畢節(jié)市大方縣“中軒杜鵑花城”項目一號樓樁基礎設計土木工程專業(yè)

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1、VI 第 頁 前言 進行建筑物地基基礎選型、基礎設計時，影響基礎類型的選擇有很多因素，主要方面有上部建筑物性質及荷載大小、場地的工程地質條件、水文地質條件、建筑物基礎的埋深、周邊建筑基礎類型的選取、該場地施工條件限制等，缺一不可，綜合考慮各方面條件是進行基礎設計很重要的過程。 我國很早就開始使用樁基礎，北京的御河橋、南京古城墻等都是我國古代樁基礎的成功案例。隨著樁基礎運用得愈來愈多，樁基礎技術也不斷發(fā)展，我國樁基礎發(fā)展趨勢與國際主流相接軌。樁徑尺寸向兩極化發(fā)展，作為承載上部荷載的樁不斷擴大樁徑、樁長，同時，微型樁也常見于城市改造、危房建設等條件下；樁基礎施工向環(huán)?；l(fā)展

2、，傳統(tǒng)的錘擊法成樁逐漸被靜力法取代；隨著建筑物的復雜程度的增大引起的上部荷載增大，預應力鋼筋混凝土樁（簡稱PC樁）以及新型預應力高強度混凝土樁（簡稱PHC樁）逐漸出現(xiàn)。 樁基礎的適用條件是：當天然地基承載力不能滿足上部結構的荷載要求，且經(jīng)過簡單的人工處理也無法滿足要求的情況下，只好采用樁基礎，利用樁身把上部荷載力傳到地層深處能夠符合要求的地層中去。樁基礎的采用一般兼顧經(jīng)濟性、施工方便兩方面，技術相對比較成熟，運用到很多高層建筑、超高層建筑及高架橋梁等上部荷載比較大、地質條件比較復雜的建筑物。 目錄 前言 I 摘要 V Abstract

3、V 一、工程概況 1 二、工程地質條件 2 2.1自然地理氣候 2 2.2地形地貌 2 2.3地質構造 2 2.4巖土構成 2 2.5巖溶及水文地質條件 3 2.5.1巖溶特征 3 2.5.2水文地質條件 3 2.6 巖土物理力學指標 3 2.7巖土主要物理力學參數(shù)建議值 4 2.8場地工程地質評價 5 2.8.1場地及地基地震效應 5 2.8.2場地穩(wěn)定性 5 2.8.3場地邊坡評價 6 2.8.4基礎持力層的選擇 7 2.8.5基礎方案的選擇 7 三、樁基礎設計 9 3.1設計資料 9 3.2確定樁型、樁端持力層及承臺埋深 9 3.2.1選擇樁型

4、9 3.2.2確定樁端持力層及承臺埋深 9 3.3單樁極限承載力標準值計算及考慮承臺效應 10 3.3.1計算單樁極限承載力標準值 10 3.3.2考慮承臺效應 11 3.4樁數(shù)確定及承臺底面尺寸確定 12 3.4.1確定樁的數(shù)量 12 3.4.2確定樁的排列 12 3.4.3確定樁承 臺尺寸 13 3.5樁頂作用驗算 13 3.6樁基礎沉降驗算分析 14 3.7樁身結構設計（配筋計算） 14 3.7.1最大彎矩 14 3.7.2主筋級別、混凝土強度選用 14 3.7.3計算系數(shù)αs、ζs 15 3.7.4鋼筋截面面積的計算 15 3.7.5確定樁的鋼筋

5、截面 16 3.8承臺設計（抗沖切、抗剪切、受壓驗算） 16 3.8.1承臺抗沖切驗算 16 3.8.2承臺抗剪切驗算 18 3.8.3承臺抗彎曲驗算 18 四、成樁工藝及驗收 20 4.1材料準備 20 4.1.1鋼材 20 4.1.2混凝土 20 4.2鉆孔灌注樁成樁工藝介紹 20 4.2.1定位放樣 20 4.2.2旋挖鉆機成孔 20 4.2.3鋼筋籠的制作 21 4.2.4混凝土灌注 22 4.3質量檢驗 22 4.4樁基驗收資料 25 五、主要結論與建議 26 參考文獻 27 致謝 28 附錄 29

6、 畢節(jié)市大方縣“中軒杜鵑花城”項目一號樓樁基礎設計 摘要 隨著我國經(jīng)濟建設發(fā)展的迅速推進，越來越多高程建筑、超高層建筑拔地而起，聳入云天，相應的對于基礎的發(fā)展要求也越來越苛刻，于是樁基礎在經(jīng)濟迅速發(fā)展、大興土木的大環(huán)境下被運用得越來越活躍、越來越具有深度。本次以貴州省畢節(jié)市大方縣“中軒杜鵑花城”項目一號樓基礎設計為例，對該建筑物基礎設計提出設計方案并為該地區(qū)其他建筑基礎設計提供參考。設計步驟大概分為3步：①根據(jù)巖土體構成、上部荷載等條件進行基礎選型；②根據(jù)相關規(guī)范、國家條例標準進行樁基礎設計；③編寫施工組織報告及成圖。本次建

7、筑工程樁基礎設計是在充分參考該地區(qū)其他建筑工程地基基礎經(jīng)驗、結合該場地條件特征下完成的。 關鍵詞：基礎選型，樁基礎設計，施工組織 Abstract With the rapid advance of China's economic construction and development, more and more building height, high-rise buildings going up, shrugged into the sky, corresponding to the base of the development requirements have

8、 become more stringent, so the pile foundation in the rapidly growing economy, under massive construction projects in the larger environment being used more and more active, more and more it has depth. The generous county in Bijie City, Guizhou Province, "the Villa Rhododendron Flower City"

9、; project-based design of a building, for example, the basic design of the building design proposed for the region and provide a reference basis for other building design. Design Step roughly divided into three steps: ① According to rock and soil structure, the upper load and other conditions, found

10、ation type; ② the basis for the design of pile according to relevant regulations, national regulations standards; ③ construction organization prepared reports and drawing. The basic design of the building piles is in full reference to the basis of the experience of other buildings in the area of fou

11、ndation, combining features of the site conditions under completion. Keywords:Selection foundation, pile foundation design, construction 28 第 頁 一、工程概況 “中軒杜鵑花城”項目位于貴州省畢節(jié)市大方縣普底鄉(xiāng)，西接杭瑞高速，交通便利。距離貴州省省會城市貴陽有130千米，距離貴州省第二大城市、歷史名城遵義市有100千米，距離該項目所在畢節(jié)市主城有80千米，距離黔西縣城有30千米，距離大方縣城40多千米。該項目處于低緯度、高海拔的地

12、區(qū)，氣候類型是亞熱帶溫暖濕潤氣候，然而境內地勢比較高，所以其氣候類型表現(xiàn)為亞熱帶高原溫涼氣候。該項目總規(guī)劃用地面積為200883.53平方米，公建面積為52754.03平方米，住宅建筑面積為264749.61平方米。項目包含商業(yè)、住宅、酒店，配套設施完善，主打休閑、度假、避暑。綠地率達30.03%，建筑密度26.37%。 杜鵑花城一號樓位于該項目東南部邊上，占地面積約為525㎡，平面上呈長為39.8m、寬為13.2m的矩形。擬建層數(shù)為7層，第1層建筑面積為388.69㎡，第2-4層建筑面積1166.07㎡，第5層建筑面積為375.47㎡，第6層建筑面積為323.63㎡，第7層建筑面積為272

13、.07㎡，無地下車庫。建筑物為框架剪力墻，擬用基礎擴展基礎，基礎荷載最大1500KN,地面標高1260.300m。 二、工程地質條件 2.1自然地理氣候 大方縣冬暖夏涼，氣候宜人。大方縣境內海拔從720米到2325米，據(jù)統(tǒng)計，年平均氣溫為11.8℃，最低月平均氣溫為3.3℃（一般為1月），最高月平均氣溫23℃（一般為7月），目前為止出現(xiàn)過極端最高氣溫為35.4℃，無霜期257天。據(jù)統(tǒng)計，平均降雨量為1150.4毫米，年日照時數(shù)為1335.5小時，屬暖溫帶濕潤季風氣候，其氣候類型表現(xiàn)為亞熱帶高原溫涼氣候。大方縣全縣擁有158萬畝天然森林，

14、森林覆蓋率較高，達32.5%，境內常年空氣清新，氣候宜人，有貴州省“天然氧吧”之稱。 2.2地形地貌 該地區(qū)為溶蝕殘丘-槽狀谷地地貌，擬建場地處于溶蝕殘丘邊緣斜坡地帶。 場地尚未平場開挖，現(xiàn)有地面標高為1637.5~1647.85m，地面最大高差約10m左右，總體地形地貌單一，即為地形、地貌類型為簡單類型。、 2.3地質構造 根據(jù)現(xiàn)場調查及區(qū)域地質資料，場地區(qū)域內無斷層，褶皺等地質構造，巖層呈單斜產(chǎn)狀，場地地質構造簡單。巖層傾向190°，傾角12°。巖體節(jié)理裂隙稍發(fā)育，結合好，延伸較短，閉合程度緊密。場地內在地質構造上，沒有其他能夠危害場地穩(wěn)定性的不良地質作用。大

15、方縣屬于小于6度抗震設防區(qū)，按規(guī)范相關要求進行抗震設計。 2.4巖土構成 根據(jù)現(xiàn)場調查，場地區(qū)出露的地層為第四系土（Q）及二疊系下統(tǒng)茅口組石灰?guī)r（P1m）?，F(xiàn)由新到老分述如下： 1、植表土（Qml）：黑褐色，結構松散，多見植物根系，為殘坡積粘土，厚度0.00～0.70m。 2、紅粘土（Qel+dl）：黃褐色，可塑狀態(tài)，殘坡積成因，碎石含量少。捻面比較光滑，有較好光澤，含水量比較高。厚度為2.00～8.10m 3、基巖： 基巖為二疊系下統(tǒng)茅口組石灰?guī)r（地層編號P1m）：分布于整個建筑場區(qū)范圍內，灰色、淺灰色，中厚層狀，中風化，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖芯呈長柱狀、柱狀，按單軸飽和抗壓實驗堅

16、硬程度劃分為較硬巖，巖體為層狀結構，較破碎。該場區(qū)巖體的基本的質量等級為Ⅳ級。 2.5巖溶及水文地質條件 2.5.1巖溶特征 場地巖性為碳酸鹽巖，巖溶主要表現(xiàn)為溶溝、溶槽，粘土充填，分布情況見剖面圖。在鉆進過程中部分相鄰鉆孔見巖深度起伏較大，在所有鉆孔的鉆進深度內未揭露巖溶洞隙。場地地形為溶蝕丘陵斜坡，部分臨近鉆孔基巖面高差大于2m，場地巖溶中等發(fā)育。 2.5.2水文地質條件 1、地表水 擬建建筑物場地沒有常年地表水流經(jīng)，可不考慮地面水對建筑物影響。 2、地下水 根據(jù)該地區(qū)內出露的地層巖性、地下水動力條件以及含水介質的特征，該場區(qū)地下水類型定義為碳酸鹽巖裂隙溶洞水。裂隙水廣泛賦

17、存于巖溶管道和溶蝕裂隙中，富水性比較強，富水率一般。 該地區(qū)內的地下水主要以大氣降水作為主要補給源，降落雨水通過風化裂隙、溶溝、溶槽及溶蝕裂隙等作用滲入地下，受地形、巖層產(chǎn)狀等因素的影響，地下水總體情況是由北向南的逕流，在境外于地勢低洼處以地上泉的形式進行排泄。鉆探期間，對所有鉆孔都進行了水位觀測，鉆孔中都無穩(wěn)定地下水位，場區(qū)位于斜坡地帶，地勢比較高，為地下水補給區(qū)，地下水埋深大，鉆孔深度沒見到見地下水。 1：200000畢節(jié)幅區(qū)域的水文地質普查報告顯示，建筑物場區(qū)地下水的水化學類型為HCO3-Ca型，對于砼及鋼結構具有微弱的腐蝕性作用，。 2.6 巖土物理力學指標 表2-1 土樣實

18、驗室的主要物理力學指標 項目 樣本數(shù) 范圍值 平均值 標準差 (σ) 變異系數(shù) （δ） 修正系數(shù) （ψ） 標準值 天然含水量w% 40 52.9~55.8 54.22 - - - - 密度（） 40 1.72~1.75 1.74 - - - - 比重G 40 2.73~2.76 2.74 - - - - 飽和度 40 100~100 100 - - - - 孔隙比 e 40 1.1685~1.5673 1.3679 - - - - 液限 40 49.5~64.5 57

19、- - - - 塑限 40 29.2~34.1 31.65 - - - - 塑性指數(shù) 40 21.8~31.3 26.55 - - - - 液性指數(shù) 40 0.49~0.60 0.545 - - - - 含水比 40 0.73~0.82 0.775 - - - - 內摩擦角（°） 40 5.6~7.5 6.55 0.64 0.097 0.974 6.37 內聚力c（Kpa） 40 36.8~45.8 41.3 2.53 0.061 0.983 40.5 壓縮模量(Mpa)

20、 40 5.2~6.4 5.8 0.38 0.067 0.982 5.6 本次勘察未取巖樣作室內實驗，經(jīng)過我公司技術人員對現(xiàn)場進行地質調查，并結合現(xiàn)場鉆探情況，本場地下伏基巖巖性及完整性無較大差異，故采用29#～36#樓勘察時采取的巖樣實驗數(shù)據(jù)作為本次勘察基巖物理力學參數(shù)的依據(jù)。試驗結果統(tǒng)計見表2。 表2-2 巖樣實驗室的主要物理力學指標 樣本數(shù) 范圍值 平均值 標準差 變異系數(shù) 修正系數(shù) 標準值 塊體密度 （n） （MPa） （MPa） (σ) （δ） （ψ） （MPa） （g/cm3） 8 29.79~45.26 35.301

21、 5.294 0.150 0.899 31.725 2.830 注：高徑比=1.0 時進行修正，修正系數(shù)取0.89 2.7巖土主要物理力學參數(shù)建議值 根據(jù)巖土體的室內試驗結果，初步確定巖土體飽和單軸抗壓強度，場地的中風化灰?guī)r是比較破碎的巖體，結構完整性比較差，中分化灰?guī)r巖體的基本質量等級是Ⅳ類。依據(jù)鉆探巖芯取樣數(shù)據(jù)，再結合該場地建筑物的自身結構特征，建議取折減系數(shù)為，計算之后得到該場地中風化石灰?guī)r的地基承載力特征值為： 所以取保守值，本場地中風化灰?guī)r地基承載力特征值建議值： 按照《貴州建筑地基基礎設計規(guī)范》附錄A表A.0.3含水比確定紅粘土承載力，含水比為

22、0.78時內插法計算紅粘土承載力特征值為k178 Pa。 按照《貴州建筑地基基礎設計規(guī)范》（DB22/45-2004）第4.2.6計算紅粘土承載力，Mb、Md、Mc分別為0.11、1.42、3.75。 =0.11×17.4×3+1.42×17.4×0.5+3.75×40.5=170kPa。 根據(jù)實驗結果綜合以上分析后，其指標取值如下表： 表2-3 巖土體主要物理力學指標推薦取值 名稱 容重γ (KN/m3) 粘聚力C (KPa) 內摩擦φ(°) 承載力特征值 （kPa） 備注 紅粘土 17.4 40

23、.5 6.37 170 5.9Mpa 中風化石灰?guī)r 27.7 / / 4400 2.8場地工程地質評價 2.8.1場地及地基地震效應 場地地勢開闊、斜坡較緩，屬抗震一般地段；主要覆土為紅粘土的覆蓋土層，場地土類別的承載力特征值建議按照中硬土進行考慮計算，鉆探顯示覆蓋土層厚度大約在2.00～8.10m范圍之內，場地的類型為II類場地，大方縣屬于小于6度抗震設防區(qū)，按規(guī)范相關要求進行抗震設計。 2.8.2場地穩(wěn)定性 擬建場地無區(qū)域性斷層通過，地勢開闊平坦，無滑坡、地裂縫、泥石流，地面塌陷等不良地質作用，場地基巖起伏較大，巖溶中等發(fā)育?？梢猿醪酱_定，該場地整體的地質

24、條件比較好，穩(wěn)定性比較好，適宜修建一般要求的建筑物。 2.8.3場地邊坡評價 場地±0.00開挖時將形成最高18.52米的永久性邊坡，最高土質邊坡高度為9米，場地巖體緩傾，節(jié)理裂隙稍發(fā)育且產(chǎn)狀大于75°，無不利外傾結構面。建筑物相距較遠，邊坡受相鄰建筑物荷載影響可不考慮。 表2-4 邊坡計算參數(shù)取值表 名稱 容重γ (kN/m3) 粘聚力C (kPa) 內摩擦φ (°) 承載力特征值 （kPa） 備注 紅粘土 17.4 40.5 6.37 154 試驗值 中風化

25、石灰?guī)r 27.7 400 48 4400 經(jīng)驗值 巖層間結構面 / 50 20 / 經(jīng)驗值 根據(jù)邊坡高度及破壞后果，邊坡安全等級為二級。邊坡的主要破壞形式為上部覆蓋層的圓弧滑動破壞，下部中風化巖體可能沿破裂角（45°+φ/2）產(chǎn)生的直線（平面）滑動破壞。 巖石部分采用直線滑動法計算下部最危險滑動面，滑動面為過坡腳，邊坡不穩(wěn)定狀態(tài)滑動面角度按φ/2+45°確定，滑動面傾角69°為最危險滑動面，計算坡高取12m垂直放坡，計算安全系數(shù)Ks=5.71。根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330-2013表5.3.2的標準，該場地巖質均小于12米，

26、垂直開挖時邊坡穩(wěn)定。 土質部分由極限應力平衡法公式：Hmax=（2c/r）×cot[（β-Φ）/2]可預測不同開挖坡角下邊坡的臨界自穩(wěn)高度。 表2-5 邊坡臨界自穩(wěn)高度計算表（純自然狀態(tài)下） 開挖坡角（β） 土體單元 90º （直立） 75º（邊坡高寬比1：0.25） （陡角） 60º（邊坡高寬比1：0.50） （緩角） 可塑紅粘土 5.19 6.81 9.19 場地最高土質邊坡為9米，按照圓弧滑動發(fā)計算，安全系數(shù)Ks=1.09，根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330-

27、2013表5.3.2的標準，土質邊坡不穩(wěn)定，需進行支護。 根據(jù)以上計算分析，建議巖質部分邊坡采用構造錨桿+格構噴射砼支護體系對邊坡進行支護防止部分坡面巖塊掉落，土質部分建議分段或跳段開挖后以重力式擋墻或錨桿噴網(wǎng)的形式支護。 2.8.4基礎持力層的選擇 植表土：呈黑褐色，結構比較松散，物理力學性能不好，變形量較大，分布不均勻，地基強度低，穩(wěn)定性亦差，不能選作為基礎的樁端持力層。 紅粘土：呈黃褐色，為可塑性狀態(tài)，殘坡積成因，包含少量的碎石。捻面比較光滑，富有顯眼光澤，透水性一般，整體含水量比較高。場地內分布不均勻，力學性能較差，變形量較大，地基強度低，穩(wěn)定性較差，考慮基礎埋深時，單棟建筑物

28、基底紅粘土厚度均大于3米時可選作基礎持力層。本次范圍內（1#-28#樓、37#-56#）位于斜坡地帶，±0.00開挖后局部見巖，且紅粘土呈可塑狀態(tài)，不均勻沉降難以控制，不建議選用紅粘土作為持力層。 中風化基巖：為較破碎巖體，承載力較高，分布連續(xù)，地基條件好，是良好的天然地基，可選作基礎持力層。 2.8.5基礎方案的選擇 場地經(jīng)過平場開挖，中風化基巖較大范圍出露，僅個別地段存在溶溝、溶槽及土層較深情況，建議采用擴展式基礎，溶溝（槽）較深位置建議采用樁基礎，基礎嵌入中風化基巖50cm以上。 結合場地工程地質條件以及水文地質條件，樁基可采用人工成孔樁，并在施工過程中應作好護壁工作，

29、以防止上部松散土層垮塌進而影響成樁質量。 表2-4 1#樓基礎埋深及持力層建議表 鉆孔編號 ±0.000(m) 基礎埋深標高（m） 基礎埋置深度（m） 選用持力層 持力層承載力特征值fa（kPa） 基礎形式推薦 備注 ZK1-1 1620.3 1614.74 5.56 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-2 1620.3 1614.12 6.18 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-3 1620.3 1612.32 7.98 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1

30、-4 1620.3 1610.68 9.62 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-5 1620.3 1619.22 1.08 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-6 1620.3 1619.8 0.5 中風化石灰?guī)r 4400 擴展基礎 施工釬探驗證 ZK1-7 1620.3 1610.9 9.4 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-8 1620.3 1613.78 6.52 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-9 1620.3 1613.5

31、8 6.72 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-10 1620.3 1613.26 7.04 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-11 1620.3 1616.04 4.26 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-12 1620.3 1611.5 8.8 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-13 1620.3 1609.3 11 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-14 1620.3 1615.44 4.86 中風化石灰?guī)r

32、 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-15 1620.3 1614.44 5.86 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-16 1620.3 1614.18 6.12 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-17 1620.3 1613.36 6.94 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-18 1620.3 1612.62 7.68 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-19 1620.3 1616.4 3.9 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎

33、 施工釬探驗證 ZK1-20 1620.3 1619.8 0.5 中風化石灰?guī)r 4400 擴展基礎 施工釬探驗證 ZK1-21 1620.3 1612.98 7.32 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 ZK1-22 1620.3 1613.26 7.04 中風化石灰?guī)r 4400 樁基礎 施工釬探驗證 三、樁基礎設計 3.1設計資料 甲方單位提供中軒“杜鵑花城”項目一號樓建筑物框架柱截面為450x450mm2 ,建筑物的工程安全等級為二級。作用于該柱底面（基礎頂面）的荷載基本組合設計值為： 豎向荷載設計值F=1500KN

34、 彎矩設計值M=160KN.m 水平方向剪力設計值T=60KN。 3.2確定樁型、樁端持力層及承臺埋深 3.2.1選擇樁型 該建筑物框架跨度較大，柱底荷載大小一般，采用淺基礎難以達到承載力要求?？辈靾蟾嫣岢?，場地經(jīng)過平場開挖，中風化基巖較大范圍出露，溶溝（槽）較深位置建議采用樁基礎，基礎嵌入中風化基巖50cm以上。上部紅粘土土層較厚，物理力學性狀較弱，采用淺基礎或者采用人工基礎不適合，在經(jīng)濟上、技術上不合理。 結合場地工程地質條件以及水文地質條件，可采選用鉆孔灌注樁。并在施工過程中應作好護壁工作，以防止上部松散土層垮塌進而影響成樁質量。綜合考慮經(jīng)濟性和場地地質條件，選用工程中常見的混

35、凝土灌注樁，承載性狀為端承摩擦樁，樁徑大小為普通樁。 3.2.2確定樁端持力層及承臺埋深 根據(jù)建筑物場地的巖土體分布特征，宜選擇承載力強度較大的中風化基巖作為樁端持力層。樁長8米。初步擬定承臺埋深1.3m，樁端進入持力層90cm（大于規(guī)范推薦50cm），樁頂嵌入承臺下部0.1m。則基礎埋深9.2m，符合“1#樓基礎埋深持力層建議表 （表2-4）”推薦值。樁基及土層分布圖如圖3-1： 圖3-1樁基埋置圖 樁截面尺寸選用：樓層為7層，按照以往經(jīng)驗關系及估算，初步擬定樁截面尺寸300mm*300mm的矩形截面。 樁身材料：采用強度等級為

36、C30的混凝土，樁身構造主筋選用二級鋼筋（HPB335級鋼筋）。 3.3單樁極限承載力標準值計算及考慮承臺效應 3.3.1計算單樁極限承載力標準值 按照《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）計算，采用下列公式，計算該建筑場地單樁豎向承載力標準值： 樁端巖土承載力特征值，樁端為中風化基巖，勘察報告中指出，建議本場地中風化灰?guī)r地基承載力特征值為： 樁身的橫截面面積： 樁身周長： 樁周土摩擦力特征值：查表得第二層紅粘土，第三層中風化基巖 根據(jù)建筑物場地的土層劃分情況、工程地質勘查報告顯示以及設計樁長可確定： 第二層土層紅粘土中樁長為： 第三層土層中風化基巖中樁長為:

37、將上述數(shù)據(jù)帶入單樁極限承載力計算公式中，得： 通常情況下，安全系數(shù)取為2，故取極限承載力標準值一半，則。 因此，按照經(jīng)驗參數(shù)法，計算出的單樁承載力設計值為：。 3.3.2考慮承臺效應 按照《建筑樁基礎規(guī)范》（JGJ 94-2008所規(guī)定，“對于端承型樁基、樁數(shù)少于4 根的摩擦型柱下獨立樁基、或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應時，基樁豎向承載力特征值應取單樁豎向承載力特征值?！? 對于屬于下列情形之一的摩擦型的樁基礎，應該考慮承臺效應，并且確定其復合基樁的豎向承載力特征值： 情形一：上部建筑物結構整體剛度較好，體型簡單； 情形二：當排架結構和柔性構筑物對于差異沉降適應

38、性較強時候； 情形三：按照變剛度調平原則設計的樁基剛度相對弱化的區(qū)域； 情形四：軟土地基的減沉復合疏樁的基礎。 綜合考慮該建筑物上部荷載情況、用途、區(qū)域地質情況及周邊建筑物情況，可不考慮承臺的荷載分擔效應。因此，進行樁基礎設計計算時候，應該選取單樁豎向承載力特征值作為基樁豎向承載力特征值，不考慮承臺效應。 3.4樁數(shù)確定及承臺底面尺寸確定 3.4.1確定樁的數(shù)量 初步確定樁數(shù)時，可先不計承臺自重及上覆土重。 豎向荷載設計值F=1500KN 彎矩設計值M=160KN.m 水平方向剪力設計值T=60KN 樁數(shù)初定為： N=1500/327=4.58, 取樁數(shù)N=5。 3.

39、4.2確定樁的排列 初定確定樁數(shù)為5根，考慮到受力條件趨于均勻，故采用梅花型布置。 工程中，通常樁的中心間距為3d-4d=0.9-1.2m,考慮到樁數(shù)為5根，采用梅花樁型布置，故取樁水平中心距0.7m。布置圖如圖3-2： 圖3-2樁基平面布置圖 3.4.3確定樁承臺尺寸 考慮樁的排列，樁的外緣每邊外伸凈距為：1/2d=150mm。則樁承臺尺寸初步擬定為長、寬均為2m的矩形。承臺埋深設計值為1.3m,承臺厚度值為1m,上覆填土厚度為0.3m，所以承臺少數(shù)部分位于人工填土中，多數(shù)部分位于紅粘土中。 3.5樁頂作用驗算 巖土工程勘察報告顯示，該建筑物設

40、計荷載為： 豎向荷載設計值F=1500KN 彎矩設計值M=160KN.m 水平方向剪力設計值T=30KN 本建筑物工程安全等級定義為二級，建筑物的重要性系數(shù)λ=1.0 承臺尺寸為2000*2000mm,承臺埋置深度為1.3m，承臺厚度為1m,上覆填土厚度0.3m，荷載作用于承臺頂面。計算上覆土重及承臺自重時，為了計算方便，均取平均重度：。 則承臺及上覆土重為：G=2.0×2.0×1.3×20=104KN。 ①按軸心受壓計算，計算單樁平均受力，按公式計算： ，小于327，安全。 ②按偏心受壓計算，計算單樁平均受力，按下述公式計算： 小于1.2

41、Ra=392.4。 大于0。 兩種受壓情況下均滿足要求。 3.6樁基礎沉降驗算分析 目前有很多種關于計算樁和樁基沉降的方法，比如彈性理論法、有限單元法、荷載傳遞法等各種簡化后的方法和理論。對于群樁的沉降分析，實際工程中簡單實用，常用的計算方法是單向固結理論的分層壓縮總和法。 根據(jù)《建筑地基基礎計算規(guī)范》，以下情況時候才需要進行樁基沉降量的驗算： ① 當建筑物地基樁基礎設計得等級是甲級時； ②當上部建筑物體型復雜、荷載情況不均勻或者樁端下面有軟弱土層、軟弱結構面時，該建筑物樁基的地基基礎設計等級是乙級； ③當建筑物樁基類型是摩擦型樁時。 擬建工程為多層（地面以上7層）建筑物，基

42、礎荷載小，本工程屬二級工程；場地原始地形地貌較復雜，建設平場存在不同程度的挖填活動，使地質環(huán)境受到一般性破壞，場地等級為二級。該場地基巖面起伏比較大，紅粘土為特殊性土，地基設計等級為二級。擬建場地無區(qū)域性斷層通過，地勢開闊平坦，無滑坡、地裂縫、泥石流，地面塌陷等不良地質作用，場地基巖起伏較大，巖溶中等發(fā)育。樁型為端承型樁基，持力層為中風化石灰?guī)r，無軟弱土層及結構面。綜合考慮，該建筑物樁基不需要進行沉降量驗算。 3.7樁身結構設計（配筋計算） 擬建建筑基礎形式為鉆孔灌注樁，樁身長度為8m，結合該地區(qū)其他建筑物施工條件及經(jīng)驗，樁身結構按《建筑地基基礎規(guī)范》預制樁兩點起吊的強度要求進行配筋計算。

43、 3.7.1最大彎矩 起吊點距樁兩端距離為： 那么起吊時樁身最大正負彎矩值為（公式中k取1.2）： 。 3.7.2主筋級別、混凝土強度選用 樁身構造配筋主筋選用為：二級鋼筋（HRB335級）， 混凝土的強度等級選用為：C30混凝土，查規(guī)范可知： ， ， ， 最小配筋率 該建筑物安全等級為乙級，那么。 3.7.3計算系數(shù)αs、ζs 計算時候按照只有一排受拉鋼筋來考慮，取，那么樁身截面有效高度計算為： 查規(guī)范可知： ，滿足適筋條件。 3.7.4鋼筋截面面積的計算 按照《混凝土基本原理》書中介紹計算公式，受拉主筋截面面積為： ①或者 ②

44、最小配筋驗算： 滿足最小配筋要求。 3.7.5確定樁的鋼筋截面 已知計算受拉鋼筋截面面積為： 查《鋼筋截面面積表》，該樁受拉主筋可以選用，實際鋼筋截面面積為804mm2, ,配筋率為0.933%。那么，樁身配筋后軸向承載力為： > R=1500KN 滿足豎向承載力要求。 箍筋選用直徑為6cm 配筋圖如圖3-3： 圖3-3 樁身配筋圖 3.8承臺設計（抗沖切、抗剪切、受壓驗算） 樁基承臺尺寸為邊長為2m的正方形，承臺埋深1.3m,同樣選用與樁身材料相同的II級鋼筋（HR335鋼筋），混凝土強度等級為C30等級

45、，各方向配筋一致。 3.8.1承臺抗沖切驗算 ①柱邊沖切驗算 根據(jù)規(guī)范，對于柱下矩形承臺，驗算時候應該滿足以下條件： 。 由于x、y方向配筋相同，x、y方向沖垮比也相同： 沖跨 承臺有效高度 沖垮比（符合0.25-1.0） 沖切系數(shù) 沖切力的設計值 C30混凝土強度 沖切破壞椎體有效高度中線周長 大于。 滿足柱對承臺的沖切要求。 ②角樁沖切驗算 承臺抗角樁沖切時， 角柱內邊緣到承臺外邊緣距離 沖跨 沖垮比 沖切系數(shù) 大于,滿足角柱抗沖切要求。 3.8.2承臺抗剪切驗算 柱下等厚承臺計算時候，其斜截面受剪承載力按照以下公式進行計算

46、： 斜截面最大剪力設計值 剪切系數(shù) 受剪切承載力截面高度影響系數(shù) 計算截面有效高度 剪跨比同承臺沖切驗算沖切比相同 C30混凝土強度 該計算截面的最大剪力設計值 剪切系數(shù) 影響系數(shù) 大于 斜截面受剪切驗算，滿足要求。 3.8.3承臺抗彎曲驗算 混凝土強度和樁身強度等級都是C30混凝土，故不進行局部受壓驗算，直接承臺抗彎曲驗算。柱下多樁矩形承臺，按照下列公式進行計算： 按照桿件受彎配筋公式進行配筋: 選用，截面面積為1387mm,大于As=1010mm，分別沿x、y方向均勻布置。配筋圖如圖3-4：

47、圖3-4 承臺配筋圖 四、成樁工藝及驗收 4.1材料準備 灌注樁施工之前，首先根據(jù)建設單位要求和監(jiān)理工程師監(jiān)督，確定主體材料供應商，按時有效對原材料進行取樣復驗，檢查主體材料質量和數(shù)量，并提供質檢報告。按施工組織規(guī)定存放、保存、復驗，保證材料質量，確保灌注樁施工安全、及時進行，保證工期。 4.1.1鋼材 鋼材是最先進入施工場地的主材料，因鋼材受天氣環(huán)境影響，容易發(fā)生銹蝕，因此應該在放置鋼筋的場地上鋪設一定厚度的碎石、磚塊，防止因為潮濕而生銹產(chǎn)生材料損耗，暫時用不上的預備鋼筋應該蓋上防雨布防潮，合理擺放保存。進場復驗時，抽樣調查的原則是：對于同一驗收批號不同規(guī)格的鋼材，每60噸

48、鋼材中取一組試樣進行質量檢驗，檢查其出廠檢驗報告、產(chǎn)品合格證、進場復驗報告。檢查過程中，遇到焊接性能不好、力學性能不良或者鋼筋脆斷、情況的材料，應該及時對鋼材進行其他專項檢查，檢查通過方能進場，復驗不過的退回材料商，堅決執(zhí)行，不合格的鋼材不能進場。 4.1.2混凝土 考慮場地施工條件，現(xiàn)場制作混凝土經(jīng)濟性不好，故本次施工鉆孔灌注樁采用商品砼，C30混凝土。 4.2鉆孔灌注樁成樁工藝介紹 4.2.1定位放樣 依據(jù)該建筑工程樁基平面布置圖和總規(guī)劃圖提供的坐標控制點，測量放線及高程控制，由測量技術人員按業(yè)主、監(jiān)理公司批準的測量放線方案，采用全站儀坐標控制的方法確定樁位的平面位置，為了標

49、明位置，在樁位釘制深度不小于30cm的直徑為14mm的短鋼筋；高程測量由建設方提供基準點，用水準儀測定各樁孔的井口標高，并在鉆機上掛牌記錄。 4.2.2旋挖鉆機成孔 鉆機就位前，須將基礎墊平填實，清除場地雜物，平整夯實，鉆機按指定位置就位，在技術人員指導下擺平放穩(wěn)，調整鉆機，采用十字線法確保鉆頭的中心對準樁位的中心，保證沖錘垂直對準樁位，就位偏差小于2cm，確保成孔垂直度誤差在1%以下。鉆機安裝就位后，應精心調試，確保施工中不發(fā)生傾斜、移位等影響施工質量的情況。安裝鉆孔機的基礎如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可

50、用推土機推平，并墊上枕木加固。 鉆孔成敗的關鍵在于是否有效防止孔壁坍塌，設置護筒能夠加大孔內的靜水壓力，防止坍孔，并且能夠隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向等作用。護筒采用堅實不漏水的鋼護筒，人工配合機械開挖護筒坑，坑尺寸為護筒直徑增加1m，基坑挖掘完畢，人工安裝護筒，護筒直徑比樁徑大200mm，護筒中心應該與樁位的中心定位點相重合，其偏差不大于2cm，護筒的傾斜度不應該大于1％，確其定位置校核無誤后，護筒周圍分層回填粘土并夯實，護筒埋設深度為2~4m。 鉆孔是一道關鍵工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行，才能保證成孔質量，首先要注意開孔質量，為此必須對好中線及垂直度，并壓

51、好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應實事先規(guī)劃好，既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。 成孔達到了設計高程，用測繩測量孔深并及時記錄（現(xiàn)場鉆孔施工人員一定要嚴格控制孔深，不能用超鉆代替鉆渣沉淀），孔的深度不能小于設計所規(guī)定的深度。鉆孔達到了設計要求的深度后，應該對孔深、孔位、孔形、孔徑等參數(shù)進行檢驗，在終孔檢查完全符合設計要求之后，應該立即進行孔底的清理，避免因為隔時

52、過長，致使泥漿發(fā)生沉淀引起的鉆孔坍塌，影響成樁。 4.2.3鋼筋籠的制作 鋼筋籠在現(xiàn)場加工制作之前，材料必須必備合格證、復驗單，取樣送檢合格之后才可以開始制作鋼筋籠。制作箍筋的方式箍筋成型，在每段鋼筋籠兩端及中部加強箍筋內圍標記主筋位置，把主筋依次與它們焊牢，然后再綁扎螺旋箍筋，并按設計在鋼筋籠主筋上焊接定位筋。主筋的間距允許偏差不大于10mm，鋼筋籠的直徑偏差不大于100mm,箍筋的間距偏差不大于20mm，主筋搭接斷面應錯開，同截面的主筋焊接接頭不大于50%。同時，必須依據(jù)設計圖紙、施工規(guī)范以及監(jiān)理方的要求，預先埋置超聲波檢測管。 下放鋼筋籠時候，通常采用人工配合汽車吊裝機械，下放鋼筋

53、籠要對準孔位慢慢放下，防止摩擦孔壁引起的樁孔塌孔。鋼筋籠下方到預定位置時候，及時檢查樁孔頂面標高和底面標高，偏差不大于50mm，鋼筋籠的中心平面的位置偏差不大于20mm。檢查偏差無誤后，馬上固定好鋼筋籠位置，防止浮籠現(xiàn)象的發(fā)生。 4.2.4混凝土灌注 鋼筋籠下放到孔內的兩個小時為灌注砼的最好時機，時間間隔越短越好?；炷凉嘧⒅?，需測量孔底的沉渣，小于100mm之后才能進行混凝土灌注，保證混凝土澆筑效果不受影響。本次施工采用商品砼，用導管灌注混凝土，澆筑時，施工人員按照施工規(guī)范安全有效噴漿，并認真填寫《泥漿護壁鉆孔灌注樁施工記錄》，及時整理簽認。需要特別注意的是成樁灌注時每根樁混凝土灌注

54、不能中斷，杜絕斷樁的現(xiàn)象發(fā)生，影響成樁質量。灌注快要接近樁頂時，控制最后一次灌注量，使樁頂標高至少比設計樁頂標高高出 0.5～1.0m，并用測桿檢查樁頂標高，直到滿足要求，要求充盈系數(shù)必須＞1.0,經(jīng)檢驗合格后才能結束該樁的灌注作業(yè)。 4.3質量檢驗 成樁工藝過程中，各環(huán)節(jié)都需要進行質量檢驗，保證成樁安全、保質保量完成。各標如下： 表4-1混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準表 項目 序號 檢查項 允許偏差(正負值) 檢驗方法 主要 項目 1 主筋間距 ±10 鋼尺量 2 主筋長度 ±50 鋼尺量 次要 項目 1 鋼筋材料檢驗

55、設計要求 2 箍筋間距 ±20 鋼尺量 3 直徑 ±10 鋼尺量 表4-2 灌注樁成孔施工允許偏差 序 號 成孔方法 樁徑允許偏差（mm） 垂直度允許偏差（%） 樁位允許偏差（mm） 1~3根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎的邊樁 條形樁基沿中心線方向和群樁基礎的中間樁 1 泥漿護壁鉆孔樁mm D≤1000 ±50 ＜1 D/6，且不大于100 D/6，且不大于150 D>1000 ±50 100+0.01H 150+0.01H 2 套管成孔灌注樁mm

56、 D≤500 －20 ＜1 70 150 D>500 100 150 3 干作業(yè)成孔灌注樁 －20 ＜1 70 150 4 人工挖孔樁 混凝土護壁 ±50 ＜0.5 50 150 鋼套護壁 ±50 ＜1 100 200 表4.3鉆孔樁的平面位置和垂直度的允許偏差表 項目 序號 檢查項目 允許偏差（允許值） 檢查方法 單位 數(shù)值 主 要 項 目 1 樁位 見表3 開挖后量樁的中心 2 孔深 Mm +300 只深不淺，用重錘測 3 樁位質量檢查 按基樁檢測

57、技術規(guī)范 按基樁檢測技術規(guī)范 4 混凝土強度 設計規(guī)范 鉆芯取樣送檢 5 承載力 按基樁檢測技術規(guī)范 基樁檢測規(guī)范 一 般 項 目 1 垂直度 見表4-2 測套管或鉆桿，用超聲波探測，與施工時吊垂球 2 樁徑 見表4-2 井徑儀檢測 3 泥漿比重 1.05~1.20 比重計測，清空后取樣 4 泥漿面標高 m 0.5-1.0 目測 5 沉渣厚度 mm ≤50 用沉渣儀和重錘測量 6 水下灌注混凝土 mm 180-220 塌落度儀 7 鋼筋籠安裝深度 mm ±50 鋼尺 8 混凝土充盈系數(shù)

58、>1.0 檢查樁的實際灌漿量 9 樁頂標高 mm +30 -50 需扣除樁頂浮漿層 注：（1）D：為初始設計樁的直徑。 （2）H：表示施工現(xiàn)場地面標高與樁頂設計標高的距離. （3）采用復打、反插法進行施工的基樁，不受上表偏差限制。 （4）個別斷面樁徑允許偏差為負值。 4.4樁基驗收資料 樁基施工完成后，驗收時按規(guī)定相關單位的責任人要到場，設計單位、勘察單位、監(jiān)理方、開發(fā)商等，并且要在質量監(jiān)督員的監(jiān)督的情況下進行驗收。驗收之前要簽到，驗收過程中要實地觀查和資料審閱，驗收會議時各方要發(fā)表自己的意見。如有質量問題要提出整改方案

59、。驗收資料包括： （1）樁施工過程中的記錄，包括放線記錄、打樁記錄 （2）樁完成后的位置復核 （3）樁完成后的檢測：包括靜載和小應變 （4）施工合同、施工許可證、施工圖紙、施工組織設計、施工相關人員的上崗證，同時還包括放線引測點的資料 （5）挖到設計標高的樁基竣工平面圖及樁頂標高圖 五、主要結論與建議 1、本次樁基礎設計--中軒“杜鵑花城”一號樓基礎設計等級為乙級，樓層為7層，上部荷載大小中等，綜合考慮經(jīng)濟性和該場地施工條件，基礎選型時采用工程中常見的混凝土預制樁，承載性狀為端承摩擦樁，樁徑大小為普通樁。 2、

60、確定復合基樁豎向承載力特征值時候未考慮承臺效應：樁數(shù)為5根（大于四根），承載力性狀為端承摩擦樁。不考慮承臺效應會擴大樁基礎設計安全系數(shù)。 3、驗算承臺結構強度時包括承臺受沖切計算、承臺受剪切計算、承臺受彎驗算，局部受壓從略。 4、本次樁基礎設計等級為乙級，未進行基礎沉降驗算，理由是持力層為中分化基巖。常見工程實例中，樁基礎沉降驗算采用分層壓縮總和法。 5、樁基礎設計達到要求后，施工成樁時的質量控制和成樁之后的質量檢測是樁基安全運行的重要保障，必須慎重對待。本次設計單樁尺寸、承臺大小、配鏡構造處于中等水平，對于施工工藝要求、后期檢測與檢測需格外注意。

61、 參考文獻 [1]中華人民共和國國家標準，建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007—2011），中國建筑工業(yè)出版社,2012 [2]中華人民共和國國家標準，建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010），中國建筑工業(yè)出版社,2011 [3]中華人民共和國國家標準，《建筑基坑技術規(guī)程》（JGJ120-2012），中國建筑工業(yè)出版社，2012 [4]中華人民共和國國家標準，《樁基承臺》（GJBT-938）,中國建筑工業(yè)出版社，2006 [5]中華人民共和國國家標準，《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008），中國建筑工業(yè)出版社，2009 [6]錢德玲，基礎工

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64、感謝我的畢業(yè)論文導師，帶我組成員進行畢業(yè)實習、論文選題，做論文期間悉心對我們進行論文指導修改，不辭辛苦、耐心平易，我們都是看在眼里，明白在心里，我們論文成果中少不了老師無私的澆筑。 在做論文的兩個月來，也都收到了來自其他老師和同學的悉心幫助與解答。老師等對于我畢業(yè)設計所涉及專業(yè)知識的提供和困惑的解答，鞏固加深了我對專業(yè)技能的掌握程度。同時，也非常感謝同班同學的無私幫助，我們進行的討論是我論文成果的一部分。 再次感謝本專業(yè)所有老師，臨近畢業(yè)，老師們的執(zhí)教精神、敬業(yè)精神讓我感受到大學學習的難能可貴與不可多得，我會牢記巖土教研室的老師們的諄諄教誨，在以后生活學習工作當中，不忘初心，天天向上。 附錄 附件一：由勘察單位提供中軒杜鵑花城項目一號樓鉆孔布置平面圖 附件二：單樁尺寸及承臺埋深圖 附件三：樁身及承臺配筋圖