基礎工程》課程設計計算書班級：土木3114姓名: 吳俊林 學號：1111421205 指導老師： 龔成中日期：2014年6月歸口單位：建筑工程學院

、設計題目本次課程設計的題目：灌注樁粧基設計。、設計荷載柱底荷載效應標準組合值和柱底荷載效應基本組合值分別如表4.1、表4.2所示。表4.1題號F”(kN?m)M”(kN?m)V/kN?m)?軸⑥軸?軸?軸?軸?軸?軸?軸?軸11256176515641721691971231301122135019001640185392203126135114316502050181019119720813214112041875216020802052042131391491345204022802460242223221145158148623102690297027523123816516215372568322531702932482471741791658267035503410299264256183190170929203860372030428528119220219110313039703950323302316211223230表4.2題號F(kN)M(kN)V”(kN)?軸?軸?軸?軸?軸?軸?軸?軸?軸11580263019101982052411501401382184028002200205210243154145140321303080249021021122316415515042320331027802152142381811661745265035603120253228244193175186629103790343028625126620418819673230418037503032842742121972088336044204010332315269225224216936804690423037132630123323022810397050704520393354325242236238題號：5號柱底荷載效應標準組合值如下。A軸荷載：Fk=2040kN；Mk=242kN?m；Vk=145kN。B軸荷載：Fk=2280kN；Mk=223kN?m；Vk=158kN。C軸荷載：Fk=2460kN；Mk=221kN?m；Vk=148kN。柱底荷載效應基本組合值如下。A軸荷載：F=2650kN；M=253kN?m；V=193kN。B軸荷載：F=3560kN；M=228kN?m；V=175kN。C軸荷載：F=3120kN；M=244kN?m； V=186kN。

設計A軸柱下樁基，B、C軸柱下僅設計承臺尺寸和估算樁數。三、 地層條件及其參數地層條件及其參數詳見樁基礎課程設計任務書。四、 預制樁基設計建筑物基礎設計方案采用混凝土灌注樁，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.45m,自然地面標高同室外地坪標高。查表，該建筑樁基屬丙級建筑樁基，擬采用截面為400mm的沉管灌注樁，以⑤號土層粉沙土為持力層，樁尖伸人持力層0.6m（對于沙土不小于1.5d=600mm）,設計樁長15.0m,初步設計承臺高0.7m，承臺底面埋置深度T.60m，樁頂伸人承臺50mm。（一） 、單樁承載力計算根據以上設計，樁頂標高為T.6m，樁底標高為T6.6m，樁長為15.0m。單樁豎向極限承載力標準值單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：Q=Q+Q=u工qI+Aqulskpkpsikippk由于Qsk二3.14x400x（0.35x22+3.3x28+6.6x45+4.2x60+0.6x75）Qpk=4x3.14x0.42x2400=301kNQuk=301+1022=1173kN基樁豎向承載力設計值計算承臺底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮承臺土效應，即取nc=0,則有：Q 1173R=R=人= =586.5kN根據上部荷載初步估計樁數為:AK2 A根據上部荷載初步估計樁數為:=3.74F2040=3.74n—k=R586.5a則設計樁數為4根。7CO■<J0b-J!-uc4-承臺-2平面圖（二）、樁基的驗算根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94—2008），當按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應取其效應的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設防烈度為7度，且場地內無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。下面進行樁基豎向承載力的驗算。

根據樁數設計矩形承臺，邊長為2.2m*2.2m,方形布樁，樁中心距取1.4m，樁心距承臺邊緣均為400mm見圖（1）承臺及其上填土的總重為:G二2.2根據樁數設計矩形承臺，邊長為2.2m*2.2m,方形布樁，樁中心距取1.4m，樁心距承臺邊緣均為400mm見圖（1）承臺及其上填土的總重為:G二2.2x2.2x1.6x20二154.88kNk計算時取荷載的標準組合，則F+G2040+154.88=—k k=n=548.72<R(=586.5kN)Nkmax+Mymax=548.72+(145x0.7+242)x0.7二548.72+122二670.72kN乙y24x0.72Nkmink54872_(145x0.7+242)x0.74x0.72二548.72_122二426.72kNN二737.8kN<1.2R(=1.2x661.5=793.8kN)kminN二497.16kN>0kmin滿足設計要求，故初步設計是合理的。（三）、承臺設計根據以上樁基設計及構造要求，承臺尺寸為2.2mX2.2m，預估承臺厚0.7m（見圖2）,承臺混凝土選用C25,承臺鋼筋選用HRB400級鋼筋，F二^27N/mm2,F二H.9N/mm2；承臺tc鋼筋選用HPB335級F=300N/mm2400 14001400；400-0as。y400 14001400；400-0as。1.承臺內力計算承臺內力計算荷載采用荷載效應基本組合設計值，則基樁凈反力設計值為N=maxNmin=

minN7上=N=maxNmin=

minN7上=nFMy2650(253+193x0.7)x0.7 —“。廠oni117Ar+y__i= + =662.5+138.61=801.11kNn乙y2 4iFMy2650(253+193x0.7)x0.7一“一y__i= 一 =662.5-138.61=523.89kNn乙y2 4i2650=662.5kN44x0.724x0.72（1）柱對承臺沖切。承臺受樁沖切的承載力應滿足下式九=X0x 0ya=―ox

h0=0.34=0.70.531(在0.25~1.0之間)2.承臺厚度及受沖切承載力驗算為防止承臺產生沖切破壞，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚0.7m，承臺底保護層厚50mm，則h°=7000-60=640mm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。由于基樁為圓形樁，計算時應將截面換算成方樁，則換算方樁截面寬度為b=0.8d=0.8x400=320mmp2DC+a)+P(he+a)-Pfh0xc0yoy 0xhpt0由于Fi=F-N=2560-0=2560k由于Fii沖切系數為卩0x=卩0y卩0x=卩0y=0.840.84 =1.149X+0.2=0.531+0.20xF=2650<2[p0x(be+a0y)+P0y(hc+a0x)]pfhl hpt0=2x11.44x(0.4+1.04)+0.7x(0.4x0.34)]x1x1430x0.89=2764kN故厚度為0.95m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。（2）角樁沖切驗算。承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式：aaNi<[卩lx(c2+肓)Fy(C1+于加hp化由于Fl=Nmax=997.43kN,從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離為cl=c2=0.56m

alx=aly=0.34ma 0.34X=X=Tx= =0.486lxlyh 0.7吐和y二忌=04°^=0-816a aPa aP1x(C2P)+0iy(C1P)Efhpt0=0.962 0.56+竺廿0.467 0.56+034三112700.8922=1059kN>Nl=801.11kN故厚度為0.7m的承臺能夠滿足角樁對承臺的剪切要求。承臺受剪承載力計算承臺剪切破壞發生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，對于I—I截面a0.34九二嚴二二0.531(介于0.25~3之間)h0.64'800'800丫.25、800丿剪切系數為：-〕75=⑺=1.143九+1 0.531+1受剪切承載力高度影響系數為：0.25EhpI—I截面剪力為V=2XNmax=2x797.43=1594.86kN則Pafbh=0.974x0.744x1430x2.2x0.89二2029.0>Vhpt0故滿足抗剪切要求。承臺受彎承載力計算承臺計算截面彎矩如下。f取l-l截面，取基樁凈反力最大值Nmax二797.43kN進行計算，則M=zNy=2X9797.43x1.2=1913.83kNxiiAsl= =7964.3mm0.9fh0y因此，承臺長邊方向選122@110，則鋼筋根數為n=2200/110+l=21,實際鋼筋A$=21X380.1=7982mm2，滿足要求。對于II-II截面，取基底凈反力平均值N7二836kN進行計算。此時H0=950-80=870mm則

M=YNx=1057.5kNmyiiMA=y=4501.9mm2s2 0.9fhy0因此，承臺短邊選用JL16@170,則鋼筋根數為n=3600/170+l=23,實配鋼筋Ag23Xo201.1=4625mm（5）承臺構造設計混凝土樁樁頂伸入承臺長度50mm。兩承臺間設置連系梁，梁頂面標高-0.65m,與承臺齊平，梁寬400mm，梁內主筋上下共4112通長配筋，箍筋采用 8@200。承臺底座厚100mmC10素混凝土墊層，墊層挑出承臺邊緣100mm。Iv樁身結構設計沉管灌注樁選用C30混凝土，鋼筋選用HRB400級，箍筋HPB300。1.樁身軸向承載力驗算根據《建筑樁基礎規范》（JGJ-2008）第5.8.2條的規定，樁頂軸向壓力應符合下列規定N "屮fAmax ccpsNmax4230+1.2x211.2(301+228xNmax6 4xl.42=747.24+92.43=839.67=987.64kN計算樁身軸心抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，故取穩定系數9=1；對于擠土灌注樁，基樁施工工藝系數屮=0.8,C30級混凝土，f=14.3N/mm2,則cc申屮fA=1x0.8x14.3x14.3x106x丄x3.14x0.4cc 4=1332.8kN>Nmax（=839.67kN）故樁身軸向承載力滿足要求。樁身水平承載力驗算由設計資料得柱底傳至承臺頂面的水平承載標準值為214.8kN,每根樁基承受水平荷載為H=H=202=33.67kNikn6A1/4X3.14X40020.75譏側。柱身按構造要求配筋，樁身配6 12 縱向鋼筋，As=678.6mm,則樁身配筋率為A1/4X3.14X40020.75譏側。柱身按構造要求配筋，樁身配6 12 縱向鋼筋，As=678.6mm,則樁身配筋率為678.6滿足0.2%?0.65%之間的要求。(1.25+22&)H該式中各參數取值方法詳見樁基礎課程設計指導書。樁身為圓形截面，故ym~2,昴=0.5。由于ImboEl根據灌注樁周主要土層的類別，查表4.12,取樁側土水平抗力系數的比例系數觀=25MN/m\圓形樁樁身的計算寬度為仇=0.9X(1.5/+0.5)=0.9X(1.5X0.4+0.5)=0.99m根據EI=Q.85EJoIo==W0cZ/2aE=E3/Ec對C30級混凝土，有Ec=3.0x104N/mm2對HRB400級鋼筋，有Es二2.0x105N/mm2扣除保護層厚度的樁直徑為d0二0.4一0.07二0.33m叭=欝0+2仏一1)&如兀42+兀42+2x32|4f^-l)X0.54%X0.33^=6.583X10~3mA=WM/2=6.583X10~3X0.4/2=1.317X10~3m4EI=0.85EJo=O.85X2.80X104XL317X10_3=31.34MN?m2_Imb_Imb0El樸。?99=o.953口31.34u取值；由于樁的入土深度h二17.0m,樁與承臺為固接，ah二0.953x17二16.2>4,M取ah二4,由表4-1查得u二0.926。M

An=^ri+(aE-l)(oJ=^XO.42X)+(矜一1)XO.54%'=0.13m2Nk取在荷載效應標準組合下樁頂的最小豎向力(用該值計算所得單樁水平承載力特征值最小)，由前面計算得Nk=505.lkN,貝！|心=。?75奢叫山+%)(1+般)x(1.25+22x0.0054)x|1+0.5x497.16x103]2x1.43x(1.25+22x0.0054)x|1+0.5x497.16