預(yù)制樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　預(yù)制樁基課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　預(yù)制樁基課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　本次課程實(shí)際題目：預(yù)制樁基設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)荷載</b&g

2、t;</p><p>　　題號(hào)：8號(hào)設(shè)計(jì)c軸柱下樁基，A,B軸柱下僅設(shè)計(jì)承臺(tái)尺寸和估算樁數(shù)</p><p>　　柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如下。</p><p>　　軸荷載：Fk=2670kN Mk=299kN.M Vk=183kN</p><p>　　軸荷載：Fk=3550kN Mk=264kN.M Vk=190kN</p&g

3、t;<p>　　軸荷載：Fk=3720kN Mk=256kN.M Vk=170kN</p><p>　　柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下。</p><p>　　軸荷載：F=3360kN M=332kN.M V=225kN</p><p>　　軸荷載：F=4420kN M=315kN.M V=224kN</p><p>

4、;　　軸荷載：F=4010kN M=269kN.M V=216kN</p><p>　　3.地層條件及其參數(shù)</p><p><b>　　1）. 地形</b></p><p>　　擬建建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，局部堆有建筑垃圾。</p><p><b>　　2）.工程地質(zhì)條件</b></p>

5、;<p>　　自上而下土層依次如下：</p><p>　　號(hào)土層：素填土，厚度1.5m，稍濕，松散，承載力特征值fak=95kPa。</p><p>　　號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，厚度3.3m，流塑，承載力特征值fak=65kPa。</p><p>　　③號(hào)土層：粉砂，厚度6.6m，稍密，承載力特征值fak=110kPa。</p><p&g

6、t;　　④號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，厚度4.2m，濕，可塑，承載力特征值fak=165kPa</p><p>　?、萏?hào)土層：粉砂層，鉆孔未穿透，中密-密實(shí)，承載力特征值fak=280kPa。</p><p>　　3）.巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　表1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)</p><p>　　表2

7、 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsk</p><p><b>　　4）.水文地質(zhì)條件</b></p><p>　　擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。</p><p>　　地下水位深度：位于地表下　</p><p><b>　　5）.場(chǎng)地條件</b></p>

8、<p>　　建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度７度，場(chǎng)地內(nèi)無液化砂土，粉土。</p><p>　　４．預(yù)制樁基設(shè)計(jì) </p><p>　　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-4.5m,自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。該建筑樁基屬丙級(jí)建筑基樁，擬采用截面為400m*400m的混凝土預(yù)制方樁，以④號(hào)土層粉質(zhì)粘土為持力層，樁尖深入1.2m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)12.0

9、m，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高1.0m，承臺(tái)底面埋置深度-1.60m，樁頂伸入承臺(tái)50mm。</p><p>　　1）.單樁承載力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高為-1.6m，裝底標(biāo)高為-13.6m，樁長(zhǎng)12m。</p><p>　　單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：</p>

10、<p>　　Quk= Qsk+ Qpk = up∑qsikli+ Apqpk</p><p><b>　　由于</b></p><p>　　Qsk=4×0.4×（0.4×22+3.3×28+6.6×45+1.75×60）=805.12kN</p><p>　　Qpk=0.4&

11、#215;0.4×900=144kN</p><p><b>　　則</b></p><p>　　Quk=805.12+144=949.12kN</p><p>　　2）.樁基豎向承載力特征值 </p><p>　　承臺(tái)底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮成太土效應(yīng)取</p>&l

12、t;p><b>　　ηc=0，則有</b></p><p>　　R= Ra ===474.56kN</p><p>　　根據(jù)上部荷載初步估計(jì)粧數(shù)為</p><p>　　n= ==7.1856</p><p><b>　　則設(shè)計(jì)粧數(shù)為8根。</b></p><p>　　3

13、）.樁基豎向承載力驗(yàn)算</p><p>　　根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，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)標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地內(nèi)無可液化砂土，因此不進(jìn)行地震效應(yīng)的承載力驗(yàn)算。</p><p>　　根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)，取承臺(tái)變長(zhǎng)為3.20m×3.2m，矩形布樁，樁中心距取3.0d，則s=3.2×400=

14、1280mm，取s=1200mm，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。</p><p>　　承臺(tái)及其上土壤的總重為</p><p>　　Gk =3.2×3.2×1.6×20=327.68kN</p><p>　　計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則</p><p>　　Nk ===466.46﹤R（=474.56）</p&g

15、t;<p>　　Nkmax= Nk+=466.46+88.75=555.21</p><p>　　Nkmin= Nk-=466.46-88.75=377.71</p><p><b>　　因此</b></p><p>　　Nkmax=555.21＜1.2R(=1.2*474.56=569.472)</p><p

16、>　　Nkmin=377.71＞0</p><p>　　滿足設(shè)計(jì)要求,故初步設(shè)計(jì)是合理的</p><p><b>　　4）.承臺(tái)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸為3.2×3.2m，預(yù)估承臺(tái)厚1.0m，承臺(tái)選用選用C25，?t=1.27N/mm2，?c=11.9N/mm2；承臺(tái)鋼筋選用HRB3

17、35級(jí)鋼筋，?y=300N/mm2.</p><p><b>　　承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　承臺(tái)你內(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</p><p>　　Nmax=+=+=501.25+86.25=587.5kN Nmin=-=-=501.25-86.25=415kN</p><p>　

18、　N===501.25kN</p><p>　　5）.承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算</p><p>　　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1.0m，承臺(tái)底保護(hù)層厚度60mm，則h0=800-60=960mm。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。</p><p><b>　　6）.柱對(duì)承臺(tái)沖切</b>&l

19、t;/p><p>　　承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式：</p><p>　　Fl≤2{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhp?th0</p><p>　　由于Ft=F-4010-0=4010kN，則沖垮比為</p><p>　　λox===0.83</p><p>　　λoy===0.83</p>

20、;<p><b>　　沖切系數(shù)為</b></p><p>　　Β0x===0.82</p><p>　　Β0y===0.82</p><p>　　2{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhp?th0</p><p>　　=2×{0.82×（0.4+0.8）+0.82

21、5;（0.4+0.8）}×1×1270×0.96</p><p>　　=4798.77kN＞Fl（=4010kN）</p><p>　　故厚度為1.0m的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。</p><p><b>　　7）.角樁沖切驗(yàn)算</b></p><p>　　承臺(tái)受角樁的承載力應(yīng)滿足下式

22、：</p><p>　　N/≤{β1x（c2+）+β1y（c1+）}βhp?th0</p><p>　　由于Nl=Nmax=587.5kN，從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)邊緣距離為</p><p>　　c1=c2=0.6m</p><p><b>　　a1x=0.8m</b></p><p><b>

23、;　　a1y=0.96m</b></p><p>　　λ1x===0.833</p><p><b>　　λ1y===1.0</b></p><p>　　β1x===0.54</p><p>　　β1x===0.47</p><p>　　{β1x（c2+）+β1y（c1+）}βhp?t

24、h0</p><p>　　=1284.1kN＞N/max（=587.5kN）</p><p>　　故厚度為1.0m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求。</p><p>　　8）.承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算</p><p>　　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</p><p>　　λoy===0.

25、833（介于0.25-3之間）</p><p><b>　　剪切系數(shù)為</b></p><p><b>　　α===0.78</b></p><p>　　受剪切承載力高度影響系數(shù)計(jì)算：β=(800/h0)，β=800/960=0.955故取βha=1</p><p><b>　　I-I截面

26、剪力為</b></p><p>　　V=2N/max2×587.5=1175KN</p><p>　　Βhsα?tb0h0=1×0.78×1.27×1000×3.2×0.96</p><p>　　=3043.1232kN＞V=1175</p><p><b>　

27、　故滿足抗剪切要求。</b></p><p><b>　　承臺(tái)受彎承載力計(jì)算</b></p><p>　　承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下。</p><p>　　對(duì)于I-I截面，取基樁凈反力最大值N/max=581.45進(jìn)行計(jì)算，則</p><p>　　yi=1600-200=1400mm=1.4m</p>

28、<p>　　Mx=∑Niyi=2×587.5×1.4=1645kN.m</p><p>　　Asl===6346.25mm2</p><p>　　因此，承臺(tái)長(zhǎng)邊方向選用 二級(jí)鋼筋22@100，鋼筋數(shù)為</p><p>　　n=2000/14+1=18</p><p>　　取，18Φ22@180實(shí)際鋼筋A(yù)s=68

29、42.4mm2，滿足要求</p><p>　　對(duì)于II-II截面，取基樁凈反力平均值N=501.25進(jìn)行計(jì)算</p><p><b>　　此時(shí) </b></p><p>　　ho=1000-80=920mm</p><p>　　xi=1000-200=800mm=0.8m</p><p><

30、;b>　　則 </b></p><p>　　My=∑NiXi=4×501.25×0.8=1604kN.m</p><p>　　Asl===6188.3 mm2</p><p>　　因此，承臺(tái)短邊方向選用18二級(jí)直徑22@180，鋼筋根數(shù)為</p><p>　　n=3200/180+1=18，&

31、lt;/p><p>　　取18二級(jí)直徑22@180`，實(shí)際鋼筋A(yù)s=6842.4mm2，滿足要求</p><p><b>　　9）承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p>　　混凝土樁樁頂伸入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm，兩承臺(tái)間設(shè)置連系梁，梁頂面標(biāo)高-0.8m，與承臺(tái)平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm，梁高400mm，梁內(nèi)主筋上下共四根一級(jí)鋼筋直徑12通長(zhǎng)配筋

32、，箍筋采用一級(jí)鋼筋直徑為8間距為200.承臺(tái)底做100mm厚C10混凝土墊層，墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm。</p><p><b>　　5.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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)。</p><p>　　根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，樁頂軸向壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：</p>&

33、lt;p>　　Nmax≤φψc?caps</p><p><b>　　Nmax=+</b></p><p><b>　　=+</b></p><p>　　=550.402+151.5625</p><p>　　=701.9645kN</p><p>　　計(jì)算樁基軸心抗壓

34、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/mm2，則</p><p>　　Φψc?cA=1×0.85×14.3×106×0.42</p><p>　　=1944.8kN＞Nmax（=701.9645）</p><p>　　故樁身軸向承載力滿足要

35、求。</p><p><b>　　6.樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p>　　樁身按構(gòu)造要求配筋，選用8根直徑為14的HRB335級(jí)鋼筋通長(zhǎng)配筋；箍筋選用直徑為6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。采用打入發(fā)沉樁，樁頂設(shè)置三層直徑為6的間距為50mm的鋼筋網(wǎng)，樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，樁尖0.

36、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。</p><p><b>　　7.吊裝驗(yàn)算</b></p><p>　　由于樁的長(zhǎng)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。</p><p>　　起吊點(diǎn)距樁兩端距離為

37、 </p><p>　　a=0.207L=0.207×12=2.484m</p><p>　　則吊起時(shí)樁身最大彎矩為</p><p>　　Ml=0.0214×10.8×（0.42×25）×122</p><p><b>　　=9.86kN.m</b></p>

38、<p>　　樁身配筋驗(yàn)算；混凝土采用C30級(jí)，鋼筋采用HRB335級(jí)，則?c=14.3N/mm2， ?y=300 N/mm2，由于b=400mm，h0=400-40=310mm，每邊配3根直徑為14的二級(jí)鋼筋， As=461 N/mm2，則</p><p>　　x===24.18mm</p><p>　　Mu=α1?cb（h0-）</p>

39、<p>　　=1.0×14.3×400×24.18×(360-)</p><p>　　=48.12×106N.mm</p><p>　　=48.12kN.m</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　Mu＞Ml</b&

40、gt;</p><p>　　故樁身配筋滿足吊裝要求。</p><p>　　8.估算A.B軸線柱下粧數(shù)</p><p><b>　　1）.粧數(shù)估算</b></p><p>　　設(shè)計(jì)A B 軸線下的樁基礎(chǔ)的方法和C軸線下相同。單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為949.12KN，基樁豎向承載力特征值為474.56KN.</p>

41、<p>　　軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=2670kN Mk=299kN Vk=183kN</p><p>　　根據(jù)軸下荷載初步估算軸柱下根數(shù)，</p><p>　　n===5.626 取n=6</p><p>　　則A軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為6根。</p><p>　　B軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=355kN Mk=264kN

42、 Vk=190kN</p><p>　　根據(jù)B軸下荷載初步估算B軸柱下根數(shù)，</p><p>　　n===7.48 取n=8</p><p>　　則B軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為8根。</p><p>　　2）.承臺(tái)平面尺寸確定</p><p>　　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)平面尺寸為2.8m×2.8

43、m，莊中心距取800mm，樁心與承臺(tái)邊緣距離400mm。</p><p>　　根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)，設(shè)計(jì)B軸線承臺(tái)變長(zhǎng)為3.2m×3.2m，矩形布樁，樁中心距取0.8d，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。</p><p><b>　　9.設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，可繪制出樁基平面布置圖和樁基大

44、樣圖。</p><p><b>　　10.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　«建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范» ，中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p>　　«建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范» ，中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p>　　«建筑樁基技術(shù)規(guī)范» ，中國建