桩基毕业设计论文.pdf

筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 目录 1 目 录 前言 1 1 场地工程地质条件 2 1 1 工程概况 2 1 2 勘察工作概况 2 1 3 场地工程地质条件 2 1 3 1 场地地形 地貌特征 2 1 3 2 场地内各岩土层的分布及物理力学性质 2 1 3 3 地下水赋存状态及侵蚀性分析 4 2 场地类别和各岩土工程地质条件评价 5 2 1 场地类别和场地土类型 5 2 2 场地土工程地质条件评价 5 2 3 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 6 3 基础方案设计计算 6 3 1 风荷载力计算 7 3 2 桩型选择和持力层确定 7 3 3 验算单桩承载力 8 3 4 确定桩数及桩布置 8 3 5 桩基中各单桩受力验算 11 3 6 承台的抗冲切验算 12 3 7 承台剪切验算 14 3 8 沉降计算 17 3 9 桩基的配筋计算 20 4 构造要求及施工要求 23 4 1 预制桩的施工 23 4 2 混凝土预制桩的接桩 24 4 3 混凝土预制桩的沉桩 26 4 3 1 锤击沉桩 26 4 3 2 静力压桩法沉桩 27 4 4 预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 27 4 4 1 沉桩对环境的影响 27 4 4 2 沉桩对环境影响的分析与评价 27 4 4 3 防治与控制措施 28 5 结论与建议 30 结束语 31 参考文献 32 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 前言 1 前言 桩基础是人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造 是最古老 最基本的一种 基础类型 在西安半坡村遗址 人们可以看到先人将树杆插在软弱土中以支撑原始 形态的建筑物 这可能是人类最早使用木桩的记录 在本世纪初 在上海建造的如国际饭店 锦江饭店等 20 层左右的标志性建筑 物时都采用了 10 多米长的木桩 可是到本世纪末 上海建造的如 88 层金茂大厦等 超高层建筑时 已经采用了 80 多米长的钢管桩 从木桩到钢管桩 从 10 多米到 80 多米 专使了桩基础技术发展的轨迹 标志着在 20 世纪中 特别是 20 世纪的后 50 年 我国桩基础技术的巨大进展 桩基础可以采用不同的材料 木 现场灌注 打入法 压入法 可以支撑在 不同的土层中 可以作为各类工程结构物的基础 建筑物的低桩承台 桥梁或码头 的高桩承台 因而其受力性状各不相同 承载能力相差悬殊 施工工艺和设备极 其多样 桩基技术极为复杂 发展空间相当广阔 成为地基基础领域中一个非常活 跃的 具有很强生命力 分支领域 50 年来出现了许多新的桩型 新的工艺 新的 设计理论和新的科技成果 成为我国工程建设的有力支柱 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 场地工程地质条件 2 1 场地工程地质条件 1 1 工程概况 本论文阐明了九江学院教学大楼工程地质条件和水文地质条件 确定了相关工 程地质参数 在此基础上按规范进行工程地质条件详细评估 再进行基础设计 九江信华集团 受九江学院委托在滨江路建立教学园 其中 6 号楼高 20 层 采用框剪结构 建有地下室一层 1 2 勘察工作概况 通地对场地的踏勘 确定了孔位 并制定本次的施工纲要 完成如下工作量 1 施工钻孔 135 个 累计进尺 2791 90m 2 采取土样 47 件 其中原状土样 31 件 扰动土样 16 件 由九江市建筑设计 院土工实验室测定 3 原位测试孔 24 个 计原位测试 130 次 标准贯入 重型 4 对 135 个钻孔进行了简易地下水测定 并在 ZK6 号孔采取一个全孔水样 由江西省地勘局赣西北中心实验室进行水质简易分析 5 协助江西省防震减灾工程研究所做了 4 个钻孔的土层剪切波速测试 累计 孔深度达 100 米 6 对施工钻孔进行了平面位置及空口标高测定 以建设方提供的规划布置图 为依据 1 3 场地工程地质条件 1 3 1 场地地形 地貌特征 场地位于长江南岸 九江市滨江大道南侧 庾亮北路西侧 场地内地形高差不 大于 小于 m 属长江中下游冲积二级阶地 场地东侧靠近庾亮北路原为与长 江接通的水沟 即原四码头所在地 南侧 西侧地形均较低 现已填平 南东侧有 人防工程 从 ZK58 号深孔资料 临近的 22 层高的其士大酒店岩土工程勘查及区域 地质资料知 该场地无全新活动断裂 地裂缝 覆盖厚度 50 70 米 基岩为第三系 泥岩 除人防工程及其影响因素外 无其它不良地质现象 1 3 2 场地内各岩土层的分布及物理力学性质 通过钻探揭露知 场地内共有十四层岩土层 分别为 1 填土 3 ml Q 2 粉质粘土 4 al Q 3 粉质粘土 3 al Q 4 圆砾 3 al Q 5 粘土 2 al Q 6 细砂 1 al Q 7 圆砾 1 al Q 8 粘土 1 al Q 9 砾砂 1 al Q 10 粉粘土 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 场地工程地质条件 3 1 al Q 11 粉质粘土 1 al Q 12 强风化泥岩 E 13 中风化泥岩 E 14 微风化泥岩 E 现自上而下分别叙述如下 1 填土 灰黑色 黄褐色 稍湿 有臭味 主要为建筑垃圾及粘性素填土 局部为塘沟淤泥质新近填土 最大厚度达 10 50m 一般厚度 2 5 5 00m 图纸 松散 稍秘状 欠固结 力学性质差 埋深 5 0m 以下的粘性素提取泥土填筑时 间起过 10 年 承载力特征值建议为 70 a kP 2 粉质粘土 在部分钻孔中出现 灰黑色 褐黄色 软塑状 中等压缩性 粘性偏低 湿 见灰黑色松软锰质结核 从动力触探结果知承载力特征值为 150 a kP 土工试验计算为 176 a kP 现综合为 150 a kP 3 粉质粘土 个别钻孔缺失该层 黄褐色 红褐色 可塑 硬塑状 中 压缩性 厚度大于 3 50m 刀切稍有光滑面 粘性较强 土中含少量铁锰质结核和 团块状灰白色高岭土 从钻孔及取样观察 场地东侧 南侧 西侧该层强度较低 从动力触探结果知 该承载力特征223 a kP 土工试验计算为223 a kP 现综合为223 a kP 4 细砂 上部红褐色 底部土黄色 呈中密状 厚度不一 0 6 1 8 成分 为卵石 砾石 粘土 中粗砂 卵砾石含量 50 卵砾石为硅质岩 硅质灰岩 磨圆度较差 成棱角状 上部粘土含量较高 从动力触探结果知 承载力特征为 280 a kP 土工试验计算为 300 a kP 现综合为 280 a kP 5 粘土 桔黄色 部分钻孔缺失该层 最大厚度 1 6m 硬塑状 低压缩性 粘性较强 土芯呈长柱状 夹薄层粉砂土 钻进速度慢 从动力触探结果知 承载 力特征值 295 a kP 土工试验计算为 300 a kP 现综合为 285 a kP 6 细砂 上部黄褐色 下部灰白色 中密状 稍湿 钻进速度快 岩芯呈 短柱状 水泡搅动呈松散状 矿物成分为石英 粘土等 局部分选较好 从动力触 探结果知 承载力特征值 240Kpa 该层中含 1 砾砂透镜体和 2 粘土透 镜体 砾砂呈中密状 砾石成分为硅质岩和硅质灰岩 粘性强 从动力触探结果知 承载力特征值为 295 a kP 该层承载力特征值综合为 250 a kP 7 圆砾 土黄色 灰白色 中密状 厚度较大 大于 5 0m 成分为卵石 砾石 中 砂 粘土 卵砾石含量 50 卵砾石为硅质岩 硅质灰岩 磨圆度较好 成次圆状 从 动力触探结果得知 特征承载力为360 a kP 土工试验计算为350 a kP 现综合为350 a kP 8 粘土 黄色 浅黄色 厚度小于 3 0m 硬塑状 低压缩性 粘性强 土芯呈长柱 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 场地工程地质条件 4 状 钻进速度慢 从动力触探结果得知 特征承载力为 350 a kP 土工试验计算为 315 a kP 现综合为 315 a kP 9 砂励 浅紫色 中密状 钻进时钻具偶有跳动 钻进难度一般 层厚 4 60 米 从动力触探结果知 承载力特征值为 360 a kP 10 粉砂岩 浅紫色 中密状 见浅黄色团块状砂土 夹薄层状粘土 11 粉质粘土 灰白 土黄色 硬塑状 见紫红色细脉及斑点 夹团块状 砂土 切面较光滑 底部含砾 砾石成分为石英岩 12 强风化泥岩 层厚 8 50m 褐红色 结构松散 手抓呈土状 无光泽 无敲击声 13 中风化泥岩 层厚 6 9m 褐红色 结构较紧密裂隙发育 敲击易碎 裂 隙面呈土状 14 微风化泥岩 揭穿厚度 2 90m 红褐色 机构紧密 具泥质结构 矿物 成分为粘土及石英 裂隙不发育 岩芯呈柱状 泥质光泽 敲击有声 1 3 3 地下水赋存状态及侵蚀性分析 在勘察过程中 对所有钻孔均进行了简易水文地质观测 地下水位埋藏较浅 一般埋深为 2 3 米 地下水为大气降水及河水补给 地下水主要为赋存于填土 层中的上层滞水及圆砾 砾砂 细砂层中的孔隙潜水 场地周边无大型化工厂 根据区域性水文地质资料及 ZK6 号孔的全孔水样水质简易 分析结果知 地下水对 无结晶类和分解类腐蚀 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 场地类别和各岩土工程地质条件评价 5 2 场地类别和各岩土工程地质条件评价 2 1 场地类别和场地土类型 该场地委托江西省防震减灾工程研究所进行了孔内土层剪切波速度测试 测 试的钻孔为 ZK4 ZK18 ZK31 ZK39 各个孔的测试深为 25 米 ZK4 ZK18 等效剪切 波速 Vse 为 264m s 综合评价该场地土类型属中硬土 场地类别属于 类建筑场 地 2 2 场地土工程地质条件评价 1 填土 Q4 al 该土层为建筑垃圾及粘性素填土 厚度为 2 10 5 米 欠固结 力学性质差 埋深 5 0 米以下的粘性素填土建议承载力特征值为 70 a kP 在 9 号楼可以在该层 采用灰土桩复合地基作为基础持力层 2 粉质粘土 Q4 al 软塑状 中等压缩性 场地中分布不均匀 承载力特征值为 150 a kP 且埋 藏较深 不选作基础持力层 3 粉质粘土 Q3 al 硬塑状 中压缩性 厚度大于 2 50 米 承载力特征值为 223 a kP 可选作 2 3 5 7 号楼的基础持力层 4 细砂 Q3 al 中密状 厚度 0 6 1 8 米 承载力特征值为 280 a kP 可选作 1 4 8 号楼 的基础持力层 5 粘土 Q2 al 硬塑状 低压缩性 承载力特征值为 295 a kP 个别孔缺失 埋藏深 不选 作该场地建筑物的基础持力层 6 细砂 Q2 al 该层厚度较大 承载力特征值仅为 240 a kP 埋藏深 不选作该场地建筑物 的基础持力层 7 圆砾 Q1 al 该层呈中密状 厚度大于 5 米 场地内分布稳定 承载力特征值为 350 a kP 是 6 10 号高层建筑良好的基础持力层 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 场地类别和各岩土工程地质条件评价 6 8 粘土 Q1 al 该土层呈硬塑状 低压缩性 厚度大于 2 米 承载力特征值为 315 a kP 可 作为该场地高层建筑物基础持力层的下卧层 9 砾砂 Q1 al 该土层呈中密状 厚度达 4 60 米 承载力特征值为 360 a kP 可作为该建筑 物基础持力层的下卧层 综上所述 该工程为二级工程 场地为二级场地 地基属二级地基 岩土工 程勘察登记为二级 2 3 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 通过原位测试及土工试验结果计算 参照规范 各土层承载特征值 fk 钻孔 灌注桩 人工挖孔桩桩周极限侧阻力标准值 qsik 桩端极限端阻力标准枝 qpk分别 为 表 2 1 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 力学 指标 土层 名称 厚度 m 承载力 特征指值 fk Kpa 预制桩 qsik Kpa 人工挖 孔桩 qsik Kpa 预制桩 qpk Kpa 人工 挖孔桩 qpk Kpa 重度 k m 3 压缩模量 si E a MP 1 填土 4 6 70 20 20 19 2 粉质 粘土 0 5 150 56 56 400 800 20 85 3 粉质 粘土 2 8 223 67 67 900 1800 20 93 4 细砂 1 0 280 58 58 1800 3200 27 139 5 粘土 0 9 295 58 58 900 1800 20 78 6 细砂 4 0 240 67 67 1100 1200 20 139 7 圆砾 8 6 350 110 110 2400 3500 27 180 8 粘土 2 3 315 67 67 1400 2200 20 78 9 砾砂 7 8 360 120 120 1800 3000 25 167 3 基础方案设计计算 该教学大楼长 74 6m 宽 60 5m 采用框架结构 每层高 3 0m 共 20 层 故场 地类型为 C 类 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 7 3 1 风荷载力计算 1 楼高 H 20 3 0 60m 2 柱子最大承担上部荷载面积 s 6 9 4 2 28 98 3 单根柱子承担在房屋自重产生的荷载为 P 28 98 20 18 10432 8 4 风引起的荷载计算 0kzsz w k 风荷载标准值 z Z 高度处风振系数 s 风荷载体型系数 z 风荷载高度变化系数 0 基本风压 2 kN m 根据建筑规范查得九江 0 w 0 35 1 35 z 1 z 迎风面 0 8 s 背风面 0 5 s 则由此产生的荷载为 wk 1 0 8 0 5 1 35 0 35 0 614 KN m 2 由标准值转为设计值 1 4wk 1 4 0 614 0 860 KN 则风荷载产生的剪力为 V wkH L 0 860 60 6 9 356KN 风荷载产生的力矩 22 11 0 860 6 9 6010681 2 22 k ML HKN m w 由于该排有四个柱子且惯性矩 I 都相等故 每根柱子承担的剪力 1 4 V 1 35689 4 KN 每根柱子承担的力矩 11 10681 22670 3 44 MKN m 3 2 桩型选择和持力层确定 表 3 1 各地层的厚度和主要力学参数 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 8 序 号 土名 厚 度 承载力 特征值 fk kPa 预制桩 qsik kPa 人工挎 孔桩 qsik kPa 预制桩 qpk kPa 人工挎 孔桩 qpk kPa 重度 3 kN m 压缩模量 si E a MP 1 填土 4 6 70 20 20 19 2 粉质 粘土 2 8 223 67 67 900 1800 20 93 3 细砂 1 0 270 58 58 1800 3200 27 139 4 粘土 0 9 285 67 67 900 1800 20 93 5 细砂 4 0 220 58 58 1100 1200 20 139 6 圆励 8 6 320 110 110 2400 3500 27 180 选择 6 号圆砾为持力层 为消除负摩阻力影响承台制于 2 号粉质粘土上 桩 径为 600 600 桩 预制桩进入持力层深度为 5d 3 0m 桩长 11 7m 3 3 验算单桩承载力 确定单桩竖向极限承载力标准值 uk Q ukskpkipkp sik QQQuLq A q sk Q 单桩极限摩阻力标准值 kN pk Q 单桩极限端阻力标准值 kN u 桩的横断面周长 m p A 桩的横断面底面积 2 m iL 桩周各层土的厚度 m sik q 桩周第 i 层土的单位极限摩阻力标准值 a kP pk q 桩底土的单位极限端阻力标准值 a kP 22 44 0 62 4 0 6 0 60 36 2 42 8 67 1 0 580 9 674 0 583 110 2400 0 362059 98642923 9 p uk udm Adm Q kN 3 4 确定桩数及桩布置 确定单桩竖向极限承载力设计值 R 并确定桩数 N 及其布置 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 9 假设先不考虑群桩效应 估算单桩竖向承载力设计值 R 为 pk sk sP R QQ R 单桩竖向极限承载力设计值 kN sk Q 单桩总极限侧阻力力标准值 kN pk Q 单桩总极限端阻力力标准值 kN s 桩侧阻力分项抗力系数 p 桩端阻力分项抗力系数 查表得 sp 1 62 2059 9864 1271 5533 31804 8 1 621 62 RkN 按轴力 P 和 R 估算桩数 n1为 1 10432 8 5 78 1804 8 P n R 由于 n1 3 应考虑群桩效应和承台的效应确定 R 姑且先取桩数 n 6 根 桩的布置按矩形排列 桩距33 0 61 8 a sdm 取边桩中心至承台边缘距离为 1d 0 6m 布置如图 则承台底面尺寸为 3 0m 4 8m 下面按桩数 6 求单桩竖向承载力设计值 R ppk sskcck spc R QQQ 其中 c ck ck A n q Q 2 ckk qf ie ie cc ccc cc AA AA s 侧阻群桩效应系数 p 端阻群桩效应系数 c 承台土阻力阻群桩效应系数 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 10 i c 承台内区土阻力群桩效应系数 e c 承台外区土阻力群桩效应系数 c 承台土阻力分项抗力系数 ck Q 桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值 kN ck q 承台底 2 1 承台宽度的深度范围内 ml5 地基土极限抗 力标准值 可按 地基规范 中相应的地基土承载力标准值乘以 2 取值 kN c A 承台底地基土净面积 2 m i c A 承台内区的净面积 e c A 承台外区的净面积 k f 承载力特征值 a kP 查表得 1 62 sp 1 65 c 1 07 s 1 65 p 0 11 i c 0 63 e c 2 260520 cka qkP 520 14 4 1069 8 6 ck QkN 2 2 4 80 630 610 08 14 4 10 084 3 i c ei ccc Am AAAm 4 3210 08 0 630 110 266 14 414 4 c 2059 98641069 8 1 071 260 266 1 621 621 65 R 下面验算取6n 是否合适 承台重 3 0 4 8 20 1 7612GkN 10432 8612 5 0 2205 PG n R 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 11 故取 6 根桩可以 确定承台底面尺寸及桩的排列如图 1 1 图 3 1 桩的布置及承台尺寸 3 5 桩基中各单桩受力验算 单桩所受的平均竖向作用力为 10432 8612 1840 72205 0 6 PG NRkN n 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 12 以上二项都满足要求 由于水平力89TkN 则与竖向的合力与铅锤线夹角 89 tan0 0085 10432 8 T P 0 0095 oo 故可以不验算单桩竖向承载力 3 6 承台的抗冲切验算 取承台 1 7m 钢筋混凝土保护层厚度 100mm 构造见图 选用混凝土 为 30 C 其 2 1430 t fkN m 1 柱对承台的冲切验算 根据公式 010 hufF mt i QFF 1 2 0 72 0 式中 0 建筑桩基重要性系数 取 0 1 1 1 F 作用于冲切破坏上的冲切力设计值 kN 即等于作用于 桩的竖向荷载设计值 F 减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计 值之和 t f 混凝土抗拉强度设计值 kN m u 冲切破坏锥体 2 0 h 处的周长 m 0 h 承台冲切破坏锥体的有效高度 m 冲切系数 冲跨比 0 0 h a 0 a 为冲跨 即柱边或承台变阶处到桩边 的水平距离 按圆桩的有效宽度进行计算 当 00 2 0 ha 时 取 0 a 0 h 1001700 10016001 6 o hhmmm 1 10432 8010432 8 i FFQkN 800 1000 1200300060006 0 m ummm 0 a 1000mm 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 13 则 0 0 h a 1000 1600 0 625 2 0 72 0 0 72 0 6250 2 0 87 所以 001 0 87 1430 6 0 1 611943 410432 84 tm f uhkNFkN 满足要求 2 角桩冲切验算 对于四桩承台 受角桩冲切的承台应满足下式 0 1 11 1 2110 22 hf a c a cN t x y y x 2 0 48 0 1 1 x x 2 0 48 0 1 1 y x 式中 1 N 作用于角桩顶的竖向力设计值 kN yx11 角桩的冲切系数 yx11 角桩冲跨比 其值满足 0 2 1 0 x1 h a x1 y1 h a y1 21 c c 从角桩内边缘至承台外边缘的距离 m 此处应取桩的 有效宽度 21 c c yx aa 11 从承台底角桩内边缘引一 0 45 冲切线与承台顶面 相交点 至角桩内边缘的水平距离 当柱或承台边阶处位于该 0 45 线以内 时 取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线 1max 2232 6NNkN 1 700 x amm 1 0 y a 12 0 9ccm 0 1600hmm x1 1 700 0 438 1600 x a h x1 1 0 0 1600 x a h 取 1 0 2 y 1 0 48 0 75 0 4380 2 x 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 14 1 0 48 1 2 0 20 2 y 所以 1 1 12110 22 y x xyt a a ccfh 01 0 7 0 75 0 9 1 2 0 91430 1 6 2 4976 42185 1kNNkN f 满足要求 所以承台不发生冲切破坏 3 7 承台剪切验算 对于柱下正方形独立承台 只需要对柱的一个轴进行验算承台的斜截面 抗剪承载力即可 桩基规范 规定 剪切破裂面为通过柱边和桩边连接线形 成的斜截面 抗剪验算应满足 00 xx VV 00yy VV 式中 x V 垂直于 x 方向斜截面的最大剪力值 可取抗剪计算截面一 侧的桩顶净反力设计值总和 kN y V 垂直于 y 方向斜截面的最大剪力值 可取抗剪计算截面一 侧的桩顶净反力设计值总和 kN x V0 垂直于 x 方向的斜截面抗剪承载力设计值 kN 0y V 垂直于 y 方向的斜截面抗剪承载力设计值 kN x V0 0 hbf yc 0y V 0cx fbh 剪切系数 当0 34 1 时 5 1 2 0 当4 13 0 时 3 0 12 0 计算截面剪跨比 x V 0 h ax 0 y y a h 当3 0 取 3 c f 混凝土轴心抗压强度设计值 kPa 0 h 承台计算截面的有效高度 m x b y b 承台计算截面处的计算高度 m 对 于 截面抗剪验算 2 4 yc bB 0 1 0 max 22 2232 64465 2 x VNkN 1 1 0 1000 0 625 1600 x x a h 0 2 0 13 0 6250 3 000 0 13 143000 2 4 1 67138 64465 2 xcyx VfbhkNVkN 于 截面抗剪验算 截面左侧共 3 根单桩其反力为 1 2232 6NkN 2 1840 7NkN 3 1448 9NkN x V 123 2232 6 1840 71448 95222 2NNNkN 1 1 0 200 0 1250 3 1600 y y a h 满足要求 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 16 图 3 2 桩基的平面及剖面图 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 17 3 8 沉降计算 桩基的最终沉降量表达式为 SS e 11 0 mn ijijijij ej ji si zz P E 式中 S 桩基的最终沉降量 mm S 按分层总和法计算经验系数 mm S 按分层总和法计算经验系数 当无地区经验时 可参考 非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时 1 软土地区 且桩端无 良好持力层时 当l 25m 1 7 当l 25m 1007 209 5 l l S l 桩长 m e 桩基等效系数 e 桩基等效系数 定义为 群桩基础按明德林解计算沉降量 m S 与按布氏解计算沉降量 B S 之比 可按下式简化计算 21 0 1 1 cnc n c b b e c c b L nB n 式中 0 c 1 c 2 c 反映群桩不同距径比 d Sd 长径比 d L 及承台的长 宽比 c c B L 等因素的系数 可查 基础工程 的附录 表 c L c B n分别 为矩形承台的长 宽及桩数 b n 矩 形 布 桩 时 的 短 边 布 桩 数 当 布 桩 不 规 则 时 可 按 c c b L nB n 近似 当 b n 计算值小于 1 时 取 b n 1 m 角点法计算点对应的矩形荷载分块数 0 j P 角点法计算点对应的第 j 块矩形底面长期效应组合的附加 力 kN n 桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 18 si E 等效作用底面以下第 I 层土的压缩模量 a MP 采用地基 土自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量 1 ijij zz 桩端平面第 j 块何在计算点至第i层土 第1i 层土底面 的距离 m 1 ijij 桩端平面第 j 块荷载计算点至第 I 层土 第1i 层土底 面深度范围内平均附加应力系数 可按规范附录 G 采用矩形基础中心点沉降 SS e 11 0 4 n iiii e i si zz P E 式中 i 1i 根据矩形长宽比 a b 及深度比 2 ii c zz bB 11 2 ii c zz bB 查附录 G 地基沉降计算深度 n z 按应力比法确定 且 n z 处的附加应力 z 与 土的自重应力 c 应该符合下式要求 0 2 zc 由于 4 8 1 6 3 0 c c L B 11 7 19 5 0 6 l d 3 a s d 查表得 0 C 0 113 1 C 1 510 2 C 6 434 2 1 0 1130 239 1 510 2 16 434 e 计算各层土的自重应力 siii h si 第i层土底的自重应力 a kP i 第i层土的重度 在地下水位以下用浮重度 i hi 第i层土的厚度 m 111 19 4 687 4 sa hkP 2122 87 4 10 2 8115 4 ssa hkP 33 32115 4 17 1132 4 a sshkP 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 19 4344 132 4 10 0 9141 4 a sshkP 5455 141 4 10 4181 4 a sshkP 6566 181 4 17 3 0232 4 a sshkP 各层地基附加应力计算 1 1n pph FG p A zisin K p n p 基底附加应力 a kP zi 第i层土底附加应力 a kP si K 竖直均布压力矩形基础角点下的附加应力系数 它是 m n 函数 其中 a m b z n b a是矩形的长边 b 是矩形的短边 而 z 是从基础底面 起算的深度 10432 8612 766 9 14 4 a pkP n p 766 987 4679 5 a kP 3 2 各层土的自重应力与附加应力成果表 位置 深度 i z m i z b a b ks 4 sn zk p a kP 自重应力 s a kP 1 0 0 1 6 0 2500 766 9 87 4 2 2 8 2 33 1 6 0 0916 279 2 115 4 3 3 8 3 17 1 6 0 0580 177 9 132 4 4 4 7 3 92 1 6 0 0283 86 8 141 4 5 8 7 7 25 1 6 0 0089 27 3 184 1 6 11 7 9 75 1 6 0 0047 14 4 232 4 5 号位置细砂底的自重应力的 0 2 倍与附加应力相当 5 0 20 2 184 136 2 sa kP z 27 3 a kP 故沉降计算截止到 5 号细砂 查规范附录 G 得 当 2 3 4 5 位置上的 2 0 176 3 0 1506 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 20 4 0 1312 5 0 0825 11 0 4 n iiii e i si zz sP E 2 8 0 17603 8 0 15062 8 0 1760 4 1 0 239 766 9 93139 s 4 7 0 13123 8 0 15068 7 0 08254 7 0 1312 78139 5 1mm 即 s 5 1mm 小于规范容许值 3 9 桩基的配筋计算 混凝土采用 15C 钢筋用335HRB 0 9 ucys Nff A u N 轴向压力承载力设计值 0 9 可靠度调整系数 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 根据试验结果及数理统计可得下列经验公式 当8 34 l b 时 1 177 0 012 l b 当35 50 l b 时 0 870 012 l b 混凝土设计规范 中 对于细长比 l b 较大的构件 考虑到荷载初始偏心 和长期荷载作用下对构件的不利影响较大 的取值比按经验公式所得到的 值 还要降低一些 以保证安全 对于细长比 l b 比小于 20 发构件 考虑到过去使用 经验 的值略微抬高一些 规范 采用的 值见表 6 1 c f 混凝土的轴心抗压强度设计值 A 构件截面面积 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 基础方案设计计算 21 y f 纵向钢筋的抗压强度设计值 s A 全部纵向钢筋的截面面积 当纵向钢筋配筋大于3 时 式中 A 应改用 A A 11 7lm 19 5 l b 查表得 0 75 1 求纵筋 s A 已知矩形混凝土上截面面积 A 600 600 360000 2 mm 3 4 112232 6 10 7 2 36 10 0 93000 9 0 75 sc y N Af A f 2385 2 mm 2 计算配筋 0 66 故选用 8 根二级钢筋 配筋图如下 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 构造要求和施工要求 22 图 3 3 桩基的配筋图 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 构造要求和施工要求 23 4 构造要求及施工要求 4 1 预制桩的施工 1 预制桩的制作程序 现场布置 场地整平与处理 场地地坪混凝土浇筑 支模 绑轧钢机 安装吊环 浇筑混凝土 养护至 30 强度拆模 再支上层模 涂刷隔离层 重叠生产浇筑第二层桩混凝土 养护至 100 起吊 运输 堆放 沉桩 2 桩的制作 钢筋混凝土可在工厂或施工现场预制 工厂预制利用成组拉模 生产 用不小于桩截面高度的槽钢安装在一起组成 现场预制桩宜采用木模或钢 模板 支在坚实 平整的混凝土地坪上 用间隔的重叠方法产生 重叠层数不宜 超过四层 混凝土空心管壮采用成套钢管胎模在工厂用离心法产生 预制桩的偏差应符合表 4 1 的规定 表 4 1 预制桩制作允许偏差 桩型 项目 允许偏差 mm 横截面边长 5 10 5 不大于桩长且不大于20 10 3 0 20 5 5 1 5 5 5 10 2 3 钢筋 丝 和横向钢筋 一承受刚 筑龙网 WWW ZHULONG COM 构造要求和施工要求 击应力 钢筋骨架的主筋连接宜 的主筋接头数量不得超过 50 相 径 并不小于 50mm 预制桩钢筋 的允许偏差 允许偏差 mm 5 10 20 20 20 10 10 10 10 5 10 种 前面两种可用于各种土 承受力的桩宜慎重 法兰接桩时 钢板和螺栓宜 试验确定 其屋里力学性能 筑龙网 WWW ZHULONG COM 构造要求和施工要求 性能指标 0 变液态 140 145 密 超过 180 开始焦化 且 烧 0 24 0 5kPa 硝酸 40 一下的铬算 中 醋酸 0 3kPa 0 4kPa 与螺纹孔混凝土为 4 10 但疲劳应力比之 P 为 0 38 0 8 油污 泥 筑龙网 WWW ZHULONG COM 构造要求和施工要求 间 时间 30 40 40 50 30 40 40 50 打桩 压桩 打桩 压打桩 压桩 打桩 压桩桩 13 9 17 12 13 9 17 12 17 11 21 14 17 11 21 14 21 24 21 24 程程度 单桩竖向承载力及度 单桩竖向承载力及施施 如硬木 麻袋 草垫等 如硬木 麻袋 草垫等 上上 5 5 5 5 桩桩纵向中心线与铅垂线的纵向中心线与铅垂线的夹 要 夹 要求 特别对于高承台的求 特别对于高承台的预 性 预 性问题 在实际工作中 问题 在实际工作中 沉 实 沉 实砂层时 锤击次数过多砂层时 锤击次数过多 时 时桩身的锤击应力 桩身桩身的锤击应力 桩身配配 tttKwerilkdK lj 构造要求和施工要 构造要求和施工要求 压 求 压驱动 用静压力将桩压入地驱动 用静压力将桩压入地基 无 基 无污染 无冲力和施工应力小污染 无冲力和施工应力小的的 对桩头的冲击损失 降低用对桩头的冲击损失 降低用钢 参 钢 参数 预估和验证单桩极限承数 预估和验证单桩极限承载 压 载 压桩法施工的适用范围 桩法施工的适用范围 能 求 能 求超过 5000kN 的超高层超过 5000kN 的超高层建 m 建 m 0 50m 38 5m 的预制 0 50m 38 5m 的预制方方 pa 2 4m 至设计标高pa 2 4m 至设计标高时时 桩极限承载力为 6750kN 桩极限承载力为 6750kN 措施 措施 隙隙水压力 土体发生侧向挤 重时发生开裂 倾斜等事 水压力 土体发生侧向挤 重时发生开裂 倾斜等事 防防治措施 同时必须进行治措施 同时必须进行周 改 周 改进施工方法 要是指 进施工方法 要是指 的的挤压 引起相邻建筑物挤压 引起相邻建筑物和 环 和 环境影响以混凝土预制方境影响以混凝土预制方桩 都 桩 都有挤土的不良效应 使邻近建筑物产生剧烈 有挤土的不良效应 使邻近建筑物产生剧烈的 设 的 设备和精密仪器会影响工备和精密仪器会影响工作作 静压沉桩就没有剧烈的静压沉桩就没有剧烈的振振 波及范围相当广 对居民波及范围相当广 对居民 单单桩沉桩时 引起地面隆桩沉桩时 引起地面隆起 的 起 的上抬量是施工质量控制上抬量是施工质量控制的 测 的 测资料 可以用叠加的方资料 可以用叠加的方法法 tttKwerilkdK lj 构造要求和施工要 构造要求和施工要求 邻 求 邻桩上抬量与施工桩距离桩上抬量与施工桩距离的 与 的 与计算桩的距离 计算桩的距离 计计算桩引起各桩的上抬量 算桩引起各桩的上抬量 算算桩在施工结束时可能的桩在施工结束时可能的上上 系 R L 系 R L 0 77 0 77 0 78 0 78 0 78 0 78 0 60 0 60 0 65 0 65 上上抬量的比较 由于施工抬量的比较 由于施工时 达 时 达到这种精度还是相当满意 较 到这种精度还是相当满意 较 量量 mm 相对误差 mm 相对误差 29 9 29 9 5 4 5 4 12 6 12 6 2 1 2 1 而而引起相邻建筑物和施政引起相邻建筑物和施政管管 有助于控制施工 避免有助于控制施工 避免发 量 发 量愈多 土体的体积变化愈愈多 土体的体积变化愈 近近 地面上抬量也愈大 地面上抬量也愈大 纵纵坐标为地面上抬量 横坐坐标为地面上抬量 横坐 点点之间的距离 如已知沉之间的距离 如已知沉桩 每 桩 每天允许的沉桩数量 天允许的沉桩数量 沉沉桩顺序 控制沉桩速度桩顺序 控制沉桩速度是 应 是 应背离保护对象由近向远背离保护对象由近向远处 由 处 由里及外的顺序沉桩 每天里及外的顺序沉桩 每天 tttKwerilkdK lj 构造要求和施工要 构造要求和施工要求 足 求 足够的时间消散 可以有够的时间消散 可以有效 置 效 置对被影响建筑物的监测 对被影响建筑物的监测 范范围 围 可可采取下列防护措施 采取下列防护措施 措措施 以减少排土量 减施 以减少排土量 减少 保 少 保护建筑物的挤土压力 护建筑物的挤土压力 tttKwerilkdK lj 结论与建 结论与建议议 评价 论证了基础方案 评价 论证了基础方案 预预制桩两种桩基础比较后制桩两种桩基础比较后钻 度 钻 度 设计基本地震加速度 设计基本地震加速度值 为 值 为软弱土 建筑场地类别软弱土 建筑场地类别属 场 属 场地 建筑场地属抗震不地 建筑场地属抗震不利 隙 利 隙潜水 第 层粉砂夹淤泥潜水 第 层粉砂夹淤泥 主 主要受大气降水和涨潮时要受大气降水和涨潮时地 构 地 构具弱腐蚀 浅部孔隙潜具弱腐蚀 浅部孔隙潜水 腐 水 腐蚀 蚀 注注桩直径选用 800桩直径选用 800 采 采用用 基桩承载力应通过桩的基桩承载力应通过桩的静 议 静 议从建筑物基础施工至竣从建筑物基础施工至竣工 期 工 期观测工作 观测工作 tttKwerilkdK lj 结束 结束语 识 语 识的过程 通过此次的的过程 通过此次的毕 有 毕 有了一个更为全面的认识了一个更为全面的认识 所 所使用的方法 设计步骤使用的方法 设计步骤 了了所学基础设计知识的所学基础设计知识的不 的 不 的勘察和基础设计方面勘察和基础设计方面的 心 的 心指导是分不开的 在指导是分不开的 在此此 和同学的帮助 感谢陈 还望老师和同学们 和同学的帮助 感谢陈 还望老师和同学们指指 tttKwerilkdK lj 参考 参考文 筑 文 筑工业出版社 4 年 业出版社 4 年 工业出版社 4 年 业出版社 4 年 大大学主编 地基及基础 中 社 年 学主编 地基及基础 中 社 年 毕毕业设计指南 岩土工业设计指南 岩土工程程 中国建筑工业出版社 1 中国建筑工业出版社 19 出 9 出版社 1990 年 版社 1990 年 工工程 清华大学出版社 1程 清华大学出版社 19 工 9 工业出版社 anics for undergrou 业出版社 anics for undergrou 年年 ncrete Structures 中 ncrete Structures 中国 f 国 ff Clays constructure f Clays constructure 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 构造要求和施工要求 24 在运输 起吊和成桩过程中产生的弯曲应力和冲击应力 钢筋骨架的主筋连接宜 用对焊或电弧焊 对于受拉钢筋 同一截面内的主筋接头数量不得超过 50 相 邻两跟主筋接头截面的距离不应大于 35 倍主直径 并不小于 50mm 预制桩钢筋 骨架的施工偏差应付和表 4 2 的规定 表 4 2 预制桩钢筋骨架的允许偏差 项次 项目 允许偏差 mm 1 主筋间距 5 2 桩尖中心线 10 3 箍筋间距或螺旋筋的螺距 20 4 吊环沿纵轴线方向 20 5 吊环垂直于纵线方向 20 6 吊环露出桩表面的高度 10 7 主筋距桩顶距离 10 8 桩顶箍筋网片位置 10 9 多节桩锚固箍筋长度 胶泥接桩用 10 10 多节桩锚固箍筋位置 胶泥接桩用 5 11 多节桩预埋铁件位置 10 4 2 混凝土预制桩的接桩 桩的接桩方法有焊接 法兰接及硫磺胶泥锚接三种 前面两种可用于各种土 类 硫磺鸟你锚接适用于软土层 且对一级建筑桩或承受力的桩宜慎重 焊接接桩时 钢板宜用低碳钢 焊条宜用 E43 法兰接桩时 钢板和螺栓宜 用低碳钢 硫磺胶泥锚接时 硫磺胶泥配合比应通过试验确定 其屋里力学性能 应符合表 7 11 的规定 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 构造要求和施工要求 25 表 4 3 硫磺胶泥的主要屋里力学性能指标 热变形 60 内强度无明显变化 120 变液态 140 145 密 度最大且和易性最好 170 开始沸腾 超过 180 开始焦化 且 遇明火即燃烧 密度 2 28 2 32g cm 3 吸水率 0 12 0 24 弹性没两 5 10 5kPa 物理性能 耐酸性 常温下能耐烟酸 硫酸 硝酸 40 一下的铬算 中 等浓度乳酸和醋酸 抗拉强度 4 10 3kPa 抗压强度 4 10 4kPa 握裹强度 与螺纹钢筋为 1 1 10 4kPa 与螺纹孔混凝土为 4 103 kPa 力学性能 疲劳强度 对照混凝土的试验方法 但疲劳应力比之 P 为 0 38 时 疲劳修正系数 0 8 为保证硫磺胶泥锚接桩质量 施工时应做到 1 锚筋应刷清并调直 2 锚筋孔内应有完好螺纹 无积水 杂物和油污 3 接桩时 接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥 4 灌注时间不得超过两分钟 5 灌注后的停歇时间应符合表 7 12 的规定 6 胶泥识块没班不得少于一组 筑龙网 WWW ZHULONG COM 东华理工学院毕业设计 论文 构造要求和施工要求 26 表 4 4 硫磺胶泥灌注后的停歇时间 不同气温下的停歇时间 0 10 10 20 20 30 30 40 40 50 项 次 桩截 面 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 1 400 400 6 4 8 5 10 7 13 9 17 12 2 450 450 10 6 12 7 14 9 17 11 21 14 3 500 500 13 12 18 21 24 4 3 混凝土预制桩的沉桩 4 3 1 锤击沉桩 桩锤的选用应考虑地质条件 桩型 布桩的密集程度 单桩竖向承载力及施 工条件等因素 桩打入时应符合下列规定 1 桩帽与送桩帽与桩周围的间隙应为 5 10mm 2 锤与桩帽 桩帽与桩之间应加设弹性衬垫 如硬木 麻袋 草垫等 3 桩锤 桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上 4 桩插入时的垂直度偏差不得超过 0 5 5 按标高控制的桩 桩顶标高的允许偏差为 50 50mm 6 斜桩倾斜度的偏差 不得大于倾斜角 指桩纵向中心线与铅垂线的夹 角 正切值的 15 钢筋混凝土预制桩锤击沉桩期的安全问题 钢筋混凝土预制桩在沉期间应满足强度和抗裂度要求 特别对于高承台的预 制桩 由于桩的自由度较大 还应考虑桩的压曲稳定性问题 在实际