______________________________________________________________________________________________________________設(shè)計(jì)題目本次課程設(shè)計(jì)題目：預(yù)制樁基設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)荷載(1)柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如下：○軸荷載：F=1632kNMk=195?mkNV=86kNAkk○軸荷載：F=1980kNM=164?mkNV=93kNBkkk○軸荷載：F=1342kNM=187?mkNV=96kNCkkk（2）柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下：○軸A荷載：F=2203.2M=kN263.3kN?mV=116.1kN○軸B荷載：F=2673kNM=221.4kN?mV=125.5kN○軸C荷載：F=1811.7M=kN252.5kN?mV=129.6kN設(shè)計(jì)B軸柱下樁基，A,C軸柱下僅設(shè)計(jì)承臺(tái)尺寸和估算樁數(shù)。二、設(shè)計(jì)資料、地層條件及其參數(shù)某住宅樓，六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑場(chǎng)地位于城郊建筑室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.00，室外地面標(biāo)高為-0.15m地下水位位于地表以下3.3m，柱底標(biāo)高-0.7m。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)：乙級(jí)工程地質(zhì)條件：該建筑物地處二級(jí)階地，土層分布、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見下表設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010--2002）；建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94--2008）。精品資料

______________________________________________________________________________________________________________地基承載γw土層編號(hào)層厚cφES土層名稱eIL/kN/m/%力特征值3/m/kPa/°/MPafak/kPa1填土0.818.033.252褐黃色粉質(zhì)黏土1.818.027.80.810.483025.56.419.34.5灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土2.017.838.81.091.18143456灰色淤泥質(zhì)黏土3.517.053.11.511.291210.52.1褐色粉質(zhì)黏土4.018.035.41.020.801618.54.8250草黃色粉質(zhì)黏土>20.018.524.70.710.313625.07.8320三、預(yù)制樁基設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案采用混凝土預(yù)制樁，具體設(shè)計(jì)方案如下：室外地坪標(biāo)高為-0.15m,自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。該建筑樁基屬乙級(jí)建筑基樁，擬采用截面為400mm*400mm的混凝土預(yù)制方樁，以6號(hào)土層草黃色粉質(zhì)黏土為持力層，樁尖深入1.2m，設(shè)計(jì)樁長11.0m，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高0.8m，承臺(tái)底面埋置深度-1.50m，樁頂伸入承臺(tái)50mm。1、單樁承載力計(jì)算根據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高為-1.5m，裝底標(biāo)高為-12.6m，樁長11m。精品資料______________________________________________________________________________________________________________（1）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：Quk=Q+Q=∑uql+qAskpkpsikippk由于Qsk=4×0.4×（78×1.25+32×2+32×3.5+50×4.0+78×0.25）=789kNQpk=0.4×0.4×2800=448kNQuk=789+448=1237kN則（2）基樁豎向承載力特征值本工程不考慮承臺(tái)土效應(yīng)，取ηc=0，則有Q1237R=aR=uk==618.5kNK2根據(jù)上部荷載初步估計(jì)粧數(shù)為n==1980=3.20FkR618.5a則設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。______________________________________________________________________________________________________________2、樁基豎向承載力驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94--2008），當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取其效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值。本工程不進(jìn)行地震效應(yīng)的承載力驗(yàn)算。根據(jù)樁數(shù)及承臺(tái)構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)為矩形承臺(tái)，取承臺(tái)邊長為2.4m×2.4m，矩形布樁，樁中心距取4d，則s=4×400=1600mm，取s=1600mm，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。承臺(tái)及其上填土的總重為Gk=2.4×2.4×1.5×20=172.8kN計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則N==﹤R（=618.5kN）FG1980172.8=538.2kNkkkn4）=538.2+74.5=612.N=N+My=538.2+（93×0.8164×0.8maxkmaxky4×08×0.827kNN=-NMy=538.2-74.5=463.7kNmaxkminky2因此精品資料______________________________________________________________________________________________________________N=612.7kN＜1.2R(=×618.2.5=742.2kN)kmaxN=463.7kN＞0kmin滿足設(shè)計(jì)要求,故初步設(shè)計(jì)是合理的。3、承臺(tái)設(shè)計(jì)根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸為2.4×2.4m，預(yù)估承臺(tái)厚0.8m，承臺(tái)混凝土選用C25，?t=1.27N/mm，?=11.9N/mm；22c承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)鋼筋，?y=300N/mm.2（1）承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算采用荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為2673125.6×0.8221.4）×0.8（N=F+My=maxyyin44×0.8×0.8i2精品資料______________________________________________________________________________________________________________=668.3+100.6=768.9kNN=-Myi=668.3-100.6=567.7kNyFminyni2N=F=2673=668.3kNn4（2）承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生沖切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有一定厚度，初步設(shè)計(jì)厚度0.8m，承臺(tái)底保護(hù)層厚度50mm，則h=800-60=740mm。0分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)行計(jì)算，以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性?！鹬?對(duì)承臺(tái)沖切承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式：F≤2[β0x（b+a）oy+βoy（b+a）ox]βhpt?h0lcc由于Fl=F-=2673-0=2673kN，則沖垮比為Niλox==0.4=0.54aoxh0.740λoy==0.4=0.54aoyh0.740沖切系數(shù)為Βox===1.1350.840.840x0.20.540.2Βoy===1.1350.840.840y0.20.540.22[β0x（b+a）coy+βoy（b+a）c]β?hoxhpt0=2×[1.135×（0.4+0.4）+1.135×（0.4+0.4）]×1×1270×0.74=3413.4kN＞F（l=2673kN）故厚度為0.8m的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。精品資料______________________________________________________________________________________________________________○角2樁沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁的承載力應(yīng)滿足下式：N≤{lβ1x（c+2a1y）+β1y（c+1a1x）}βhpt?h022由于N=N=768.9kN，從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)邊緣距離為lmaxc=c=0.6m12a=0.4m1xa=0.4m1yλ1x=a=0.4=0.541xh0.740λ1y=a=0.4=0.541yh0.740β1x=0.56=0.56=0.5750.20.740.21xβ1x=0.56=0.56=0.5750.21.00.21y[β1x（c+2a1y）+β1y（c+1a1x）]βhpt?h022=1259.2kN＞Nmax（=768.9kN）故厚度為0.8m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求?！鸪?臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，對(duì)于I-I截面aλoy==0.4=0.54（介于0.25-3之間）0yh0.740精品資料______________________________________________________________________________________________________________剪切系數(shù)為α=1.75=1.75=1.13610.541受剪切承載力高度影響系數(shù)計(jì)算：由于h<800mm,故取βha=10I-I截面剪力為V=2N=2max×768.9=1537.8kN則βhsα?t0bh=10×1.136×1.27×1000×2.4×0.74=2562.3kN＞V=1537.8kN故滿足抗剪切要求?！鸪?臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下：對(duì)于I-I截面，取基樁凈反力最大值N=768.9kN進(jìn)行計(jì)算，則maxy=800-200=600mm=0.6miM=∑Ny=2×768.9×0.6=922.7?mkNxiiA=M=922.7106=4618mm2slx0.9fh0.9300740y0選用1520@160,平行y軸布置，實(shí)際鋼筋A(yù)=4713mm，滿足Φ2s要求。對(duì)于II-II截面，取基樁凈反力平均值N=668.3kN進(jìn)行計(jì)算，則x=800-200=600mm=0.6miM=∑Nx=2×668.3×0.6=802?mkNyii精品資料______________________________________________________________________________________________________________A==802106=40142mmMys20.9fh0.9300740y0選用1618@150,平行x軸布置，實(shí)際鋼筋A(yù)=4072mm，滿足2sΦ要求?！鸪?臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁樁頂伸入承臺(tái)長度為50mm，兩承臺(tái)間設(shè)置連系梁，梁頂面標(biāo)高-0.7m，與承臺(tái)平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm，梁高400mm，梁內(nèi)主筋上下共4φ12通長配筋，箍筋采用φ8@200.承臺(tái)底做100mm厚C10混凝土墊層，墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm。四、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30，鋼筋選用HRB335級(jí)。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）第5.8.2條的規(guī)定，樁頂軸向壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：N≤ψc?cApsmaxFGN=+Myyiymaxni2=+26731.2172.84（221.4125.60.8）0.840.80.8=720.1+100.6=820.7kN計(jì)算樁基軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，故取穩(wěn)定系數(shù)φ=1；對(duì)于預(yù)制樁，基樁施工工藝系數(shù)ψc=0.85；C30級(jí)混凝土，?c=14.3N/mm，則2精品資料______________________________________________________________________________________________________________Φψcc?A=1×0.85×14.3×10×0.432=1944.8kN＞N（=820.7kN）max故樁身軸向承載力滿足要求。五、樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)樁身按構(gòu)造要求配筋，選用8Φ14的HRB335級(jí)鋼筋通長配筋；箍筋選用φ6的HPB235級(jí)鋼筋，間距200mm，距樁頂2m范圍內(nèi)間距50mm，距樁頂2-4m范圍內(nèi)間距100mm。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置三層φ6@50的鋼筋網(wǎng)，層距為50mm，樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m范圍內(nèi)箍筋加密，間距50mm，樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。六、吊裝驗(yàn)算由于樁的長度不大，樁身吊裝時(shí)采用二點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位置如圖所示。起吊點(diǎn)距樁兩端距離為精品資料______________________________________________________________________________________________________________a=0.207L=0.207×11=2.28m則吊起時(shí)樁身最大彎矩為M=0.0214kql2l=0.0214×1.3×（0.42×25）×112=13.46kN·m樁身配筋驗(yàn)算；混凝土采用C30級(jí)，鋼筋采用HRB335級(jí)，則?=14.3N/mm，?y=300N/mm2，由于b=400mm，2ch=400-40=360mm，每邊配314，A=4612，mm則Φ0s300461x=fAy==24.18mmsfb1.014.34001cMu=α?bx(h-)x1c02=1.0×14.3×400×24.18×(360-)24.182=48.12×10N.mm6=48.12kN.m所以M＞Mul故樁身配筋滿足吊裝要求。七、估算○、○軸線柱下樁數(shù)AC1、樁數(shù)估算設(shè)計(jì)○、○軸線下的樁基礎(chǔ)的方法和○軸線下相同。單樁極限承ACB載力標(biāo)準(zhǔn)值為1237kN，基樁豎向承載力特征值為618.5kN。○軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為F=1632kNM=195?mkNAkk精品資料______________________________________________________________________________________________________________V=86kNk根據(jù)○軸荷載初步估算○軸柱下樁數(shù)，AAn=F=1632=2.64取n=4kR618.5則○軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。A○軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為F=1811.7M=kN252.5kN?mCV=129.6kN根據(jù)○軸下荷載初步估算○軸柱下樁數(shù)，CCn=F=1342=2.17取n=4kR618.5則○軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。C2、承臺(tái)平面尺寸確定根據(jù)估算的樁數(shù)和承臺(tái)構(gòu)造要求，設(shè)計(jì)○、○軸線承臺(tái)與○軸線ACB承臺(tái)相同，承臺(tái)邊長為2.4m，樁中心距取1600mm，樁心與承臺(tái)邊緣距離400mm?！?、○軸承臺(tái)布置同○軸。ACB八、樁基沉降驗(yàn)算對(duì)○軸驗(yàn)算B1、計(jì)算PoG=γGAd=20×2.4×2.4×1.5=172.8kNP==1980172.8=374kPaσc=18×1.5=27kPaFGA2.4×2.4P=P-oσc=374-27=347kPa2、計(jì)算○軸承臺(tái)中心下附加應(yīng)力σz，確定沉降計(jì)算深度，如下表：B精品資料______________________________________________________________________________________________________________B軸承臺(tái)中心αcIσz=4αcIoP0.253470.175242.912.420.084116.59213.630.04562.4640.02737.4760.01824.9840.01318.0440.00912.4920.0079.716點(diǎn)l/bz(m)z/b0123456781101.2011117.2114.8656788.49.6考慮相鄰承臺(tái)的影響，計(jì)算如下表：B軸相鄰影響l/bz(m)z/bαcσz=4(αc1-αc2)Po點(diǎn)01236466642.420.1370.1352.77643.630.0970.0935.552644.840.0730.0678.328650.0570.059.7164041.200.250.25010.2040.2040