安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文） 專業(yè)：土木工程 題目：高層大樓的樁基礎(chǔ)和基坑支護設(shè)計 作 者 姓 名： 導(dǎo)師： 導(dǎo)師所在單位：建筑工程學(xué)院 2011 年6月15日 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 2007屆建筑工程學(xué)院 土木工程專業(yè) 學(xué)生姓名： 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 中文：高層大樓的樁基礎(chǔ)和基坑支護設(shè)計 英文英文：The high building the pile foundation and foundation pit supporting design 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 摘摘要要 本設(shè)計為某多層建筑的樁基礎(chǔ)設(shè)計和某綜合樓的基坑支護設(shè)計。本設(shè)計是根據(jù) 國家現(xiàn)行建筑樁基技術(shù)規(guī)范、建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范和混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,在給定地質(zhì)勘察報告的條件下，進行樁基礎(chǔ)設(shè)計和基坑支護設(shè)計，主要 目的是掌握樁基礎(chǔ)和基坑支護的設(shè)計方法。 本設(shè)計采用了預(yù)制混凝土樁和灌注樁設(shè)計和 土釘墻的基坑支護結(jié)構(gòu)。在土壓力計算過程中，運用了朗肯土壓力理論；在配筋計算過 程中，參照了混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范;在降水處理設(shè)計時參照了建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程； 計算過程中除了以國家現(xiàn)行建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程為依據(jù)外,還大量的把實際經(jīng)驗運用 其中,加強理論與實踐的結(jié)合。此次設(shè)計的主要指導(dǎo)原則是如何保證樁基和基坑的安全 可靠、方便施工，并達到經(jīng)濟的效果。通過這篇論文，直觀的說明了基坑支護設(shè)計所需 的各種參數(shù)。 關(guān)鍵詞 樁基礎(chǔ)設(shè)計； 基坑支護設(shè)計； 土釘墻； 指導(dǎo)原則； 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 AbstractAbstract For a multi-storey building design of pile foundation design and the design of foundation pit supporting a complex building. This design is based on the current national construction pile foundation technical specifications, building foundation pit supporting technical regulations, code for design of building foundation and concrete structure design codes, geological investigation report in a given under the condition of pile foundation design, and foundation pit supporting design, the main purpose is to master pile foundation and foundation pit bracing design method. This design USES a precast concrete piles and piles of soil nailing wall design and foundation pit supporting structure. In the process of computation in soil pressure, using the Rankines earth pressure theory; In the process of computation in reinforcement, refer to the mix clay structure design codes; When in precipitation processing design reference the building foundation pit supporting technical procedures; In the process of computation in addition to the current national construction of foundation pit engineering based on technical specification outside, still a lot of the actual experience to use them, to strengthen the combination of theory with practice. The design of the main guiding principle is how to guarantee the safety of pile foundation and foundation pit construction, reliability, convenience and achieve economic effect. Through this paper, intuitive explains the foundation pit bracing design all kinds of parameters. KeywordsPilefoundationdesign;Foundationpitbracingdesign; Soil-nail wall; Guiding principle; 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 目目錄錄 引言引言 A.A.樁基礎(chǔ)設(shè)計樁基礎(chǔ)設(shè)計 1.1.工程概況和研究內(nèi)容工程概況和研究內(nèi)容.錯錯 誤！未定義書簽。誤！未定義書簽。 1.1 工程概況.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 1.2 本論文設(shè)計內(nèi)容.- 18 - 2.2.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 2.1 場區(qū)工程地質(zhì)條件.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 2.2 水文地質(zhì)條件.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.3.樁基礎(chǔ)方案設(shè)計樁基礎(chǔ)方案設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.1 設(shè)計優(yōu)選.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.1.1 設(shè)計依據(jù).錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.1.2 樁基礎(chǔ)方案選擇.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.1.3 樁基礎(chǔ)設(shè)計分析.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.2 樁基礎(chǔ)的設(shè)計原則及計算參數(shù)的確定.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.2.1 設(shè)計原則.錯誤錯誤！ 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 未定義書簽。未定義書簽。 3.2.2 參數(shù)的初選.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.4.樁基礎(chǔ)設(shè)計計算樁基礎(chǔ)設(shè)計計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.1 樁基礎(chǔ)設(shè)計的主要內(nèi)容.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2 預(yù)制混凝土樁設(shè)計計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.1 樁基的設(shè)計與計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.2 確定單樁極限承載力標(biāo)準值.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.3 確定樁數(shù)、樁的平面布置.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.4 確定符合樁基豎向承載力設(shè)計值.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.5 樁基礎(chǔ)沉降驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.6 承臺設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.7 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.2.8 起吊點設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3 灌注樁設(shè)計計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.1 外部荷載與樁型確定.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4.3.2 單樁承載力確定.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.3 單樁受力驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.4 承臺設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.5 樁的強度驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.5. 預(yù)制樁沉樁對環(huán)境的影響分析及防治措施預(yù)制樁沉樁對環(huán)境的影響分析及防治措施.- - 6 6 - - 5.1 沉樁對環(huán)境的影響.- 16 - 5.2 沉樁對環(huán)境影響的分析與評價.- 17 - 5.3 防治與控制措施.- 17 - 6.6.施工組織與工程監(jiān)測施工組織與工程監(jiān)測.- - 1818 - - 6.1 施工組織.- 18 - 6.1.1 預(yù)制樁的施工.- 18 - 6.1.2 混凝土預(yù)制樁的接樁.- 19 - 6.1.3 混凝土預(yù)制樁的沉樁.- 19 - 1.錘擊沉樁.- 20 - 2.靜力壓樁法沉樁.- 21 - 6.2 工程監(jiān)測.- 18 - 6.2.1 平面測量監(jiān)測.- 21 - 6.2.2 垂直測量監(jiān)測.- 21 - 6.2.3 放線人員放線.- 21 - 6.2.4 提高放線精度.- 21 - B.B.基坑支護設(shè)計基坑支護設(shè)計 1.1.工程概況和研究內(nèi)容工程概況和研究內(nèi)容.- - 1818 - - 1.1 工程概況.- 23 - 1.2 本論文設(shè)計內(nèi)容.- 18 - 2.2.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況.- - 2424 - - 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2.1 場區(qū)工程地質(zhì)條件.- 24 - 2.2 水文地質(zhì)條件.- 25 - 2.3 基坑周邊環(huán)境情況.- 25 - 3.3.基坑支護方案設(shè)計基坑支護方案設(shè)計.錯誤！錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 3.1 設(shè)計優(yōu)選.- 26 - 3.1.1 設(shè)計依據(jù).- 26 - 3.1.2 基坑支護方案優(yōu)選.- 26 - 3.1.3 支護方案設(shè)計分析.- 27 - 3.2 支護方案的設(shè)計原則及計算參數(shù)的確定.- 28 - 3.2.1 設(shè)計原則.- 28 - 3.2.2 參數(shù)的初選.- 28 - 4.4.基坑支護設(shè)計計算基坑支護設(shè)計計算錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。 4.1 基坑支護設(shè)計的主要內(nèi)容.- 29 - 4.2 土壓力計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3 基坑護圍及支護方案設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.1 方案選定.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.2 方案設(shè)計與計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.3.3 求最大彎矩.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.4 驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.4.1 整體穩(wěn)定性驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.4.2 樁墻底地基承載力驗算.錯誤錯誤！ 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 未定義書簽。未定義書簽。 4.4.3 基坑底部土體抗隆起穩(wěn)定性驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 4.4.4 抗管涌穩(wěn)定性驗算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.5.降水設(shè)計降水設(shè)計.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.1 井點系統(tǒng)布.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.2 基坑排水量計算.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.3 單根井點管的出水量.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 5.4 單根井點管數(shù)及間距.錯誤錯誤！ 未定義書簽。未定義書簽。 6.6.施工組織與工程監(jiān)測施工組織與工程監(jiān)測.- - 2525 - - 6.1 施工組織.- 45 - 6.1.1 土釘墻施工組織.- 45 - 6.1.2 降水施工組織.- 45 - 6.1.3 鉆孔灌注樁施工組織.- 45 - 6.2 工程監(jiān)測.- 48 - 6.2.1 監(jiān)測的目的.- 48 - 6.2.2 監(jiān)測的主要內(nèi)容.- 48 - 6.2.3 監(jiān)測的主要儀器.- 49 - 6.2.4 監(jiān)測的方法.- 49 - 6.3 環(huán)保措施.- 50 - 6.3.1 降低噪音污染措施.- 50 - 6.3.2 降低粉塵污染措施.- 50 - 6.4 應(yīng)急措施.- 50 - 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 C.C.設(shè)設(shè)計總結(jié)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)畢業(yè)設(shè)計小結(jié).- - 4949 - - 參考文獻參考文獻.- - 5050 - - 致謝致謝.- - 5050 - - 引言引言 樁基礎(chǔ)時人類在軟弱地基上建造建筑物的一種創(chuàng)造，是最古老、最基本的一種基礎(chǔ) 類型。在西安半坡村遺址，人們可以看到先人將樹桿插在軟弱土中以支撐原始形態(tài)的建 筑物，這可能是人類最早使用木樁的記錄。 在本世紀初，在上海建造的如國際飯店、錦江飯店等 20 層左右的 標(biāo)志性建筑物時都采用了 10 多米長的木樁；可是到本世紀末，上海建造的如 88 層 金茂大廈等超高層建筑時，已經(jīng)采用了 80 多米長的鋼管樁。從木樁到鋼管樁，從 10 多 米到 80 多米，專使了樁基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展的軌跡，標(biāo)志著在 20 世紀中，特別是 20 世紀的 后 50 年，我國樁基礎(chǔ)技術(shù)的巨大進展。樁基礎(chǔ)可以采用不同的材料（木、現(xiàn)場灌注； 打入法、壓入法） ，可以支撐在不同的土層中，可以作為各類工程結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)（建筑 物的低樁承臺、橋梁或碼頭的高樁承臺） ，因而其受力性狀各不相同，承載能力相差懸 殊，施工工藝和設(shè)備極其多樣。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 樁基技術(shù)極為復(fù)雜，發(fā)展空間相當(dāng)廣闊，成為地基基礎(chǔ)領(lǐng)域中一個非?；钴S的、具 有很強生命力 分支領(lǐng)域，50 年來出現(xiàn)了許多新的樁型、新的工藝、新的設(shè)計理論和新 的科技成果，成為我國工程建設(shè)的有力支柱。 隨著高層建筑的不斷增加，市政建設(shè)的大力發(fā)展和地下空間的開發(fā)利用，產(chǎn)生了大 量的深基坑支護設(shè)計與施工問題，并使之成為當(dāng)前基礎(chǔ)工程的熱點與難點。 深基坑設(shè)計與施工是土力學(xué)基礎(chǔ)工程中的一個古老的傳統(tǒng)課題， 同時又是一個綜合 性的巖土工程難題，既涉及土力學(xué)中典型的強度、穩(wěn)定與變形問題，同時還涉及土與支 護結(jié)構(gòu)的共同問題。對這些問題的認識及對策的研究，是隨著土力學(xué)理論、測試技術(shù)、 計算技術(shù)以及施工機械、施工技術(shù)的發(fā)展而進步完善的。 Terzaghi 和 peck 等人早在 20 世紀 40 年代就提 出了預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的總應(yīng)方法，這一理論原理一直沿用至今， 但已有了許多改進與修正。Bjerrum 和 Eide 在 50 年代給出了分析深基坑底板隆起的方 法。 60 年代在奧斯陸和墨西哥城軟粘土深基坑中開始使用儀器進行監(jiān)測， 此后大量實測 資料提高了預(yù)測的準確性，并從 70 年代起，制定了相應(yīng)的指導(dǎo)開挖的法規(guī)。我國 70 年 代以前的基坑都比較淺，上海高層建筑的地下室大多埋深在 4m 左右。北京在 70 年代初 建成了深 20m 的地下鐵道區(qū)間車站。80 年代后，北京、上海、廣東、天津以及其他城市 施工的深基坑陸續(xù)增加。為總結(jié)各地積累的深基坑設(shè)計和施工的經(jīng)驗，中國土木工程學(xué) 會和中國建筑學(xué)會的土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)會， 相繼召開過多次全國和地方的深基坑學(xué)術(shù) 學(xué)會，并出版相關(guān)論文集。為了總結(jié)我國深基坑支護設(shè)計和施工經(jīng)驗，90 年代后相繼在 武漢、廣東省及上海市等編制深基坑支護設(shè)計與施工的有關(guān)法規(guī)，并已編制了國家行業(yè) 標(biāo)準的有關(guān)法規(guī)。 基坑開挖深度已從十幾米發(fā)展到二、三十米，而其支護的傳統(tǒng)施工方法是板樁支撐 系統(tǒng)或板樁錨拉系統(tǒng)。目前經(jīng)常采用的主要基坑支護類型有：1、水泥土深層攪拌樁支 護 2、排樁支護系統(tǒng) 3、地下連續(xù)墻。 根據(jù)基坑開挖深度、地基土及周圍環(huán)境條件，選擇經(jīng)濟而安全的設(shè)計方案是設(shè)計者 的首要任務(wù)。同時，深基坑的設(shè)計與施工是密不可分、相互依賴的。施工的每一階段， 結(jié)構(gòu)體系，提供比較全面的勘察、設(shè)計與施工全過程的系統(tǒng)知識。 本設(shè)計通過對提供資料的分析與研究，最終確定土釘墻支護的設(shè)計方案。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 第 1 頁 共 68 頁 一、樁基礎(chǔ)設(shè)計一、樁基礎(chǔ)設(shè)計 A、預(yù)制樁樁基礎(chǔ)設(shè)計 1.設(shè)計資料 11、基本概況 某多層建筑一框架柱截面為 400400mm2，工程安全等級為二級。作用于該柱柱底面(基礎(chǔ)頂 面)處的荷載基本組合設(shè)計值為： 最大軸力組合：軸向力 F=3170KN；彎矩 M=175kNm)；水平力 H=30kN； 最大彎矩組合：軸向力 F=2370KN；彎矩 M=255kNm)；水平力 H=45kN； （M、H 作用于柱的長邊方向且均為從左指向右） 。 1.2、工程地質(zhì)條件 經(jīng)工程勘察，場地土層可分為五層，現(xiàn)自上而下分述如下： （1）人工填土：厚度 11.8m，未完成自重固結(jié)。 （2）淤泥質(zhì)土：厚度 11.014.3m，呈軟塑狀。 （3）粘土：厚度 0.31.4m，呈可塑狀。 （4）粉質(zhì)粘土：厚度 1.33.2m，呈硬塑堅硬狀。 （5）強風(fēng)化巖：厚度 20m 左右，風(fēng)化強烈。 柱底各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表 1。 表表 1各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 土層 編號 土 層 名 稱 土層 厚度(m) 含水量 （%） 重度 (kN/m3) 孔隙比 e 塑限 (%) 液限 (%) 承載力 fak(kpa) 1人工填土1.71880 2淤泥質(zhì)土11.549.017.51.3124.039.5120 3粘土0.832.019.00.86425.343.5170 4粉質(zhì)粘土1.531.818.90.82627.038.0220 5強風(fēng)化巖20.0qsik=200kPa; qpk=8000kPa;Es=12MPa300 地下水位離地表 2.2m，且對混凝土無侵蝕性。 2.2. 選擇樁型、樁端持力層選擇樁型、樁端持力層 、承臺埋深、承臺埋深 2.12.1 選擇樁型選擇樁型 因為框架跨度大而且不均勻，柱底荷載大 ，不宜采用淺基礎(chǔ)。 根據(jù)施工場地、地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因轉(zhuǎn)孔灌注樁 泥水排泄不便，為減少對周圍 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 第 1 頁 共 68 頁 環(huán)境污染，采用靜壓預(yù)制樁，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，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。 2.22.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深 依據(jù)地基土的分布，選擇壓縮性低、承載力高的強風(fēng)化巖為持力層。樁端全斷 面進入持力層 1.0m（2d） ，工程樁入土深度為 h。 故：mh5 .1615 . 18 . 05 .117 . 1 由于第層厚 1.7m，地下水位為離地表 2.2m,為了使地下水對承臺沒有影響， 所以選擇承臺底進入第層土 0.3m，即承臺埋深為 2.0m，樁基得有效樁長即為 16.5-2.0=14.5m。 樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗關(guān)系建議：樓層0.20 0 h= 0.20184920mm 故取 ox a 300mm。 沖切系數(shù) 36. 1 2 . 033. 0 72. 0 2 . 0 72. 0 ox oyox 柱截面取 2 400400mm，混凝土的抗拉強度設(shè)計值kPaft1100 沖切力設(shè)計值 kNQFF il 317003170 mum0 .4)400600(4 kNFkNhuf lmt 5 .237728.550592. 04110036. 1 00 滿足條件。 9.1.2角樁對承臺的沖切 由圖， mmccmmaa yx 600,300 2111 角樁沖垮比 33.0 920 300 0 1 11 h a x yx ，滿足 0.21.0，故取 0.33。 角樁的沖切系數(shù) 91. 0 2 . 033. 0 48. 0 2 . 0 48. 0 1 11 x yx 0 1 11 1 21 ) 2 () 2 (hf a c a c t x y y x 92.01100)15.06 .0(91.02 kNNkN j 04.85538.1381 max0 滿足要求 9.1.3 斜截面抗剪驗算 計算截面為 I-I，截面有效高度mh92. 0 0 ，截面的計算寬度mb2 . 2 0 ， 混凝土的抗壓強度kPaMPafc96006 . 9， 該計算截面的最大剪力設(shè)計 值： 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 10 - kNNV j 08.171004.85522 max mmaa yx 300 剪跨比326. 0 920 125 0 h ax yx 當(dāng)3 . 0時，取0.3；當(dāng)0 . 3 時，取0 . 3 取326. 0 剪切系數(shù) 192. 0 3 . 0326. 0 12. 0 3 . 0 12. 0 x kNVkNhbfc86.19251 .372492. 02 . 29600192. 0 000 滿足要求 9.1.4 受彎計算 承臺I-I截面處最大彎矩 mkNyNM j .23.718) 2 4 . 0 22. 0(04.85522 max 級鋼筋 2 /300mmNf y , MPafc6 . 9 . 2 6 0 44.2891 9203009 . 0 1023.718 9 . 0 mm hf M A y s 選用 2 44.28915.3016,1615 2 mmmmAs 整個承臺寬度范圍內(nèi)用鋼筋取 15 根，即1615（雙向布置） 9.1.5 承臺局部受壓驗算 C 柱截面面積 22 502. 04 . 014. 3mAt ， 局部受壓凈面積 2 1 502.0mAA tn ， 局部受壓計算面積 2 64.0)4 .02()4 .02(,mAA bb 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 11 - 混凝土的局部受壓強度提高系數(shù) 13. 1 502. 0 64. 0 , t b A A kNFkNAf Cnc 237069.7351502. 0960013. 135. 135. 1 1 滿足條件 B.灌注樁樁基礎(chǔ)設(shè)計 1 設(shè)計資料 11、基本概況 某多層建筑一框架柱截面為 400400mm2，工程安全等級為二級。作用于該柱柱底 面(基礎(chǔ)頂面)處的荷載基本組合設(shè)計值為： 最大軸力組合：軸向力 F=3170KN；彎矩 M=175kNm)；水平力 H=30kN； 最大彎矩組合：軸向力 F=2370KN；彎矩 M=255kNm)；水平力 H=45kN； （M、H 作用于柱的長邊方向且均為從左指向右） 。 1.2、工程地質(zhì)條件 經(jīng)工程勘察，場地土層可分為五層，現(xiàn)自上而下分述如下： （1）人工填土：厚度 11.8m，未完成自重固結(jié)。 （2）淤泥質(zhì)土：厚度 11.014.3m，呈軟塑狀。 （3）粘土：厚度 0.31.4m，呈可塑狀。 （4）粉質(zhì)粘土：厚度 1.33.2m，呈硬塑堅硬狀。 （5）強風(fēng)化巖：厚度 20m 左右，風(fēng)化強烈。 柱底各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表 1。 表表 1各土各土層層物理力物理力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)指指標(biāo)標(biāo) 土層 編號 土 層 名 稱 土層 厚度(m) 含水量 （%） 重度 (kN/m3) 孔隙比 e 塑限 (%) 液限 (%) 承載力 fak(kpa) 1人工填土1.71880 2淤泥質(zhì)土11.549.017.51.3124.039.5120 3粘土0.832.019.00.86425.343.5170 4粉質(zhì)粘土1.531.818.90.82627.038.0220 5強風(fēng)化巖20.0qsik=200kPa; qpk=8000kPa;Es=12MPa300 地下水位離地表 2.2m，且對混凝土無侵蝕性。 2樁基礎(chǔ)設(shè)計 2.1 必要資料準備 巖土工程勘察報告：見上頁附表 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 12 - 2.2 外部荷載及樁型確定 2.2.1、選擇持力層：選取強風(fēng)化巖為樁端持力層，樁尖進入第五層 1.4m，承臺埋深 2.0m 2.2.2、樁型確定：1） 、樁為沉管灌注樁； 2） 、構(gòu)造尺寸：樁長 L1.7+11.5+0.8+1.5+1.4-2.0+0.1=15.0m， 樁徑 d=400mm 3） 、樁身：混凝土強度 C30、 c f 15MPa、 m f 16.5MPa 416 y f 300MPa 2.3 單樁承載力確定 2.3.1 單樁豎向承載力的確定： 根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范公式計算： 1、樁端承載力計算： 強風(fēng)化巖，入土深度 17.0m, qpk=8000kpa 2、樁側(cè)土摩擦力： 淤泥質(zhì)土：qsa=25kpa 粘土： qsa=76.7kpa 粉質(zhì)粘土：qsa=52.13kpa 強風(fēng)化巖: qsa=200kpa , 樁周長：=d=3.140.4=1.26m 樁截面積：Ap=d2/4=0.126m2 ppkiskipkskukAqlquQQQ =8000 3.14 0.4 0.4/4+3.14 0.4 （ 25 11.2+76.7 0.8+52.131.5+2001.5） =1908.56kpa 單樁承載力標(biāo)準值： R= Quk/2=954.28kpa 2.3.2 樁數(shù)和樁的布置： 1、樁數(shù)和樁距 2 . 1n R Fk =1.22348.15/954.28=3.05 根 取n=4 根 樁距 ：Sa=（3.04.0）d=1.21.6 取 S=1.2m 2、樁的布置和承臺尺寸及柱排列如下圖： 承臺長、寬：a=b=1.2+0.42=2.0m 承臺高 h=1.0m 樁頂深入承臺 100mm, 保護層 80mm, 有效高度 ho=1.0-0.08=0.92m 2.4 單樁受力驗算： 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 13 - 2.4.1最大軸力組合：軸向力 F=3190KN；彎矩 M=165kNm;H=10KN; Fk=3170/1.35=2348.15KN;G=22120=80KN Fk+G=2428.15KN;Mk=175/1.35=129.63kNm 柱頂面受力計算如下： kN y yM n GF N i k k 35.632 5 . 14 5 . 1) 122.2263.129( 4 15.2428 )( 22 max max kN y yM n GF N i k k 73.581 5 . 14 5 . 1)22.2263.129( 4 15.2428 )( 22 max min kNRkN n GF N k 28.95404.607 4 15.2428 kNRkNN06.8442 . 18 .662max 0 0min 0 N 滿足要求 2.4.2.最大彎矩組合：F k=1755.56 kNMk = 188.89kNm， Hk =33.33KN kN GF Kk 56.19272015. 20 . 256.1755 2 MkN MK .22.222133.3389.188 樁頂受力計算如下： kN y yM n GF N i k k 2 .507 5 . 14 5 . 185.151 4 56.1927 )( 22 max max kN y yM n GF N i k k 6 .456 5 . 14 5 . 185.151 4 56.1927 )( 22 max max kNRkN n GF N k 28.95496.481 4 85.1927 kNRkNN14.11452 . 12 .507max 0 0min 0 N 滿足要求 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 14 - 單樁水平承載力滿足要求，不需要進一步的驗算。 2.5 承臺設(shè)計： 承臺選用 C25 混凝土， t f 1.27MPa 2.5.1 承臺沖切驗算： 1） 、柱邊沖切： 沖切力：kNQFF il 317003170 受沖切承載力截面高度影響系數(shù) hp 的計算： hp =（1-（1-0.9）/（2000-800） ）（1000-800）=0.983 沖跨比與系數(shù)的計算： 2 200mmaa oyox ，ho=920mm 23. 0 92. 0 2 . 0 0 h aox oyox 95. 1 2 . 023. 0 84. 0 2 . 0 84. 0 00 ox yx 0 hp0 0 0 0 )()( 2hfabab t xc y y x 92. 01270983. 0)2 . 04 . 0(95. 12(2） kNFkNl317015.5375 0 滿足要求 2） 、角樁向上沖切： oyyoxxoxxaammcc1,1,1 21 ,600 3 . 1 2 . 023. 0 56. 0 2 . 0 56. 0 1 11 x yx 0 1 11 1 21 ) 2 () 2 (hf a c a c t hp x y y x 983. 092. 01270) 1 . 06 . 0(3 . 12 kNNkN j 67.90634.2090 max0 滿足要求 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 15 - 2.5.2 承臺抗剪驗算： 斜截面受剪承載力可按下面公式計算： 00 1hbfVths42. 1 0 . 123. 0 75. 1 0 . 1 75. 1 x hs=（800/ho） 1/4=0.966 截面處承臺抗剪驗算： maxN =847.67kN，邊上一排樁按 2 根樁進行計算。 剪力kNNV34.169567.84722 max 承臺抗剪時的截面尺寸近似的定為：ho=0.92m ，22. 0 92. 0 2 . 0 0 h aox ox 43. 1 0 . 122. 0 75. 1 kNVkNhbfths cV 34.16950 .322892. 02127043. 1966. 0 00 1 滿足要求 2.5.3 承臺彎矩計算及配筋計算： 多樁承臺的彎矩可在 X，Y 兩個方向分別按單向受彎計算：mho92. 0 mkNXNMii yM 5 .2060)2 . 05 . 1 ( 4 3170 2x最大彎矩 mm fh M A yo x 1 .8295 3009209 . 0 105 .2060 9 . 0 6 s 2 選配 1725 ， sA =8345.3mm2 8295.1 mm2 分別沿沿平行于 x，y 軸方向布置 2.6 樁的強度驗算 樁的截面尺寸為mm400400 2，樁長為 15m，配筋為4 16 ，為通長配筋， 鋼筋保護層厚度選 35mm。 2.0 0.25 8.0 ，取動力系數(shù)為2.0m，則 m6 .20)1 ( 8 122 maxkNqM l 025. 0 150365400 106 .20 2 6 s 2 cm ofh b M 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 16 - 987. 02/ )211 (ss 由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范得 mm fh M A yoo s4 .184 310365987. 0 6 .20 10 6 2 4 16sA=2014=804 mm2184.4 mm2 滿足條件 5.5. 預(yù)制樁沉樁對環(huán)境的影響分析及防治措施預(yù)制樁沉樁對環(huán)境的影響分析及防治措施 預(yù)制樁屬于擠圖樁，沉樁時土體中產(chǎn)生很高的空隙水壓力，土體發(fā)生側(cè)向擠出和向 上隆起，使周圍建筑物和市政管線產(chǎn)生變形，嚴重時發(fā)生開裂、傾斜等事故，在預(yù)制樁 事故時應(yīng)采取合理的施工方式和必要的防治措施， 同時必須進行周圍建筑物和市政管線 的變形監(jiān)測，以控制施工速度和改進施工方法。 5.1 沉樁對環(huán)境的影響 預(yù)制樁對環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，這種不利影響主要是指： （1）沉樁的擠土效用使土體產(chǎn)生隆起和水平向的擠壓，引起相鄰建筑物和市政設(shè) 施的不均勻變形以致?lián)p壞； 擠土效應(yīng)所引起的環(huán)境影響以混凝土預(yù)制方樁和閉口鋼樁和 混凝土管樁次之；錘擊沉樁和靜壓沉樁都有擠土的不良效應(yīng)； （2）錘擊沉樁時的震動波對環(huán)境也有不良影響，使鄰近建筑物產(chǎn)生劇烈的振動， 門窗晃動，給居民以不安全的恐懼感；對精密設(shè)備和精密儀器會影響工作精度，甚至損 壞設(shè)備；振動主要是由錘擊沉樁引起的，靜壓沉樁就沒有劇烈的振動影響； （3）錘擊沉樁時的噪音對環(huán)境的污染相當(dāng)嚴重，波及范圍相當(dāng)廣，對居民生活造 成不良的影響。 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 - 17 - 5.2 沉樁對環(huán)境影響的分析與評價 （1）群樁施工的影響訪問根據(jù)實測資料，單樁沉樁時，引起地面隆起和鄰近 樁上抬的影響范圍如表 7-21 所示。 （2）樁頂上抬量因相鄰樁的沉樁而引起樁的上抬量是施工質(zhì)量控制的一個裝要指 標(biāo)，但目前尚無理論計算