1、精選優(yōu)質文檔傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)專心專注專業(yè)精選優(yōu)質文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)河南理工大學畢業(yè)設計（論文）任務書 專業(yè)班級：巖土1001學生姓名：朱恩育 一、題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計二、起止日期 2014 年 3 月 24日 至 2014年 6 月10日三、主要任務與要求 指導教師： 職稱： 院 領 導： 簽字（蓋章） 年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評閱人評語題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計 評 閱 人： 職稱： 工作單位： 年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評定書題目：南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計 指導教師：

2、 職稱： 年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)答辯委員會（小組）提交了如下資料：1、設計（論文）說明共頁2、圖紙共張3、指導教師意見共頁4、評閱人意見共頁經審查， 巖土工程 專業(yè) 1001 班 朱恩育 同學所提交的畢業(yè)設計（論文），符合學校本科生畢業(yè)設計（論文）的相關規(guī)定，達到畢業(yè)設計（論文）任務書的要求，根據(jù)學校教學管理的有關規(guī)定，同意參加畢業(yè)設計（論文）答辯。指導教師： 簽字（蓋章） 年 月 日根據(jù)審查，準予參加答辯。 答辯委員會主席（組長） 簽字（蓋章） 年 月 日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）決議土木工程 學院 巖土工程 專業(yè) 1001 班 朱恩

3、育 同學的畢業(yè)設計（論文）于 2014 年 06 月 11 日進行了答辯。根據(jù)所提供的畢業(yè)設計（論文）材料、指導教師和評閱人意見以及在答辯過程中學生回答問題的情況，畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設計（論文）的總評語二、畢業(yè)設計（論文）的總成績： 三、答辯組組長簽名：答辯組成員簽名：答辯委員會主席： 簽字（蓋章） 年 月 日摘 要隨著我國經濟的發(fā)展和建筑設計的多樣化，高層建筑的基礎設計對保證工程安全和控制工程造價至關重要。在選擇基礎形式時與建筑物的使用性質、上部結構類型、地質情況、抗震性能、對周圍建筑物的影響及施工條件等有密切的關系。為節(jié)約投資應該對地基基礎多方案比較進

4、行優(yōu)化設計?，F(xiàn)在社會高度發(fā)達，像以前那樣的建筑已經不能滿足人們生活、工作的需求了。不僅如此，人們隨著社會的文明化也變得越來越文明，人們現(xiàn)在對建筑物的安全性、適用性、耐久性的要求越來越高。而以前那樣的簡單的基礎已經不能滿足這樣的需要了。因此現(xiàn)在人們就越來越注重對地下空間的利用，往更深的土層尋求更大的支撐力來支撐人們的高層建筑物。樁基礎就是這其中最重要的一種，到目前為止，它被大量的運用，但是我們的技術還是處在起步階段，以后還需要工程師們辛勤的工作，完善樁基礎的設計，使得我們人類的生活場所更加高端、大氣、上檔次。本設計是南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓樁基礎設計，本設計的主要思路是根據(jù)地質勘察資料、施工

5、條件和工程要求，確定樁基礎的樁型、樁的斷面尺寸和長度、單樁容許承載力、樁的數(shù)量和平面布置以及承臺的尺寸和構造，再根據(jù)承受的荷載驗算樁基承載力，估算沉降量并驗算樁和樁承臺的強度。通過設計樁基礎要達到掌握樁基設計計算的具體原理及主要設計步驟，更深入地理解樁基工程特性。通過本次鉆孔灌注樁基礎設計，使作者對樁的受力特點、制作工藝、設計過程和施工方法有一個更為深入的了解，做到了把作者大學四年所學的力學知識和基礎課程與具體工程緊密結合，真正實現(xiàn)了理論應用于實踐，增強了動手能力，對今后解決實際問題大有幫助。關鍵詞：基礎；樁基礎；鉆孔灌注樁；設計；施工AbstractWith the development

6、of our economy and the diversification of architectural design, foundation design of high-rise building is very important to guarantee construction safety and control the project cost. In choosing base form buildings with the use of the properties, the upper structure type, geological conditions, se

7、ismic performance and influence on surrounding buildings and the construction conditions have a close relationship. To save investment should optimize the foundation scheme is designed.The design of pile foundationof Nanyang Jianyeforest PeninsulaI4 floor, the main idea of this design is according t

8、o the geological exploration data, construction conditions and engineering requirements, determine the pile foundation pile type, pile section size and length, the number of allowable bearing capacity of single pile, pile and plane arrangement and the size and structure of the cofferdam, again accor

9、ding to withstand the load calculation of pile foundation bearing capacity, estimating and calculating the pile settlement and the strength of the pile caps. Through the design to achieve mastery of pile foundation design and calculation of concrete pile foundation principle and main design steps, a

10、 deeper understanding of pile foundation engineering characteristics.Through the drill hole filling pile foundation design, the author of pile bearing characteristics, production technology, design process and construction method has a more in-depth understanding, did the author at the university fo

11、ur years learning knowledge of mechanics and basic course and combining concrete engineering, truly achieve the theories into practice, enhance the ability to solve practical problems in the future. Keywords： Foundation；Pile foundation；Bored piles；Design；Construction目 錄 TOC o 1-3 h z u 4.5 5.6 6.5 7

12、.7 總 結 PAGEREF _Toc h 80第一章 緒論1.1 選題的目的和意義目的：1.通過畢業(yè)論文的完成，能夠更加深入的了解樁基礎設計；2.對基坑的開挖及降水作簡單的說明；3.掌握地基承載力的驗算和承臺的設計計算；4.最終可以獨立完成與之相關的設計內容。意義：任何建筑物都建造在一定的地層上，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基，建筑物與地基接觸的部分稱為基礎?；A工程包括建筑物的地基與基礎的設計與施工。樁基技術極為復雜，發(fā)展空間相當廣闊，成為地基基礎領域中一個非?；钴S的、具有很強生命力的分支領域，50 年來出現(xiàn)了許多新的樁型、新的工藝、新的設計理論

13、和新的科技成果，成為我國工程建設的有力支柱。為了很好地學習樁基礎這一種施工工藝，熟練地掌握樁基礎的施工技術和施工方法，接觸國外和國內最新的新樁型、新的工藝、新的設計理念和新的科技成果，故本次設計特選擇樁基礎進行設計。 1.2 國內外研究綜述（1）樁的發(fā)展歷程最早使用的是木樁：早在 7000-8000 年前的新石器時代，人類在湖泊和沼澤里，栽木樁搭臺作為水上依據(jù)，漢朝已用木樁修橋。到宋朝，樁基技術已比較成熟，今上海市的龍華塔和山西太原的晉祠圣母殿，都是現(xiàn)存的北宋年代修建的樁基建筑。在英國也保存有一些羅馬時代修建的木樁基礎的橋和居民點。20 世紀 20-30 年代出現(xiàn)沉管灌注混凝土樁。上海在 30

14、 年代修建的一些高層建筑的基礎，就曾采用沉管灌注混凝土樁。到 50 年代，隨著大型鉆孔機的發(fā)展，出現(xiàn)了鉆孔灌注混凝土或鋼筋混凝土樁。后來，隨著社會主義建設的發(fā)展，又根據(jù)地質條件和施工工藝，發(fā)展了鉆、挖、沖孔灌注樁和爆擴樁，樁型多樣化，直徑向大型化發(fā)展，橋梁和高層建筑已用到直徑為 3.0m 和 3.2m 的灌注樁。就打入樁來說，我國 20 世紀 30 年代建筑的錢塘江大橋，就采用過木樁和鋼筋混凝土樁基礎，樁型也多樣化，有管樁、方樁、三角形樁、錐形樁和上部為鋼筋混凝土、下部為 H 型鋼樁的組合樁。就樁的長度來說，有整根預制的，也有分段預制拼接而成的。為了解決鋼管樁用鋼量大、易銹蝕和造價高的缺點，在

15、“六五”和“七五”期間，又研制了直徑 1.2m 和直徑 1.0m 的后張法預應力大管樁，應用于碼頭和海洋工程，近十多年來，在華南和華東地區(qū)，在建筑工程和高速公路建設中廣泛用一種新型的先張法預應力混凝土管樁，管樁的規(guī)格多，應用極為方便。在我國，打入樁與灌注樁的應用同時并舉，一般陸上的樁基工程，如工業(yè)與民用建筑和橋梁工程以灌注樁為主，海上或內河港口工程和固定式海上平臺的樁基工程以打入樁為主。近年來，灌注樁發(fā)展迅速，已研制出多種施工技術，并且技術條件已經非常成熟，在國內的應用非常廣泛。因灌注樁是用樁機設備在施工現(xiàn)場就地成孔或采用人工挖孔，在孔內放置鋼筋籠，適用于不同土層，樁長可因地改變，沒有接頭，僅

16、承受軸向壓力時，只需配置少量構造鋼筋。需配制鋼筋籠時，按工作荷載要求布置，節(jié)約了鋼材，單樁承載力大，正常情況下，比預制樁經濟。又因建筑場地的地層有預制樁不易穿過的土層，又本建筑位于小區(qū)密集區(qū)，所以對噪音要求比較嚴格，所以不能實施沉樁施工。該建筑附近也沒有預制樁加工廠，所以考慮施工條件和建造成本，我們應采用鉆孔灌注樁。（2）灌注樁的工作原理鉆孔灌注樁是為了在地下水位較淺的地層中施工而采取的施工方法,主要原理是將鉆渣利用泥漿帶出,并保護孔壁不致坍塌,再使用水下混凝土澆筑的方法將泥漿置換出來,從而完成鉆孔灌注樁的施工,要注意不要出現(xiàn)斷狀及縮徑的情況。（3）灌注樁的施工1）泥漿護壁成孔灌注樁的施工泥漿

17、護壁成孔可用多種形式的鉆機鉆進成孔。在鉆進過程中，為防止塌孔，應在孔內注入高塑性粘土或膨潤土和水拌合的泥漿，同時利用鉆削下來的粘性土與水混合自造泥漿保護孔壁。這種護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出孔內相對密度、稠度較小泥漿，從而排除土屑。當鉆孔達到規(guī)定深度后，清除孔底泥渣，然后安放鋼筋籠，在泥漿下灌注混凝土成樁。2）干作業(yè)成孔灌注樁施工干作業(yè)成孔灌注樁是指在不用泥漿或套管護壁情況下，用人工或機械鉆具鉆出樁孔，然后在樁孔中放入鋼筋籠，再澆筑混凝土成樁。根據(jù)成孔方法可以分為螺旋鉆成孔灌注樁、螺旋鉆成孔擴底灌注樁、鉆孔壓漿灌注樁等。3）人工成孔灌注樁的施工人工挖孔灌注樁是用人工挖土成孔，然后安放鋼

18、筋籠，澆筑混凝土成為支承上部結構的樁基。挖孔擴底灌注樁是在挖孔灌注樁的基礎上，擴大樁端尺寸而成。這類樁由于其受力性能可靠，不需要大型機具設備，施工操作工藝簡單，在各地應用較為普遍，已成為大直徑灌注樁施工的一種主要工藝方式。4）爆擴成孔成孔灌注樁施工爆擴灌注樁是用鉆具成孔或爆擴成孔，再在孔底形成球形擴大頭后，澆筑混凝土成樁。 這種樁可充分利用地基承載力，具有灌注樁基礎、天然地基上獨立基礎的作用和良好的技術經濟效果，多年來在國內得到較為廣泛的應用。1.3 本設計的內容（1）緒論部分主要對本次設計的目的和意義、樁的國內外發(fā)展歷程和本次設計的設計內容進行大致的陳述，工程地質條件部分對擬建建筑物的場地條

19、件進行詳細的說明，并對不良地質情況進行顯著標明。（2）樁基礎設計計算部分主要完成選定樁長和截面尺寸，確定單樁承載力特征值，確定樁數(shù)并進行樁的布置，進行樁身和承臺的計算并滿足構造設計要求，繪制樁基礎平面布置圖，樁和承臺大樣圖，并提出必要的技術說明，最后編寫設計論文。（3）施工技術和施工要求部分對沖孔灌注樁的施工準備，施工方案流程，主要技術要求，如果保證施工質量進行詳細的論述，然后完成本次設計所得到的結論和成果，并對設計過程中所查閱的參考文獻進行說明，最后對指導完成本論文的琚老師表示感謝。第二章 工程地質概況南陽建業(yè)森林半島項目總占地479畝，項目總住宅面積60萬平米，是集國際居住區(qū)、五星級酒店、

20、國際教育園區(qū)、親水濕地公園、風情商業(yè)街等為一體國際化濱水生活綜合體。建業(yè).森林半島，是建業(yè)住宅集團繼建業(yè)綠色家園、桃花島之后在南陽開發(fā)建設的又一個城市經典產品。項目位于濱河路與信臣路交會處，背靠獨山，東臨白河，北依第七屆全國農民運動會主場館，白河支流縱貫地塊，綠地率高達40%以上，不可復制的生態(tài)水景和獨山天然氧吧，讓生活品質高人一等，盡顯帝王氣勢！建業(yè)森林半島項目擬分為五期開發(fā)，一期產品規(guī)劃有9棟住宅建筑。在景觀規(guī)劃上，以“水、森林、藍天、白云和游魚”為天然設計元素，通過現(xiàn)代的施工工藝和寫實的手法進行景觀描繪，營造一個集水流、島嶼、林木及穿插其中的休閑漫步道等多項元素為一體的小區(qū)中心生態(tài)公園。

21、南陽市建業(yè)森林半島I期4號樓位于建業(yè)森林半島住宅樓群樓的外圍，與孔明北路毗鄰。2.1 自然地理和水文、氣候、氣象2.1.1 自然地理南陽市城區(qū)位于北緯32573307，東經1122111238，整個南陽市在北緯32173348，東經1105811349之間。其東北西三面環(huán)山，南部是丘嶺地，整個地形成為一個近馬蹄形的盆地，總面積2.66萬平方公里，山區(qū)、丘陵、平原約各占1/3，耕地1312萬畝，轄2區(qū)10縣，是河南省第三大城市，同時也是河南省面積最大的地級市。2.1.2 自然水文南陽市分水系三大流域：中西部大部分地區(qū)屬于漢水流域（長江流域），東南部的桐柏縣是淮河發(fā)源地，分屬淮河流域，南召縣北部有

22、一小塊地方屬于黃河流域。河流分屬長江、淮河兩大系，長度在一百公里以上的河流有十條。南陽市主要河流有丹江、唐河、白河、淮河、灌河、湍河。丹江口水庫主要分布于南陽淅川，是亞洲最大人工淡水湖。山脈：南陽西北部有伏牛山脈，東南部有桐柏山脈。南陽市區(qū)內有九座孤山，分別是豐山、隱山、蒲山、獨山、羊磨山、紫山、遮山、塔子山。2.1.3 自然氣候和氣象南陽地處亞熱帶向溫帶的過渡地帶，屬于典型的季風大陸濕潤半濕潤氣候，四季分明。春秋時間55-70天，夏季110-120天，冬季時間110-135 天。年平均氣溫14.4-15.7，七月平均氣溫26.9-28.0，一月平均氣溫0.5-2.4。年降雨量703.6-11

23、73.4mm，自東南向西北遞減。年日照時數(shù)1897.9-2120.9 小時，年無霜期220-245天。古人曾以春前有雨花開早，秋后無霜葉落遲的詩句來贊揚南陽良好的氣候條件。南陽市的主導風向為東北風和北風，風速的變化規(guī)律是：春、秋季多為東北風，平均風力 3-4 級，最大 5 級；五月底到六月初常有短時間的 4-5 級西南風；平均風速一般為 3.5m/s。夏季多偏北風，間有 4-5 級的西風、西北風；一般風力為 2-3 級，風速一般為 2.5m/s。盛夏期間，由于受較強冷空氣影響，間有 7級以上偏南大風。冬季節(jié)多為北風、西北風，其他風向較少；風速比夏季較大，僅次于春季。一年中最多風向為東北風，年平

24、均風力 2.8 級，平均風速 2.4m/s。南陽市的主導風向為東北風的原因是多方面的,一方面是受大圖2-1 南陽地區(qū)風玫瑰圖氣環(huán)流形勢和季風活動的影響,另一方面也與南陽的地形條件有著密切的關系。南陽位于河南省西南部,全區(qū)三面環(huán)山,素有“南陽盆地”之稱,西北部有伏牛山,東南部有桐柏山,呈自盆地東北向西南方向傾斜的扇形地帶,在盆地的東北角有一缺口,新野、鄧州為盆地南部的出口。這種特殊的地形,也是造成南陽市東北風異?；钴S的原因。2.2 場地工程條件2.2.1 場地地形擬建建筑物場地地勢平坦，局部堆有建筑垃圾。2.2.2 地下水特征（1）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

25、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)域性水文地質資料水樣水質簡易分析結果知，擬建場區(qū)地下水對混凝土結構無結晶類和分解類腐蝕。（2）地下水位深度；在勘察過程中，對所有鉆孔均進行了簡易水文地質觀測，地下水位埋藏較淺，位于地表下3.5m。2.2.3 場地地層結構根據(jù)鉆探揭露,在鉆孔深度范圍內，場區(qū)地層自上而下可分為 5 層，見圖2-1，現(xiàn)分述如下：圖2-2 地層分布示意圖號土層：素填土，黃褐色,松散,稍濕，以粉質粘土為主，局部為雜填土，含建筑垃圾。該層場區(qū)普遍分布，層厚1.5m，承載力特征值。號土層：淤泥質土，層厚3.3m，流塑，承載力特征值。號土層：粉砂，層厚6.6m，

26、稍密，承載力特征值。號土層：粉質黏土，棕紅色，硬塑，濕，高干強度，高韌性，切面有光澤，無搖震反應。含鐵錳氧化物和鐵錳結核。該層在場區(qū)普遍分布，層厚4.2m，承載力特征值。號土層：粉砂層，鉆孔未穿透，中密密實，承載力特征值。2.2.4 場地條件建筑物所處場地抗震設防烈度為7度，場地內無可液化沙土、粉土。2.3 巖土設計技術參數(shù)巖土設計參數(shù)見表2-1和表2-2表2-1 地基巖土物理學參數(shù)土層編號土的名稱孔隙比含水量W（%）液性指數(shù)標準灌入錘擊數(shù)N（次）重度（）壓縮模量素填土195.0淤泥質土1.0462.41.08-173.8粉砂0.8127.6-14187.5粉質粘土0.7931.20.74-2

27、09.2粉砂層0.58-311816.8表2-2 樁的極限側阻力標準值和極限端阻力標準值土層編號土的名稱樁的側阻力樁的端阻力素填土22-淤泥質土28-粉砂45-粉質粘土60900粉砂層7524002.4 上部結構資料擬建建筑物為 9 層鋼筋混凝土框架結構，長52.2m，寬 18.3m。室外地坪標高同自然地面，室內外高差為 450mm，柱截面尺寸均為 ，橫向承重。2.5 巖土工程評價（1）本次勘察結果表明，場地內地層結構簡單，土層分布基本均勻，同層物理力學性質差異不大，基巖界面整體坡度不大，無不良工程地質現(xiàn)象和特殊性巖土。（2）本地最大凍土厚度0.46米，一月份平均溫度，屬微凍區(qū)。（3）南陽地區(qū)

28、抗震設防烈度為 7 度，設計基本地震加速度 0.10g。設計地震分組為第一組，建筑設計特征周期 0.35s。依據(jù)上海巖土工程勘察設計研究院有限公司提供的南陽建業(yè)森林半島面波測試報告結論，該場區(qū)場地土類型屬中軟場地土，場地類別屬類，脈動卓越周期為 T=0.1160.212。無特殊土層和不良地質現(xiàn)象分布，因此綜合判定屬建筑抗震一般地段。（4）擬建場地地下水為大氣降水及河水補給，地下水位埋藏較淺，位于地表下3.5m。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)域性水文地質資料水樣水質簡易分析結果知，擬建場區(qū)地下水對混凝土結構無結晶類和分解類腐蝕。

29、第三章 樁基礎設計原理3.1 樁基基本設計規(guī)定樁基基本設計規(guī)定如下：（1）樁基礎應按以下兩類極限狀態(tài)設計：1）承載能力極限狀態(tài)：樁基達到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形。2）正常使用極限狀態(tài)：樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。根據(jù)建筑規(guī)模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，將樁基設計分為表3-1所列的三個設計等級。樁基設計時，應根據(jù)表3.1確定設計等級。表3 -1 建筑樁基設計等級設計等級建筑類型甲級1.重要的建筑。2.30層以上或高度超過100m的高層建筑。3.體型復

30、雜且層數(shù)相差超過10層的高低層（含純地下室連體的建筑）。4.20層以上框架核心筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑。5.場地和地基條件復雜的7層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑。6.對相鄰既有工程影響較大的建筑。乙級除甲級、丙級以外的建筑丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的7層及7層以下的一般建筑（2）樁基應根據(jù)具體條件分別進行以下承載能力計算和穩(wěn)定性驗算：1）應根據(jù)樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算。2）對于樁身和承臺結構，應進行承載力計算；對于樁側土不排水、抗剪強度小于且長徑比大于50的樁，應該進行樁身壓屈計算；對于混凝土預制樁，應按吊裝，運輸和錘擊作用

31、進行樁身承載力驗算；對于鋼管樁，應進行局部壓屈驗算。3）當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層承載力驗算。4）對位于坡地，岸邊的樁基，應進行整體穩(wěn)定性驗算。5）對于抗浮，抗拔樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力計算。6）對于抗震設防區(qū)的樁基，應進行抗震承載力驗算。（3）以下建筑樁基應進行沉降計算：1)設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基。2）設計等級為乙級的體型復雜，荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基。3）軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎。（4）對受水平荷載較大或對水平位移有嚴格限制的建筑樁基，應計算其水平位移。（5）應根據(jù)樁基所處的環(huán)境類別和相應的

32、裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的抗裂性和裂縫寬度。（6）樁基設計時，所采用的作用效應組合與相應的抗力應符合以下規(guī)定：1）確定樁數(shù)和布樁時，應采用傳至承臺地面的荷載效應標準組合值，相應的抗力應采用基樁或復合基樁承載力特征值。2）計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應采用荷載效應準永久組合；計算水平地震作用、風荷載作用下的樁基水平位移時，應采用水平地震作用、風荷載效應標準組合。3）驗算坡地，岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時，應采用荷載效應標準組合值；抗震設防區(qū)，應采用地震作用效應和荷載效應的標準組合。4）在計算樁基礎結構承載力及確定尺寸和配筋時，應采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合。當進行承臺和樁身

33、裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合值和荷載效應永久組合。5）樁基結構設計安全等級、結構設計使用年限和結構重要性系數(shù)應按有關建筑結構規(guī)范的規(guī)定采用，除臨時性建筑外，重要性系數(shù)不應小于1.0.6）當樁基結構進行抗震驗算時，其承載力調整系數(shù)應按現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范（GB500112001）的規(guī)定采用。3.2 資料的收集樁基礎設計之前必須充分掌握設計原始資料，具體情況如下：（1）巖土工程勘察資料：包括工程地質報告和圖件，巖土物理力學性能指標及水文地質條件資料，抗震設防烈度及場地不良地質現(xiàn)象資料。（2）建筑場地環(huán)境條件資料：包括建筑場地的平面圖，交通設施、地下管線和地下構筑物等的分布，相鄰建筑物

34、基礎形式及埋置深度，周圍建筑的防震、防噪聲的要求，泥漿排泄和棄土條件。（3）建筑物的有關資料：建筑物的總平面布置圖，安全等級、結構類型、荷重和抗震設防烈度等。（4）施工機械設備的進出場及現(xiàn)場運行條件。3.3 擬定設計方案，選擇樁型和成樁工藝根據(jù)建筑結構類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工環(huán)境和經驗以及樁材供應條件等，選擇經濟、合理、安全、適用的樁型和成樁工藝（見表3-2）。表3 -2 常用樁型及適用范圍成孔方式樁徑（）樁長m適用范圍預制鋼筋混凝土樁錘擊30050012中密以下的松散砂層、粉土層、雜填土鋼管樁錘擊、鉆孔60090080可進入較硬持力層泥漿護壁成孔

35、沖抓80030碎土石、砂土、粉土、黏性土及風化巖。當進入中等風化和微風化巖層時，沖擊成孔的速度比回轉的快沖擊50回轉鉆80潛水鉆50080050黏性土、淤泥、淤泥質土及砂土干作業(yè)螺旋鉆30080030地下水位以上的黏性土、粉土、砂土及人工填土鉆孔擴底30060030地下水位以上的堅硬、硬塑的黏性土及中密以上砂土機動洛陽鏟30050020地下水位以上黏性土、黃土及人工填土沉管成孔錘擊34080030硬塑黏性土、粉土及砂土，直徑大于或等于600mm的可達強風化巖振動40050024可塑性土、中細砂爆擴成孔35012地下水位以上的黏性土、黃土、碎石土及風化巖人工挖孔10040黏性土、粉土、黃土及人工

36、填土一般來說，對于框架結構，當樁端持力層較堅硬且不太深時，宜選擇大直徑鉆孔或人工挖空灌注樁設計成一柱一樁基礎；對于建筑物統(tǒng)一結構單元，應避免采用不同類型的樁，否則應考慮基礎的變形協(xié)調計算；當土中存在預制樁很難穿越的孤石、廢金屬或殘積層中未風化的巖脈時，不易采用預制樁。當土層分布很不均勻時，混凝土預制樁的長度較難掌握；當持力層層面坡度較大時，預制樁沉樁時樁身易折斷，宜采用灌注樁。在城市建筑密集區(qū)，預制樁和沉管灌注樁的施工可能帶來噪聲，沉樁擠土可能危及臨近建筑物和地下管線的安全，采用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁更為合適。3.4 樁徑與樁長的選擇樁徑與樁長的設計，應綜合考慮荷載的大小。土層性質與樁周土

37、阻力狀況、樁基結構特點。施工設備與技術條件等因素后確定，力爭做到既滿足使用要求又經濟，最有效的利用和發(fā)揮地基土的樁身材料的承載性能。設計時首先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所擬定的尺寸是否經濟合理再進行最后確定。3.4.1 樁徑擬定樁的類型選定后，樁徑可根據(jù)各類樁的特點與常用尺寸選擇確定。通常10層以下的建筑可考慮采用直徑400500mm左右的灌注樁或邊長250300mm的預制樁；1020層的建筑可采用直徑6001000mm的灌注樁或邊長300500的預制樁；2030層的建筑可采用直徑7001200mm的鉆（沖、挖）孔灌注樁或邊長為400600mm的預制樁；3040層的建筑可采用直徑80

38、01500mm的大直徑灌注樁；樓層更高的建筑可采用直徑更大的灌注樁。3.4.2 樁長擬定確定樁長的關鍵在于選擇樁端持力層，設計時，可先根據(jù)地質條件選擇適宜的樁端持力層初步確定樁長，并應考慮施工的可行性（如鉆孔灌注樁鉆機的最大深度等）。一般應選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土，不宜小于2d（d為樁身設計直徑）；對于砂土，不宜小于1.5d；對于碎石土，不宜小于d。當存在軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層厚度不宜小于3d。對于嵌巖樁，嵌巖深度應綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑和樁長等諸因素確定。嵌入傾斜的完整巖和較完整巖的全斷面深度，不宜小于0.4d且不小于0.5m。

39、傾斜度大于30%的中風化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石的完整性適當加大嵌巖深度。嵌入平整、完整的堅硬巖和較硬巖的深度，不宜小于0.2d且不應小于0.2m。在抗震設防區(qū)，樁進入液化層以下穩(wěn)定土層中的全截面長度除滿足上述要求外，對于碎石土、礫、粗砂、中砂、密實粉土和堅硬黏性土尚不應小于（23）d，對于其他非巖石土尚不宜小于（45）d。如果在施工條件容許的深度內沒有堅硬土層存在，應盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要避免使樁底坐落在軟土層上或與軟弱下臥層的距離太近，以免樁基礎發(fā)生過大的沉降。對于摩擦樁，柱底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數(shù)兩者相互牽連，可通過試算比較，選擇較合理的樁長。

40、摩擦樁的樁長不應擬定太短，一般不應小于4m。此外，為保證發(fā)揮摩擦樁樁底土層支撐力，樁端部應盡可能達到該土層的樁端阻力臨界深度。3.4.3 有效樁長的確定初步確定承臺地面標高后才能明確有效樁長，以便計算樁基承載力。當作用在樁基礎上的水平力和彎矩較大時，可適當降低承臺底面標高。在寒冬地區(qū)，承臺底面應位于凍結線以下不少于0.25m。同時，樁頂應嵌入承臺一定長度，對大直徑樁宜不少于100mm，對于中等直徑樁不宜少于50mm。3.5 基樁豎向承載力特征值R（1）對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型柱下獨立樁基，或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應時，基樁豎向承載力特征值應取單樁豎向承載力特征值

41、，即： （3.1）(2)對于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺效應來確定其復合基樁豎向承載力特征值：1）上部結構整體剛度較好、體型簡單的建（構）筑物。2）對差異沉降適應性較強的排架結構個柔性構筑物。3）軟土地基的減沉復合疏樁基礎?？紤]承臺效應的復合復合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定。不考慮地震作用時： （3.2）考慮地震作用時： （3.3）其中： （3.4）式中：承臺效應系數(shù)，可按表3.4取值；承臺下承臺寬度且不超過5m深度范圍內各層土的地基承載力征值按厚度加權的平均值；計算基樁所對應的承臺底凈面積；樁身截面面積，；承臺計算域面積（對于柱下獨立基礎，A為承臺總面積；對于樁筏基礎，A

42、為柱、墻筏板的1/2跨距和懸臂邊2.5倍筏板厚度所圍成的面積；對于樁集中布置于單片墻下的樁筏基礎，取墻兩邊各1/2跨距圍成的面積，按條形承臺計算）；地基抗震承載調整系數(shù)，按表3-4取值；表3 -4 承臺效應系數(shù) 345660.40.060.080.140.170.220.260.320.380.500.800.40.80.080.100.170.200.260.300.380.440.80.100.120.200.220.300.340.440.50單排樁條形承臺0.150.180.250.300.380.450.500.60注：1.表中為莊中心距與樁徑之比；為承臺寬度與樁長之比。當計算基樁為

43、非正方形排列時，其中A為承臺計算域面積，n為總樁數(shù)。2.對于樁布置于墻下的箱、筏承臺，可按單排樁條形承臺取值。3.對于單排樁條形承臺，當承臺寬度小于1.5d時，按非條形承臺取值。4.對于采用后注漿灌注樁的承臺，宜取低值。5.對于飽和粘性土中的擠土樁基、軟土地基上得樁基承臺，宜取低值的0.8倍。表3 -5 地基抗震承載力調整系數(shù)巖土名稱和性狀巖石，密實的碎石土，密實的礫、粗砂、中砂，的黏性土和粉土1.5中密和稍密碎石土，中密和稍密的礫，粗砂、中砂，中密和稍密的細砂、粉砂，的黏性土和粉土，堅硬的黃土1.3稍密的細砂、粉砂，的黏性土和粉土，可塑黃土1.1淤泥，淤泥質土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土

44、及流塑黃土1.03.6 確定基樁根數(shù)及其平面布置單樁的承載力設計值確定后，可根據(jù)建筑物上部荷載確定樁基的根數(shù)，根據(jù)建筑物上部結構進行合理的布樁。3.6.1 樁間距的確定群樁中樁間距的確定應該根據(jù)土類別、成樁工藝以及排列形式來確定樁的最小中心距。一般情況下，穿越飽和軟土的擠土樁，要求樁中心距最大，部分擠土樁或穿越非飽和土的擠土樁次之，非擠土樁最小；對于大面積的樁群，樁的最小中心距宜適當加大?；鶚兜淖钚≈行木鄳媳?-6的規(guī)定，當施工中采取減小擠土樁效應的可靠措施時，可根據(jù)當?shù)亟涷炦m當減小。表3 -6 基樁最小中心距土類別與成樁工藝樁排數(shù)不少于3、樁數(shù)不少于9根的摩擦型樁基其他情況非擠土灌注樁部

45、分擠土樁非飽和土、飽和非黏性土飽和黏性土擠土樁非飽和土、飽和非黏性土飽和黏性土鉆、挖孔擴底樁或（當）時或（當時）沉管夯擴、鉆孔擠土樁非飽和土、飽和非黏性土且且飽和黏性土且且注：1.d為圓樁設計直徑或方樁設計邊長，D為擴大端設計直徑。2.當縱橫向樁距不相等時，其最小中心距應滿足“其他情況”一欄的規(guī)定。3.當為端成樁時，非擠土灌注樁的“其他情況”一欄可減小至2.5d.3.6.2 樁的平面布置樁數(shù)確定后，可根據(jù)樁基受力情況選用單排樁或多排樁樁基。多排樁的排列形式常采用正方形、三角形和梅花形，樁基礎中樁的平面布置，除應滿足前述的最小中心距等構造要求外，布樁時還應盡量使樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力

46、作用點重合。當作用于樁基的彎矩較大時，以盡量將樁布置在距承臺形心較遠處，采用外密內疏的布置方式，以增大基樁對承臺形心或合力的作用點的慣性矩，提高基樁的抗彎能力。在排列基樁時，應考慮使樁基受水平力和力矩較大方向有較大的截面模量。為了增強建筑物短邊方向的整體穩(wěn)定性，可考慮將橫墻下的承臺梁在外縱墻以下布置兩根探頭樁。在墻體開洞下方不布樁，特殊情況下必須布樁時應先加固洞口處承臺梁。在梁式承臺或板式承臺下布樁應本著減小彎矩的原則，盡量在柱和墻下布樁。3.7 灌注樁樁身結構設計灌注樁樁身可按構造配筋，具體要求如下。3.7.1 灌注樁配筋率當樁徑為3002000mm時，正截面配筋率取0.65%0.02%（大

47、直徑取低值，小直徑取高值）。對于受荷載特別大的樁、抗拔樁和嵌巖端成樁應根據(jù)計算確定配筋率，并不小于上述規(guī)定值。3.7.2 灌注樁配筋長度1.端承型樁以及位于坡地、岸邊的基樁應沿樁身等截面或變截面通長配筋。2.摩擦型灌注樁配筋長度不應小于2/3樁長；當受水平荷載時，配筋長度尚不宜小于（為樁的水平變形系數(shù)）。3.對于受地震作用的基樁，樁身配筋長度應穿過可液化土層和軟弱土層，進入穩(wěn)定土層的深度不應小于（為樁身設計直徑）。4.抗拔樁及因地震作用、凍脹或膨脹力作用而受拔力的樁，應在等截面或變截面通常配筋3.7.3 灌注樁配筋要求對于受水平荷載的樁，主筋不應小于；對于抗壓樁，主筋不少于；縱向鋼筋應沿樁身周

48、邊均勻布置，其凈距不應小于60mm。3.7.4 灌注樁箍筋配置箍筋采用螺旋式，直徑不宜小于6mm，間距宜為200300mm；受水平荷載較大的樁基和抗震樁基，以及考慮主筋作用計算樁身受壓承載力時，樁頂以下5d范圍內箍筋應適當加密，間距不應大于100mm；當鋼筋籠長度超過4m時，為加強其剛度，應每隔2m左右設一道直徑不小于12mm的焊接加勁箍筋。3.7.5 灌注樁混凝土材料要求樁身混凝土強度等級一般不低于C25，混凝土預制樁尖的混凝土強度等級不得低于C30，為保證樁頭具有設計強度，施工時應超灌50cm以上，以除掉混凝土澆筑面處浮漿層。3.7.6 灌注樁混凝土保護層厚度灌注樁主筋的混凝土保護層厚度不

49、小于35mm，水下灌注樁的混凝土保護層厚度不小于50mm。3.8 承臺的設計承臺的作用時將樁連成一個整體，并將建筑物的荷載傳到樁上，因此承臺應具有足夠的強度和剛度。承臺設計包括承臺的尺寸和構造設計、承臺的內力計算以及承臺厚度及強度計算。3.8.1承臺的尺寸和配筋要求承臺的平面尺寸一般由上部結構、樁數(shù)及布樁形式決定，通常墻下條形基礎做成承臺梁，柱下樁宜采用板式承臺（矩形和三角形），剖面可做成錐形、臺階形或平板形。柱下獨立樁基承臺的最小寬度不應小于500mm，邊樁中心至承臺邊緣的距離不應小于樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺梁的距離不應小于150mm。柱下獨立樁基承臺鋼筋應通常配置，對四樁以上（含

50、四樁）承臺宜按雙向均勻布置，對三樁的三角形承臺應按三向板帶均勻布置，且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應在柱截面范圍內。柱下獨立樁基承臺的最小配筋率不應小于0.15%。承臺混凝土強度等級不應低于C25。承臺底面鋼筋的混凝土保護層厚度，當有混凝土墊層時，不應小于50mm；當無混凝土墊層時，不應小于70mm。此外，混凝土保護層厚度尚不應小于樁頭嵌入承臺內的長度?；炷翂|層的厚度宜為100mm，混凝土強度等級宜為C10。3.8.2 柱與承臺的連接構造樁嵌入承臺內的長度，對于中等直徑樁，不宜小于50mm；對于大直徑樁不宜小于100mm?；炷翗兜臉俄斨鹘顟烊氤信_內，其錨固長度不宜小于35倍縱向主筋直徑。

51、3.8.3 承臺與承臺之間的連接構造當為一柱一樁時，應在樁頂兩個主軸方向上設置連系梁。當樁與柱的截面直徑之比大于2時，可不設連系梁。兩樁樁基的承臺，應在其短邊方向設置連系梁。有抗震設防要求的柱下樁基承臺，宜沿兩個主軸方向設置連系梁。連系梁頂面宜與承臺頂面位于同一標高。連系梁的寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺中心距的1/101/15，且不宜小于400mm。連系梁配筋應按計算確定，梁上下部配筋不宜小于2根直徑12mm的鋼筋；位于同一軸線上的相鄰跨連系梁縱筋應連通。第四章 基礎方案設計計算擬建建筑物為9層鋼筋混凝土框架結構，長52.44m，寬 14.82m，層高3.2m。室外地坪標高同自然地面

52、，室內外高差 450mm，柱截面尺寸均為 ，橫向承重，柱網布置如圖 4-1 所示。圖4 -1 柱網平面圖4.1 上部結構作用上部結構作用在柱底的荷載效應標準組合值如表4-1所示，該表中彎矩、水平力均為橫向方向。表4-1 柱底荷載效應值及柱下布樁數(shù)柱號柱底荷載效應標準組合值柱底荷載效應基本組合值樁數(shù)n eq oac(,A) eq oac(,1)柱29982441573650266194586.55.16 eq oac(,A) eq oac(,2)柱191821212724802371733.34 eq oac(,A) eq oac(,3)柱204024214526502531933.54 eq

53、oac(,A) eq oac(,6)柱322524817941802841975.56 eq oac(,A) eq oac(,9)柱204024214526502531933.54 eq oac(,A) eq oac(,10)柱191821212724802371733.34 eq oac(,A) eq oac(,11)柱308024716839802761965.36 eq oac(,B) eq oac(,1)柱853167541290175551.52 eq oac(,B) eq oac(,2)柱954182571362176771.62 eq oac(,B) eq oac(,3)柱103

54、0187611378182801.82 eq oac(,B) eq oac(,9)柱1030187611378182801.82 eq oac(,B) eq oac(,10)柱954182571362176771.62 eq oac(,B) eq oac(,11)柱86367551297177751.52 eq oac(,C) eq oac(,1)柱792159511278174731.42 eq oac(,C) eq oac(,2)柱893173561298175751.52 eq oac(,C) eq oac(,3)柱1525185601358181792.63 eq oac(,C) eq

55、 oac(,4)柱165019113221302101642.83 eq oac(,C) eq oac(,5)柱1050188611403183801.82 eq oac(,C) eq oac(,6)柱1080189621410183801.82 eq oac(,C) eq oac(,7)柱1050188611403183801.82 eq oac(,C) eq oac(,8)柱165019113221302101642.83 eq oac(,C) eq oac(,9)柱1525185601358181792.63 eq oac(,C) eq oac(,10)柱8931735612981757

56、51.52 eq oac(,C) eq oac(,11)柱855161541295176651.52 eq oac(,D) eq oac(,1)柱299524315235702591945.16 eq oac(,D) eq oac(,2)柱182020712623702321683.14 eq oac(,D) eq oac(,3)柱1090190621418183811.92 eq oac(,D) eq oac(,9)柱1090190621418183811.92 eq oac(,D) eq oac(,10)柱182020712623702321683.14 eq oac(,D) eq oac

57、(,11)柱304024516236902691955.26 eq oac(,E) eq oac(,3)柱147019012720402051572.53 eq oac(,E) eq oac(,4)柱974183571348176781.72 eq oac(,E) eq oac(,5)柱155519112720801911302.73 eq oac(,E) eq oac(,7)柱155519112720801911302.73 eq oac(,E) eq oac(,8)柱974183571348176781.72 eq oac(,E) eq oac(,9)柱147019012720402051

58、572.53由表4-1可知共有四種樁數(shù)的類型，因此每一種都選擇荷載最大的一組，因此可得出下表4-2和表4-3上部結構作用在柱底的最大荷載效應標準組合值如表4-2所示，該表中彎矩、水平力均為橫向方向。表4 -2 柱底荷載效應標準組合值 eq oac(,A) eq oac(,6)柱3225248179 eq oac(,B) eq oac(,3)柱2040242145 eq oac(,C) eq oac(,4)柱1650191132 eq oac(,D) eq oac(,3)柱109019062上部結構作用在柱底的最大荷載效應基本組合值如表4-3所示，該表中彎矩M、水平力V均為橫向方向。表4 -3

59、柱底荷載效應基本組合值 eq oac(,A) eq oac(,6)柱4180284197 eq oac(,B) eq oac(,3)柱2650253193 eq oac(,C) eq oac(,4)柱2130210164 eq oac(,D) eq oac(,3)柱1418183814.2 灌注樁設計建筑物基礎設計方案采用混凝土沉管灌注樁，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.45m，自然地面標高同室外地坪標高。根據(jù)表4-1，該建筑樁基屬丙級建筑樁基，擬采用直徑為400mm的混凝土沉管灌注樁，選用 eq oac(,5)號土層粉砂層為持力層，樁尖伸入持力層0.6m（對于砂土不小于1.5d=600

60、mm），設計樁長15.0m，預制樁尖長0.5m，初步設計承臺高0.95m，承臺地面埋置深度-1.60m，樁頂伸入承臺50mm。4.3 單樁承載力計算根據(jù)以上設計，樁頂標高為-1.6m，樁底標高為-16.6m，樁長為15m。4.3.1單樁豎向極限承載力標準值計算規(guī)范經驗參數(shù)法是在大量經驗及資料積累的基礎上，針對不同樁型推薦的估算公式。規(guī)范經驗參數(shù)法是初步估計樁基承載力和作為非重要工程設計依據(jù)的方法。（1）對一般預制樁及中小直徑（d800mm）的灌注樁，有 （4.1）式中：單樁總極限側阻力標準值，；單樁總極限端阻力標準值，；樁側第i層土的極限側阻力標準值，可按建筑樁基技術規(guī)范（JGJ942008）