度t = 18.5m;</p><p

31、><b>　　z = </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　即無(wú)附加應(yīng)力,則承載力滿足要求</p><p><b>　?。ㄆ撸┏信_(tái)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　承臺(tái)高1m，樁頂伸入承臺(tái)100mm，鋼筋的保護(hù)層取50mm，則承臺(tái)有效高度

32、： 。</p><p>　　假設(shè)該樁基礎(chǔ)荷載基本組合值為永久荷載效應(yīng)控制，則</p><p>　　F=1.35V=3724.65kN, M=1.35MK=417.15kN·m, H=1.35HK=118.8kN</p><p>　　則樁基礎(chǔ)最大凈反力設(shè)計(jì)值和平均值分別為</p><p>　　承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 </p>

33、<p><b>　　柱邊沖切</b></p><p>　　有公式可求得沖垮比與沖切系數(shù)：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　因h=1000mm，故可取。</p><p>　

34、　>F=3721.65kN(滿足)</p><p><b>　　角柱向上沖切</b></p><p>　　從柱角內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離，</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　承臺(tái)受剪承載力計(jì)算</b></p><p>

35、;　　剪跨比與以上沖垮比相同，故</p><p><b>　　截面 ，</b></p><p><b>　　（滿足）</b></p><p>　　承臺(tái)受彎承載力計(jì)算 </p><p>　　選用，，沿平行于y軸方向均勻布置。</p><p>　　選用，，沿平行x軸方向均勻布置