1、第二屆全國大學生巖土工程競賽設計報告組長：張銘楷 電話：組員：宋延坤 電話：2017年5月13日一. 作品名稱：阿特拉斯之足二. 模型圖與說明樁基礎單元示意圖：樁基礎各結構說明：1- 飛翼：灰底白紙板 1）：增強樁基礎支撐力2）：增強樁基礎摩擦力3）：增強樁身自身剛度2- 樁身：灰底白紙板1）：將上部荷載傳至地基2）：減小地基所受壓強3）：固沙成體注1. 用于粘接的構件接頭在圖中并未完全畫出。注2. 經(jīng)測試灰底白紙板白面之間用雙面膠連接的連接強度遠高于灰面與灰面之間，灰面與白面之間的連接，故重要連接處均采用白面與白面連接為保證避免沙子進入雙面膠粘接處導致開膠，采用雙面膠外再由透明膠固定的辦法進

2、行粘接。三設計思路樁基礎承力方式主要為端部支撐力承力以及樁身摩擦力承力，而樁身摩擦力又與樁基礎進入地基深度有關，給定的深度為80cm，所以采用主要增大端承力，而輔助增大摩擦力的方法進行設計。1. 樁身：樁身采用上大下小的異形圓臺型樁身。優(yōu)點1） 圓臺型樁身上部荷載集中容易將荷載集中在樁身中部避免樁身內部應力偏移而導致樁身失穩(wěn)破壞。2） 下部因為面積增大而使一定壓力下的壓強減小從而減小下部砂層所受均布荷載，增大砂層承載力，減小砂層側向位移。3） 因為上部荷載在砂層中呈現(xiàn)曲線形逐漸增大的形式，設計成圓臺型可以減少內部灌注砂對樁身的側向膨脹力的干擾。具體樁身設計圖如下：因為圍成的圖形正視圖為等腰梯形

3、（即兩三角形相減）故應用相似可計算出圓錐母線長：2. 飛翼：飛翼采用與封底同樣大小的圓形紙片制作。優(yōu)點：1） 采用飛翼的設計方式將原本光滑摩擦力較小的樁身分為三部分，每層均有飛翼對砂層進行干擾增大樁與砂層的摩擦力。2） 因為先放樁基礎再進行填砂使得飛翼與飛翼之間也有砂層提供支撐力從而增大樁基礎的端承力，減少灌注所用沙子重量。3） 使用飛翼可以有效的將樁身內部荷載傳出，減小自身影響。具體飛翼設計圖如下：將樁身長度進行三等分：三. 制作具體樣圖：1.樁身與飛翼：2.底面：注：圖中陰影部分為預留粘膠部位。四. 實際成樁工序：1） 首先打成豎直樁孔。2） 進人工或用活瓣樁尖將已經(jīng)挖好的豎直樁孔修理成圖

4、示模樣。3） 隨挖隨用泥漿進行保護保證泥漿上部濃度高于下部濃度且盡量做到泥漿濃度自下而上逐層遞增。4） 在具體位置打出承臺（上文飛翼）。5） 灌注混凝土，樁身養(yǎng)護成型。注1. 如上述（3）不易施行可制作一種專門機械兼有挖孔和支護功能。注2. 此樁基礎雖下部擴大但總體不會超過2倍，而樁身豎直方向通常在15-20倍樁徑，所以一般坡度在1：15-1:20之間坡度較小支護合理應該不會塌孔。注3. 競賽前一天突然發(fā)現(xiàn)我們的樁基礎需要灌沙量太大臨時決定在樁身內部加一個較小的圓柱限制灌沙量而且對樁基礎穩(wěn)定性影響不大。注4. 成樁工序在4）后加入5）由專門機械中逐漸抽出泥漿并在抽出泥漿部分用鋼筋網(wǎng)與混凝土進行

5、加固。直至泥漿全部抽出，并在底面做出鋼筋混凝土保護，維護成型。6）在底層開出供圓柱體鋼筋混凝土連接的孔洞。7）自口部吊入鋼筋混凝土柱。五.樁基礎的改進：上述改進方法臨時想出有很多并不完善的地方，在此附上下一階段突圍賽對樁基礎的改進工藝及改進版的實際成樁工序。1. 突圍賽仍舊采用圓臺型樁基礎。2. 采用灌注樁與管樁結合的辦法進行制作。3. 樁身分為內部與外部兩部分，外部為灌注樁施工，內部為管樁施工。4. 適當減少樁底面積。此樁基礎比較好的解決了最初樁基礎因灌沙太多導致扣分嚴重的問題，又延續(xù)了最初樁優(yōu)良的承載性能。具體形式如下圖：六.改進樁基礎的實際成樁工序：1） 首先打成豎直樁孔。2）進人工或用活瓣樁尖將已經(jīng)挖好的豎直樁孔修理成圖示模樣。3）隨挖隨用泥漿進行保護保證泥漿上部濃度高于下部濃度且盡量做到泥漿濃度自下而上逐層遞增。4）