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桩基础课程设计08612
桩基础课程设计
(一)、计算部分
1.确定桩型、桩长、截面尺寸及承台埋深
2.估算单桩竖向承载力
3.确定桩数及桩的平面布置
4.确定桩基竖向承载力设计值并验算
5.基变形验算
6.桩身结构设计
7.承台设计
8.绘制桩身及承台施工图
(二)、施工部分
一、选择施工方法和施工设备、确定桩型
二、组织方案
一、计算部分
1•确定桩型、桩长、截面尺寸及承台埋深
根据荷载和地质条件,以第④层粘土为端持力层,釆用截面尺寸为300mmX300mm的预制钢筋混凝土方桩,桩端进入持力层1.5m,桩长为8.0m,承台埋深1.7mo
2.估算单桩竖向承载力
根据下列公式估算单桩竖向承载力
Q』Q-k+(2贰=知工%/+qpkAp
Ap=0.3x0.3=O.O9m2
up=4x0.3=1.2m2
QUk=Q*+Qpk=%工q』i+q』p
=2500x0.09x(60x2.0+38x4.5+82x1.45)xl.2=716.88RN
单桩竖向承载力标准值他冰/2=716.8/2=358kN
单桩竖向承载力设计值RJ2艮=430kN
3.确定桩数及桩的平面布置
1)桩数:
先不计承台和承台上覆土重,因偏心荷载(M)桩数,
根据规:
标准值二设计值/I.35
初定y空仝=1.1X20/1二巧"3取桩数n=6根R430
2)桩的中心距
挤土预制桩(3〜4)d二0.9'1.2取s=l.0m
3)采用行列式方式布置,如下图:
4)桩承台设计
A.桩承台尺寸,根据桩的排列,桩的外缘毎边向外延伸净距d/2=150mm,则承台长度a二1000X2+150X2X2二2600mm,承台宽度b二1000+150X2X2二1600mm,承台埋深1.7m。
B.承台及上覆土重,去承台及上覆土的平均重度y=20kN/m3则承台及上覆土重G&=2.6x1.6x17x20=141.4灯V
4.确定桩基竖向承载力设计值并验算
1按中心荷载计算:
N严
2820/1.35+141.4
6
=3hkN 所以满足设计要求。 ②按偏心荷载计算: 计算承台边缘最不利的桩的受力情况。 N土何+旳)仏 °”丄(280/1・35+55x1.7)x1.0 =3/2± 4x1.0- =447k7V(max)297£N(min) Ng=447kN<\2R=5\6kN 所以偏心荷载下作用安全。 5•桩基变形验算 取°=20。 Ex=\0MPa 化=-Pc (Z? o+2/tan彳)x(a()+2/tan彳) P=1.7x16+0.3x19+1.7x9+4.5x8.4+1.5x11.7=103.55^ 2820/1.35+141.4 仇=「go': 20~_10155=1°认加 (1.3+2x8xtan—)x(2.3+2x8xtan—) 44 矩形基础中点沉降: S=屮叭5 ®-1 c}(nh-\)+c2 由》_3厶_&_27 dd0.3 J26十 B(1.6 查表得Co=0.08q=1.57 c,=7.82 等效沉降系数: ®_] Cg-1)+。 2 =0.08+ 1.9-1 1.57(1.9-1)+7.82 =0.18 =Jn•B(//=1.9 ^i-— S=工("-©如) £ =4x^^x[12x0.648+(6.5x0.264-2x0.648)+18x0.223-6.5x0.264] =72mm S=if/.i//e.S=1x0.18x72=12.96Y0.002/0=\6mm 所以沉降在允许围 6.桩身结构设计 ①桩身材料选用 混凝土C30(£=14.30N/〃〃"2)纵筋采用HRB335(fy=f'y=3OON/nmr)箍筋HPB235(/v=/.=21O7V//^72)箍筋间距取180mm,桩顶和桩尖适当加密。 2桩身配筋计算 由上可知,R=430kN .280/1.35+(55/1.35)x1.7xr M==46kN•m 6 bXh=300nimX300nun=35nunh{)=300—35=265min —=—=26.7A5应考虑偏心距增大系数§=1.0 h0.3- a0.5fA0.5x14.3x300x300一 =一==1.5>1.0 N M=55xl^=127_ °N430 en=max(20,—)=20mm 30 j=127+20=147nun q=l+X 140。 % =1+rm-x 1400x% (8°%oJxl・Oxl・O=l・9 久•=1.9x147=279A0.3力()=0・3x300=90 故采用大偏心受压构件。 e=%+—-ci=279+^^-35=394〃〃”"2’2 h300, e: =rjn——+%=27935=164mm 252 "旦竺亠叫呦 ajcb1x14.3x300 Y Ne_a£bx(hr A=A=——— 430xl05x394-l.Ox14.3x300x101x(265--^-) 300x(265-35) =11OStwtm2ApmiJbh=0.02x300x300=1SOnmr 所以每侧选用2020+2020(As=A;=1256/wn2) 3垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力验算 %=800^缶=26.60=0.6 N=0.9 =0.9xO.&x[14.3x300x300+300x(1256x2)] =\\Q2kNA432kN 所以验算结果安全。 7.承台设计 ①取承台厚度为1.0m,桩顶伸入承台50imn,钢筋保护层厚度为35mm,则承台有效髙度为佩=1.0-0.05-0.035=0.915,混凝土强度等级为c? 。 混凝土抗拉强度f,=\AN/mm29钢筋选用HRB335,人=3002/〃〃/。 则各桩不计承台以上其土重q部分净反力M为: (”口/2560/ N=i35Fy=1.35x—=4TlkN /□6 最大竖向力 (28/135+55x0-8)xL0 4x1" =442kN ②对于IT断面M、=工叫禺=2N“曲=2x442x0.7=6WkN・m 50.9"。 采用钢筋18①14平行于X轴布置。 对于II-II断面M=yN,xv=2Nx.=2x427x0.3=256.2^-/? ? 〉■/|、niuxi M、. 256.2xlO6“. “0.9"。 =一1037加〃广 0.9x300x915 采用钢筋10①12平行于y轴布置。 ③承台设计验算 A.承台抗冲切验算 柱下冲切验算F,=2[角他+仏)+盒仇+细)]0皿儿 其中: aoy=0.15m bc=0.4/z? 0.15 0.915 ac=0・6〃i =0.16 0.84 心+°・2 0.84 0.16+0.2 1-0.9 2000-800 (915-800)=0.99 2[仅他+他)+0◎仇+&Q10切〃() =2x[1.05x(0.4+0.15)+2.3x(0.6+0.55)]x0.99xl100x0.915=642MN 所以^=F—N=2560-427=2133Y6422(满足条件要求) 角柱冲切验算: Nt<[久G+幻⑵+Av(q+孤/2)]九/几 =—2^._=0.699。 用=———=l・538,q、・=0.15/n 九+0.2>0.164+0.2 无= =015-0.164 0.915 N严g=WkN 抗冲切力二[久G+a}y/2)+0“(q+alx/2)]0訂九 =[0.699x(0.45+0.15/2)+1.538x(0.45+0.55/2)1x0.99x1100x0.915 =\4%nkN>Ng=442kN(满足条件要求) b.承台抗剪验算 剪切力20訥呱 对于1一1断面ax=0.55/? /&()・55=0.601卩=""=1.09 '0.9161+人 0“(晋)1(黑)丄0.967“1.伽 /7()915 v=2^max=2x442=884^ v 所以满足要求。 对于II-II断面ay=0.15m 1.75 1+0.16 =1.509 a=2.6/nv=27V=2x427=854kN =0.967xl.509xll00x2.6x0.915=3818.6kNA854kN 所以满足要求。 (二)、施工部分 一、选择施工方法和施工设备、确定桩型 1.本施工组织设计编制依据为: (1)工程设计图纸及施工现场勘测结果 (2)现行相关规程和规 1《建筑地基基础工程施工质量验收规》(GB5007-2002) 2《建筑地基基础设计规》(GB5007-2002) 3《预制钢筋混凝土方桩》(04G361) 4《建筑桩基技术规》(JGJ94-2008) 5《工程测量规》(GBJ50026-93) 6《建筑工程质量检测评定标准》(GBJ301-88) (3)工程方面的各项技术、质量要求 2.采用静压预制方桩施工方法 本工程桩采用300mmX300mni混凝土预制方桩,桩长为8m,持力层为第④层粘土,由于沉桩施工时挤土对周围环境将造成一定影响,桩基施工与施工流水和沉桩速率均成正比关系,需安排合理的作业,流水和施工速率既能保证质量和进度,又能降低对周围环境的影响。 3.施工设备 本工程采用的测量器具相见下表: 计量、测量、检测器具选用表 序号 机械设备名称 型号规格 单位 数量 配备情况 1 全站仪 LAICA 台 1 测量组 2 经纬仪 t2 台 2 测量组 3 水准仪 DS3 台 2 测量组 4 钢卷尺 50m 把 2 测量组 5 钢卷尺 30m 把 1 工长、班组 6 钢卷尺 5m 把 2 主要操作人员 7 水平尺 450mm 把 6 班组质检 二、施工组织方案 1.施工前准备工作 混凝土方桩全部为工厂加工生产。 桩的混凝土强度要达到设计强度100%时方可沉桩,混凝土的龄期不得少于28天,进桩时必须对桩身质量按标准进行验收,并由专人记录有关质量验收数据。 施工前,打桩单位要根据设计的桩位图按施工顺序将桩逐一编号。 依据桩号对应的轴线,按尺寸要求验收桩位并设置将桩,以供桩机就位定位。 测量基准点和水准点距离施工现场30m以上,数量不少于3〜4个,并加以保护定期校核,以免因机械行走,打桩开挖土方出现偏差,影响工程的质量,同时要求放线工依据打桩的顺序分步进行。 整个打桩过程中必须由监理单位、专人对桩进行编号,桩身强度、沉桩顺序进行全面严格的监护,并按有关施工规进行验收。 沉桩施工中必须严格控制设计标髙和水平位移,本工程的桩基停桩标准以标高控制为主。 为确保工程质量,施工过程由二台经纬仪在垂直方向上双向控制桩身垂直度,桩位轴线每天观测,打桩时进行沉桩记录。 现场施工员对轴线、桩位、桩身垂直度、送桩标高等要求严格检查,发现问题及时纠正,确保工程质量。 2.施工主要过程、要点及注意事项 (1)过程: 场地平整一探桩一地下障碍物清除一定桩位一符合验收桩位一进桩一装机调试一对位一机身调平一沉桩一送桩 (2)要点: 根据业主提供的坐标点和控制点绘制测量方格网,再根据测量方格网定出各打桩建筑物的打桩控制轴线,由我方将打桩控制轴线交给机械公司并做好将移交记录。 桩定位应由打桩单位负责进行,我方负责复核检查,桩位定位前应检查各轴点之间的距离是否与桩位图相符,无误后再用主轴线钢筋做标记,顶端涂红色油漆。 平面控制: 所有轴线和工程测量均由测量组会同桩基施工单位实施,从制度上保证测量定位的正确及精度,设置的控制点应远离桩区域,不因各种原因被破坏,轴线和控制点的复测均应从施工控制网引测,并要妥善保护至竣工验收,定期检查、复核,妥善保护。 标高控制: 每隔40n)左右设置一个水准点,水准点埋设必须牢固,往返测量满足允许闭合差要求,施工时设定一个控制标髙,避免欠打或超打,测量从水准点为依据。 垂直控制点: 桩中轴线、偏斜率(竖直标)小于1%桩锤、桩帽和桩身控制在同一轴线上,采用两台经纬仪在90度方向土控制垂直度。 混凝土方桩施工: 本工程施工区域较大,地基采用均为混凝土预制方桩,为合理安排施工顺序,保证工程质量和在工期完成,本工程在桩基施工时选用一台ZYZ-600T静压桩机,用经纬仪观测桩的垂直度要采用2台经纬仪成90度夹角双向观测,由于挤土效应造成地面变形,致使所放桩位标记位移,因此压桩前需要重新校核桩位。 3.注意事项 1桩身断裂 施工前应认真消除地下障碍物,必要时可以对没个桩位用送桩器进行探桩。 对拟沉桩应检查桩身弯曲情况,对桩身弯曲矢高大于1%,桩长且大于20mm,桩过桩尖偏离桩纵轴线时桩不宜使用。 桩在初沉时发生倾斜,应及时纠正,如有可能应把桩提出,清理障碍物或回填后重新沉桩。 桩入土一定深度后发生严重倾斜时,不宜釆用移动架来矫正。 桩在堆放起吊、运输过程中应严格按照有关规定或操作规程来执行,若发现桩开裂超过有关验收规定时,不得使用。 2桩身倾斜 施工作业场地要求平整,对软弱地基要求表面铺碎石再平整,最终坡度小于1%,必要时侯在桩机行走装置下加垫层,使桩底保护水平。 插桩时控制垂直精度小于5%,初沉阶段应对不垂直的桩及时纠正。 地下障碍物要清除干净。 预先检查制作的桩,对桩身弯曲以及桩尖偏离轴线超过规要求的桩不宜使用。 3.施工检验及验收 桩基施工质量标准 序号 项目 允许偏差 1 垂直于条形基础纵向 平行于条形基础纵向 100 150 2 桩数为1〜3根桩基中的桩 100 3 桩数为4~6根桩基中的桩 1/3桩径或桩长 4 桩数大于6根桩基中的桩 最外边的桩 中间桩 1/3桩径或边长 1/2桩径或边长 桩基隐蔽验收计划表 序号 验收项目 验收人 1 预制方桩进行验收 技术员、质量员 2 桩位轴线验收 技术员、质量员 3 桩顶收标高桩位偏差验收 技术员、质量员 施工质量保证措施: 1.殓预制桩达到设计强度70%后方可起吊,达到100%后方可运输,吊桩与运输中各支点应满足规要求。 2.施工现场设置质量相对施工全过程进行监督,发现质量隐患及时查找原因,并落实整改措施。 3.测量工认真、准确填写施工记录,对施工后出现的特殊情况应有详细记录。 4.测量人员对场水准点、轴线、桩样、桩点应经常检查,打桩过程中经常往复测,对水准点轴线应每天复测一次。 样桩打一根重测一根。 5.沉桩施工时用经纬仪双向控制桩身垂直度,垂直度偏差不得超过0.5%桩长。 6.特殊工种工人应培训后持证上岗。 7.打桩严格控制沉降速率,发生突变应停止施工,釆取有效的措施后方可继续施工。 &桩基工程采取二次验收方法: 第一次为桩位桩顶;第二次为开挖后桩位移,桩顶标髙。 施工安全防护措施: 1.在打桩区域设置警戒线,严禁非施工人员进入。 2.预制方桩起吊严格,按《预制钢筋混凝土桩》(04G361)图集标准执行,采用一点起吊,起吊半径围严禁站人。 3.施工人员进入场地必须戴好安全帽,2m以上高空作业系好安全带,六级以上大风时,应停止作业。 4.夜间施工要给予充分照明。 5.对方桩材要正确,限制碓房髙度,必须用楔块垫入。
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