寫字樓《基礎工程》課程設計

1、<p>　　《基礎工程》課程設計說明書</p><p><b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　學生姓名： </b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　班 級：</b>

2、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、設計資料3</b></p><p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)資料3</p><p>　　1.2 建筑物場地資料3</p><p>　　2、選擇樁型、樁端持力層、承臺埋深4</p>

3、<p>　　2.1 選擇樁型4</p><p>　　2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深4</p><p>　　3、確定單樁極限承載力標準值5</p><p>　　4、確定樁數(shù)和承臺底面尺寸6</p><p>　　5、確定復合基樁豎向承載力設計值7</p><p>　　6、樁頂作用驗算8</

4、p><p>　　7、樁基礎沉降驗算8</p><p>　　8、樁身結(jié)構(gòu)設計計算11</p><p><b>　　9、承臺設計12</b></p><p>　　9.1 承臺受沖切承載力驗算12</p><p>　　9.1.1 柱邊沖切12</p><p>　　9.1.2

5、 角樁向上沖切13</p><p>　　9.2 承臺受剪切承載力計算13</p><p>　　9.3 承臺受彎承載力計算14</p><p><b>　　1、設計資料</b></p><p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)資料</p><p>　　某寫字樓為多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，底層平面布置如圖1所示，已

6、知上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎頂面的荷載設計值為軸力N=3450kN，彎矩M=240kN.m，柱截面尺寸為400mm×400mm。</p><p><b>　　圖1 底層平面布置</b></p><p>　　1.2 建筑物場地資料</p><p>　　擬建建筑物場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦，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

7、水，地下水位距離地表1.0m，根據(jù)已有資料，該場地地下水對混凝土沒有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學指標見表1.</p><p>　　表1 各土層物理力學指標</p><p>　　2、選擇樁型、樁端持力層、承臺埋深</p><p><b>　　2.1 選擇樁型</b></p><p>　　因為框架跨度

8、大而且不均勻，柱底荷載大，不宜采用淺基礎。根據(jù)施工場地、地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎。因鉆孔灌注樁泥水排泄不變，為了減少對周圍環(huán)境污染，采用靜壓預制樁。靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機將預制樁壓入地基中的施工方法。靜壓法沉樁具有無噪聲、無振動、無沖擊力、施工應力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點。這樣可以較好的保證樁身質(zhì)量，并在較短的施工工期完成沉樁任務，同時，當?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)力量、施工設備以及材料供應也為采用靜壓樁提供可能性。&

9、lt;/p><p>　　2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深</p><p>　　依據(jù)地基土的分布顯示：第①層是深黃色粉質(zhì)粘土，土厚2m；第②層是淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土厚6m；第③層是褐黃色粉質(zhì)粘土，土厚7m；第④層是暗綠色粉質(zhì)粘土，土厚10m；第⑤層是灰色粉質(zhì)粘土，土厚15m。由各土層物理力學指標可以看出，第④層土的壓縮模量較大，難以壓縮。根據(jù)規(guī)范，軟土地基樁基設計原則應該符合：軟土中樁基應該符

10、合選擇中低壓縮性土層作為樁端的持力層。所以，第④層是比較適合的樁端持力層。樁端全斷面進入持力層1.0m(>2d)，工程樁入土深度為h。</p><p>　　故：h=15.0+1.0=16.0m</p><p>　　由于第①層厚2.0m，地下水位為距離地表1.0m，為了使地下水對承臺沒有影響，所以選擇承臺底進入第①層土1.0m，即承臺埋深1.0m，樁基礎的有效樁長即為16.0-1.0=

11、15.0m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗關系建議：樓層<10時，樁邊長取300～400，故取400mm×400mm，由施工設備要求，樁分為兩節(jié)，上段長7.5m,下段長7.5m，實際樁長比有效樁長長1.3m。這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺一定長度而留有的余地，樁基礎以及土層分布示意圖如下。</p><p>　　3、確定單樁極限承載力標準值</p><p>　　本

12、設計屬于二級建筑樁基，當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁設豎向承載力標準值時，按下式計算：</p><p>　　式中——樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標準值如無當?shù)亟?jīng)驗值時可按《建</p><p>　　筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94-94取值。</p><p>　　——極限端阻力標準值如無當?shù)亟?jīng)驗值時可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)</p><p&g

13、t;　　范》JGJ 94-94取值。</p><p>　　根據(jù)表1地基各土層物理、力學指標，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008查表得極限樁側(cè)、樁端阻力標準（表2）</p><p>　　表2 極限樁側(cè)、樁端阻力標準值</p><p>　　按經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標準值：</p><p>　　=4×0.4

14、15;[80.72×(2.0-1.0)+21.00×6.0+38.80×7.0+70.48×1.0]</p><p>　　+0.4×0.4×2496</p><p>　　=878.08+399.36=1277.44KN</p><p>　　則單樁豎向承載力設計值：</p><p>　

15、　R= ==638.72KN</p><p>　　所以最終按經(jīng)驗參數(shù)法計算單樁承載力設計值，即采用R=638.72kN，初步確定樁數(shù)。</p><p>　　4、確定樁數(shù)和承臺底面尺寸</p><p>　　基礎頂面的荷載設計值如下：</p><p>　　軸力N=3450KN 彎矩M=240KN.m 水平剪力H=150KN</p

16、><p>　　初步估算樁數(shù)，由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數(shù)，規(guī)范中建議取1.1~1.2，現(xiàn)在取1.1的系數(shù)，即：(根)</p><p>　　取n=6根，樁距，取=1.20m，樁位平面布置如圖4.1，</p><p>　　承臺底面尺寸為3.1m×1.9m</p><p>　　5、確定復合基樁豎向承載力設計值</p>&

17、lt;p>　　該樁基屬于非端承樁，并n>3，承臺底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺底面不會與土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應，按復合基樁計算豎向承載力設計值。</p><p>　　考慮承臺效應的復合基樁豎向承載力特征值宜按想面公式計算：</p><p><b>　　不考慮地震作用：</b></p><p>　　式中—

18、—承臺效應系數(shù)，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008表5.2.5取</p><p><b>　　值</b></p><p>　　——承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)各層土的地基承載</p><p>　　力特征值按厚度加權(quán)平均值</p><p>　　——計算樁基所對應的承臺底凈面積</p>&

19、lt;p><b>　　按公式得：</b></p><p>　　基樁對應的承臺底凈面積：</p><p>　　根據(jù) 查表得=0.068</p><p><b>　　標準值</b></p><p><b>　　設計值</b></p><p>&l

20、t;b>　　則有：</b></p><p><b>　　6、樁頂作用驗算</b></p><p>　　按上部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎頂面的荷載設計值計算：</p><p>　　F=N=3450KN，M=240KN.m，Q=H=150KN。 </p><p>　　承臺高度設為0.9m等厚，埋深d=1.0m

21、，荷載作用于承臺頂面。</p><p>　　該建筑物樁基安全等級為二級，建筑物的重要性系數(shù)</p><p><b>　　樁頂平均豎向力：</b></p><p><b>　　KN</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><

22、;b>　　7、樁基礎沉降驗算</b></p><p>　　對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最終沉降量計算可采用等效作用分層總和法。則樁基任一點最終沉降量可用角點法按下公式去計算：</p><p>　　s——樁基最終沉降量（mm）</p><p>　　s′ ——采用布辛奈斯克解，按實體深基礎分層總和法計算出的樁基沉降量</p>&l

23、t;p><b>　　(mm)；</b></p><p>　　ψ——樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，當無當?shù)乜煽拷?jīng)驗時可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)</p><p>　　范》JGJ94-2008 中5.5.11 條確定； </p><p>　　ψe——樁基等效沉降系數(shù)，可按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008第 5.5.9</p><p

24、><b>　　條確定；</b></p><p>　　m ——角點法計算點對應的矩形荷載分塊數(shù)；</p><p>　　——第 j 塊矩形底面在荷載效應準永久組合下的附加壓力(kPa)；</p><p>　　n ——樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；</p><p>　　Esi——等效作用面以下第 i 層土的壓縮模

25、量(MPa)，采用地基土在自重壓</p><p>　　力至自重壓力加附加壓力作用時的壓縮模量；</p><p><b>　　按公式可得：</b></p><p>　　豎向荷載標準值F=3450/1.35=2555.6KN</p><p><b>　　基地處壓力</b></p><

26、p><b>　　基地自重壓力</b></p><p><b>　　基地處附加應力</b></p><p>　　樁端平面下的土的自重應力和附加應力</p><p>　　根據(jù)規(guī)范公式：則得對于本基礎設計</p><p><b>　　當在z=0時：</b></p>

27、<p><b>　?、诋斣趜=2m時：</b></p><p><b>　?、郛斣趜=5m時：</b></p><p><b>　?、墚斣趜=7m時：</b></p><p><b>　?、莓斣趜=9時：</b></p><p>　　將以上的數(shù)

28、據(jù)整理可得表3</p><p>　　由表3可得在z=7m處，=0.16<0.2，所以去計算沉降量。</p><p><b>　　由表3得有表4</b></p><p><b>　　表4</b></p><p><b>　　故：</b></p><p&g

29、t;　　由規(guī)范可得：，故去沉降經(jīng)驗系數(shù)ψ=1.0</p><p><b>　　短邊方向樁數(shù)</b></p><p><b>　　根據(jù)規(guī)范，查表得：</b></p><p>　　所以，六樁樁基礎最終沉降量</p><p><b>　　滿足要求</b></p><

30、;p>　　8、樁身結(jié)構(gòu)設計計算</p><p>　　采用單點吊立的強度進行樁身配筋設計。吊立位置在距樁頂、樁端平面，K=1.3，。樁身長采用混凝土強度C30,II級鋼筋，所以：</p><p><b>　　樁身截面有效高度</b></p><p><b>　　樁身受拉主筋面積</b></p><p

31、>　　選用，整個截面的主筋為，配筋率為％>％，其他構(gòu)造要求配筋見施工圖。</p><p><b>　　樁身強度為：</b></p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p><b>　　樁的箍筋計算：</b></p><p><b>　　9

32、、承臺設計</b></p><p>　　承臺底鋼筋混凝土保護層厚度取70mm，混凝土強度等級為C20，采用HPB335級鋼筋，樁頂伸入承臺50mm。</p><p>　　扣除承臺和其上填土自重后的樁頂豎向力設計值：</p><p>　　9.1 承臺受沖切承載力驗算</p><p>　　9.1.1 柱邊沖切</p>&

33、lt;p>　　沖切力 </p><p>　　受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計算</p><p><b>　　沖垮比與系數(shù)的計算</b></p><p>　　9.1.2 角樁向上沖切</p><p>　　9.2 承臺受剪切承載力計算</p><p>　　剪跨比與以上沖垮比相同<

34、/p><p>　　受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計算</p><p><b>　　對Ⅰ-Ⅰ斜截面</b></p><p>　　剪切系數(shù) </p><p><b>　　對Ⅱ-Ⅱ斜截面</b></p><p>　　剪切系數(shù) </p>&