《基礎工程課程設計》PPT課件.ppt

基 礎 工 程 課 程 設 計 基 礎 工 程 ： 結 構 物 的 地 基 和 基 礎 的 設 計 與 施 工 。 基 礎 淺 基 礎深 基 礎 樁 基 礎沉 井 基 礎課 程 設 計 題 目 “ 橋 樁 基 礎 設 計 ” 設 計 要 求1、 通 過 課 程 設 計 ， 要 求 學 生 對 基 礎 工 程 設 計 內(nèi) 容和 過 程 有 較 全 面 地 了 解 和 掌 握 ， 熟 悉 基 礎 工 程 的設 計 規(guī) 范 、 規(guī) 程 、 手 冊 和 工 具 書 。2、 按 設 計 任 務 書 的 要 求 進 行 設 計 計 算 。3、 在 教 師 指 導 下 ， 獨 立 完 成 課 程 設 計 任 務 指 導 書 規(guī)定 的 全 部 任 務 。4、 設 計 說 明 書 要 求 計 算 正 確 、 步 驟 清 晰 完 整 ， 文 理通 順 ， 字 跡 工 整 ； 施 工 圖 布 置 合 理 、 表 達 清 晰 ，比 例 合 理 ， 字 體 端 正 ， 線 條 清 晰 ， 符 合 制 圖 標 準 。5、 不 準 用 計 算 機 輸 出 ， 不 準 用 透 明 紙 繪 圖 。 用 A4紙裝 訂 成 冊 ， 圖 紙 要 求 用 A4或 A3。 進 度 計 劃 課 程 設 計 時 間 ： 一 周時 間 課 程 設 計 內(nèi) 容 1 布 置 設 計 任 務 熟 悉 設 計 資 料 2 計 算 3 計 算 繪 圖 4 計 算 繪 圖 5 上 交 課 設 說 明 書 和 有 關 圖 紙 ， 答 辯 成 績 評 定 辦 法 評 定 考 核 項 目 為 設 計 說 明 書 （ 包 括 設 計圖 紙 ） （ 70%） 和 答 辯 （ 30%） 兩 部 分 。 考 核 根 據(jù) 設 計 說 明 書 和 設 計 圖 紙 成 績 分優(yōu) 、 良 、 中 、 及 格 、 不 及 格 五 等 樁 基 礎 設 計 思 路 驗 算1、 首 先 應 該 搜 集 必 要 的 資 料 ， 包 括 上 部 結 構 型 式 與使 用 要 求 ， 荷 載 的 性 質 與 大 小 ， 地 質 和 水 文 資 料 ，以 及 材 料 供 應 和 施 工 條 件 等 ；2、 綜 合 分 析 設 計 資 料 ， 擬 定 出 設 計 方 案 （ 包 括 選 擇樁 基 類 型 、 樁 長 、 樁 徑 、 樁 數(shù) 、 樁 的 布 置 、 承 臺位 置 與 尺 寸 等 ） ；3、 然 后 進 行 基 樁 和 承 臺 以 及 樁 基 礎 整 體 的 強 度 、 穩(wěn)定 、 變 形 驗 算 。 設 計 原 則 是 保 證 承 臺 、 基 樁 和 地 基 在 強 度 、變 形 及 穩(wěn) 定 性 方 面 滿 足 安 全 和 使 用 上 的 要 求 ， 并同 時 考 慮 技 術 和 經(jīng) 濟 上 的 可 能 性 與 合 理 性 ， 最 后確 定 較 理 想 的 設 計 方 案 。 1、 綜 合 分 析 設 計 資 料 ： 1） 荷 載 為 軸 向 荷 載 ， 因 此 不 考 慮 樁 在 水 平 力作 用 下 的 基 樁 內(nèi) 力 和 位 移 問 題 ， 按 樁 身 材 料進 行 承 載 力 驗 算 考 慮 軸 向 受 壓 即 可 。 2） 根 據(jù) 地 質 情 況 ， 本 次 設 計 應 選 擇 摩 擦 樁 ，不 存 在 負 摩 阻 力 問 題 。 3） 不 考 慮 河 水 的 沖 刷 問 題 4） 屬 于 低 承 臺 樁 ， 但 由 于 無 水 平 荷 載 ， 不 用考 慮 承 臺 側 面 土 的 水 平 抗 力 ，設 計 要 點 2、 選 擇 持 力 層 一 般 都 希 望 把 樁 底 置 于 巖 層 或 堅 硬 的 土 層 上 ，以 得 到 較 大 的 承 載 力 和 較 小 的 沉 降 量 。 如 在 施工 條 件 容 許 的 深 度 內(nèi) 沒 有 堅 硬 土 層 存 在 ， 應 盡可 能 選 擇 壓 縮 性 較 低 、 強 度 較 高 的 土 層 作 為 持力 層 ， 要 避 免 使 樁 底 坐 落 在 軟 土 層 上 或 離 軟 弱下 臥 層 的 距 離 太 近 ， 以 免 樁 基 礎 發(fā) 生 過 大 的 沉降 。 3、 擬 定 樁 基 礎 尺 寸 、 構 造 及 施 工 工 藝 擬 定 樁 基 礎 尺 寸 、 構 造 應 滿 足 規(guī) 范 公 路 橋 涵 地 基與 基 礎 設 計 規(guī) 范 （ JTJ D63-2007 ） 5.2條 的 要 求 。 施 工 工 藝 ：1、 沉 樁 （ 預 制 樁 ） ， 按 沉 樁 方 式 分 ： （ 1） 打 入 式 （ 2） 振 動 下 沉 式 （ 3） 靜 力 壓 樁2、 灌 注 樁 ： 分 鉆 挖 孔 灌 注 樁 、 沉 管 灌 注 樁 、 爆 擴 樁灌 注 樁 。3、 管 樁 （ 直 徑 較 大 1-5m的 預 制 樁 ） 4、 確 定 單 樁 容 許 承 載 力 按 土 的 支 撐 力 的 確 定 單 樁 軸 向 容 許 承 載 力 。 按 設 計 規(guī) 范 經(jīng) 驗 公 式 確 定 ， 按 施 工 方 法 選擇 計 算 公 式 ： 沉 樁 （ 預 制 樁 ） 灌 注 樁 管 樁 1. 摩 擦 樁 ：（ 1） 打 入 式 ：式 中 ： P 單 樁 軸 向 受 壓 容 許 承 載 力 （ KN） ，當 荷 載 組 合 為 附 加 或 臨 時 施 工 荷 載 時 ， 容 許 承 載 力可 適 當 提 高 ； U樁 的 周 長 （ m） ， 按 成 孔 直 徑 計 算 ； li承 臺 底 面 或 局 部 沖 刷 線 以 下 低 i層 土 的 厚度 （ m） ； i與 li對 應 的 各 土 層 與 樁 壁 的 極 限 摩 阻 力（ KPa） ， 按 表 （ 3-3) 采 用 ； R樁 端 處 土 的 極 限 承 載 力 （ KPa） ， 可 查 表3-4； A樁 底 橫 截 面 面 積 （ m2） 。 pusu PPKP 1 Riii AlUKP 1 （ 2） 鉆 （ 挖 孔 ） 灌 注 樁 ：式 中 ： m0 清 底 系 數(shù) ， 按 表 3 - 9 采 用 ； 考 慮 樁 入 土 深 度 影 響 的 修 正 系 數(shù) ， 見 表 3 - 8； 0 樁 端 處 土 的 容 許 承 載 力 （ kPa） ， 按 表 2-4,2-5的 數(shù) 值 采 用 ； )3(21 2200 hrKAmlUP ii 5、 確 定 樁 數(shù) 和 樁 的 平 面 布 置（ 一 ） 樁 的 根 數(shù) 估 算 基 礎 所 需 樁 的 根 數(shù) 可 根 據(jù) 承 臺 底 面 上 的豎 向 荷 載 和 單 樁 容 許 承 載 力 按 下 式 估 算 ：（ 二 ） 樁 間 距 的 確 定 應 滿 足 規(guī) 范 公 路 橋 涵 地基 與 基 礎 設 計 規(guī) 范 （ JTJ D63-2007 ） 5.2條 的 要 求 。 PNn 6、 基 樁 樁 身 受 力 驗 算 荷 載 為 軸 向 荷 載 ， 因 此 不 考 慮 樁 在 水 平 力作 用 下 的 基 樁 內(nèi) 力 和 位 移 問 題 ， 按 樁 身 材料 進 行 承 載 力 驗 算 考 慮 軸 向 受 壓 即 可（ P104） 。 7、 群 樁 承 載 力 及 沉 降 驗 算 由 基 樁 群 （ 2根 以 上 基 樁 ） 與 承 臺 組 成 的 樁基 礎 叫 群 樁 基 礎 。 規(guī) 范 規(guī) 定 ： 對 于 摩 擦 樁 群 樁 基 礎 ， 樁 中 心距 小 于 倍 樁 徑 時 ， 考 慮 群 樁 效 應 。 群 樁 效 應 ： 群 樁 不 同 于 單 樁 的 工 作 狀 態(tài) 所產(chǎn) 生 的 效 應 ， 主 要 表 現(xiàn) 為 對 群 樁 承 載 力 和沉 降 的 影 響 ， 是 由 于 承 臺 、 樁 、 土 相 互 作用 而 產(chǎn) 生 。 按 所 給 資 料 ， 本 次 樁 基 設 計 必 須 考 慮 群 樁效 應 問 題 ， 進 行 群 樁 承 載 力 及 沉 降 驗 算 。 （ ） 樁 底 持 力 層 的 允 許 承 載 力 驗 算 （ P144）樁 群 作 為 整 體 基 礎 時 ， 樁 基 可 視 為 如 4-31中 的 cdef范 圍 內(nèi) 的 實 體 基 礎 。 按 下 式 驗 算 ： （ 467） 持 力 層 下 有 軟 弱 土 層 時 ， 還 應 驗 算 軟 弱 下 臥層 的 承 載 力 。 lhWeAANAhBLhrL )1(m ax （ 2） 群 樁 基 礎 沉 降 驗 算 樁 中 心 距 倍 樁 徑 時 ， 摩 擦 樁 群 樁 基 礎 則作 為 實 體 基 礎 考 慮 ， 用 分 層 總 和 法 計 算 樁 端 以下 持 力 層 的 沉 降 量 （ 圖 4-32） 。 墩 臺 基 礎 的 沉降 應 滿 足 ： （ 468） Ls Ls 0.10.2 8、 承 臺 結 構 設 計 及 驗 算l承 臺 是 樁 基 礎 的 一 個 重 要 組 成 部 分 。 承 臺 應 有 足夠 的 強 度 和 剛 度 ， 以 便 把 上 部 結 構 的 荷 載 傳 遞 給各 樁 ， 并 將 各 單 樁 聯(lián) 結 成 整 體 。l承 臺 設 計 包 括 承 臺 材 料 、 形 狀 、 高 度 、 底 面 標 高和 平 面 尺 寸 的 確 定 以 及 強 度 驗 算 ， 并 要 符 合 構 造要 求 。 除 強 度 驗 算 外 ， 上 述 各 項 均 可 根 據(jù) 本 章 前敘 有 關 內(nèi) 容 初 步 擬 定 ， 經(jīng) 驗 算 后 若 不 能 滿 足 有 關要 求 ， 仍 須 修 改 設 計 ， 直 至 滿 足 為 止 。l承 臺 按 極 限 狀 態(tài) 設 計 ， 一 般 應 進 行 局 部 受 壓 、 抗沖 剪 、 抗 彎 和 抗 剪 驗 算 （ 1） 樁 頂 處 的 局 部 受 壓 驗 算P47 式 （ 4-69）l 結 構 重 要 性 系 數(shù) 取 0.9（ 橋 梁 安 全 等 級 為 三級 ） ；l荷 載 組 合 系 數(shù) 、 荷 載 安 全 （ 分 項 ） 系 數(shù) 取1.0l 即 混 凝 土 軸 軸 心 抗 壓 強 度 設 計值 mrjaRcAiP / mrjaR / （ 2） 樁 對 承 臺 的 沖 剪 驗 算 P148 式 （ 4-70） 即 抗 剪 強 度 設 計 值 mrjjR / （ 3） 承 臺 抗 彎 及 抗 剪 強 度 驗 算 承 臺 應 有 足 夠 的 厚 度 及 受 力 鋼 筋 以 保 證其 抗 彎 及 抗 剪 切 強 度 。 承 臺 在 樁 反 力 作 用 下 ，作 為 雙 向 受 彎 構 件 尚 無 統(tǒng) 一 驗 算 方 法 ， 現(xiàn) 以圖 4-34， 樁 基 礎 重 力 式 橋 墩 為 例 ， 說 明 常 采用 的 承 臺 內(nèi) 力 在 兩 個 方 向 上 分 別 進 行 單 向 受力 的 近 似 計 算 方 法 。 在 確 定 承 臺 的 驗 算 截 面后 ， 可 根 據(jù) 鋼 筋 混 凝 土 矩 形 截 面 受 彎 構 件 按極 限 狀 態(tài) 設 計 法 進 行 承 臺 配 筋 計 算 或 驗 算 截面 抗 彎 強 度 。