基礎工程課程設計
本次課程實際題目：框架結構樁基礎設計
15號 b軸
（1） 柱底荷載效應標準組合值如下。
軸荷載：fk=2280kn mk= vk=158kn
(3) 柱底荷載效應基本組合值如下。
軸荷載：f=3560kn m= v=175kn
擬建建築場地地勢平坦，區域性堆有建築垃圾。
自上而下土層依次如下：
1 號土層：素填土，厚度1.5m，稍溼，鬆散，承載力特徵值fak=95kpa。
2 號土層：淤泥質土，厚度3.3m，流塑，承載力特徵值fak=65kpa。
③號土層：粉砂，厚度6.6m，稍密，承載力特徵值fak=110kpa。
④號土層：粉質粘土，厚度4.2m，溼，可塑，承載力特徵值fak=165kpa
⑤號土層：粉砂層，鑽孔未穿透，中密-密實，承載力特徵值fak=280kpa。
表1地基岩土物理力學引數
表2樁的極限側阻力標準值qsk
1． 擬建場區地下水對混凝土結構無腐蝕性。
2． 地下水位深度：位於地表下3.5m
建築物所處場地抗震設防烈度７度，場地內無液化砂土，粉土。
6).上部結構資料
擬建建築物為六層鋼筋混凝土框架結構，長30m，寬9.6m。室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm。柱截面尺寸均為400×400，橫向承重，柱網布置如圖a所示。
根據荷載和地質條件，以第四號粉質粘土為樁端持力層。採用截面為400mmx400mm的預製鋼筋混凝土方樁。樁端進入持力層為2.1m，樁長12m承臺埋深為1.5m。
單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：
quk= qsk+ qpk = up∑qsikli+ apqpk
由於qsk=4×0.4×（1.5×22+3.3×28+6.6×45+2.1×60）=824.64kn
qpk=0.4×0.4×900=144kn
則 quk=791.04+144=968.64kn
承臺底部地基土為較鬆軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮成太土效應取ηc=0，則有
r= ra==968.64/2=484.32kn
根據上部荷載初步估計粧數為 n==2280/484.32=4.7
取設計樁數為6根。
根據《建築樁基技術規範》，當按單樁承載力特徵值進行計算時，荷載應取其效應標準組合值。由於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，因此不進行**效應的承載力驗算。
根據粧數及承臺尺寸構造要求初步設計矩形承臺，取承臺變長為2.0m×2.0m，矩形布樁，樁中心距取3.
0d，則s=3×400=1200mm，取s=1200mm，樁心距承臺邊緣為400mm。如圖2所示:
承臺及其上土壤的總重為 gk =3.0×3.0×1.5×20=270kn
計算時取荷載的標準組合，則
qk==(2280+270)/6=425﹤r（=484.32kn）
符合要求
qkmax= qk+=425+(223+153×1.5) ×1.1/(6×1.1×1.1)=425+70=495kn
因此qkmax=499.67＜1.2r(=1.2*484.32=581.184)
滿足設計要求,故初步設計是合理的。
4）.承臺設計
f=3560kn m= v=175kn
對承臺進一步設計，取承臺厚0.9m下設厚度100mm，強度等級c25的混凝土墊層，保護層為50mm，則h=0。85m，混凝土強度等級為c30混凝土的抗拉強度為ft=1.
43n/mm，鋼筋延用hrb335，fy=300n/mm。如圖所示：
3承臺內力計算：
承臺的內力計算採用荷載效應組合設計值，則基樁淨反力設計值為
qmax=+=3560/6+(371+233×1.6) ×0.6/4×0.
6×0.6= qmin=-=3560/6-182.5=395-182.
5=212.5kn
n==1580/4=395kn
5）.承臺厚度及受沖切承載力驗算
為防止承臺產生沖切破壞，承臺應具有一定厚度，初步設計厚度0.6m，承檯底保護層厚度80mm，則h0=600-80=520mm。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。
（1）.柱的向下沖切驗算
承臺受樁沖切的承載力應滿足下式：
fl≤2βhpth0
式中：aox=0.2 λoy= aoy/ h0=0.38 β0x=0.84/(0.2+λox)=1.45 aoy=0.2
λox= aox/ h0=0.38 β0y=0.84/(0.2+λox)=1.45 bc=ac=0.4m βhp=1.0
2βhpth0
=2××1×1270×0.52
=2298.19kn＞fl（=1580kn）
故厚度為0.6m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。
（2）.角樁的沖切驗算
承臺受角樁的承載力應滿足下式：
n/≤βhpth0
由於nl=nmax=577.5kn，從角樁內邊緣至承臺邊緣距離為
c1=c2=0.6m a1x=0.2m a1y=0.
2m λ1x==0.2/0.52=0.
38 λ1y==0.38 β1x==0.56/(0.
38+0.2)=0.97 β1y==0.
97抗衝切力=βhpth0=896.82kn＞n,max（=577.5kn）
故厚度為0.6m的承臺能夠滿足角樁對承臺的沖切要求。
承臺剪下破壞發生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，剪下力v必須不大於抗剪下力，即滿足:
v≤βhsβtbh0 ,對於i-i截面：
a1x=0.2m λx==0.2/0.52=0.38 β=1.75/λ+1=1.27
βhs=(800/ h0)1/4=1.11 b=2.0m v=2×577.5=1155kn
抗剪下力=1.11×1.27×1270×2.0×0.52=1861.93kn>1155kn
故滿足抗剪下要求。
對於ii-ii截面：
a1y=0.2m λy=0.2/0.52=0.38 β=1.75/λ+1=1.27
βhs=(800/ h0)1/4=1.11 b=2.0m v=2×395=790kn
抗剪下力=1.11×1.27×1270×2.0×0.52=1861.93kn>790kn
故滿足抗剪下要求。
7）.承臺受彎承載力計算
承臺計算截面彎矩如下:
對於i-i截面，取基樁淨反力最大值n/max=577.5進行計算，則
xi=600-200=400mm=0.4m my=∑nixi=2×577.5×0.4= asl==462×106/(0.9×300×520)=3291mm2
因此，承臺x軸方向選用二級鋼筋18@145，鋼筋數為 n=2000/145+1=14
取，14φ18@145實際鋼筋as=3562mm2，滿足要求。
對於ii-ii截面，取基樁淨反力平均值n=395進行計算，此時
xi=600-200=400mm=0.4m
則 mx=∑niyi=2×395×0.4=
as==316 ×106/(0.9×300×520)=2251mm2
因此，承臺y軸方向選用12二級直徑16@180，鋼筋根數為 n=2000/180+1=12，
取12根二級直徑16@180，實際鋼筋as=2412mm2，滿足要求。
8）.承臺構造設計
混凝土樁樁頂伸入承臺長度為50mm，兩承台間設定連繫梁，梁頂面標高-0.8m，與承臺平齊，根據構造要求，梁寬250mm，樑高400mm，樑內主筋上下共四根一級鋼筋直徑12通長配筋，箍筋採用一級鋼筋直徑為8間距為200.承檯底做100mm厚c10混凝土墊層，墊層挑出承臺邊緣100mm。
9).樁身結構設計
預製樁的樁身混凝土強度等級選用c30，鋼筋選用hrb335級。
根據《建築樁基技術規範》，樁頂軸向壓力應符合下列規定：
nmax≤φψccaps
nmax=+=(1580+128)/4+(198+150×1.6) ×0.2/4×0.22=427+547.5=974.5kn
計算樁基軸心抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，故取穩定係數φ=1；對於預製樁，基樁施工工藝係數ψc=0.85；c30級混凝土，c=14.3n/mm2，則
φψcca=1×0.85×14.3×106×0.42
1944.8kn＞nmax（=974.5kn）
故樁身軸向承載力滿足要求。
了樁身按構造要求配筋，選用8根直徑為14的hrb335級鋼筋通長配筋；箍筋選用直徑為6的hpb300級鋼筋，間距200mm，距樁頂2m範圍內間距50mm，距樁頂2-4m範圍內間距100mm。採用打入法沉樁，樁頂設定三層直徑為6，間距為50mm的鋼筋網，樁尖所有主筋應焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m範圍內箍筋加密，間距50mm，樁身主筋混凝土保護層厚30mm。
由於樁的長度不大，樁身吊裝時採用二點起吊，吊點位置如圖4所示。
起吊點距樁兩端距離為
a=0.207l=0.207×11=2.277m
則吊起時樁身最大彎矩為
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