【正文】 .................. 36 致 謝 ......................................................................................................... 37 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 前言 1 前 言 樁基礎(chǔ) (簡稱樁基 )是一種古老的基礎(chǔ)形式．它的力學(xué)原理正確，通過樁的形式可以充分發(fā) 。 隨著我國建筑工程的高速發(fā)展，高層建筑、海港碼頭、橋梁、重型工業(yè)廠房和糧倉等都廣泛使用樁基，目前我國每年的用樁量達 100 萬根以上．如何設(shè)計好樁基，使之既滿足樁承載力和安全性要求，又降低成本，對我國工程建設(shè)具有重大意義。 樁基深埋于地下，是個隱蔽工程．雖然樁基設(shè)計理論和施工方法已有了很大提高，然而。因此，為了保障樁基的質(zhì)量，進行樁基檢測就十分必要了．長期以來，樁基檢測采用的是靜荷載試驗方法。隨著 工 程建設(shè)規(guī)模的擴大和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一種無損檢測技術(shù)一一樁基應(yīng)力波檢測應(yīng)運而生，并自 20 世紀 80 年代以來獲得了迅速的發(fā)展和廣泛的 應(yīng)用 ，現(xiàn)已成為基礎(chǔ)工程建設(shè)過程中一個必不可少的 組成部分。商丘華庭世家場區(qū)位置位于商丘市梁園新區(qū)民主路以南、忠民南（規(guī)劃）路以西的位置，西部距離君臺路約 800m。 根據(jù) 工程方 提供的華庭世家總平面規(guī)劃布置圖，小區(qū)內(nèi)初步擬建建筑物 8 棟，其中沿民主路一側(cè)分布的 2樓為綜合樓，其余 38樓為住宅樓。 表 11 勘察工作量統(tǒng)計表 外業(yè)工作量 室內(nèi)土工試驗 項目 單位 數(shù)量 項目 單位 數(shù)量 取土標貫孔 m/孔 靜探孔 m/孔 、塑限 組 26 原狀土樣 件 30 常規(guī)壓縮 組 26 擾動土樣 件 15 直接剪切 組 39 標準貫入 次 9 顆粒分析 組 50 標高測量 次 10 水位測量 次 3 場地工程地質(zhì)條件 場地地形、地貌特征 此 次勘察場區(qū)范圍為商丘華庭世家部分工程，包括的建筑物為 2樓。各建筑物整體平面布局見總河 南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 場地工程地質(zhì)條件 3 平面布置圖。未發(fā)現(xiàn)其它不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。 場地內(nèi)各巖土層的分布及物理力學(xué)性質(zhì) 通過鉆探揭露知，場地內(nèi)共有十四層巖土層，分別為 （ 1）填土（ 3mlQ ）、（ 2）粉質(zhì)粘土（ 4alQ ）、（ 3）粉質(zhì)粘土（ 3alQ ）、（ 4）圓礫（ 3alQ ）、（ 5）粘土（ 2alQ ）、（ 6）細砂（ 1alQ ）、（ 7）圓礫（ 1alQ ）、（ 8）粘土（ 1alQ ）、（ 9）礫砂（ 1alQ ）、（ 10）粉粘土（ 1alQ ）、（ 11）粉質(zhì)粘土（ 1alQ ）、（ 12）強風化泥巖（ E）、（ 13）中風化泥巖（ E）、（ 14）微風化泥巖（ E），現(xiàn)自上而下分別敘述如下： （ 1）填土：灰黑色、黃褐色，稍濕，有臭味，主要為建筑垃圾及粘性素填土，局部為塘溝淤泥質(zhì)新近填土，最大厚度達 ，一般厚度—— ，圖紙松散 —— 稍秘狀，欠固結(jié)，力學(xué)性質(zhì)差。 （ 2）粉質(zhì)粘土：在部分鉆孔中出現(xiàn)，灰黑色、褐黃色，軟塑狀，中等壓縮性，粘性偏低，濕，見灰黑色松軟錳質(zhì)結(jié)核，從動力觸探結(jié)果知承載力特征值為 150 akp ，土工試驗計算為 176 akp ，現(xiàn)綜合為 150 akp 。從動力觸探結(jié)果知，該承載力特征 223 akp ，土工試驗計算為 223 akp ，現(xiàn)綜合為 223 akp 。 （ 5）粘土：桔黃色。 （ 6）細砂：上部黃褐色，下部灰白色，中密狀，稍濕，鉆進速度快，巖芯呈短柱狀，水泡攪動呈松散狀，礦物成分為石英、粘土等，局部分選較好，從動力觸探結(jié)果知，承載力特征值 240 akp 。 （ 7）圓礫 :土黃色 ,灰白色 ,中密狀 ,厚度較大 ,大于 ,成分為卵石 ,礫石 ,中砂 ,粘土 ,卵礫石含量＞ 50%,卵礫石為硅質(zhì)巖 ,硅質(zhì)灰?guī)r ,磨圓度較好 ,成次圓狀 ,從動力觸探結(jié)果得知 ,特征承載力為 360 akp ,土工試驗計算為 350 akp ,現(xiàn)綜合為 350 akp 。 （ 9）砂勵 :淺紫色 ,中密狀 ,鉆進時鉆具偶有跳動 ,鉆進難度一般 ,層厚 米 ,從動力觸探結(jié)果知 ,承載力特征值為 360 akp 。 （ 11）粉質(zhì)粘土：灰白 —— 土黃色，硬塑狀，見紫紅色細脈及斑點，夾團塊狀砂土，切面較光滑，底部含礫，礫石成分為石英巖。 河 南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 場地工程地質(zhì)條件 5 （ 13）中風化泥巖：層厚 ，褐紅色，結(jié)構(gòu)較緊密裂隙發(fā)育，敲擊易碎，裂隙面呈土狀。 地下水賦存狀態(tài)及侵蝕性分析 場區(qū)淺層地下水類型為孔隙潛 水。 場地周邊無大型化工廠，根據(jù)區(qū)域性水文地質(zhì)資料及 ZK6 號孔的全孔水樣水質(zhì)簡易分析結(jié)果知，地下水對無結(jié)晶類和分解類腐蝕 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 場地類別和各巖土工程地質(zhì)條件評價 6 2 場地類別和各巖土工程地質(zhì)條件評價 場地類別和場地土類型 根據(jù)此 場地附近 以往工作資料，地表下 25米范圍內(nèi)土層的等效剪切波速約為 260m/s。 場地土工程地質(zhì)條件評價 （ 1）填土 (Q4al) 該土層為建筑垃圾及粘性素填土，厚度為 2— 米，欠固結(jié)，力學(xué)性質(zhì)差，埋深 米以下的粘性素填土建議承載力特征值為 70 akP 。 （ 3）粉質(zhì)粘土（ Q3al） 硬塑狀，中壓縮性，厚度大于 ，承載力特征值為 223 akP ，可選作 7 號樓的基礎(chǔ)持力層。 （ 5）粘土（ Q2al） 硬塑狀，低壓縮性，承載力特征值為 295 akP ，個別孔缺失，埋藏深，不選作該場地建筑物的基礎(chǔ)持力層。 （ 7）圓礫（ Q1al） 該層呈中密狀，厚度大于 5 米，場地內(nèi)分布穩(wěn)定，承載力特征值為 350 akP ，是高層建筑良好的基礎(chǔ)持力層。 （ 9）礫砂（ Q1al） 該土層呈中密狀，厚度達 米，承載力特征值為 360 akP ，可作為該建筑物基礎(chǔ)持力層的下臥層。 各巖土層承載力特征值及 壓縮模量 根據(jù)室內(nèi)土工試驗結(jié)果、原位靜力觸探成果，結(jié)合本區(qū)以往工作經(jīng)驗，經(jīng)綜合評定后給出各層土的承載力特征值 fak 和壓縮模量 。采用框架結(jié)構(gòu) ,每層高 ，共 18層，故場地類型為 C類。 驗算單樁承載力 確定單樁豎向極限承載力標準值 ukQ 序號 土名 厚度 承載力特征值fk(kPa) 預(yù) 制樁 qsik(kPa) 人工挎孔樁qsik(kPa) 預(yù)制樁 qpk(kPa) 人工挎孔樁qpk(kPa) 重度 ? ( 3kNm ) 壓縮模量siE ? ?aMP 1 填土 70 20 20 \ \ 19 \ 2 粉粘 223 67 67 900 1800 20 93 3 細砂 270 58 58 1800 3200 27 139 4 粘土 285 67 67 900 1800 20 93 5 細砂 220 58 58 1100 1200 20 139 6 圓礫 320 110 110 2400 3500 27 180 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 基礎(chǔ)方案設(shè)計計算 11 u k s k p k i p k ps ikQ Q Q u L q Aq? ? ? ?? skQ —— 單樁極限摩阻力標準值（ kN） pkQ—— 單樁極限端阻力標準值（ kN） u —— 樁的橫斷面周長（ m） pA —— 樁的橫斷面底面積（ 2m ） iL—— 樁周各層土的厚度（ m） sikq—— 樁周第 i 層土的單位極限摩阻力標準值（ akP ） pkq —— 樁底土的單位極限端阻力標準值（ akP ） ? ? ???? ? ?222p ??? ? ? uk ????? ??????????? 確定樁數(shù)及樁布置 確定單 樁豎向極限承載力設(shè)計值 R,并確定樁數(shù) N 及其布置。 姑且先取樁數(shù) n=6 根，樁的布置按矩形排列，樁距3 3 0 .6 1 .8as d m? ? ? ?，取邊樁中心至承臺邊緣距離為 1d=，布置如圖 ３ ３ ，則承臺底面尺寸為： 。 icA —— 承臺內(nèi)區(qū)的凈面積 ecA —— 承臺外區(qū)的凈面積 kf —— 承載力特征值， akP 查表得： ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 260 520ck aq kP? ? ? ck ??? ? ? ? ? 224 . 8 0 . 6 3 0 . 6 1 0 . 0 81 4 . 4 1 0 . 0 8 4 . 3iceic c cAmA A A m? ? ? ? ?? ? ? ? ? 4 . 3 2 1 0 . 0 80 . 6 3 0 . 1 1 0 . 2 6 61 4 . 4 1 4 . 4c? ? ? ? ? ? ??????? 下面驗算取 n=6是否合適 承臺重： ????? 4149389 .52R GPn ????? 故取 6 根樁可以，確定承臺底面尺寸及樁的排列如圖 31 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 基礎(chǔ)方案設(shè)計計算 14 圖 31 樁的布置及承臺尺寸 樁基中 各單樁受力驗算 單樁所受的平均豎向作用力為： KNR GPN ??????? 樁基中單樁最大受力 maxN 為： m a x 21yinjjMxPGNn x?????? yM —— 作用于承臺底面的外力對通過群樁形心的 y 軸的力矩設(shè)計值 ix —— 第 i 樁至 y軸的距離， m 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 基礎(chǔ)方案設(shè)計計算 15 ? ? kNR 2m a x ???? ????? 樁基中單樁最小力 ninN 為： GPN12m i n???????? ??knxxMnj iiy 以上二項都滿足要求 由于水平力 T=。 承臺的抗沖切驗算 取承臺 ，鋼筋混凝土保護層厚度 100mm，構(gòu)造見圖 ３ —２ ，選用混凝土為 30C 其 21430tf kN m? 。當 00 ha ? 時，取 0a = ；當 00 ha ? 時，取 0a =0h 。 （ 2）角樁沖切驗算 對于四樁承臺，受角樁沖切的承臺應(yīng)滿足下式： 011112110 22 hfacacNtxyyx ???????? ?????? ?????????? ?? ??? ； ?? xx ??； ?? yx ??； 式中： 1N —— 作用于角樁頂?shù)呢Q向力設(shè)計值（ kN ）； yx 11 ,?? —— 角 樁的沖切系數(shù)； yx 11 ,?? —— 角樁沖跨比，其值滿足 ～ ，x1? =hax1 ， y1? =hay1 ； 21,cc —— 從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣的距離（ m ），此處應(yīng)取樁的有效寬度； 21,cc yx aa 11 , —— 從承臺底角樁內(nèi)邊緣引一 045 沖切線與承臺頂面相交點，至角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當柱或河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 基礎(chǔ)方案設(shè)計計算 17 承臺邊階處位于該 045 線以內(nèi)時，取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。 承臺剪切驗算 對于柱下正方形獨立承臺，只需要對柱的一個軸進行驗算承臺的斜截面抗剪承載力即可。當 ??時，取 ? =， 當 3?? ，取 ? =3； cf —— 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值（ kPa ）； 0h —— 承臺計算截面的有效高度（ m ）； xb ， yb —— 承臺計算截面處的計算高度（ m ）。SS e ??? ?? = ? ? ? ?110mn ij ij i j i jejji sizzP E???