寫字樓《基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　班 級(jí)：</b>

2、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)資料3</b></p><p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)資料3</p><p>　　1.2 建筑物場(chǎng)地資料3</p><p>　　2、選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深4</p>

3、<p>　　2.1 選擇樁型4</p><p>　　2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深4</p><p>　　3、確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值5</p><p>　　4、確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸6</p><p>　　5、確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值7</p><p>　　6、樁頂作用驗(yàn)算8</

4、p><p>　　7、樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算8</p><p>　　8、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算11</p><p><b>　　9、承臺(tái)設(shè)計(jì)12</b></p><p>　　9.1 承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算12</p><p>　　9.1.1 柱邊沖切12</p><p>　　9.1.2

5、 角樁向上沖切13</p><p>　　9.2 承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算13</p><p>　　9.3 承臺(tái)受彎承載力計(jì)算14</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)資料</p><p>　　某寫字樓為多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，底層平面布置如圖1所示，已

6、知上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值為軸力N=3450kN，彎矩M=240kN.m，柱截面尺寸為400mm×400mm。</p><p><b>　　圖1 底層平面布置</b></p><p>　　1.2 建筑物場(chǎng)地資料</p><p>　　擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi)，地勢(shì)平坦，建筑物場(chǎng)地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。場(chǎng)地地下水類型為潛

7、水，地下水位距離地表1.0m，根據(jù)已有資料，該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土沒有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學(xué)指標(biāo)見表1.</p><p>　　表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)</p><p>　　2、選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深</p><p><b>　　2.1 選擇樁型</b></p><p>　　因?yàn)榭蚣芸缍?/p>

8、大而且不均勻，柱底荷載大，不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因鉆孔灌注樁泥水排泄不變，為了減少對(duì)周圍環(huán)境污染，采用靜壓預(yù)制樁。靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓入地基中的施工方法。靜壓法沉樁具有無噪聲、無振動(dòng)、無沖擊力、施工應(yīng)力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點(diǎn)。這樣可以較好的保證樁身質(zhì)量，并在較短的施工工期完成沉樁任務(wù)，同時(shí)，當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)力量、施工設(shè)備以及材料供應(yīng)也為采用靜壓樁提供可能性。&

9、lt;/p><p>　　2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深</p><p>　　依據(jù)地基土的分布顯示：第①層是深黃色粉質(zhì)粘土，土厚2m；第②層是淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土厚6m；第③層是褐黃色粉質(zhì)粘土，土厚7m；第④層是暗綠色粉質(zhì)粘土，土厚10m；第⑤層是灰色粉質(zhì)粘土，土厚15m。由各土層物理力學(xué)指標(biāo)可以看出，第④層土的壓縮模量較大，難以壓縮。根據(jù)規(guī)范，軟土地基樁基設(shè)計(jì)原則應(yīng)該符合：軟土中樁基應(yīng)該符

10、合選擇中低壓縮性土層作為樁端的持力層。所以，第④層是比較適合的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m(>2d)，工程樁入土深度為h。</p><p>　　故：h=15.0+1.0=16.0m</p><p>　　由于第①層厚2.0m，地下水位為距離地表1.0m，為了使地下水對(duì)承臺(tái)沒有影響，所以選擇承臺(tái)底進(jìn)入第①層土1.0m，即承臺(tái)埋深1.0m，樁基礎(chǔ)的有效樁長即為16.0-1.0=

11、15.0m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗(yàn)關(guān)系建議：樓層<10時(shí)，樁邊長取300～400，故取400mm×400mm，由施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長7.5m,下段長7.5m，實(shí)際樁長比有效樁長長1.3m。這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺(tái)一定長度而留有的余地，樁基礎(chǔ)以及土層分布示意圖如下。</p><p>　　3、確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　本

12、設(shè)計(jì)屬于二級(jí)建筑樁基，當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁設(shè)豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，按下式計(jì)算：</p><p>　　式中——樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按《建</p><p>　　筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-94取值。</p><p>　　——極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)</p><p&g

13、t;　　范》JGJ 94-94取值。</p><p>　　根據(jù)表1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008查表得極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)（表2）</p><p>　　表2 極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　=4×0.4

14、15;[80.72×(2.0-1.0)+21.00×6.0+38.80×7.0+70.48×1.0]</p><p>　　+0.4×0.4×2496</p><p>　　=878.08+399.36=1277.44KN</p><p>　　則單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值：</p><p>　

15、　R= ==638.72KN</p><p>　　所以最終按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值，即采用R=638.72kN，初步確定樁數(shù)。</p><p>　　4、確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸</p><p>　　基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值如下：</p><p>　　軸力N=3450KN 彎矩M=240KN.m 水平剪力H=150KN</p

16、><p>　　初步估算樁數(shù)，由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數(shù)，規(guī)范中建議取1.1~1.2，現(xiàn)在取1.1的系數(shù)，即：(根)</p><p>　　取n=6根，樁距，取=1.20m，樁位平面布置如圖4.1，</p><p>　　承臺(tái)底面尺寸為3.1m×1.9m</p><p>　　5、確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值</p>&

17、lt;p>　　該樁基屬于非端承樁，并n>3，承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺(tái)底面不會(huì)與土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計(jì)算豎向承載力設(shè)計(jì)值。</p><p>　　考慮承臺(tái)效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值宜按想面公式計(jì)算：</p><p><b>　　不考慮地震作用：</b></p><p>　　式中—

18、—承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008表5.2.5取</p><p><b>　　值</b></p><p>　　——承臺(tái)下1/2承臺(tái)寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)各層土的地基承載</p><p>　　力特征值按厚度加權(quán)平均值</p><p>　　——計(jì)算樁基所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積</p>&

19、lt;p><b>　　按公式得：</b></p><p>　　基樁對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積：</p><p>　　根據(jù) 查表得=0.068</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)值</b></p><p>&l

20、t;b>　　則有：</b></p><p><b>　　6、樁頂作用驗(yàn)算</b></p><p>　　按上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算：</p><p>　　F=N=3450KN，M=240KN.m，Q=H=150KN。 </p><p>　　承臺(tái)高度設(shè)為0.9m等厚，埋深d=1.0m

21、，荷載作用于承臺(tái)頂面。</p><p>　　該建筑物樁基安全等級(jí)為二級(jí)，建筑物的重要性系數(shù)</p><p><b>　　樁頂平均豎向力：</b></p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><

22、;b>　　7、樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算</b></p><p>　　對(duì)于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最終沉降量計(jì)算可采用等效作用分層總和法。則樁基任一點(diǎn)最終沉降量可用角點(diǎn)法按下公式去計(jì)算：</p><p>　　s——樁基最終沉降量（mm）</p><p>　　s′ ——采用布辛奈斯克解，按實(shí)體深基礎(chǔ)分層總和法計(jì)算出的樁基沉降量</p>&l

23、t;p><b>　　(mm)；</b></p><p>　　ψ——樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，當(dāng)無當(dāng)?shù)乜煽拷?jīng)驗(yàn)時(shí)可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)</p><p>　　范》JGJ94-2008 中5.5.11 條確定； </p><p>　　ψe——樁基等效沉降系數(shù)，可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008第 5.5.9</p><p

24、><b>　　條確定；</b></p><p>　　m ——角點(diǎn)法計(jì)算點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矩形荷載分塊數(shù)；</p><p>　　——第 j 塊矩形底面在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的附加壓力(kPa)；</p><p>　　n ——樁基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；</p><p>　　Esi——等效作用面以下第 i 層土的壓縮模

25、量(MPa)，采用地基土在自重壓</p><p>　　力至自重壓力加附加壓力作用時(shí)的壓縮模量；</p><p><b>　　按公式可得：</b></p><p>　　豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值F=3450/1.35=2555.6KN</p><p><b>　　基地處壓力</b></p><

26、p><b>　　基地自重壓力</b></p><p><b>　　基地處附加應(yīng)力</b></p><p>　　樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)規(guī)范公式：則得對(duì)于本基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　當(dāng)在z=0時(shí)：</b></p>

27、<p><b>　?、诋?dāng)在z=2m時(shí)：</b></p><p><b>　?、郛?dāng)在z=5m時(shí)：</b></p><p><b>　?、墚?dāng)在z=7m時(shí)：</b></p><p><b>　?、莓?dāng)在z=9時(shí)：</b></p><p>　　將以上的數(shù)

28、據(jù)整理可得表3</p><p>　　由表3可得在z=7m處，=0.16<0.2，所以去計(jì)算沉降量。</p><p><b>　　由表3得有表4</b></p><p><b>　　表4</b></p><p><b>　　故：</b></p><p&g

29、t;　　由規(guī)范可得：，故去沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψ=1.0</p><p><b>　　短邊方向樁數(shù)</b></p><p><b>　　根據(jù)規(guī)范，查表得：</b></p><p>　　所以，六樁樁基礎(chǔ)最終沉降量</p><p><b>　　滿足要求</b></p><

30、;p>　　8、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　采用單點(diǎn)吊立的強(qiáng)度進(jìn)行樁身配筋設(shè)計(jì)。吊立位置在距樁頂、樁端平面，K=1.3，。樁身長采用混凝土強(qiáng)度C30,II級(jí)鋼筋，所以：</p><p><b>　　樁身截面有效高度</b></p><p><b>　　樁身受拉主筋面積</b></p><p

31、>　　選用，整個(gè)截面的主筋為，配筋率為％>％，其他構(gòu)造要求配筋見施工圖。</p><p><b>　　樁身強(qiáng)度為：</b></p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p><b>　　樁的箍筋計(jì)算：</b></p><p><b>　　9

32、、承臺(tái)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　承臺(tái)底鋼筋混凝土保護(hù)層厚度取70mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，采用HPB335級(jí)鋼筋，樁頂伸入承臺(tái)50mm。</p><p>　　扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向力設(shè)計(jì)值：</p><p>　　9.1 承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算</p><p>　　9.1.1 柱邊沖切</p>&

33、lt;p>　　沖切力 </p><p>　　受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　沖垮比與系數(shù)的計(jì)算</b></p><p>　　9.1.2 角樁向上沖切</p><p>　　9.2 承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算</p><p>　　剪跨比與以上沖垮比相同<

34、/p><p>　　受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　對(duì)Ⅰ-Ⅰ斜截面</b></p><p>　　剪切系數(shù) </p><p><b>　　對(duì)Ⅱ-Ⅱ斜截面</b></p><p>　　剪切系數(shù) </p>&