基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)某住宅樓樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一：設(shè)計(jì)資料1、建筑場(chǎng)地土層按其成因土的特征和力學(xué)性質(zhì)的不同自上而下劃分為四層，物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)下表?？辈槠陂g測(cè)得地下水混合水位深為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。建筑安全等級(jí)為2級(jí)，已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳來(lái)的荷載：V=3200kN,M=400kNm，h=50kN；柱的截面尺寸為：400X400mm；承臺(tái)底面埋深：D=2.0m。2、根據(jù)地質(zhì)資料，以黃土粉質(zhì)粘土為樁尖持力層，鋼筋混凝土預(yù)制樁斷面尺寸為300X300，樁長(zhǎng)為10.0m3、樁身資料：混凝土為C30，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=15MPa，彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為cf=16.5MPa，主筋采用：4①16，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=310MPa4、承臺(tái)設(shè)計(jì)資料：混凝土為C30，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=15MPa，彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)c值為f=1.5MPa。m、附：1)：土層主要物理力學(xué)指標(biāo)；：樁靜載荷試驗(yàn)曲線。附表土層代號(hào)名稱厚度m含水量w%天然重度rKN/m3孔隙比ePSMPa塑性指數(shù)IP液性指數(shù)IL直剪試驗(yàn)(快剪)壓縮模量Es(kPa)承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa)內(nèi)摩擦角。W°粘聚力C(kPa)1—2雜填土2.018.82—1粉質(zhì)粘土9.038.218.91.020.3419.81.021124.61202—2粉質(zhì)粘土4.026.719.60.750.6150.6020167.0220

3粉沙夾粉質(zhì)粘土>1021.620.10.541.0120.425158.2260附表二：樁靜載荷試驗(yàn)曲線:設(shè)計(jì)要求：1、單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的計(jì)算；2、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖；3、群樁中基樁的受力驗(yàn)算4、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算；5、樁及承臺(tái)的施工圖設(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(shuō)明；6、需要提交的報(bào)告：計(jì)算說(shuō)明書(shū)和樁基礎(chǔ)施工圖。三：樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（一）：必要資料準(zhǔn)備1、建筑物的類型機(jī)規(guī)模：住宅樓2、巖土工程勘察報(bào)告：見(jiàn)上頁(yè)附表3、環(huán)境及檢測(cè)條件：地下水無(wú)腐蝕性，Q—S曲線見(jiàn)附表（二）：外部荷載及樁型確定1、柱傳來(lái)荷載：V=3200kN、M=400kN?m、H=50kN2、樁型確定：1）、2）、3）、由題意選樁為鋼筋混凝土預(yù)制樁；構(gòu)造尺寸：樁長(zhǎng)L=10.0m，截面尺寸：300X300mmf=16.5MPa樁身：混凝土強(qiáng)度C30、f=15MPa、4^16f=310MPay4）、承臺(tái)材料：混凝土強(qiáng)度C30、f=15MPa、f=16.5MPaf=1.5MPa（三）：?jiǎn)螛冻休d力確定1、單樁豎向承載力的確定：1）、根據(jù)樁身材料強(qiáng)度（中=1.0按0.25折減，配筋中16）r=9（fA+ffA'）cpyS=1.0x（15x0.25x3002+310x803.8）=586.7kN2）、根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范公式計(jì)算：1°、樁尖土端承載力計(jì)算：粉質(zhì)粘土，I=0.60，入土深度為12.0mq=（100-800x800）=880kPapa52°、樁側(cè)土摩擦力：粉質(zhì)粘土層1：1=1.0，q=17?24kPa取18kPa粉質(zhì)粘土層2：1=0.60，q=24?31kPa取28kPaRa=qA+PEqlpappsia1=880x0.32+4x0.3x（18x9+28x1）=307.2kPa3）、根據(jù)靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算：根據(jù)靜載荷單樁承載力試驗(yàn)Q-s曲線，按明顯拐點(diǎn)法得單樁極限承載力Q=550kN

單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值：R=—u=珀^=275kNk22根據(jù)以上各種條件下的計(jì)算結(jié)果，取單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值R=275kN單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R=1.2Rk=1.2x275=330kN4）、確樁數(shù)和樁的布置:1°、初步假定承臺(tái)的尺寸為2x3m2上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)垂直荷載：V=3200kN承臺(tái)和土自重：G=2x（2x3）x20=240kNn=1.1x性=1.1x3200+240=11.5取n=12根R330樁距：S=（3?4）d=（3?4）x0.3=0.9?1.2m取S=1.0m2°、承臺(tái)平面尺寸及柱排列如下圖:■i*.300.rCC2133C1CC0身口匚樁平面布置圖1：100(四)：?jiǎn)螛妒芰︱?yàn)算：1、單樁所受平均力：vF+G3200+2.6x3.6x2x20N===297.9kPa<Rn122、單樁所受最大及最小力：NF+GMX(400+50x1.5)x1.5Nmax=—+y=297.9土minn匕^Xi3、單樁水平承載力計(jì)算：H150H=一=——=4.2kPa..H4.21163.5126x(0.52x1.52)345.4kN<R250.4kN3竺=266.712266.7即V與H，合力與V的夾角小于5。?-單樁水平承載力滿足要求，不需要進(jìn)步的驗(yàn)算。（五）：群樁承載力驗(yàn)算：1、根據(jù)實(shí)體基礎(chǔ)法進(jìn)行驗(yàn)算:1）、實(shí)體基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算:樁所穿過(guò)的土層的摩擦角：中=21。(9m)，中=20。(1m)取a=\=苧井25。，tana=0.919邊樁外圍之間的尺寸為:2.3x3.3m2實(shí)體基礎(chǔ)底面寬：2.3+2x10x0.0919=4.14m實(shí)體基礎(chǔ)底面長(zhǎng)：3.3+2x10x0.0919=5.14m2）、樁尖土承載力設(shè)計(jì)值：1°實(shí)體基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)的土的平均重度（地下水位下取有效重度）18.8x2+（18.9-10）x9+（19.6-10）x112Y==10.6kN/'TOC\o"1-5"\h\z012'm3122°實(shí)體基礎(chǔ)底面粉質(zhì)粘土修正后的承載力特征值為:根據(jù)書(shū)上表2—5取門=0.3,門=1.6f=f+n7（b—；）+_y（12-0.5）aakbdm=220+0.3x0.9x（4.14-3）+1.6x10x（12-0.5）=407.3kPa3°取丫=20kN/'m3，Y=10kN/m3，Gm基礎(chǔ)自重為：G=4.14x5.14x（2x20+10x10）=2979kN4°實(shí)體基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算:Q當(dāng)僅有軸力作用時(shí)：P=F+G=3200+2979=290.4kPa<f=407.3kPaaA4.14x5.14a?考慮軸力和彎矩時(shí)計(jì)算：pF+GM3200+2979400+50x1.5/P=+=+x6maxAW4.14x5.144.14x5.14=424.3kPa<1.2f=1.2x407.3=488.8kPaa由以上驗(yàn)算，單樁及整體承載力滿足要求。（六）、承臺(tái)設(shè)計(jì)：承臺(tái)尺寸由圖1所示，無(wú)墊層，鋼筋保護(hù)層厚取100mm。1、單樁凈反力的計(jì)算：?jiǎn)螛秲舴戳?，即不考慮承臺(tái)及覆土重量時(shí)樁所受的力1）、單樁凈反力的最大值：Q=345.4-（2.6x3.6x2x20）,/12=314.22）、平均單樁凈反力：Q=F/n=3200/12=266.7kN2、承臺(tái)沖切驗(yàn)算：1）、柱邊沖切：沖切力：F=F-￡N=3200x1.35-0=4320kN受沖切承載力截面高度影響系數(shù)°h的計(jì)算:

p=1-1—°.9x(900-800)=0.992hp2000-800沖夸比人與系數(shù)a的計(jì)算：人="=05癸=0.525(<0.1)0xh10000P0.840.84…===1.160x人+0.20.525+0.20x人=*=0225=0.225(>0.2)0yh10000四n=1.98+0.20.225+0.2-Pb-Pb+a)+P(h+a)]P/hhpt00xc0y0ycOx「1.16x(0.4+0.225)+1.98x(0.6+0.525)]x0.992x1500hpt0=8786kN>F=4320kN(滿足要求)3、角樁向上沖切:c=c=0.45m,a=a121x0『0x，叩a0y"1廣*0y.0.56"1x+0.20.525+0.21x=0.772P0.560.56p===1.321y人+0.20.225+0.21ypJ+a/2)+P(c+a/2)]Pfhhpt0=-0.772x(0.45+0.225/2)+(0.45+0.525/2)一=2045kN>N=345.4kN(滿足要求)。4、承臺(tái)抗剪驗(yàn)算：斜截面受剪承載力可按下面公式計(jì)算：x0.992x1500x1vwppfbh,p=J2L,

hst00人+1.0hs(800*14=0.946i—i截面處承臺(tái)抗剪驗(yàn)算：邊上一排樁凈反力最大值Q=314.2kN，按3根樁進(jìn)行計(jì)算。剪力V=3Q=3x314.2=942.63max

承臺(tái)抗剪時(shí)的截面尺寸近似的定為：平均寬度人=1.93m,h=1.0m0工_L75_ii47人+1.00.525+1.0.V/Pfbh=0.946x1.147x1500x1.93x1.0=3141S>V（可以）chst00ii-n截面處承臺(tái)抗剪驗(yàn)算：邊排樁單樁凈反力平均值Q=266.7kN，按4根樁計(jì)算。剪切力V=4Q=4x266.7=1066.8kN承臺(tái)抗剪時(shí)的截面尺寸：平均寬度b=2.63m,h0=1.0m斜截面上受壓區(qū)混凝土的抗剪強(qiáng)度為:工=偵5=1147人+1.00.525+1.0.V=ppfbh=0.946x1.147x1500x2.63x1.0=4280kN>V（可以）5、承臺(tái)彎矩計(jì)算及配筋計(jì)算：1)、承臺(tái)彎矩計(jì)算：多樁承臺(tái)的彎矩可在長(zhǎng)，寬兩個(gè)方向分別按單向受彎計(jì)算:I-I截面，按3根樁計(jì)算：M=3x314.2x(0.975-0.3)=636.3kN?mn-n截面，按4根樁計(jì)算：M=4x266.7x（0.675-0.3）=400kN?mII2）、承臺(tái)配筋計(jì)算：取h=1.0m,K=1.4。0長(zhǎng)向配筋：AM636.3x106=1==2281mm長(zhǎng)向配筋：A0.9hf0.9x1000x3100y選配416@200A=201.1選配416@200A=201.1x13=2614mm2s短向配筋：AM400x106e.=1~f^-==1434mm20.9hf0.9x1000x3100y選配414@200A=153.9x18=2700mm2（構(gòu)造要求）承臺(tái)配筋圖:（七）、樁的強(qiáng)度驗(yàn)算樁的截面尺寸為300x300mm2，樁長(zhǎng)為10.0m，配筋為W16,為通長(zhǎng)配筋，鋼筋保護(hù)層厚度選40mm。因樁的長(zhǎng)度不大，樁吊運(yùn)及吊立時(shí)