【文章內(nèi)容簡介】 壓縮模量 ia — 平均附加應(yīng)力系數(shù) s— 沉降量 af — 修正后地基承載力特征值 up — 地基的極限承載力 zp — 基底平均附加應(yīng)力 c? — 土的自重應(yīng)力 z? — 土中豎向附加應(yīng)力 E— 變形模量 fl —— 自由段長度 al —— 錨固段長度 ? —— 錨桿 與水平面夾角 ak —— 主動 土壓力系數(shù) pk —— 被動 土壓力系數(shù) i? 、 c — 各 土層的內(nèi)摩擦角和粘聚力 d —— 錨孔直徑 iW —— 第 i分條土重 ib —— 第 i分條寬度 K— 滲透系數(shù) ikC —— 第 i分條滑動面處固結(jié)不排水剪黏聚力標準值 ik? —— 第 i分條滑動面處固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角標準值 i? —— 第 i分條滑裂面處中點切線與水平面夾角 iL —— 第 i分條滑列面處弧長 S—— 計算土體單元厚度 第一章 設(shè)計說明 1 樁基礎(chǔ)在很早以前已廣泛的應(yīng)用到橋梁、水利、房屋等各類土木建筑中。特別是 20世紀中后期，我國在工程建設(shè)中已普遍采用了各種類型的樁基礎(chǔ)。進入 21 世紀以來，隨著高層超高層建筑的興建，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用更為 普及。 本工程是西安是萬達商業(yè)廣場 III 區(qū)的樁基礎(chǔ)和深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計，該建筑物上部 29層 ,高 ，地下 2 層， 深 ， 屬高層建筑。各層地基土的特征、厚度、埋深和層底標高已在相應(yīng)的地質(zhì)勘察報告中 。 該設(shè)計的工程等級，樁基礎(chǔ)設(shè)計為甲級，支護結(jié)構(gòu)設(shè)計為一級。 場地工程地質(zhì)條件 場地地形平坦，略向東南傾斜，勘探點地面高程介于 ～ 之間，相對高差最大為 。 地層結(jié)構(gòu) 擬建場地地基土的組成自上而下為：第四紀全新世耕植土，沖、洪積黃土狀土，沖擊粉質(zhì)粘土， 第四紀晚更新世沖擊砂類土和粉質(zhì)粘土、粉土，第四紀中更新世沖擊砂類土和粉質(zhì)粘土等。 根據(jù)巖土地質(zhì)勘察報告的地層結(jié)構(gòu)及巖性描述來確定各層土的厚度 ,層底標高及層底埋深，見表 。 地下水 場地地下水屬潛水類型?？辈炱陂g地下水穩(wěn)定水位埋深為 9m。場地地下水主要為砂類土及黏性土中的孔隙水。其補給方式為大氣降水及地下水逕流補給，并通過自然蒸發(fā)、人工開采以及逕流排泄?？辈炱陂g為平水期，地下水年變化幅度約為 2m。 西安工業(yè)大學學士學位論文 2 表 1 .1各土層厚度及埋深 厚度（ m） 層底埋深（ m） 層底標高（ m） 地表面 ① 耕植土 Q4pd ② 黃土狀土 Q4al+pl ③ 黃土狀土 Q4al+pl ④ 粉質(zhì)粘土 Q4al ⑤ 細砂 Q3al ⑥ 中砂 Q3al ⑦ 粗礫砂 Q3al ⑦ 1 中砂 Q3al ⑧ 中砂 Q3al ⑨ 粉質(zhì)粘土 Q3al ⑩ 中砂 Q2al 地基土的一般物理力學性質(zhì)指標 各個土層的物理力學指標如下表所示： 表 各土層的物理力學指標 ak kPC/ ? (? ) ? Es fA/Kpa ② 黃土狀土 Q4al+pl 23 19 150 ③ 黃土狀土 Q4al+pl 24 20 160 ④ 粉質(zhì)粘土 Q4al 26 22 180 ⑤ 細砂 Q3al 0 32 30 200 ⑥ 中砂 Q3al 0 32 35 240 ⑦ 粗礫砂 Q3al 0 33 55 350 ⑦ 1中砂 Q3al 0 33 45 350 ⑧ 中砂 Q3al 0 33 50 320 ⑨ 粉質(zhì)粘土 Q3al 24 22 230 黃土濕陷性 根據(jù)土工試驗成果報告，場地內(nèi)分布的 ② 黃土狀土 具濕陷性，部分土樣據(jù)自重濕陷性。 西安工業(yè)大學學士學位論文 3 ③ 黃土狀土 部分土樣具濕陷性，個別土樣具自重濕陷性。自重濕陷性的分布深度～ 。擬建場地屬非自重濕陷性黃土場地。各擬建物的黃土地基濕陷等級按 I（輕微）級設(shè)計。 地基土壓縮性 根據(jù)土工試驗結(jié)果、原位測試結(jié)果和工程經(jīng)驗等綜合分析判定：場地內(nèi)分布的 ② 黃土狀土 屬中～高壓縮性土，其余各層粘性土均屬中壓縮性土； ⑤ 細砂 層為中密狀態(tài)，其余各層砂類土的密實度均為密實。各地基土的壓縮 模量見表 。 表 地基土的壓縮模量統(tǒng)計表 地層 名稱 粘性土 砂土 地基土承載力 ES ES fak(kPa) ② 黃土狀土 Q4al+pl 150 ③ 黃土狀土 Q4al+pl 160 ④ 粉質(zhì)粘土 Q4al 180 ⑤ 細砂 Q3al 30 200 ⑥ 中砂 Q3al 35 240 ⑦ 粗礫砂 Q3al 55 350 ⑦ 1中砂 Q3al 45 300 ⑧ 中砂 Q3al 50 320 ⑨ 粉質(zhì)粘土 Q3al 230 ⑩ 中砂 Q2al 50 300 第二章 樁基礎(chǔ)設(shè)計 4 、形式的選擇 按施工方法來分，樁基礎(chǔ)可分為預(yù)制樁和灌注樁。 預(yù)制樁 屬于擠土樁， 一般采用 錘擊法 沉樁。當預(yù)制樁被打入松散的粉土、砂礫土層中時，由于樁周圍及樁端的土體被擠密，樁側(cè)摩阻力也因土體加密及樁側(cè)法向應(yīng)力的增大而提高，樁端阻力也相應(yīng)增大。地基土越松散，采用預(yù)制樁成樁后，地基土承載力提高幅度愈大。若建筑場地存在較厚的中密以上的砂礫土層時，為了提高樁基的承載力，一般宜將該砂礫土層作為持力層，且樁應(yīng)進入砂礫土層一定深度。當然，預(yù)制 樁的適用范圍也有其局限性，例如，當需穿過較厚的硬夾層 (硬塑粘性土層 ,中密以上砂土層 )時 ,除非采用植樁、射水等輔助沉樁措施 ,否則難以穿過。由于預(yù)制樁需承受運輸、起吊及錘擊過程中的應(yīng)力 ,混凝土的強度等級較高 ,含鋼量也較大 ,所以其造價往往高于灌注樁。由于絕大多數(shù)預(yù)制樁是采用錘擊法沉樁，施工過程中所產(chǎn)生的振動及噪聲會影響周圍環(huán)境，所以，預(yù)制樁在城市建設(shè)中的使用往往受到限制。 灌注樁 可以適用于不同的土層， 樁長可因地改變，沒有接頭 。 成樁方法 是 采用鉆、挖、沖擊或沉管等方法就地成孔，并在孔內(nèi)放置鋼筋籠，然后灌注混凝土而成樁 。由于樁身含鋼量較低，又不需要預(yù)制，造價相對較低。施工時可根據(jù)不同的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件選用不同的成樁工藝，在鉆孔過程中能了解土層情況，使樁端較準確地支承在持力層上，并可根據(jù)持力層的起伏情況調(diào)整樁長。 考慮到該工程施工對周圍環(huán)境的影響以及勘察報告中各個土層的物理性質(zhì)， 樁所進入的土層多為中密密實以上的砂層，因此 選擇混凝土灌注樁， 按照受力來說 為端承摩擦樁，施工方便，樁的承載力易于得到保證。對受到較小豎向荷載的柱子， A、 B、 C、 J 柱 下 （ I類樁 ）的樁徑 采用 800mm,其他柱 下 （ II類樁）的樁徑采用 1000mm。 根據(jù)勘察報告，因樁基受到的荷載較大，持力層的選擇 I類樁在第 7層 7① 中砂 Q3al，II類樁在第 8 層 ⑧ 中砂 Q3al較為理想。 初步確定承臺厚度為 ，承臺埋深為 。按樁端需進入持力層的最小深度不小于 2d 的要求，確定 I類樁的樁端進入持力層 ， II類樁的樁端進入持力層 ，樁頂鋼筋 嵌入承臺為 ，則 I 類樁的有效樁長為 ， II 類樁的有效樁長為 。 各柱子的分布及受力如圖 。 西安工業(yè)大學學士學位論文 5 A7814B CD1 D2 EF G HI J K6971 6625154412381 1348417628 10617 109589606 92623897 圖 柱子分布及受力圖 工程地質(zhì)剖面及樁埋深簡圖 如圖 所示。 承臺底面埋深5 細砂，1 . 3 m6 中砂，4 . 1 m7 粗礫砂，6. 4 m7 1 中砂，3. 9 m8 中砂，8 . 9 m7 粗礫砂，6. 4 m71 中砂，3. 9m8 中砂，8 . 9 m5 細砂，1 . 3 m6 中砂，4 . 1 mI 類柱下樁II 類柱下樁(37 6. 45 ) (37 6. 45 ) 圖 工程地質(zhì)剖面及樁埋深簡圖 西安工業(yè)大學學士學位論文 6 因無試樁資料，按經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁極限承載力。、 由表查得： ⑥ 中砂 Q3al qsk=79kpa，⑦ 粗礫砂 Q3al qsk=126 kpa，⑦ 1中砂 Q3al qsk=82kpa，qpk=1500kpa ，⑧ 中砂 Q3al qsk=83kpa， qpk=1800 kpa，⑨ 粉質(zhì)粘土 Q3al qsk=65 kpa，⑩ 中砂Q2al qsk=85 kpa。 I類樁的單樁承載力： Pskpsisisipkskuk AqlquQ ψψ ???? ? （式 ） 其中砂土： )/( 5/1 ?? Dsiψ , )/( 5/1 ?? Dpψ skQ ? KN3157)( ????????? pkQ ????? 則單樁極限承載力為： pkskuk Q ?? KN39117543157 ??? 因為承臺幾何尺寸及樁間距未確定，確定基樁豎向承載力 R是暫不考慮群樁效應(yīng)，豎向承載力抗力分項系數(shù)γ查表的γ sp=,則基樁豎向承載力設(shè)計值 R 為： KNQR souk ??? γ II類樁的單樁承載力： Pskpsisisipkskuk AqlquQ ψψ ???? ? 其中砂土： )/( 5/1 ?? Dsiψ , )/( 5/1 ?? Dpψ skQ ? KN4 8 3 0) 2 ( ??????????? pkQ KN1 3 1 8 0 04/ 2 ????? 則單樁極限承載力為： pkskuk Q ?? KN614513154830 ??? 同 I 類樁，因為承臺幾何尺寸及樁間距未確定，確定基樁豎向承載力 R是暫不考慮群樁效應(yīng)，豎向承載力抗力分項系數(shù)γ查表的γ sp=,則基樁豎向承載力設(shè)計值 R為： KNQR souk ??? γ 西安工業(yè)大學學士學位論文 7 由于樁基承 受豎向荷載作用，在未考慮承臺底的土反力和群樁效應(yīng)的情況下，采用豎向荷載設(shè)計值按公式 RFn /? 來初步估算樁數(shù)。 I 類樁 A： 4 2 4/7 8 1 4/ ??? AAA RFn B： 4 2 4/6 9 7 1/ ??? BBB RFn C： 4 2 4/6 6 2 5/ ??? CCC RFn J： 4 2 4/9 2 6 2/ ??? JJJ RFn 為統(tǒng)一和計算簡便，以上四根柱子均采用四根樁。 II 類樁 D： )123811544(/ ???? DDD RFn E： 7 2 4/1 3 4 8 4/ ??? RRE RFn F： 7 2 4/1 7 6 2 8/ ??? FFF RFn G： 7 2 4/1 0 6 1 7/ ??? GGG RFn H： 7 2 4/1 0 9 5 8/ ??? HHH RFn I： 7 2 4/9 6 0 6/ ??? III RFn K： 7 2 4/3 8 9 7/ ??? KKK RFn 因此，可確定 K柱