PAGE30-2、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算書2.1設(shè)計(jì)資料2.1.1上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，上部結(jié)構(gòu)為七層框架，其框架主梁、次梁、樓板均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。底層層高3.4m（局部10m，內(nèi)有10t橋式吊車），其余層高3.3m，底層柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載見附圖。2.1.2建筑物場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦，建筑物平面位置見圖2.1。圖2.1建筑平面布置圖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，地下水位離地表2.1m，根據(jù)已有資料，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(xué)指標(biāo)見表2.1。表2.1地基各土層物理，力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱層底埋深（m）層厚（m）1雜填土18181752灰褐色粉質(zhì)粘土土1018318409033095167211541250723灰褐色泥質(zhì)粘土土2211201781063411014218638950864黃褐色粉土夾粉粉質(zhì)粘土27453191088300701842331151403445灰-綠色粉質(zhì)粘土>27419707226046365268862102822.2選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深2.2.1選擇樁型因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的環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因鉆孔灌注樁泥水排泄不便，為了減小對周圍環(huán)境的污染，采用靜壓預(yù)制樁，這樣可較好的保證樁身質(zhì)量，并在較短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)備及材料供應(yīng)也為采用靜壓樁提供了可能性。2.2.2選擇樁的幾何尺寸及承臺(tái)埋深依據(jù)地基土的分布，第④層土是較合適的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（>2d），工程樁入土深度為23.1m。承臺(tái)底層進(jìn)入第②層土0.3m,所以承臺(tái)埋深為2.1m，樁基的有效長度即為21m。樁截面尺寸選用450mm×450mm，根據(jù)施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長11m，下段長11m（不包括樁尖長度在內(nèi)），實(shí)際樁的長度比有效樁長大1m，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。樁基及土層分布示意圖見圖2.2。2.3確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值本設(shè)計(jì)屬二級(jí)建筑樁基，采用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法和靜力觸探法估算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)單橋觸探資料PS按圖2.3確定樁側(cè)極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值：PS<1000kPa時(shí)，qsk=0.05psPS>1000kPa時(shí)，qsk=0.025ps＋25樁端阻力的計(jì)算公式為：圖2.2樁基及土層分布示意圖其中：——樁端附近的靜力觸探比貫入阻力平均值；——用靜力觸探比貫入阻力估算的樁周土的極限側(cè)阻力的標(biāo)準(zhǔn)值；——為樁端全截面以上8倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值；——為樁端全截面以下4倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值；——樁身所穿越土層的比貫入阻力平均值；圖2.3曲線——樁端阻力修正系數(shù)；——折減系數(shù)；表2.2樁端阻力修正系數(shù)值樁入土深度(mm)h<1515≤h≤3030<h≤600075075~090090根據(jù)樁尖入土深度（H=23.1m），由表2.2取樁端阻力修正系數(shù)=0.83；為樁端全截面以上8倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值，計(jì)算時(shí)，由于樁尖進(jìn)入持力層深度較淺，并考慮持力層可能的起伏，所以這里不計(jì)持力層土的；為樁端全截面以下4倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值，故有為折減系數(shù)，因?yàn)?，取。依?jù)靜力觸探比貫入阻力值和土層及其物理指標(biāo)法估算的極限樁側(cè)，樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值列于表2.3。表2.3極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值層序序靜力觸探法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法②粉質(zhì)泥土15（）3635③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土4329④粉質(zhì)粘土11117845552200按靜力觸探法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：其中：——樁身橫截面周長，m；——樁穿越第i層土的厚度，m；——樁身橫截面面積，擴(kuò)底樁為樁底水平投影面積，m2；估算的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)注值：其中：——第層土樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù)；——第層土的探頭平均側(cè)阻力，kPa；——樁端平面上、下探頭阻力，kPa；估算的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值最終按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值，采用，初步確定樁數(shù)。2.4確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸因B、C兩柱間距較小，荷載較大，故將此做成聯(lián)合承臺(tái)。B柱荷載：最大軸力,彎矩14，剪力；C柱荷載：最大軸力,彎矩155，剪力；合力作用點(diǎn)距C軸線的距離：??；考慮承臺(tái)及其上面土重所以有樁數(shù)（根）取樁數(shù)柱距承臺(tái)底面尺寸為樁位平面布置如圖2.4。圖2.4樁位平面布置圖2.5確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值該樁基屬于非端承樁，并有樁數(shù)，承臺(tái)底面下是非欠固結(jié)土、新填土等，故承臺(tái)底不會(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。計(jì)算簡圖如圖2.5。承臺(tái)地基土凈面積：承臺(tái)內(nèi)區(qū)（外圍樁邊包絡(luò)區(qū)）凈面積為：承臺(tái)外區(qū)的凈面積：圖2.5承臺(tái)底面分區(qū)簡圖所以：；查表得：單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：,其中為承臺(tái)底面地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值。所以按JGJ94-94規(guī)定，考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用時(shí)，其復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為：所以2.6B、C聯(lián)合承臺(tái)樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算2.6.1荷載取組合B柱：C柱：承臺(tái)厚度取1.0，埋深2.4。則：其中為第根樁至軸的距離如圖2.4。因?yàn)椋簶痘忻扛鶚兜慕孛嫦嗤裕喝我粏螛端艿呢Q向力設(shè)計(jì)值應(yīng)為：又因：本結(jié)構(gòu)工程安全系數(shù)為二級(jí)所以：建筑物的重要性系數(shù)取所以：滿足要求滿足要求滿足要求2.6.2荷載取組合B柱：C柱：此時(shí)：同理：滿足要求綜上所述，聯(lián)合承臺(tái)樁基滿足承載力要求。2.7樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算采用長期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算，因本樁基礎(chǔ)的中心距小于6d,采用等效作用分層總和法計(jì)算最終沉降量。豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：基底壓力：基底附加應(yīng)力：：群樁基礎(chǔ)承臺(tái)的的長度和寬寬度分別為為：，計(jì)算深深度為z處（從基基礎(chǔ)底面算算起）的自自重應(yīng)力和和附加力計(jì)計(jì)算如下：：處：處：處：處：又有，根據(jù)據(jù)角點(diǎn)法查查表求基底底附加應(yīng)力力系數(shù)，根根據(jù)附加應(yīng)應(yīng)力系數(shù)和和相應(yīng)公式式求基礎(chǔ)底底面的附加加應(yīng)力，結(jié)結(jié)算結(jié)果如如表24所示。表24聯(lián)合樁樁基礎(chǔ)承臺(tái)臺(tái)下計(jì)算結(jié)結(jié)果0206928300250443894324605283374006411364552576928347800447812752770928365200274794取，在該處。計(jì)算算沉降量的的計(jì)算結(jié)果果如表25：表25聯(lián)合樁樁基礎(chǔ)承臺(tái)臺(tái)下土的計(jì)計(jì)算沉降量量02.8300.2500043002.833.740.1505647.2647.151150099.975002.836.520.1039779.3132.1860027.3矩形布樁時(shí)短邊邊布樁數(shù)為為樁中心距距/樁徑=，樁有效效長度與樁樁徑之比為為，，查表得得：,，，故樁樁基等效沉沉降系數(shù)：：樁基沉降經(jīng)驗(yàn)系系數(shù)此時(shí)取?。核裕簶痘A(chǔ)最最終沉降量量滿足設(shè)設(shè)計(jì)要求綜上所述：樁基基礎(chǔ)的沉降降滿足沉降降要求。2.8樁身結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算兩段樁長各111,采用單點(diǎn)點(diǎn)吊立的強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)進(jìn)行樁身配配筋設(shè)計(jì)。吊吊點(diǎn)位置在在距樁頂、樁樁端平面處處，起吊時(shí)時(shí)樁身最大大正負(fù)彎矩矩，其中， ；為單位長長度樁的自自重設(shè)計(jì)值值，，其中中為樁截面面面積；為為恒荷載分分項(xiàng)系數(shù)；；為樁的容容重；樁身身采用強(qiáng)度度等級(jí)為的的混凝土，采采用Ⅱ級(jí)鋼筋即即HRB3335,其其抗拉屈服服強(qiáng)度為，所所以有：樁身保護(hù)層厚度度取則截面有有效高度為為：又因，為橫截面面寬度，當(dāng)當(dāng)時(shí)，取，則截面面抵抗矩系系數(shù)為：內(nèi)力臂系數(shù)：取樁身受拉主筋配配筋量：選用18，因此此整個(gè)截面面的主筋為為418（），其配配筋率為：：滿足構(gòu)造要求。其其它構(gòu)造鋼鋼筋見施工工圖。樁身強(qiáng)度：滿足要求求2.9承臺(tái)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算承臺(tái)采用強(qiáng)度等等級(jí)為的混混凝土，柱柱截面尺寸寸采用，柱截面尺尺寸采用，承承臺(tái)高度取取，保護(hù)層層厚度取，則則截面的有有效高度為為。2.9.1柱柱對承臺(tái)的的沖切驗(yàn)算算（1）、按圖2.66，對每個(gè)個(gè)柱分別進(jìn)進(jìn)行沖切驗(yàn)驗(yàn)算。圖2.6B、C兩柱柱腳腳下的沖切切破壞錐體體①對B柱：柱的截面尺尺寸有，；取沖切力：沖跨比：取沖切系數(shù)：所以：==滿足要要求②對C柱：柱的截面尺尺寸有，；取沖切力：沖跨比：取取沖切系數(shù)：所以：==滿足要要求（2）、對雙柱即BB、C柱聯(lián)合的的承臺(tái)，除除應(yīng)考慮在在每個(gè)柱腳腳下的沖切切破壞椎體體外，還應(yīng)應(yīng)該按照圖圖2.7考慮慮在兩個(gè)柱柱腳的公共共周邊下的的沖切破壞壞情況。由圖2.7可知知，，；取圖2.7B、C柱下公共共周邊的沖沖切破壞錐錐體沖切力：沖跨比：取沖切系數(shù)：所以:==滿足要要求綜上（1）、（2）所述：：柱對承臺(tái)臺(tái)的沖切滿滿足承載力力要求。2.9.2角角樁對承臺(tái)臺(tái)的沖切驗(yàn)驗(yàn)算（圖22.8）圖2.8B、C柱下的角角柱沖切沖切力:對樁1：沖垮比：取沖切系數(shù)：所以：==滿足足要求對樁2：取沖垮比：取沖切系數(shù)：所以：==滿足足要求綜上所述：角柱柱對承臺(tái)的的沖切滿足足承載力要要求。2.9.3斜斜截面抗剪剪驗(yàn)算將承臺(tái)沿沿長向視為為一靜定梁梁，其上作作用柱荷載載和樁的凈凈反力，梁梁的剪力值值見圖2..9，可知知柱邊最不不利截面為為Ⅰ—Ⅰ和Ⅰˊ—Ⅰˊ,另一方方向的不利利截面為Ⅱ—Ⅱ（如圖2..9）。（1）求解樁的反力力和剪力圖圖及彎矩圖圖的繪制①當(dāng)最右邊的樁反反力最大時(shí)時(shí)，其反力力為：此時(shí)最左端的樁樁反力為：：中間的樁的反力力，從右到到左樁的反反力依次為為：6、7、8、9、10號(hào)樁的反力力與對應(yīng)的的1、2、3、4、5號(hào)樁的反反力相等。由此可得控制截截面的剪力力值為：由此作出剪力圖圖如圖2..9（c）所示。求此時(shí)控制截面面的彎矩值值：B柱中心截面處的的彎矩值為為：樁2對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：樁3對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：A柱中心截面處的的彎矩值為為：樁4對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：由此作出彎矩圖圖如圖2..9（e）所示。②當(dāng)最右邊的樁反反力最大時(shí)時(shí)，其反力力為：6、7、88、9、10號(hào)樁的的反力與對對應(yīng)的1、2、3、4、5號(hào)樁的反反力相等。由此可得控制截截面的剪力力值為：由此作出剪力圖圖如圖2..9（d）所示。求此時(shí)控制截面面的彎矩值值：B柱中心截面處的的彎矩值為為：樁2對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：樁3對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：圖2.9雙柱柱承臺(tái)的剪剪力、彎矩矩計(jì)算示意意圖A柱中心截面處的的彎矩值為為：樁4對應(yīng)處截面的彎彎矩值為：：由此作出彎矩圖圖如圖2..9（f）所示。（2）斜截截面抗剪驗(yàn)驗(yàn)算①對Ⅰ—Ⅰ截面剪力：剪跨比：：剪切系數(shù)數(shù)：所以：所以有Ⅰ—Ⅰ滿滿足設(shè)計(jì)要要求。②對Ⅰˊ—Ⅰˊ截面面由2.99圖（d）可知Ⅰˊ—Ⅰˊ的剪力為為：剪跨比：：剪切系數(shù)數(shù)：所以：所以有Ⅰˊ—ⅠⅠˊ滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。③對Ⅱ—Ⅱ截面剪力：剪跨比：取剪切系數(shù)：所以：所以有Ⅱ—Ⅱ滿滿足設(shè)計(jì)要要求,抗剪強(qiáng)度度滿足要求求，不需要要配置箍筋筋。綜上①②③所述：斜斜截面抗剪剪滿足承載載力設(shè)計(jì)要要求。2.9.4受受彎計(jì)算及及承臺(tái)配筋筋計(jì)算配置長長向鋼筋取取圖2.99（e）和2.9（f）中截面Ⅰˊ—Ⅰˊ處的彎矩矩最大值，（e）中：（f）中：所以取M=24406.9915kNN.m。故有：：故長向選用20025的鋼筋筋，則鋼筋筋實(shí)際用量量為。配置短向鋼筋取取用Ⅱ—Ⅱ截面處的的彎矩值：：選配4514的的鋼筋，則則實(shí)際鋼筋筋用量為。2.9.5承承臺(tái)局部受受壓計(jì)算對B柱：混凝土局部受壓壓凈面積為為=混凝凝土受壓面面積則有：：混凝土局部受壓壓的計(jì)算面面積為：當(dāng)混凝土的強(qiáng)度度等級(jí)小于于C20時(shí)，混混凝土的強(qiáng)強(qiáng)度提高系系數(shù)取，所所以取混凝土局部受壓壓時(shí)的強(qiáng)度度提高系數(shù)數(shù)為所以：滿足足承載力要要求。對C柱：混凝土局部受壓壓凈面積為為=混凝凝土受壓面面積則有：：混凝土局部受壓壓的計(jì)算面面積為：當(dāng)混凝土的強(qiáng)度度等級(jí)小于于C20時(shí)，混混凝土的強(qiáng)強(qiáng)度提高系系數(shù)取，所所以取混凝土局部受壓壓時(shí)的強(qiáng)度度提高系數(shù)數(shù)為所以：滿足足承載力要要求。其他樁基礎(chǔ)的計(jì)計(jì)算從略。連系梁LL采用用尺寸取6600mmm×4000mm，計(jì)算算從略。樁基礎(chǔ)施工圖見見圖2.110、2.111。圖2.110為樁和和平臺(tái)構(gòu)造及及配筋圖，圖圖2.111為樁位平平面布置圖圖。3、參考文獻(xiàn)【1】中華人民共和國國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)·《建筑樁基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)規(guī)范（JGGJ94—94）》·北京，中國國建筑工業(yè)業(yè)出版社，20022【2】中華人民共和國國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)·《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（GGB500007—20022）》·北京，中國國建筑工業(yè)業(yè)出版社，20022【3】中華人民共和國國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)·《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（GBB200110—20022）》·北京，中國國建筑工業(yè)業(yè)出版社，20022【4】丁星編著·《樁基礎(chǔ)礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)指導(dǎo)與設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)例》·成都：四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，2006【5】王廣月，王盛桂桂，付志前編著·《地基基基礎(chǔ)工程》