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1、巖土工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書 組號(hào)：第九組（荷載放大36%） 學(xué)號(hào)：091047 姓名：趙啟慧 目 錄一、設(shè)計(jì)資料及要求11、設(shè)計(jì)題目12、上部結(jié)構(gòu)資料13、建筑場(chǎng)地資料14、設(shè)計(jì)要求15、設(shè)計(jì)流程3二、選擇樁型、截面及長(zhǎng)度31、選擇樁型32、選擇樁的幾何尺寸及承臺(tái)埋深4三、確定單樁承載力51、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法52、原位測(cè)試法（靜力觸探法）5四、初步確定樁數(shù)7五、承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)及樁位布置91、單樁承臺(tái)92、兩樁承臺(tái)93、三樁承臺(tái)94、四樁承臺(tái)105、五樁承臺(tái)106、六樁承臺(tái)127、八樁承臺(tái)12六、確定基樁（復(fù)合基樁）承載力特征值141、四樁承臺(tái)142、五樁承臺(tái)153、六樁承臺(tái)154、八樁承臺(tái)16七、樁頂作用

2、效應(yīng)驗(yàn)算161、四樁承臺(tái)172、五樁承臺(tái)19八、沉降計(jì)算211、軸212、軸223、沉降分析25九、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算281、配筋計(jì)算282、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算31十、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算311、四樁承臺(tái)322、五樁承臺(tái)36十一、聯(lián)系梁設(shè)計(jì)48十二、參考文獻(xiàn)49十三、附錄49共2頁(yè) 第2頁(yè)一、設(shè)計(jì)資料及要求1、設(shè)計(jì)題目某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2、上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓，上部結(jié)構(gòu)為十二層框架，其框架主梁、次梁及樓板均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。底層層高3.4米（局部10米，內(nèi)有10t橋式吊車），其余層高3.3米，底層柱網(wǎng)平面布置圖及柱底荷載見圖1。3、建筑場(chǎng)地資料擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi)，地勢(shì)平

3、坦。建筑物場(chǎng)地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。場(chǎng)地地下水類型為潛水，地下水位距地表2.1米，根據(jù)已有分析資料，該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。表1 地基各土層物理力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱層底埋深(米)層厚(米) (kN/m3)e (%)C (kPa) (MPa) (kPa) (MPa)1雜填土1.81.817.52灰褐色粉質(zhì)粘土10.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.723灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土22.112.017.81.06341.1014.218.63.8950.864黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土27.45.319.10.

4、88300.7018.423.311.51403.445灰綠色粉質(zhì)粘土27.419.70.72260.4636.526.88.62102.824、設(shè)計(jì)要求本工程建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，環(huán)境類別為二（a）類，重要性系數(shù)均取1.0。5、設(shè)計(jì)流程樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)流程圖見圖2。圖2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)流程圖二、選擇樁型、截面及長(zhǎng)度1、選擇樁型因本工程中框架結(jié)構(gòu)跨度大而且不均勻，柱底荷載較大，不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)地周圍的環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因鉆孔灌注樁泥漿排泄不便，為了減小對(duì)周圍環(huán)境的污染，采用靜壓預(yù)制樁。這樣可以較好地保證樁身質(zhì)量，并在較短的施工工期完成沉樁任務(wù)。同

5、時(shí)，當(dāng)?shù)氐氖┕すに?、技術(shù)力量、施工設(shè)備以及材料供應(yīng)也為采用靜壓樁提供了可能性。2、選擇樁的幾何尺寸及承臺(tái)埋深依據(jù)地基土的分布，同時(shí)為了減小樁數(shù)，增大單樁承載力，選擇第層土作為持力層。因?yàn)樵搶油烈盒灾笖?shù)較小，處于硬可塑狀態(tài)，承載力較高。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.2m（2d），工程樁入土深度為28.6m。承臺(tái)底進(jìn)入第層土0.3m，與地下水位線齊平，減小了地下水對(duì)承臺(tái)的影響（包括腐蝕性、浮力等）。所以承臺(tái)埋深為2.1m，樁基的有效樁長(zhǎng)為26.5m。同時(shí)，承臺(tái)厚度初步選取為1.0m。樁截面選擇方形，尺寸選用500mm500mm。由于施工設(shè)備要求，樁分兩段，上、下段均為14m（不包括樁尖長(zhǎng)度在內(nèi)）。實(shí)際樁

6、長(zhǎng)比有效樁長(zhǎng)大1.5m，這主要是考慮持力層起伏、樁頂嵌入承臺(tái)長(zhǎng)度以及壓樁完畢后需要鑿去一定長(zhǎng)度的樁頂混凝土以露出主筋錨入承臺(tái)等情況，而留有余地。樁基及土層分布情況示意圖見圖3。圖3 樁基及土層分布示意圖三、確定單樁承載力本設(shè)計(jì)屬二級(jí)建筑樁基，采用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法和原位測(cè)試法（靜力觸探法）估算單樁承載力特征值。1、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法其中，m，m2查建筑樁基技術(shù)規(guī)范，計(jì)算如下表2：表2 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力特征值土層（m）（kPa）（kPa）84512295.3641.2803100 kN2、原位測(cè)試法（靜力觸探法）當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，這里，為樁端全截面以上8倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值，取kPa，為樁端全截面以

7、下4倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值，取kPa。 kPa又由于樁長(zhǎng)m，即15m30m查表可知，樁端阻力修正系數(shù)按值直線內(nèi)插得 下面再計(jì)算各層土的。根據(jù)曲線圖，如圖4所示。圖4 曲線圖對(duì)于地表以下6m范圍內(nèi)的土層，即承臺(tái)底面以下3.9m范圍內(nèi)的土層，選取直線（A）計(jì)算，kPa。對(duì)于其他土層，均選取折線（B）計(jì)算，即當(dāng)kPa時(shí)，當(dāng)kPa時(shí)，當(dāng)kPa時(shí)， 各層土的計(jì)算如下表3所示。表3 原位測(cè)試法（靜力觸探法）計(jì)算單樁承載力特征值土層（m）（kPa）（kPa）（kPa）3.9154.17203612860435.334401111.22820962820 kN綜上所述，取較小值，即kN 單樁豎向承載力

8、特征值 kN四、初步確定樁數(shù)在根據(jù)柱底荷載進(jìn)行樁數(shù)初步確定時(shí)，本應(yīng)該按照荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算，但資料中所給組合值為基本組合值。雖然可以按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中的公式進(jìn)行二者的換算，但是這里只是作為初步估算，所以可以簡(jiǎn)單地直接采用最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值。同時(shí)，所選實(shí)際樁數(shù)中要考慮承臺(tái)自重和承臺(tái)上土的自重，并且這里荷載均為偏心荷載，所以在計(jì)算結(jié)果上均放大1.11.2倍，并取整數(shù)。另外，B、C軸線上的柱距太小，而荷載很大，所以將B、C軸線上的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成聯(lián)合承臺(tái)形式。在進(jìn)行樁數(shù)確定時(shí)，應(yīng)將B、C軸線上柱的荷載合起來(lái)計(jì)算。最后要注意的是，第九組的計(jì)算荷載值均要放大36%。計(jì)算結(jié)果如表4所示。從表中可以看到，本

9、工程總樁數(shù)為161根。樁位布置圖詳見附錄結(jié)構(gòu)施工圖。表4 初步確定樁數(shù)柱號(hào)最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）荷載放大36%（1+36%）（kN）所需樁數(shù)（/1531）（根）所選樁數(shù)（根）19541297 0.8 1211231527 1.0 239771329 0.9 1422423049 2.0 3537335077 3.3 4630874198 2.7 4716262211 1.4 2819572662 1.7 3932884472 2.9 41031294255 2.8 41132404406 2.9 41231104230 2.8 41331054223 2.8 41432614435 2.9 4

10、1531584295 2.8 41631704311 2.8 41719282622 1.7 31819592664 1.7 31922903114 2.0 32032124368 2.9 42130604162 2.7 42230584159 2.7 42331994351 2.8 42430624164 2.7 42530224110 2.7 42615942168 1.4 227372400+1862=42625796 3.8 528384161+2829=69909506 6.2 829393908+2508=64168726 5.7 830404169+2578=67479176 6

11、.0 831414054+2466=65208867 5.8 832424053+2462=65158860 5.8 833434188+2568=67569188 6.0 834444063+2454=65178863 5.8 835454015+2465=64808813 5.8 836462274+1660=39345350 3.5 5總計(jì)161五、承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)及樁位布置1、單樁承臺(tái)單樁承臺(tái)尺寸為1.0m1.0m，如圖5所示。圖5 單樁承臺(tái)尺寸2、兩樁承臺(tái)兩樁承臺(tái)尺寸為1.0m3.0m，如圖6所示。其中，m（），滿足要求。圖6 兩樁承臺(tái)尺寸3、三樁承臺(tái)三樁承臺(tái)為正三角形形式（只不過(guò)割掉了

12、三個(gè)棱角），這樣新的六邊形尺寸為短邊1.0m，長(zhǎng)邊2.6m，如圖7所示。其中，m（），滿足要求。圖7 三樁承臺(tái)尺寸4、四樁承臺(tái)四樁承臺(tái)尺寸為3.0m3.0m，如圖8所示。其中，m（），滿足要求。圖8 四樁承臺(tái)尺寸5、五樁承臺(tái)2737、3646號(hào)柱下的承臺(tái)需設(shè)計(jì)成五樁聯(lián)合承臺(tái)。但由于2737、3646號(hào)柱的尺寸不完全一樣，所以需要分別進(jìn)行偏心計(jì)算。2737承臺(tái)： B軸柱荷載：1862（1+36%）=2532 kN C軸柱荷載：2400（1+36%）=3264 kN 合力作用點(diǎn)距C軸的距離為 m取m3646承臺(tái)： B軸柱荷載：1660（1+36%）=2258 kN C軸柱荷載：2274（1+36%

13、）=3093 kN 合力作用點(diǎn)距C軸的距離為 m也取m故可見，2737、3646承臺(tái)的荷載偏心情況差不多，樁位布置相同，即承臺(tái)和群樁的中性軸距C軸均為1.3m。五樁承臺(tái)尺寸為3.0m5.0m，如圖9所示。其中，為樁間最小中心距，大小為2.0m（），滿足要求。圖9 五樁承臺(tái)尺寸6、六樁承臺(tái)2號(hào)柱、5號(hào)柱相距很近，且荷載很大。由計(jì)算可知，柱下布樁樁數(shù)分別為2根和4根。又因?yàn)槌信_(tái)之間需要澆筑聯(lián)系梁進(jìn)行連接，所以為便于施工，直接將2號(hào)柱、5號(hào)柱下的承臺(tái)設(shè)計(jì)成六樁聯(lián)合承臺(tái)。先進(jìn)行偏心荷載計(jì)算。2號(hào)柱荷載：1123（1+36%）=1527 kN 5號(hào)柱荷載：3733（1+36%）=5077 kN 合力作用

14、點(diǎn)距2/C軸的距離為 m取m即承臺(tái)和群樁的中性軸距2/C軸取0.7m。六樁承臺(tái)尺寸為3.0m5.6m，如圖10所示。其中，m（），滿足要求。圖10 六樁承臺(tái)尺寸7、八樁承臺(tái)2838、2939、3040、3141、3242、3343、3444、3545號(hào)柱下的承臺(tái)需設(shè)計(jì)成八樁聯(lián)合承臺(tái)形式。由于每個(gè)承臺(tái)的荷載偏心情況不一樣，需分別進(jìn)行計(jì)算，再統(tǒng)計(jì)取一個(gè)合理平均值，以確定承臺(tái)和群樁的中性軸。荷載偏心情況計(jì)算如下表5。表5 八樁承臺(tái)荷載偏心情況計(jì)算柱號(hào)B軸柱荷載（kN）B軸柱荷載放大36%（1+36%）（kN）C軸柱荷載（kN）C軸柱荷載放大36%（1+36%）（kN）合力作用點(diǎn)距C軸的距離（m）28

15、3828293847 41615659 1.21 293925083411 39085315 1.17 304025783506 41695670 1.15 314124663354 40545513 1.13 324224623348 40535512 1.13 334325683492 41885696 1.14 344424543337 40615523 1.13 354524653352 40155460 1.14 故可取m即承臺(tái)和群樁的中性軸距C軸取1.2m。八樁承臺(tái)尺寸為3.0m7.0m，如圖11所示。其中，m（），滿足要求。圖11 八樁承臺(tái)尺寸六、確定基樁（復(fù)合基樁）承載力特征值

16、該樁基屬于非端承樁，由建筑樁基技術(shù)規(guī)范可知，當(dāng)樁數(shù)少于4根時(shí)，不宜考慮承臺(tái)效應(yīng)。所以這里，對(duì)于單樁承臺(tái)、兩樁承臺(tái)和三樁承臺(tái)均不考慮承臺(tái)效應(yīng)，其相應(yīng)的基樁承載力特征值為kN。而對(duì)于四樁承臺(tái)、五樁承臺(tái)、六樁承臺(tái)和八樁承臺(tái)，承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土、新填土等，故承臺(tái)底不會(huì)與土脫離，均應(yīng)考慮承臺(tái)效應(yīng)，其相應(yīng)的復(fù)合基樁承載力特征值按如下公式進(jìn)行計(jì)算：（這里處于非地震區(qū)，不考慮地震作用）式中，承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，按規(guī)范相應(yīng)表格取值。 承臺(tái)下承臺(tái)寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值按厚度加權(quán)的平均值。 計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積。 為樁身截面面積。為承臺(tái)計(jì)算域面積，這里均為承臺(tái)總面積。1、四樁承臺(tái)樁

17、間中心距m，樁徑m，承臺(tái)寬度m，樁長(zhǎng)m ， 查表取對(duì)于，取第層土的地基承載力特征值，即kPa又 m2 m2 m2故 kN2、五樁承臺(tái)基樁為非正方形排列，樁間中心距m，樁徑m，承臺(tái)寬度m，樁長(zhǎng)m ， 查表取對(duì)于，取第層土的地基承載力特征值，即kPa又 m2 m2 m2故 kN3、六樁承臺(tái)樁間中心距m，樁徑m，承臺(tái)寬度m，樁長(zhǎng)m ， 查表取對(duì)于，取第層土的地基承載力特征值，即kPa又 m2 m2 m2故 kN4、八樁承臺(tái)樁間中心距m，樁徑m，承臺(tái)寬度m，樁長(zhǎng)m ， 查表取對(duì)于，取第層土的地基承載力特征值，即kPa又 m2 m2 m2故 kN七、樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算時(shí)，均應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

18、組合進(jìn)行計(jì)算。但資料中所給組合值為基本組合值，換算時(shí)可參考建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中的公式進(jìn)行換算。而這里出于安全考慮，在已知而反算的情況下，取。同時(shí)注意，第九組的計(jì)算荷載值均要放大36%。另外，按照小組分工情況，本人進(jìn)行四樁承臺(tái)和五樁承臺(tái)的樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算。1、四樁承臺(tái)四樁承臺(tái)共15個(gè)，即6號(hào)、9號(hào)16號(hào)、20號(hào)25號(hào)柱下的承臺(tái)。驗(yàn)算時(shí)，只需驗(yàn)算荷載較大的1個(gè)，即9號(hào)柱下的樁基。（1）、最大軸力標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)埋深m，平面尺寸為3.0m3.0m，厚度m，假設(shè)荷載作用于承臺(tái)頂面處。四樁承臺(tái)樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算示意圖見圖12。圖12 四樁承臺(tái)樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算示意圖 kN kNm kN kNm kN 樁頂受力 k

19、N kN kN kN kN 故滿足要求。（2）、最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)埋深m，平面尺寸為3.0m3.0m，厚度m，假設(shè)荷載作用于承臺(tái)頂面處。 kN kNm kN kNm kN 樁頂受力 kN kN kN kN kN 故滿足要求。2、五樁承臺(tái)五樁承臺(tái)共2個(gè)，即2737號(hào)、3646號(hào)柱下的承臺(tái)。驗(yàn)算時(shí)，只需驗(yàn)算荷載較大的1個(gè)，即2737號(hào)柱下的樁基。（1）、最大軸力標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)埋深m，平面尺寸為3.0m5.0m，厚度m，假設(shè)荷載作用于承臺(tái)頂面處。五樁承臺(tái)樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算示意圖見圖13。圖13 五樁承臺(tái)樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算示意圖 kN kNm kN kNm kN 樁頂受力 kN kN kN kN kN 故

20、滿足要求。（2）、最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)埋深m，平面尺寸為3.0m5.0m，厚度m，假設(shè)荷載作用于承臺(tái)頂面處。 kN kNm kN kNm kN 樁頂受力 kN kN kN kN kN 故滿足要求。八、沉降計(jì)算沉降計(jì)算時(shí)，應(yīng)該按照荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合值進(jìn)行計(jì)算。但是，所給資料中無(wú)荷載準(zhǔn)永久組合，所以應(yīng)該進(jìn)行荷載換算。但建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中沒(méi)有準(zhǔn)永久組合與標(biāo)準(zhǔn)組合、基本組合的換算公式，所以只能憑經(jīng)驗(yàn)換算。一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)組合值比準(zhǔn)永久組合值大20%，故這里我們可以簡(jiǎn)單地假定荷載準(zhǔn)永久組合值等于0.8倍最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值。由于本設(shè)計(jì)中，所有樁的中心間距均小于6d，故可以采用等效作用分層總和法計(jì)算最終沉降量。并

21、且，這里假定采用引孔沉樁技術(shù)，不考慮擠土效應(yīng)，即樁基沉降計(jì)算結(jié)果不用乘以1.31.8的擠土效應(yīng)系數(shù)。另外，由于沉降問(wèn)題必須考慮基礎(chǔ)的整體性，所以對(duì)于荷載相近、承臺(tái)形式相同的柱，其基礎(chǔ)沉降量可以看作近似相等，只要選擇其中一個(gè)驗(yàn)算就可以了，而對(duì)于荷載相差較大或承臺(tái)形式發(fā)生顯著變化的柱，就必須分別進(jìn)行驗(yàn)算。同時(shí)，整棟建筑呈矩形，豎向剛度較大，并且荷載分布情況是四周較小而中間較大，所以可以判斷整個(gè)基礎(chǔ)是中間部分（即B、C軸）沉降較大，而兩邊（即A、D軸）沉降較小。因而驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)選取橫向軸上的樁基進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)檫@樣可以很直觀地反映出整棟建筑的變形情況。綜上所述，選擇軸、軸、軸、軸、軸進(jìn)行計(jì)算，而對(duì)于軸、

22、軸、軸、軸、軸上的樁基，其沉降量可以看作與軸相等。按照小組分工情況，本人進(jìn)行軸、軸的沉降計(jì)算。1、軸軸上有5個(gè)承臺(tái)，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。（1）、10號(hào)柱10號(hào)柱下承臺(tái)為四樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與9號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故10號(hào)柱下樁基的最終沉降量與9號(hào)柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計(jì)算結(jié)果可知mm mm， 故滿足要求。（2）、2939號(hào)柱2939號(hào)柱下為八樁聯(lián)合承臺(tái)，其承臺(tái)形式與2838號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，故2939號(hào)柱下樁基的沉降可參考2838號(hào)柱下樁基的沉降，只不過(guò)相關(guān)比值則取決于二者承臺(tái)底部附加壓力的比值。豎向荷載準(zhǔn)永久組

23、合值 kN 基底附加壓力 kPa其值為2838號(hào)柱下承臺(tái)底面附加壓力（即367.1 kPa）的0.919倍。 2939號(hào)柱下樁基的最終沉降量也是2838號(hào)柱下樁基的最終沉降量的0.919倍，而由同組成員計(jì)算結(jié)果可知，2838號(hào)柱下樁基的最終沉降量為34.2mm，所以2939號(hào)柱下樁基的最終沉降量 mm mm 故滿足要求。（3）、3號(hào)柱3號(hào)柱下為單樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與1號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故3號(hào)柱下樁基的最終沉降量與1號(hào)柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計(jì)算結(jié)果可知mm mm， 故滿足要求。（4）、6號(hào)柱6號(hào)柱下承臺(tái)為四樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與9號(hào)柱下承

24、臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故6號(hào)柱下樁基的最終沉降量與9號(hào)柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計(jì)算結(jié)果可知mm mm， 故滿足要求。（5）、19號(hào)柱19號(hào)柱下承臺(tái)為三樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與4號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故19號(hào)柱下樁基的最終沉降量與4號(hào)柱下樁基的最終沉降量相同，由同組成員計(jì)算結(jié)果可知mm mm， 故滿足要求。2、軸軸上有4個(gè)承臺(tái)，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。（1）、17號(hào)柱17號(hào)柱下承臺(tái)為三樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與8號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故17號(hào)柱下樁基的最終沉降量與8號(hào)柱下樁基的最終沉降

25、量相同，由同組成員計(jì)算結(jié)果可知mm mm， 故滿足要求。（2）、3646號(hào)柱3646號(hào)柱下為五樁聯(lián)合承臺(tái)，其承臺(tái)形式與2737號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，故3646號(hào)柱下樁基的沉降可參考2737號(hào)柱下樁基的沉降，只不過(guò)相關(guān)比值則取決于二者承臺(tái)底部附加壓力的比值。豎向荷載準(zhǔn)永久組合值 kN 基底附加壓力 kPa其值為2737號(hào)柱下承臺(tái)底面附加壓力（即314.1kPa）的0.924倍。 3646號(hào)柱下樁基的最終沉降量也是2737號(hào)柱下樁基的最終沉降量的0.924倍，而由同組成員計(jì)算結(jié)果可知，2737號(hào)柱下樁基的最終沉降量為16.0mm，所以3646號(hào)柱下樁基的最終沉降量 mm m

26、m 故滿足要求。（3）、7號(hào)柱7號(hào)柱下為兩樁承臺(tái)，屬于單排樁形式，本應(yīng)該按照明德林解進(jìn)行沉降計(jì)算，但按照明德林解計(jì)算豎向附加應(yīng)力，再計(jì)算樁基沉降，過(guò)程相當(dāng)繁瑣。同時(shí)，這里兩樁承臺(tái)的荷載并不很大，所以仍近似地采用等效作用分層總和法進(jìn)行計(jì)算。承臺(tái)尺寸為1.0m3.0m。豎向荷載準(zhǔn)永久組合值 kN 基底附加壓力 kPa再確定計(jì)算深度，按應(yīng)力比法確定。這里，樁端平面的自重應(yīng)力 kPa另外，在進(jìn)行土層劃分時(shí)，由于引入應(yīng)力面積的概念，本可以按照天然土層面劃分，但在本設(shè)計(jì)中，樁端平面以下為土層厚度較大的第層土，不宜按照天然土層面劃分。所以這里取1倍承臺(tái)面寬度，即約3m，作為每層土的厚度。因此，樁端平面下土的

27、自重應(yīng)力和附加應(yīng)力（）的計(jì)算結(jié)果如表6所示。表6 7號(hào)柱下樁基的、計(jì)算（m）（kPa）（kPa）0263.0300.250594.63.0292.736.00.03378.56.0322.4312.00.00921.4在m處，故可取m。沉降量的計(jì)算結(jié)果如表7所示。表7 7號(hào)柱下樁基的沉降計(jì)算（mm）（mm）（mm）（kPa）（mm）0300.25000300036.00.1114334.2334.2860092.46000312.00.0645387.052.8860014.6 mm又由于計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量當(dāng)量值MPa 10 MPa 取樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為。然后再確定樁基等效沉降系數(shù)。

28、m， m ，取在計(jì)算時(shí)，由于兩樁承臺(tái)下為規(guī)則布樁，且m，m 又長(zhǎng)徑比， 查表得， 7號(hào)柱下樁基的最終沉降量mm mm 故滿足要求。（4）、26號(hào)柱26號(hào)柱下承臺(tái)為兩樁承臺(tái)，其承臺(tái)形式與7號(hào)柱下承臺(tái)完全相同。又二者土層分布情況也相同，且荷載也近似相等，故26號(hào)柱下樁基的最終沉降量與7號(hào)柱下樁基的最終沉降量相同，即mm mm， 故滿足要求。3、沉降分析整理并綜合小組其他成員的計(jì)算結(jié)果，可以繪制如圖14所示的沉降分布圖。從沉降分布圖中可以看到，整個(gè)地基基礎(chǔ)的沉降分布比較符合一般的沉降等值線規(guī)律，即四周較小，而中間較大。但局部地區(qū)，如16號(hào)柱地區(qū)，其沉降有較大的起伏，不符合實(shí)際情況。因?yàn)樵趯?shí)際過(guò)程中，

29、必須考慮基礎(chǔ)的整體剛度和上部結(jié)構(gòu)剛度對(duì)差異沉降的調(diào)整。所以，這里可以忽略該局部的計(jì)算誤差，從而可以得到如圖15所示的沉降等值線圖。通過(guò)分析可以看到，最大沉降約為31.4mm，小于規(guī)范允許值200mm，橫向最大差異沉降為mm mm（這里，為相鄰柱下樁基的距離，即B、C軸柱下聯(lián)合承臺(tái)中性軸至A軸柱下承臺(tái)中性軸的距離，其值為7800mm）對(duì)于縱向最大差異沉降，主要考慮軸與軸、軸與軸的差異沉降，同時(shí)考慮縱向整體剛度較大，差異沉降值計(jì)算偏大，可以假定乘以0.7的折減系數(shù)，所以縱向最大差異沉降為mm mm（這里，為相鄰柱下樁基的距離，即橫向各軸的間距，其值為6000mm）故綜上所述，本設(shè)計(jì)中樁基的沉降變形

30、滿足要求。九、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算本設(shè)計(jì)中，樁身采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30（N/mm2，N/mm2），主筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（即HRB335，N/mm2），箍筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（即HPB300，N/mm2）。注意進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載值均取基本組合值。1、配筋計(jì)算本設(shè)計(jì)中，兩段樁長(zhǎng)均為14m。采用兩點(diǎn)起吊運(yùn)輸、單點(diǎn)吊立豎起的方式進(jìn)行計(jì)算，吊點(diǎn)位置如圖16所示。圖16 吊點(diǎn)位置示意圖此時(shí)，樁身彎矩為：兩點(diǎn)起吊：?jiǎn)吸c(diǎn)吊立：其中，為動(dòng)力系數(shù)，取1.5。 為樁單位長(zhǎng)度自重，即 kN/m 。 （這里1.35為恒荷載分項(xiàng)系數(shù)，主要是考慮樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載效應(yīng)取基本組合值，故需乘以1.35的分項(xiàng)系數(shù)。） 取14m。則 kNm取縱

31、向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為40mm，則樁身截面的有效高度為 mm進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)，偏于安全考慮，仍采用單筋矩形截面受彎的計(jì)算公式。同時(shí)，為避免求解一元二次方程，將受彎承載力公式簡(jiǎn)化為 查表得， 樁身受拉主筋配筋量 mm2 單側(cè)鋼筋選用3B25（mm2），而整個(gè)截面的主筋則為8B25（mm2）。 其配筋率為，滿足要求。樁身截面示意圖如圖17所示。對(duì)于箍筋，按構(gòu)造要求選取，選擇直徑8mm，中間段間距取200mm（即A8200），加密段間距取100mm（即A8100），加密范圍為兩端各4d，即2000mm。并且對(duì)于上段樁頂，考慮其與承臺(tái)的連接時(shí)需要鑿去部分混凝土以露出主筋使其錨入承臺(tái)，其加密范圍設(shè)

32、計(jì)成3000mm。樁尖部分箍筋也應(yīng)該加密，并且由于樁尖在沉樁過(guò)程中受力較大，易破壞，加密程度應(yīng)更大，所以箍筋間距取50mm（即A850）。這里，樁尖設(shè)計(jì)成楔形，長(zhǎng)度取1.5d，即750mm。由于保護(hù)層原因，箍筋加密范圍小于750mm，取650mm。在樁尖還要設(shè)置一根800mm長(zhǎng)的B25鋼筋，超出樁尖長(zhǎng)度為50mm。圖17 樁身截面示意圖 圖18 網(wǎng)片示意圖其次，每段箍筋加密范圍內(nèi)，設(shè)置5層鋼筋網(wǎng)片，以提高局部承壓能力。網(wǎng)片鋼筋選取A8，布置間距取50mm，鋼筋網(wǎng)片應(yīng)與樁端箍筋相連。網(wǎng)片布置位置詳見結(jié)構(gòu)施工圖。網(wǎng)片示意圖如圖18所示。圖19 樁身配筋示意圖同時(shí)，上、下段樁的連接采用焊接方式。為便

33、于焊接，上、下兩段需分別預(yù)埋鋼板（或稱鋼帽），鋼帽應(yīng)該與樁身主筋焊接相連。鋼帽截面與樁截面相同，即500mm500mm，高度為250mm。另外，為便于起吊、吊立，在兩樁端0.293L（即4100mm）處，應(yīng)該預(yù)埋吊環(huán)。吊環(huán)的埋置應(yīng)該滿足一定的構(gòu)造要求，詳見結(jié)構(gòu)施工圖。圖19為樁身配筋示意圖。2、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算由于樁頂以下5d（即2500mm）范圍內(nèi)的樁身箍筋間距為200mm，大于100mm，所以樁的強(qiáng)度計(jì)算公式為 N kN kN這里，為穩(wěn)定系數(shù)，取1.0。為基樁成樁工藝系數(shù)。由于是混凝土預(yù)制樁，故取0.85。為混凝土抗壓強(qiáng)度。為樁身截面面積。 顯然，樁身強(qiáng)度滿足要求。十、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算本設(shè)計(jì)

34、中，承臺(tái)采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30（N/mm2，N/mm2），主筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（即HRB335，N/mm2），箍筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（即HPB300，N/mm2）。注意進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載值均取基本組合值。同時(shí)，第九組荷載應(yīng)該放大36%。另外，承臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，承臺(tái)底面布置C10素混凝土墊層，厚度取100mm，四周寬出承臺(tái)邊緣100mm。承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度取60mm，即承臺(tái)的有效高度為 mm （這里，均初步取承臺(tái)厚度為1000mm。）對(duì)于樁與承臺(tái)的連接，樁嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度取60mm，混凝土樁的樁頂縱向主筋錨入承臺(tái)長(zhǎng)度取900mm（大于35d）。施工時(shí)，待壓樁完畢后可鑿去樁頂混凝土以露出主筋使其錨入承臺(tái)。

35、對(duì)于柱與承臺(tái)的連接，柱的縱向主筋錨入承臺(tái)長(zhǎng)度也取900mm（大于35d）。施工時(shí)，承臺(tái)可與底層框架柱同時(shí)現(xiàn)澆，以提高建筑的整體穩(wěn)定性。由于柱、承臺(tái)、樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同，均為C30，所以無(wú)需進(jìn)行局部受壓計(jì)算，只需進(jìn)行受彎、受沖切、受剪計(jì)算。按照小組分工，本人進(jìn)行四樁承臺(tái)、五樁承臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。1、四樁承臺(tái)四樁承臺(tái)共15個(gè)，即6號(hào)、9號(hào)16號(hào)、20號(hào)25號(hào)柱下的承臺(tái)。計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算荷載較大的1個(gè)，即9號(hào)柱下的承臺(tái)。雖然6號(hào)、9號(hào)16號(hào)、20號(hào)25號(hào)柱的尺寸不一樣，6號(hào)柱為700mm600mm，9號(hào)16號(hào)柱為600mm600mm，20號(hào)25號(hào)柱為800mm600mm，計(jì)算時(shí)，結(jié)果可能有所差

36、異，但它們相差甚微，仍只需計(jì)算9號(hào)柱下的承臺(tái)。（1）、受彎計(jì)算圖20 四樁承臺(tái)受彎計(jì)算示意圖圖20為四樁承臺(tái)受彎計(jì)算示意圖，其中mm。由單樁反力可知，樁頂最大反力kN，扣除承臺(tái)及其上土重，并換算成基本組合值（換算時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)組合值乘以1.35的分項(xiàng)系數(shù)即為基本組合值），則kN這里，kN。 kNm 橫、縱向配筋 mm2采用20B25150（mm2）。 ，滿足要求。（2）、受沖切計(jì)算、柱對(duì)承臺(tái)的沖切圖21為四樁承臺(tái)柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖。圖21 四樁承臺(tái)柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖mm， mm，mm ，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下沖切破壞錐體

37、內(nèi)各基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。由于沖切破壞錐體內(nèi)無(wú)任何基樁，故為0。而為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下柱底的豎向荷載設(shè)計(jì)值。在樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算時(shí)可知，kN。換算成基本組合值，則 kN。 kN kN，滿足要求。、角樁對(duì)承臺(tái)的沖切圖22為四樁承臺(tái)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖。圖22 四樁承臺(tái)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖mm， mm，mm，mm ，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁的反力設(shè)計(jì)值。 kN kN，滿足要求。（3）、受剪計(jì)算圖23為四樁承臺(tái)受剪計(jì)算示意圖。圖23 四樁承臺(tái)受剪計(jì)算示意圖mm，mm， mm ，且 又 N kN再

38、計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值。 kN kN，滿足要求。2、五樁承臺(tái)五樁承臺(tái)共2個(gè)，即2737號(hào)、3646號(hào)柱下的承臺(tái)。計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算荷載較大的1個(gè)，即2737號(hào)柱下的承臺(tái)。雖然27號(hào)、36號(hào)柱的尺寸不一樣，27號(hào)柱為600mm600mm，36號(hào)柱為900mm600mm，計(jì)算時(shí)，結(jié)果可能有所差異，但2737號(hào)、3646號(hào)柱下為聯(lián)合承臺(tái)，尺寸較大，能有效地調(diào)整受力不均勻，故它們相差甚微，仍只需計(jì)算2737號(hào)柱下的承臺(tái)。（1）、受彎計(jì)算由單樁反力可知，樁頂最大反力kN，最小反力kN，扣除承臺(tái)及其上土重，并換算成基本組合值（換算時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)組合值乘以1

39、.35的分項(xiàng)系數(shù)即為基本組合值），則kNkN這里，kN。而對(duì)于柱底的豎向荷載設(shè)計(jì)值，在樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算時(shí)可知，kN。換算成基本組合值，則 kN。但注意，這里的為雙柱的合力，需要分成C柱荷載、B柱荷載兩部分，即 kN kN圖24 五樁承臺(tái)受力情況示意圖圖25 五樁承臺(tái)縱向內(nèi)力分析示意圖則承臺(tái)的受力情況如圖24所示，縱向內(nèi)力分析如圖25所示。根據(jù)內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算，采用彎矩、剪力值時(shí)，本應(yīng)該考慮柱、樁尺寸影響，即、最大的地方并非最危險(xiǎn)截面，應(yīng)進(jìn)行支座邊緣修正。但此處出于安全考慮，仍采用最大內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算，故kNm，kN。 縱向配筋量 mm2采用20B25150（mm2）。 ，滿足要求。對(duì)于橫向配筋

40、，受彎計(jì)算示意圖如圖26所示。圖26 五樁承臺(tái)橫向受彎計(jì)算示意圖其中，mm kNm 橫向配筋量 mm2采用25B25200（mm2）。 ，滿足要求。（2）、受沖切計(jì)算、柱對(duì)承臺(tái)的沖切、對(duì)每根柱分別進(jìn)行計(jì)算圖27為五樁承臺(tái)柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖。圖27 五樁承臺(tái)柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖對(duì)于C柱對(duì)承臺(tái)的沖切：mm，mm，mm mm，mm ，取，且，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下沖切破壞錐體內(nèi)各基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。由于沖切破壞錐體內(nèi)無(wú)任何基樁，故為0。而為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下柱底的豎向荷載設(shè)計(jì)值。 kN kN k

41、N，滿足要求。對(duì)于B柱對(duì)承臺(tái)的沖切：mm mm，取mm（因?yàn)橐獫M足沖切破壞錐體與底面夾角不小于45） mm，mm， mm ，且，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下沖切破壞錐體內(nèi)各基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。由于沖切破壞錐體內(nèi)無(wú)任何基樁，故為0。而為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下柱底的豎向荷載設(shè)計(jì)值。 kN kN kN，滿足要求。、雙柱對(duì)承臺(tái)的整體沖切計(jì)算圖28為五樁承臺(tái)雙柱對(duì)承臺(tái)的整體沖切計(jì)算示意圖。圖28 五樁承臺(tái)雙柱對(duì)承臺(tái)的整體沖切計(jì)算示意圖mm，mm，mm mm，mm，mm ，取，且，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這

42、里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下沖切破壞錐體內(nèi)各基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。由于沖切破壞錐體內(nèi)有一根基樁，故kN。而為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下柱底的豎向荷載設(shè)計(jì)值。 kN kN kN，滿足要求。、角樁對(duì)承臺(tái)的沖切圖29 五樁承臺(tái)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖圖29為五樁承臺(tái)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算示意圖。對(duì)于樁1對(duì)承臺(tái)的沖切：mm，mm，mm，mm，mm ，取，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁的反力設(shè)計(jì)值。 kN kN，滿足要求。對(duì)于樁2對(duì)承臺(tái)的沖切：取值，即mm（因?yàn)檫@里角樁的沖切破壞錐體與底面夾角假定為4

43、5）mm，mm，mm ，且 又 mm 插值得 N kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁的反力設(shè)計(jì)值。 kN kN，滿足要求。（3）、受剪計(jì)算圖30為五樁承臺(tái)受剪計(jì)算示意圖。mm，mm， mm，mm，mm ，取，且 圖30 五樁承臺(tái)受剪計(jì)算示意圖又 N kNN kN再計(jì)算。這里，為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值。 對(duì)于縱向剪力 kN kN，滿足要求。對(duì)于橫向剪力 kN kN，滿足要求。十一、聯(lián)系梁設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中，聯(lián)系梁采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30（N/mm2，N/mm2），主筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（即HRB335，N/mm2），箍筋強(qiáng)度等級(jí)級(jí)（

44、即HPB300，N/mm2）。注意進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載值均取基本組合值。同時(shí)，第九組荷載應(yīng)該放大36%。設(shè)置聯(lián)系梁，是為了保證樁基的整體剛度。聯(lián)系梁頂面與承臺(tái)頂面位于同一標(biāo)高，這里即為-1.400m。聯(lián)系梁高度取承臺(tái)中心距（即6000mm）的，即600mm，寬度取450mm，故其截面尺寸為600mm450mm。聯(lián)系梁的平面布置詳見結(jié)構(gòu)施工圖。聯(lián)系梁的配筋則根據(jù)柱剪力，按照軸心受拉構(gòu)件確定，并滿足構(gòu)造要求。在所有柱剪力中，19號(hào)柱的剪力最大，其基本組合值為kN。為簡(jiǎn)化起見，忽略混凝土的抗拉能力，則所需的鋼筋量 mm2采用6B25（mm2），上、中、下對(duì)稱通長(zhǎng)布置。而對(duì)于箍筋，則按構(gòu)造要求選取A820

45、0，中部拉結(jié)筋也是A8200。聯(lián)系梁的截面示意圖如圖31所示。圖31 聯(lián)系梁截面示意圖十二、參考文獻(xiàn)1、袁聚云，樓曉明，姚笑青等. 基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，20112、袁聚云，錢建固，張宏鳴，梁發(fā)云. 土質(zhì)學(xué)與土力學(xué). 北京：人民交通出版社，20103、唐岱新，孫偉民. 高等學(xué)校建筑工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20004、顧祥林. 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，20115、顧祥林. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，20116、中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20017、中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20028、中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20029、中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008十三、附錄結(jié)構(gòu)施工圖見附錄圖紙。共48頁(yè) 第49頁(yè)