沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计.doc 99页

'沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计摘　　　要本次设计题目来源于沈阳特变电工联合厂房基础工程。设计首先将调研中收集到的沈阳特变电工联合厂房的地质勘察报告、上部建筑结构情况及相关技术的国内外资料进行综合分析，严格遵循《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)并结合地方经验初步拟定了沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三种桩基础设计方案。然后对此三种基础方案进行了初步的设计计算，计算出其工程量，得出各自主要工程项目的概预算。本设计进而通过对拟选方案的技术可行性、经济合理性、工程可靠性三方面综合分析，最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础为最佳设计方案，并按优选方案进行工程量及参数设计计算。具体优化参数与概预算总结：选择第五层中粗砂为桩端持力层。桩长为L＝20m。桩径为φ600mm，桩身采用C25的混凝土，桩身主筋为8φ18，箍筋为φ8@120。承台底面埋深为1.5m。桩基础的A承台平面尺寸为3×1.2m2，B承台平面尺寸为3×3m2。螺旋钻孔混凝土压灌桩桩基础含税工程总造价为：821378.38元，相比可知，优选方案较其他方案工程造价将近节省10万元，基本达到优化设计的目的。最后，根据优化方案完成了铁芯车间桩基础工程的施工技术方案和工程质量检测的设计工作。在设计的主要工作及结论部分，本人对设计过程中所获得的主要数据成果进行了分析总结。另外，此次设计的最大特点是将整个设计阶段遇到的最为重要的几个问题单独提出并分析进而表述了自己的见解。关键词沉管灌注桩　　螺旋钻孔压灌混凝土桩　　钢筋混凝土预制桩　　方案优化 AbstractThedesignoftopicisfromtheShenyangjointspecialvariableelectricalplantpilefoundationworksThedesignwillfirstanalysizethecollectedmaterialsoftheGeologicalSurveyreportofShenyangspecialvariablelyelectricalJointplant,theupperstructureinformationanddomesticandforeignmaterialsofrelatedtechnology.AndthedesignisabidebytheConstructionPileTechnicalSpecifications(JGJ94-94)strictlycombinedwithlocalexperienceintheinitialdevelopmentofthethreepilefoundationdesignofimmersedtubepiles,screwdrilledgrout-cast-in-situpileandprecastreinforcedconcretepilesSecondly,thisprogrammearebasedonthepreliminarydesign,andcalculatetheamountoftheirworksandtheirbudget.ThenIwillcomparethesethreeprogrammesinthreewaysoftechnicalfeasibility,economicrationalityandreliabilityanalysis.Attheendofthat,Ichoosescrewdrilledgrout-cast-in-situpilefoundationasthebestprogrammeThenIwilldesignandcalculateit.Specificparametersandoptimizethebudgetestimatesummary:Choosethefifthlayerofsandtopile-bearingstratum.LengthfortheL=20m.PileDriveforφ600mm,usingC25pileofconcrete,pileZhujinfor8φ18,stirrupsforφ8@120.Bytheundersidedepthto1.5m.ApilefoundationforTaiwanPlanesizeof3×1.2m2,Bflatcapsizeof3×3m2.Spiralboredconcretepilespressureirrigationworksbasedonthetotalcostoftax:821378.38yuan.Comparesmayknow,theoptimalplanwillcompareotherplanbuildingcostofprojectsnearlytosave100,000Yuan.Fromthatweknowthedesignhavebasicallyachievedthethegoal.ofoptimizationdesign.Finally,Ihavefinishedtheworksoftechnicalprogrammesandtheproject’squalitytestingofthepilefoundation.Andinthepartofthemajorworkandconclusionofthedesign,themainoutcomedatawhichweredrewoutfromthedesign’sresultwereanalyzedandsummarized.Inaddition,themostimportantfeatureofthedesignisthatIhavebroughtoutseveralimportantissues,whichwereencounteredduringthestageofthedesign.,andanalyzedthem.Eventually,Iwillgivemyindividualsuggestionsonthat. Keywordsimmersedtubepilesscrewdrilledgrout-cast-in-situpilePrecastreinforcedconcretepilesoptimizedpromgramme长春工程学院学士学位论文　　　　　　　　　第3页共92页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1工程概况1.1工程项目简介特变电工沈阳变压器集团有限公司新建厂区位于沈阳经济技术开发区开发大路北侧，十六号街西侧，总占地面积约70万平方米，由装配车间、线圈车间、试验大厅、绝缘车间、铁芯车间、发电机房及成品栈台等部分组成，建筑物呈矩形。拟建联合厂房工程概况如下表所示：拟建联合厂房工程概况表11建筑物名称地上层数建筑物高度（m）结构类型基础类型线圈A车间122.20重钢桩基装配A车间137.30重钢桩基试验大厅A137.30重钢桩基线圈B车间121.10重钢桩基装配B车间133.20重钢桩基试验大厅B133.20重钢桩基绝缘车间112.40重钢桩基铁芯车间114.10重钢桩基补偿电容器118.00重钢桩基发电机房118.00重钢桩基成品栈台待定此次设计为铁芯车间部分的桩基础工程设计，设计的工程项目名称为：沈阳变压器集团有限公司联合厂房铁芯车间桩基础工程。本工程项目由中国联合工程公司负责设计，中冶沈勘工程技术有限公司负责施工。工程项目计划工期为30天。1.2场地工程地质条件1.2.1环境气候条件沈阳市属温带半湿润季风性气候，由于受大陆性和海洋性气团控制，其特征是冬季漫长寒冷，春季多风干燥，夏季炎热多雨，秋季湿润凉爽。据沈阳市中心气象台多年资料统计：气温多年平均为7.9oC，最高为35.7oC，最低为-30.5oC。降水量多年平均为675毫米，集中在6～9月份。风向，冬季多西北风，夏季多西南风，春秋两季风大，风向不定，最大风速12～15米/秒，常年主导风向WN。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1地形地貌场地地形平坦开阔，地貌单元属于河流冲积平原，由第四纪冲洪积形成。钻孔揭露地层岩性主要为第四系粘性土和砂土。1.1.2地层岩性描述根据现场鉴别、原位测试及土分析结果，将场地土岩性特征自上而下分述如下：①素填土：杂色，由少量碎石及粘性土构成，稍湿，呈松散状态。分布不均，平均厚度0.4米。②粉质粘土：黄褐色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍湿，一般为可塑状态，局部硬塑，中压缩性，局部夹有软塑状态夹层。该层连续分布，厚度不均，平均厚度2米。②1粉质粘土：黄褐色～灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性较好，无摇振反应，稍湿，一般为软塑状态，高压缩性，平均厚度2米。②2中粗砂：黄色～灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部含有少量粘性土夹层，湿～饱和，一般为密实状态，局部呈稍密状态，力学性质变异性高，局部相变为粗砂层。平均厚度1.40米。②3泥炭质土：灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性较好，无摇振反应，湿，一般为软塑状态，高压缩性，层厚0.6米。③细砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，局部含有少量粘性土夹层，湿～饱和，中密状态，力学性质变异性高，以细砂层为主，局部相变为中粗砂层。该层连续较均匀分布。，平均厚度3.5米。③1粉质粘土：灰色、灰褐色，含铁质结核矿物及粉细砂颗粒，刀切面略见光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，湿，一般为可塑状态，中压缩性。平均厚度0.6米。④粉质粘土：黄褐色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍湿，一般为可塑状态，中压缩性，局部夹有软塑状态粉质粘土及中粗砂，局部距层底1～2米处粉质粘土呈硬塑状态，并含少量中粗砂。该层连续分布，厚度不均，平均厚度6米。④1粉质粘土：黄褐色～灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性较好，无摇振反应，稍湿，一般为软塑状态，高压缩性，层厚3.4米。④2中粗砂：黄色～灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部含有少量粘性土夹层，湿~饱和，一般为稍密状态，力学性质变异性高，平均厚度0.6米。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计⑤中粗砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，局部含有少量粘性土及细砂，饱和，一般为密实状态，局部为中密状态，力学性质变异性中等。该层连续均匀分布，在勘探深度范围内，该层大多未钻穿，层顶埋深5.80～30.00米，平均厚度10.2米。⑤1粉质粘土：黄褐色～灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性较好，无摇振反应，稍湿，一般为软塑状态，高压缩性，该层呈透镜体夹层状分布，层厚1.70米，仅见于358＃钻孔。⑥粉质粘土：浅黄色～灰色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度较高，韧性中等，无摇振反应，稍湿，一般为硬塑状态，中压缩性，局部夹有中粗砂薄层。该层连续较均匀分布，平均厚度7.6米。⑥1中粗砂：黄色～灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部含有少量粘性土，湿~饱和，一般为稍密状态，力学性质变异性高，局部相变为粗砂层。该层呈透镜体夹层状分布，层厚0.80～2.30米，平均厚度1.55米。⑦粗砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，含有少量卵石，局部夹粉质粘土透镜体，饱和，一般为中密状态，局部为密实状态，局部夹砾砂薄层，力学性质变异性较高。在勘探深度范围内，该层大多未钻穿，层顶埋深24.80～45.50米，最大揭露厚度厚度8.4米。⑦1粉质粘土：黄褐色～灰黑色，一般为可塑状态，中压缩性，刀切面稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层呈透镜体夹层状分布，层顶埋深33.50～43.50米，层厚1.00～3.30米，平均厚度2.00米。1.1.1场区水文地质条件勘察期间本场区见有一层地下水，为孔隙潜水类型，地下稳定水位埋深为5米，主要赋存于细中砂及其以下土层之中，主要补给来源为大气降水和地下迳流，局部有微承压性，水头标高15.56～15.85米，估计地下水的年水位变化幅度在1.0～2.0米左右。根据水分析结果判定：该场区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1设计及相关技术国内外现状1.1设计要求及参数已知由上部厂房结构传至柱下端的一组荷载为：A承台的竖向荷载设计值F1＝2000KN；B承台的竖向荷载设计值F2=4200KN；弯矩与水平力设计值相对于竖向荷载可忽略不计。本设计要求严格遵循相关基础规范进行设计。1.2设计主要内容及设计思路1.2.1设计的主要内容1)对工程勘察资料、上部结构资料及相关技术的国内外资料进行分析和整理并编写开题报告。2)初选螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩，沉管灌注桩三种方案3)对以上三种方案进行技术性、可靠性和经济等方面的比较分析，优选出最佳设计方案4)按优选出的方案进行工程量及参数设计计算.5)给出施工技术方案，措施和工程质量标准6)质量检测与监测.7)简要进行施工组织管理与预算设计.8)提炼设计的主要工作和创新点9)绘制工程图表.1.2.2设计思路1)由沈阳特变电工联合厂房勘察报告提供的数据，根据场地工程地质情况、拟建厂房等上部建筑结构情况，工程设计资料，工程施工资料，工程检测资料及相关技术的国内外资料经综合分析，查阅现行有关建筑基础方案结合地方经验进行基础方案的论证与选择1)选择3-4种设计方案（螺旋钻孔压灌混凝土桩，钢筋混凝土预制桩，沉管灌注桩）进行技术性、可靠性和经济性等方面的比较分析，优选出最佳设计方案。2)按优选方案进行工程量及参数设计计算。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1设计相关技术的国内外现状为了有效地把上部结构的荷载传递到土壤深处承载能力较大的岩土层上，桩基础被广泛应用到土木工程中。桩基础的使用可以在施工中省去大量的土方支撑和排水降水设施，施工方便且一般均能获得良好的经济技术效果。以下将分别介绍螺旋钻孔压灌混凝土桩，钢筋混凝土预制桩，沉管灌注桩三种桩型的国内外技术现状。1.1.1螺旋钻孔压灌混凝土桩随着建设现代化大都市进程的推进，城市区及其近郊几年来兴建了许多高层建筑，而越来越多的高层建筑群正在规划兴建中。高层建筑群对地基基础要求高，地下空间的利用亦对建筑基坑开挖支护提出较高要求。但是，调查资料表明，一些城市区地下水位正在逐年上升，高额的支护及降水费用已经成为目前所广泛采用人工挖孔灌注桩这一成熟工艺的制约因素。寻找一种能适应此类城区建设要求的工艺，成为各施工企业、科研院所面临的课题。近几年来，螺旋钻孔压浆桩因其克服了其他类型桩的许多缺点，被广泛采用。但其“粗放”的工艺，水泥浆大量浪费，成本居高不下成为困扰人们的新问题。而螺旋钻孔压灌混凝土桩，正是继承其优点克服其弱点的新型工艺。几年的工程实践表明，螺旋钻孔压灌混凝土施工技术具有广阔的市场前景。螺旋钻孔压灌混凝土桩是利用长螺旋钻机成孔到达设计桩底标高，然后提升钻杆，同时用高压泵将高坍落度流态混凝土通过高压管路及长螺旋钻杆的内管压入孔内，然后再下入钢筋笼到设计深度，最后成桩。1.1.2钢筋混凝土预制桩预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩，如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等，然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入、高压水冲入或旋入土中的基础类型，特别是预制钢筋砼桩，由于它制作方便，拼接容易，打桩前可对砼质量进行检查，不受地下水条件的影响等优点，因而越来越广泛地被应用到高层建筑的地基处理上，但它也有一定的缺点：截断较为困难，打桩期间土产生变位，桩有可能因被锤击毁坏，而需补桩，因有震动和噪音，在城市改造和建设中也受到一定的限制。尽管如此，由于桩基承载能力大，沉降量小，施工技术发展很快，因而还是被广泛应用于高层建筑和软弱地基处理上。由于其施工简便并且对地基的天然结构影响较小，所以预制钢筋砼桩已被广泛应用到高层建筑、民用住宅、公用工程、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等工程中。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1沉管灌注桩在当今飞速发展的建筑业中，振动沉管灌注桩的施工工艺得到广泛应用，就多年的工程实践来看，采用沉管灌注桩以其承载力高、施工方便、工期短、造价低、适用范围广等优点在我国沿海和内陆许多地区得到广泛应用，但其缺点是受桩管口径限制，影响单桩承载力振动大，噪声高受施工人员技术水平的影响，偏差较大。沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩按成桩方式可分为锤击式和振动式沉管。钢筋砼沉管灌注桩适用于一般粘性土、淤泥质土、淤泥土和人工回填土以及在下沉管时不产生液化的粉土和稍中密粉细砂土的地基。各类沉管灌注桩共同的优点是：(a)可以根据持力层的分布情况，随意调节桩长。(b)扩底型及扩身型桩系列，可充分利用桩端承载力及桩侧摩阻力。(c)配筋率适宜，可根据荷载大小与性质，荷载沿深度的传递特征以及土层的变化，按计算或构造配筋，其造价比钢筋砼预制低40%～70%2工程方案论证及选择2.1工程方案的初步拟定根据工程概况和工程地质条件分析施工场地的稳定性和适宜性：由勘察结果表明，建筑场地地势平坦开阔，无不良地质作用和地质灾害，为稳定建筑场地，适宜本工程的建设。但是，本区拟建建筑物为联合厂房，其上部荷载较大，经分析计算，本场地天然地基不能满足上部建筑物对地基强度和沉降的要求，因此需采取相应的地基与基础方案以满足工程建筑的需要。地基与基础方案应根据拟建工程结构特点、场地工程地质与水文地质条件、施工可行性、工程造价高低及周围环境条件综合确定。具体分析如下：1．根据本工程场地的工程地质勘察报告知①耕土层呈松散状态，均匀性很差，未经处理不能作为地基使用；②层粉质粘土层分布不均，呈可塑偏软状态，局部夹软塑状态粉质粘土及泥炭质土，力学性质较差；③细砂层连续分布，但厚度不均，在地基变形要求不高时可作为浅基础持力层；④粉质粘土较厚，基本连续分布，密实度较好；⑤　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计中粗砂连续分布，密实度较好，为良好的桩端持力层。⑥粉质粘土基本连续分布，呈可塑偏硬状态，⑦粗砂连续分布，局部夹有软塑状态粉质粘土及砾砂薄层，力学性质变异性较高。2．由工程地质条件知场地地层土分布不均，另外对于联合厂房这类建筑吊车起重量大，地面负荷重，地基变形大，且随车间生产任务的繁重程度而增减，所以地基在上部荷载作用下极可能产生不均匀沉降。因此采用基础所具有的刚度和上部结构共同作用，以调整地基的不均匀变形或不均匀沉降。对这类建筑，采用桩基可使不均匀沉降大大减小。由于本区拟建建筑物上部荷载较大，根据类似工程经验拟选取沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三种基础设计方案，另外可采用⑤中粗砂层作为桩端持力层，持力层较薄部位宜进行下卧层的强度及变形验算。以下分别进行以上三种基础工程方案的初步设计，然后综合考虑三种基础方案的技术可行性，经济合理性与工程可靠性。最后将对此三种基础方案进行对比、论证和分析，进行优选出一个最优基础方案进行工程设计计算。1.1沉管灌注桩的设计1.1.1选择桩径、桩长、桩材根据试桩初步选择600mm的灌注桩，桩身采用C25的混凝土，钢筋HPB235，经查表得：初选第五层中粗砂为持力层，桩端进入持力层，不得小于2倍的桩径，即1.2m。初选承台底面埋深1.3m。承台混凝土强度等级为C20。初选桩长为L＝21m。1.1.2确定单桩竖向承载力设计值1.1.2.1根据桩身材料确定初选ρ＝0.72%，φ＝1.0。则As=2034.7mm2。fC按0.8折减，代入得：1.1.2.2根据地基土的物理力学性质指标确定由现场原位测试及室内土工试验知：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1.1由单桩静载试验确定单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小值，即取：1.1.2确定桩的数量和平面布置1.1.2.1初步假定承台A底面积为，承台和土自重为则桩数初步确定为：取根。桩间距s取３－６d，即1.8～3.6m，取s=1.8m。此时承台与土的自重为。为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：承台的最小宽度不应小于500mm承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，对于建筑结构的桩基础，应不小于0.5d（d为桩的直径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩的设计桩径，即钻头的直径），且边缘挑出部分不应小于150mm。则：。图31桩位布置图综上所述：承台底平面尺寸确定为。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计两根桩布置如图3-1所示。1.1.1.1初步假定承台B底面积为，则承台和土自重为：则桩数初步确定为：根桩间距Ｓ取３d＝1.8m。图32桩位布置图为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：对于建筑结构的桩基础，承台边缘至桩中心的距离应不小于0.5d（d为桩的直径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩的设计桩径，即钻头的直径），且边缘挑出部分不应小于150mm。则４根桩布置如图3-2所示。综上所述：承台平面尺寸确定为33。1.1.2群桩中单桩承载力验算1.1.2.1取承台A及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计算：故单桩承载力满足要求。1.1.2.2取承台B及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计，则桩身强度按下式计算故单桩承载力满足要求。1.1.1群桩承载力校核1.1.1.1对承台Ａ：其桩数为2根的非端承群桩。由于其桩数少，侧阻，端阻的群桩效应也较小，虽存在承台土抗力，但可忽略群桩效应的影响，即该类群桩的承载情况和端承群桩相同。所以承台Ａ下的群桩满足承载力要求，不需再进行校核。1.1.1.2对承台Ｂ：其桩数为4根的非端承群桩。由于桩群、土、承台的相互作用，导致侧阻、端阻、承台阻力随桩距、桩长、承台宽度等而呈一定规律变化，群桩效应不可忽略。群桩Ｂ的承载力校核如下：按应力扩散法计算：桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为则扩散角边桩外侧尺寸为2.42.4，则桩端应力面的长宽分别为实体基础埋深范围内土的平均重度为：第五层中粗砂层的承载力特征值按下式修正：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计地下水埋深为５m，取承台及上覆土平均重度为。承台底以下取，则实体自重为：当底面按轴心受压时：故满足承载力要求。1.1.1群桩沉降计算1.1.1.1承台A1)计算参数信息：基础顶面的竖向力：F=2000kN基础埋深Hd=1.3m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角，基底计算长度l=7.927m基底计算宽度B=6.127m基底处地基承载力特征值fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数nb=1；桩基沉降计算经验系数φ=1；建筑桩基重要性系数σ1=1.1；土层参数表表31序号土层厚度hi(m)重度γi(kN/m3)极限侧阻(kPa)压缩模量Ei(MPa)11.119.0404.52218.3243.431.430601940.614.5141.753.526701660.620404.07619.7446.283.419.5404.690.6306018.01010.2307423111.719.5565.0127.619.1607.1　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计续上表序号土层厚度hi(m)重度γi(kN/m3)极限侧阻(kPa)压缩模量Ei(MPa)131.55306018148.435742715217.7505.01)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×7.927×6.127×(1.3+21)=21658.95kN；基底的平均压力P=(2000+21658.955)/(7.927×6.127)=487.18kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.3+21)=379.10kN/m2；基底平均附加压力P0=487.18-379.10=108.08kN/m2。2)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表32z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.404×0.15625.24825.248223.00446.00108.0810.104×0.13915.61940.37125.00479.1560.14σz/σc=0.126≤0.2，所以本层土已满足要求!3)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=1。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=5.246，长径比L/d=35.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.171由规范附录H查得：C0=0.163；C1=1.631；C2=5.007经计算桩等效系数：ηe=0.163+(1-1)/[1.631×(1-1)+5.007]=0.163。桩基最终沉降量：s=4×1×0.163×108.084×0.302=21.378mm。1.1.1.1承台B1)已知群桩沉降计算参数：基础顶面的竖向力：F=4200kN基础埋深：Hd=1.3m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角基底计算长度：l=7.927m基底计算宽度：B=7.927m　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基底处地基承载力特征值：fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数：nb=2；桩基沉降计算经验系数：φ=1；建筑桩基重要性系数：σ1=1.1；1)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量：G=20×7.927×7.927×(1.3+21)=28022.40kN；基底的平均压力：P=(4200+28022.405)/(7.927×7.927)=512.85kN/m2；基底处的土中自重压力：P1=17×(1.3+21)=379.10kN/m2；基底平均附加压力：P0=512.85-379.10=133.75kN/m2。2)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表33z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.404×0.16945.69205.692023.00446.00133.7510.104×0.15226.15030.45835.00479.1581.44σz/σc=0.170≤0.2，所以本层土已满足要求!3)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中：nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=2。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=3.710，长径比L/d=35.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.171由规范附录H查得：C0=0.139；C1=1.668；C2=6.277经计算桩等效系数：ηe=0.139+(2-1)/[1.668×(2-1)+6.277]=0.265。则桩的最终沉降量：s=4×1×0.265×133.747×0.339=48.131mm。1.1.1沉管灌注桩的截面校核1.1.1.1已知强度验算数据混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2钢筋为HPB235级，fy=210N/mm2，As=2036mm2截面：圆形d=600mm，面积：282743.34mm2截面最小回转半径：i=150.00mm，构件计算长度l0=2050mm　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1.1验算最小配筋率ρ=2036.00/282743.34=0.72%≥ρmin=0.60%，所以满足要求!1.1.1.2确定稳定性系数依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表7.3.1P48由l0/i=13.67，查表得φ=1.0001.1.1.3确定混凝土截面面积因为ρ"=2036.00/282743.34=0.72%<3%所以混凝土的截面面积不必扣除钢筋的截面面积!1.1.1.4计算最大轴向力值N依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.1条P48=0.9×1.000×(11.90×282743.34+210.00×2036.00)=3412985.17N=3412.99kN1.1.1.5考虑间接钢筋依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.2条P49计算间接钢筋的换算面积Ass0=3.14×460×50.00/200.00=361.10mm2As"/4=509.00mm2则361.10<509.00所以不计入间接钢筋影响！3412.99kN即为此轴心受压构件的最大轴向力!1)配筋示意图　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计图33配筋示意图1.1.1承台设计1.1.1.1承台A的设计1)计算参数柱传至承台的竖向力标准值：F=2000kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.3m桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3承台长：L=1.2m2)承台弯矩设计值计算1.桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×2000.00=2400.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×3.60×0.7+20×3.60×1.3)=187.92kN；Mx，My──作用于承台底面通过桩群桩形心的x，y轴的弯矩设计值(kN.m)；xi，yi──第i复合基桩或基桩x，y轴的距离(m)；Ni──基桩的竖向力设计值(kN)。经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：桩的最大压力：N=(2400.00+187.92)/2+0.00/1.80=1293.96kN2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.6.2.2条)其中Mx，My──分别为垂直于X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值；　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计x1，y1──分别为垂直于Y轴和X轴方向自桩中心至相应计算截面的距离；Nx，Ny──扣除承台和承台以上土自重设计值后的底桩和顶桩的竖向净反力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mx=(1293.96-187.92/2)×(1.80/2-0.60/2)=720.00kN.m1)承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算式中α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94，期间按线性内插法确定；fc──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度。fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。X方向配筋：αs=720.00×106/(1.00×9.60×1200.00×670.002)=0.1392ξ=1-(1-2×0.1392)0.5=0.1506γs=1-0.1506/2=0.9247Asx=720.000×106/(0.9247×670.00×210.00)=5533.87mm2。承台截面主筋，X方向选用：49φ12@120(As=5542mm2)。2)承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=1293.96kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；β──剪切系数，β=0.16；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=9.60N/mm2；　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=1200.00mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=670mm；fy──箍筋受拉强度设计值，fy=210.00N/mm2。(1)验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.16×9.60×1200×670=1238641.44N<γ0V=1423356.00N不满足抗剪要求，需要计算配箍筋!(2)求箍筋数量nAsv1/s=(γ0V-βfcb0h0)/(1.25×fyh0)=(1423356.00-1238641.44)/(1.25×210×670)=1.0503选用1肢箍φ16@120则：nAsv1/s=1×201.06/120=1.6755。所以，nAsv1/s≥1.0503，满足要求。(3)最小箍筋配筋率验算：ρsv=nAsv1/(bs)=1×201.06/(120×1200)=0.1396%。所以，ρsv≥ρsv，min=0.1260%，满足要求。1)承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：其中F1──局部荷载设计值A1──混凝土局部受压面积Ab──局部受压时的计算底面积：bx，by──局部受压面积的边长，取0.60m，1.00mc──局部受压面积的边至相应的计算底面积的边距离0.10m2)柱对承台的局部受压验算：取F1=2400.00kNA1=0.60m2c=0.10mAb=0.96m0.95×(0.96/0.60)0.5×9.60×0.60×1000=6921.59kN>2640.00kN。满足局部受压承载力要求3)桩对承台的局部受压验算：取F1=1293.96kNA1=0.36m2c=0.30mAb=1.92m20.95×(1.92/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=7582.23kN>1423.36kN，满足局部受压承载力要求4)桩承载力验算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋!1)桩竖向极限承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：其中R──最大极限承载力；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值：Qpk──单桩总极限端阻力标准值：ηs，ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；γs，γp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.88m；Ap──桩端面积，取Ap=0.28m2；li──第i层土层的厚度，取值如下表；厚度及侧阻力标准值表表34序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称11.140600粉质粘土2224600粉质粘土　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计31.4604000中粗砂40.6141200泥炭质土续上表序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称53.5703600细砂60.640600粉质粘土7644600粉质粘土83.440600粉质粘土90.6603500中粗砂1010.2744600中粗砂由于桩的入土深度为20.5m，所以桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=1.88×(1.1×40×0.8+2×24×0.8+1.4×60×1.2+0.6×14×1.26+3.5×70×1.2+0.6×40×0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×1.2+1.3×74×1.200)/1.750+1.260×4600.00×0.28/1.75=1988.60kN上式计算的R的值大于最大压力1293.96kN，所以满足要求!1.1.1.1承台B的设计1)计算参数信息：柱传至承台的竖向力标准值：F=4200kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.3m桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3矩形承台边长：L=3m2)承台弯矩设计值计算1桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×4200.00=5040.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×9.00×0.7+20×9.00×1.3)=469.80kN；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计最大压力：N=(5040.00+469.80)/4+0.00×(1.80/2)/3.24+0.00×(1.8/2)/3.24=1377.45kN1.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)　　　　（式中参数含义同承台A计算）经过计算得到弯矩设计值：Mx1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.mMy1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.m1)承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算（式中参数含义同承台A计算）X方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×670.002)=0.0780ξ=1-(1-2×0.0780)0.5=0.0813γs=1-0.0813/2=0.9594Asx=1008.000×106/(0.9594×670.00×210.00)=7467.63mm2。承台截面主筋，X方向选用：24φ20@120(As=7541mm2)。图34柱冲切示意图Y方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×670.002)=0.0780ξ=1-(1-2×0.0780)0.5=0.0813γs=1-0.0813/2=0.9594Asy=1008.000×106/(0.9594×670.00×210.00)=7467.63mm2。Y方向选用：24φ20@120(As=7541mm2)。2)承台受冲切验算：依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)1对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力：（计算简图如图3-5）　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计式中Fl──作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，取5040.00kNbx,by──矩形截面柱或局部荷载作用面积的边长ax,ay──冲跨，冲切破坏锥体侧面顶边与底边间的水平距离；αx,αy──分别与冲跨比λx,λy对应的冲切承载力系数；h0──承台外边缘的有效高度柱对承台冲切验算：取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.61，λy=0.61αx=0.89，αy=0.89bx=0.50m，by=0.50mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.670m图35角桩冲切示意图计算得：F=2×[0.89×(0.50+0.41)+0.89×(0.50+0.41)]×1100.00×0.67=2378.91kN满足要求!2四桩承台受角桩冲切按下式验算：(计算简图如图3-5所示)式中N──作用于角桩顶的竖向压力设计值，取1377.45kNbx,by──承台边缘至桩内边缘的水平距离ax,ay──冲跨，为桩边缘至柱边或承台变阶处的水平距离，当大于h0时，取h0；αx,αy──分别与冲跨比λx,λy对应的冲切承载力系数；角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体)取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.61，λy=0.61αx=0.59，αy=0.59bx=0.84m，by=0.84mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.670m计算得：N=[0.591×(0.84+0.21)+0.591×(0.84+0.21)]×1100.00×0.67=910.61kN满足要求!1)承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力记为：V=(1377.45-117.45)×2=2520.00kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计（式中参数含义同承台A计算）柱边处的斜截面受剪承载力计算：X方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×3000×670=2815605.08N≥γ0V=2772000.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!Y方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×3000×670=2815605.08N≥γ0V=2772000.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!1)承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：（式中参数含义同承台A计算）（1）柱对承台的局部受压验算：Ab──局部受压时的计算底面积：bx，by──局部受压面积的边长，取0.50m，0.50mc──局部受压面积的边至相应的计算底面积的边距离0.50m取F1=5040.00kNA1=0.25m2Sc=0.50mAb=2.25m0.95×(2.25/0.25)0.5×9.60×0.25×1000=6840.00kN>5544.00kN满足局部受压承载力要求（2）角桩对承台的局部受压验算：Ab──局部受压时的计算底面积：c──桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp取F1=1377.45kNA1=0.36m2c=0.60mAb=3.24m20.95×(3.24/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=9849.60kN>1515.20kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计满足局部受压承载力要求1)桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1377.45kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！1.1.1沉管灌注桩基础预算1.1.1.1混凝土工程量计算1)桩身混凝土工程量，，，所以2)承台混凝土工程量四桩承台：二桩承台：则1.1.1.2钢筋工程量计算由配筋计算知主筋8，箍筋@200，共178根桩。经计算M1=24.261t，M2=82.254t1.1.1.3单位工程概预算及费用表　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计单位工程概预算表表35序号定额编码子目名称工程量价值（元）其中（元）单位数量单价合价人工费材料费机械费12-72冲击沉管式柴油打桩机打桩体积在4m3以外10m3105.691417.40149803.5921972.7449642.1278188.7224-30承台桩基础10m3127.871660.22212284.0350481.10142650.0319152.9034-302圆钢筋Φ18t24.262967.5971996.704694.5065760.411541.7944-331箍筋Φ8t82.253316.26272775.6546070.47221756.784948.4051-55回填土夯填100m3100m360.001065.1463908.4052920.0010988.40合计770768.37176138.81479809.35114820.21单位工程费用表表36序号费用名称费用说明费率费用金额1直接工程费工程直接费100.00770768.372措施项目费100.0011561.533其他措施项目费100.0011561.534临时设施费1.5011561.535企业管理费6.0046246.106利润4.0030830.737规费100.0028704.188工程定额测定费0.121031.299社会保障费2.2819594.4710住房公积金0.544640.8011危险作业意外伤害保险0.403437.6312合计(不含税工程造价)100.00888110.9213税金3.4530595.4214含税工程造价100.00918706.34　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1螺旋钻孔压灌混凝土桩的设计1.1.1选择桩径、桩长、桩材根据试桩初步选择600mm的灌注桩，桩身采用C25的混凝土，钢筋HPB235，经查表得：初选第五层中粗砂为持力层，桩端进入持力层，不得小于2倍的桩径，即1.2m。初选承台底面埋深1.5m。承台混凝土强度等级为C20。初选桩长为L＝21m。1.1.2确定单桩竖向承载力设计值1.1.2.1根据桩身材料确定初选ρ＝0.72%，φ＝1.0。则As=2034.7mm2。fC按0.8折减，代入得：其中：1.1.2.2根据地基土的物理力学性质指标确定由现场原位测试及室内土工试验知：1.1.2.3由单桩静载试验确定单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小值，即取：1.1.3确定桩的数量和平面布置1.1.3.1初步假定承台Ａ底面积为，承台和土自重为则桩数初步确定为：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计取根。桩间距s取３－６d，即1.8～3.6m，取s=1.8m。此时承台与土的自重为。两根桩的布置同沉管灌注桩桩位布置图。综上所述：承台Ａ底平面尺寸确定为。1.1.1.1初步假定承台Ｂ底面积为，则承台和土自重为：则桩数初步确定为：根桩间距Ｓ取３d＝1.8m。４根桩布置同沉管灌注桩桩位布置图。综上所述：承台Ｂ平面尺寸确定为33。1.1.2群桩中单桩承载力验算1.1.2.1取承台Ａ及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计算。故单桩承载力满足要求。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1.1取承台Ｂ及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计算。故单桩承载力满足要求。1.1.2群桩承载力校核1.1.2.1对承台Ａ：其桩数为2根的非端承群桩。由于其桩数少，侧阻，端阻的群桩效应也较小，虽存在承台土抗力，但可忽略群桩效应的影响，即该类群桩的承载情况和端承群桩相同。所以承台Ａ下的群桩满足承载力要求，不需再进行校核。1.1.2.2对承台Ｂ：其桩数为4根的非端承群桩。由于桩群、土、承台的相互作用，导致侧阻、端阻、承台阻力随桩距、桩长、承台宽度等而呈一定规律变化，群桩效应不可忽略。群桩Ｂ的承载力校核如下：按应力扩散法计算：桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为则扩散角边桩外侧尺寸为2.42.4，则桩端应力面的长宽分别为实体基础埋深范围内土的平均重度为：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计第五层中粗砂层的承载力特征值按下式修正：地下水埋深为５m，取承台Ｂ及上覆土平均重度为。承台Ｂ底以下取，则实体自重为：当底面按轴心受压时：故满足承载力要求。1.1.1群桩沉降计算1.1.1.1承台Ａ下群桩沉降计算1)计算参数信息：基础顶面的竖向力：F=2000kN/m基础埋深Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角，基底计算长度l=9.968m基底计算宽度B=8.168m基底处地基承载力特征值fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数nb=1；桩基沉降计算经验系数φ=1；建筑桩基重要性系数σ1=1.1；2)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×9.968×8.168×(1.5+21)=36640.71kN；基底的平均压力P=(2000+36640.711)/(9.968×8.168)=474.56kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+21)=382.50kN/m2；基底平均附加压力P0=474.56-382.50=92.06kN/m2。3)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表37　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)7.804×0.18685.82745.827423.00450.0092.069.504×0.16926.43110.60385.00483.1562.32σz/σc=0.129≤0.2，所以本层土已满足要求!1)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=1。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=5.883，长径比L/d=35.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.987由规范附录H查得：C0=0.196C1=1.628C2=4.555经计算桩等效系数：ηe=0.196+(1-1)/[1.628×(1-1)+4.555]=0.196。桩基最终沉降量：s=4×1×0.196×92.063×0.374=27.046mm。1.1.1.1承台Ｂ下群桩沉降1)已知群桩沉降计算参数：基础顶面的竖向力：F=4200kN/m基础埋深Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角，基底计算长度l=9.968m基底计算宽度B=9.968m基底处地基承载力特征值fak=130kPa计算土层厚度h0=35m矩形布桩时的短边布桩数nb=2；桩基沉降计算经验系数φ=1；建筑桩基重要性系数σ1=1.1；2)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×9.968×9.968×(1.5+21)=44715.02kN；基底的平均压力P=(4200+44715.022)/(9.968×9.968)=492.27kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+21)=382.50kN/m2；基底平均附加压力P0=492.27-382.50=109.77kN/m2。3)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表38　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)7.804×0.19576.10656.106523.00450.00109.779.504×0.17906.80260.69615.00483.1578.60σz/σc=0.163≤0.2，所以本层土已满足要求!1)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中：nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=2。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=4.160，长径比L/d=35.000，长宽比Lc/Bc=3.987由规范附录H查得：C0=0.168C1=1.654C2=5.585经计算桩等效系数：ηe=0.168+(2-1)/[1.654×(2-1)+5.585]=0.307。则桩的最终沉降量：s=4×1×0.307×109.768×0.405=54.471mm。1.1.1螺旋钻孔压灌混凝土桩的截面校核1)已知强度验算数据混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2钢筋为HPB235级，fy=210N/mm2，As=2036mm2截面：圆形d=600mm，面积：282743.34mm2截面最小回转半径：i=150.00mm，构件计算长度l0=2050mm2)验算最小配筋率ρ=2036.00/282743.34=0.72%≥ρmin=0.60%。所以满足要求!3)确定稳定性系数依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表7.3.1P48由l0/i=13.67，查表得φ=1.0004)确定混凝土截面面积因为ρ"=2036.00/282743.34=0.72%<3%所以混凝土的截面面积不必扣除钢筋的截面面积!5)计算最大轴向力值N依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.1条P48　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计=0.9×1.000×(11.90×282743.34+210.00×2036.00)=3412985.17N=3412.99kN1)考虑间接钢筋依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.2条P49计算间接钢筋的换算面积Ass0=3.14×460×50.00/200.00=361.10mm2As"/4=509.00mm2则361.10<509.00所以不计入间接钢筋影响!3412.99kN即为此轴心受压构件的最大轴向力!1.1.1承台设计1.1.1.1承台A的设计1)计算参数柱传至承台的竖向力标准值：F=2000kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3承台长：L=1.2m1)承台弯矩设计值计算1.桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×2000.00=2400.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×3.60×0.7+20×3.60×1.5)=205.20kN；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：桩的最大压力：N=(2400.00+205.20)/2+0.00/1.80=1302.60kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.6.2.2条)计算公式同沉管灌注桩计算，经过计算得到弯矩设计值：Mx=(1293.96-187.92/2)×(1.80/2-0.60/2)=720.00kN.m1)承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算（式中参数含义同方案一）X方向配筋：αs=720.00×106/(1.00×9.60×1200.00×600.002)=0.1736ξ=1-(1-2×0.1736)0.5=0.1921γs=1-0.1921/2=0.9040Asx=720.000×106/(0.9040×600.00×210.00)=6321.30mm2。承台截面主筋，X方向选用：25φ18@120(As=6363mm2)。2)承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：（式中参数含义同方案一）(1)验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×1200×600=1036800.00N<γ0V=1432860.00N不满足抗剪要求，需要计算配箍筋!(2)求箍筋数量nAsv1/s=(γ0V-βfcb0h0)/(1.25×fyh0)=(1432860.00-1036800.00)/(1.25×210×600)=2.5147选用1肢箍φ17@90则：nAsv1/s=1×226.98/90=2.5220所以，nAsv1/s≥2.5147，满足要求。(3)最小箍筋配筋率验算：ρsv=nAsv1/(bs)=1×226.98/(90×1200)=0.2102%所以，ρsv≥ρsv，min=0.1260%，满足要求。3)承台的局部受压承载力验算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：（式中参数含义同方案一）（1）柱对承台的局部受压验算：取F1=2400.00kNA1=0.60m2c=0.10mAb=0.96m0.95×(0.96/0.60)0.5×9.60×0.60×1000=6921.59kN>2640.00kN。满足局部受压承载力要求（2）桩对承台的局部受压验算：取F1=1302.60kNA1=0.36m2c=0.30mAb=1.92m20.95×(1.92/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=7582.23kN>1432.86kN。满足局部受压承载力要求1)桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋!2)桩竖向极限承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：（式中参数含义同方案一）由于桩的入土深度为20.5m，知桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=1.88×(1.1×40×0.8+2×24×0.8+1.4×60×0.8+0.6×14×0.8+3.5×70×0.84+0.6×40×0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×0.8+1.3×74×0.800)/1.670+1.640×4600.00×　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计0.28/1.67=2178.29kN上式计算的R的值大于最大压力1302.60kN，所以满足要求!1.1.1.1承台B的设计1)计算参数信息：柱传至承台的竖向力标准值：F=4200kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3矩形承台边长：L=3m2)承台弯矩设计值计算1桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×4200.00=5040.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×9.00×0.7+20×9.00×1.5)=513.00kN；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：N=(5040.00+513.00)/4+0.00×(1.80/2)/3.24+0.00×(1.8/2)/3.24=1388.25kN2矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)　　　　（式中参数含义同承台A计算）经过计算得到弯矩设计值：Mx1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.mMy1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.m3)承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计（式中参数含义同方案一）X方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×600.002)=0.0972ξ=1-(1-2×0.0972)0.5=0.1025γs=1-0.1025/2=0.9488Asx=1008.000×106/(0.9488×600.00×210.00)=8432.03mm2。承台截面主筋，X方向选用：27φ20@120(As=8483mm2)。Y方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×600.002)=0.0972ξ=1-(1-2×0.0972)0.5=0.1025γs=1-0.1025/2=0.9488Asy=1008.000×106/(0.9488×600.00×210.00)=8432.03mm2。Y方向选用：27φ20@120(As=8483mm2)。1)承台受冲切验算：依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)1对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力：（式中参数含义同方案一）柱对承台冲切验算：取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.68，λy=0.68αx=0.82，αy=0.82bx=0.50m，by=0.50mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.600m计算得：F=2×[0.82×(0.50+0.41)+0.82×(0.50+0.41)]×1100.00×0.60=1958.18kN经过计算，由于抗冲切力F=1958.18kN>1403.00×1.10=1544.00kN，所以满足要求!2四桩承台受角桩冲切按下式验算：（式中参数含义同方案一）式中N取1377.45kN，角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体)取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.68，λy=0.68αx=0.54，αy=0.54bx=0.84m，by=0.84mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.600m计算得：N=[0.543×(0.84+0.21)+0.543×(0.84+0.21)]×1100.00×0.60=749.56kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计经过计算，由于抗冲切力N=749.56kN>479.16×1.10=527.08kN，所以满足要求!1)承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力记为V=(1377.45-117.45)×2=2520.00kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：（式中参数含义同方案一）柱边处的斜截面受剪承载力计算：X方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×3000×670=2815605.08N≥γ0V=2772000.00N。已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!Y方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×3000×670=2815605.08N≥γ0V=2772000.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!2)承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：取F1=5040.00kNA1=0.25m2Sc=0.50mAb=2.25m0.95×(2.25/0.25)0.5×9.60×0.25×1000=6840.00kN>5544.00kN，满足局部受压承载力要求角桩对承台的局部受压验算：局部受压时的计算底面积：桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp取F1=1388.25kNA1=0.36m2c=0.60mAb=3.24m20.95×(3.24/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=9849.60kN>1527.08kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计满足局部受压承载力要求1)桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1377.45kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！2)桩竖向极限承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：其中u──桩身的周长，u=1.88m；Ap──桩端面积，取Ap=0.28m2；由于桩的入土深度为20.5m，知桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=1.88×(1.1×40×0.8+2×24×0.8+1.4×60×0.8+0.6×14×0.8+3.5×70×0.84+0.6×40×0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×0.8+1.3×74×0.800)/1.670+1.640×4600.00×0.28/1.67=2178.29kN上式计算的R的值大于最大压力1302.60kN，所以满足要求!1.1.1螺旋钻孔压灌混凝土桩基础预算1.1.1.1混凝土工程量计算1)桩身混凝土工程量　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计，，，所以1)承台混凝土工程量四桩承台：二桩承台：则1.1.1.1钢筋工程量计算由配筋计算知主筋８，箍筋@200，共178根桩。经计算M1=24.261t，M2=82.254t1.1.1.2单位工程概预算及费用表单位工程概预算表表39序号定额编码子目名称工程量价值（元）其中（元）单位数量单价合价人工费材料费机械费12-36长螺旋钻孔灌注桩汽车式桩长在12m以外10m3105.691422.07150298.5860972.5689326.0224-30承台桩基础10m3127.231660.22211229.7950230.40141941.6019057.7834-302圆钢筋Φ18t24.262967.5971993.734694.3165757.701541.7244-331箍筋Φ8t82.253316.26272762.3946068.23221746.004948.1651-55回填土夯填100m3100m370.001065.1474559.8061740.0012819.80合计780844.29223705.50429445.31127693.48单位工程费用文件表310序号费用名称费用说明费率费用金额1直接工程费工程直接费100.00780844.292措施项目费100.0011712.663其他措施项目费100.0011712.664临时设施费1.5011712.665企业管理费6.0046850.666利润4.0031233.77　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1规费100.0029079.422工程定额测定费0.121044.773社会保障费2.2819850.624住房公积金0.544701.465危险作业意外伤害保险0.403482.576合计(不含税工程造价)100.00899720.807税金3.4530995.388含税工程造价100.00930716.181.1钢筋混凝土预制桩的设计1.1.1选择桩径、桩长、桩材根据试桩初步选择的钢筋混凝土预制方桩，桩身采用C30的桩身混凝土，钢筋HPB235，经查表得：初选第五层中粗砂为持力层，桩端进入持力层，不得小于2倍的桩径，即1.0m。初选承台底面埋深1.5m。承台混凝土强度等级为C20。初选桩长为L＝21m。1.1.2确定单桩竖向承载力设计值1.1.2.1根据桩身材料确定初选配筋率ρ＝0.8%，φ＝1.0，fC按0.20折减，经计算：代入得1.1.2.2根据地基土的物理力学性质指标确定由现场原位测试及室内土工试验知：图36桩位布置图1.1.2.3由单桩静载试验确定　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计根据静载单桩垂直静载荷试验P－S曲线，按明显拐点法得桩极限承载力，取，代入得：单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小值，即取：1.1.1确定桩的数量和平面布置1.1.1.1初步假定承台B底面积为，上部结构传来的垂直荷载设计值N＝4200KN承台和土自重为则桩数初步确定为：。取根。桩间距s取３－６d，即1.8～3.6m，取s=1.5m。为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：承台的最小宽度不应小于500mm承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于150mm。则：。四根桩布置如图3-4。综上所述：承台底平面尺寸确定为。1.1.1.2初步假定承台A底面积为，则承台和土自重为：上部结构传至柱的垂直荷载设计值为：N＝2000KN则桩数初步确定为：图37桩位布置图根，取n=2根桩间距Ｓ取３d＝1.5m。为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：对于建筑结构的桩基础，承台　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计边缘至桩中心的距离应不小于0.5d（d为桩的直径或桩的短边宽度），且边缘挑出部分不应小于150mm。则2根桩布置如图3-5所示：综上所述：承台平面尺寸确定为2.51。1.1.1群桩中单桩承载力验算1.1.1.1取承台B及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，预制桩取工作条件系数，则桩身强度按下式计算故单桩承载力满足要求。1.1.1.2取承台A及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，预制桩取工作条件系数，则桩身强度按下式计算故单桩承载力满足要求。1.1.2群桩承载力校核1.1.2.1对承台A：其桩数为2根的非端承群桩。由于其桩数少，侧阻，端阻的群桩效应也较小，虽存在承台土抗力，但可忽略群桩效应的影响，即该类群桩的承载情况和端承群桩相同。所以承台Ａ下的群桩满足承载力要求，不需再进行校核。1.1.2.2对承台B：其桩数为4根的非端承群桩。由于桩群、土、承台的相互作用，导致侧阻、端阻、承台阻力随桩距、桩长、承台宽度等而呈一定规律变化，群桩效应不可忽略。群桩Ｂ的承载力校核如下：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计按应力扩散法计算：桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为则扩散角边桩外侧尺寸为22，则桩端应力面的长宽分别为第五层中粗砂层的承载力特征值按下式修正：地下水埋深为５m，取桩和桩间土的平均重度为。地下水位以下取，则假想的实体基础自重为：当底面按轴心受压时：故满足承载力要求。1.1.1群桩沉降计算1.1.1.1承台B1)计算参数信息：基础顶面的竖向力：F=4200kN/m基础埋深：Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角基底计算长度：l=8.968m基底计算宽度：B=8.968m基底处地基承载力特征值：fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数：nb=2；桩基沉降计算经验系数：φ=1；建筑桩基重要性系数：σ1=1.1；2)基础底面附加压力计算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基础与填土的总重量G=20×8.968×8.968×(1.5+21)=36193.57kN；基底的平均压力P=(4200+36193.565)/(8.968×8.968)=502.22kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+21)=382.50kN/m2；基底平均附加压力P0=502.22-382.50=119.72kN/m2。1)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表311z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.404×0.18066.06676.066723.00450.00119.7210.104×0.16386.61670.55005.00483.1578.43σz/σc=0.162≤0.2，所以本层土已满足要求!2)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=2。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=4.195，长径比L/d=42.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.587由规范附录H查得：C0=0.140C1=1.680C2=6.225经计算桩等效系数：ηe=0.140+(2-1)/[1.680×(2-1)+6.225]=0.267。桩最终沉降量：s=4×1×0.267×119.719×0.374=47.704mm。1.1.1.1承台A1)已知群桩沉降计算参数：基础顶面的竖向力：F=2000kN/m基础埋深：Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角基底计算长度：l=8.968m基底计算宽度：B=7.468m基底处地基承载力特征值：fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数：nb=1；桩基沉降计算经验系数：φ=1；建筑桩基重要性系数：σ1=1.1；1)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×8.968×7.468×(1.5+21)=30139.97kN；基底的平均压力P=(2000+30139.973)/(8.968×7.468)=479.86kN/m2；　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+21)=382.50kN/m2；基底平均附加压力P0=479.86-382.50=97.36kN/m2。1)基础底面变形计算：基础沉降计算情况表312z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.404×0.17175.77065.770623.00450.0097.3610.104×0.15476.25030.47975.00483.1560.25σz/σc=0.125≤0.2，所以本层土已满足要求!2)地基最终变形量计算最终沉降计算公式如下：其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=1。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=5.933，长径比L/d=42.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.587由规范附录H查得：C0=0.164C1=1.632C2=5.033经计算桩等效系数：ηe=0.164+(1-1)/[1.632×(1-1)+5.033]=0.164。桩最终沉降量：s=4×1×0.164×97.361×0.347=22.155mm。1.1.1钢筋混凝土预制桩的截面校核1.1.1.1已知计算数据混凝土强度等级C30，fc=14.3N/mm2钢筋为HPB235级，fy=210N/mm2，As=2000mm2截面：矩形：b=500mm，h=500mm，面积：250000mm2截面最小回转半径：i=144.34mm，构件计算长度l0=2050mm1.1.1.2验算最小配筋率ρ=2000.00/250000.00=0.80%≥ρmin=0.80%所以满足要求!1.1.1.3确定稳定性系数依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表7.3.1P48由l0/i=14.20，查表得φ=1.000　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1.1确定混凝土截面面积因为ρ"=2000.00/250000.00=0.80%<3%所以混凝土的截面面积不必扣除钢筋的截面面积!1.1.1.2计算最大轴向力值N依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.1条P48=0.9×1.000×(14.30×250000.00+210.00×2000.00)=3595500.00N=3595.50kN3595.50kN即为此轴心受压构件的最大轴向力!1.1.2承台设计1.1.2.1承台B的设计1)计算参数柱传至承台的竖向力标准值：F=4200kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3矩形承台边长：L=2.5m2)承台弯矩设计值计算1桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×4200.00=5040.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×6.25×0.7+20×6.25×1.5)=356.25kN；Mx，My──作用于承台底面通过桩群桩形心的x，y轴的弯矩设计值(kN.m)；xi，yi──第i复合基桩或基桩x，y轴的距离(m)；Ni──基桩的竖向力设计值(kN)。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：N=(5040.00+356.25)/4+0.00×(1.50/2)/2.25+0.00×(1.5/2)/2.25=1349.06kN2矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)　　　　（式中参数含义同方案一）经过计算得到弯矩设计值：Mx1=2×(1349.06-356.25/4)×(1.50/2-0.60)=378.00kN.mMy1=2×(1349.06-356.25/4)×(1.50/2-0.60)=378.00kN.m1)承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算（式中参数含义同方案一）X方向配筋，计算得：αs=378.00×106/(1.00×9.60×2.50×1000×600.002)=0.0438ξ=1-(1-2×0.0438)0.5=0.0448γs=1-0.0448/2=0.9776Asx=378.000×106/(0.9776×600.00×210.00)=3068.66mm2。承台截面主筋，X方向选用：13φ18@120(As=3309mm2)。Y方向配筋，计算得：αs=378.00×106/(1.00×9.60×2.50×1000×600.002)=0.0438ξ=1-(1-2×0.0438)0.5=0.0448γs=1-0.0448/2=0.9776Asy=378.000×106/(0.9776×600.00×210.00)=3068.66mm2。Y方向选用：13φ18@120　(As=3309mm2)。2)承台受冲切验算：依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)1．对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力：（式中参数含义同方案一）　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计柱对承台冲切验算：取：ax=0.20m，ay=0.20mλx=0.33，λy=0.33αx=1.35，αy=1.35bx=0.60m，by=0.60mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.600m计算得：F=2×[1.35×(0.60+0.20)+1.35×(0.60+0.20)]×1100.00×0.60=2851.20kN经过计算，抗冲切力F=2851.20kN>2040.00×1.10=2244.00kN。2．四桩承台受角桩冲切按下式验算：（式中参数含义同方案一）角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体)取：ax=0.20m，ay=0.20mλx=0.33，λy=0.33αx=0.90，αy=0.90bx=0.75m，by=0.75mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=0.600m计算得：N=[0.900×(0.75+0.10)+0.900×(0.75+0.10)]×1100.00×0.60=1009.80kN经过计算，抗冲切力N=1009.80kN>909.06×1.10=999.96kN。1)承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力记为V=(1349.06-89.06)×2=2520.00kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：其中：β──剪切系数，XY方向分别为：0.19，0.19；b0──承台计算截面处的计算宽度，XY方向分别为：2500.00mm，2500.00mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=600mm；柱边处的斜截面受剪承载力计算：X方向：(1)验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.19×9.60×2500×600=2728421.05N<γ0V=2772000.00N不满足抗剪要求，需要计算配箍筋!　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计(2)求箍筋数量nAsv1/s=(γ0V-βfcb0h0)/(1.25×fyh0)=(2772000.00-2728421.05)/(1.25×210×600)=0.2767选用1肢箍φ8@120则：nAsv1/s=1×50.27/120=0.4189所以，nAsv1/s≥0.2767，满足要求。(3)最小箍筋配筋率验算：ρsv=nAsv1/(bs)=1×50.27/(120×250)=0.168%，所以，ρsv≥ρsv，min=0.1260%，满足要求。Y方向：(1)验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.19×9.60×2500×600=2728421.05N<γ0V=2772000.00N不满足抗剪要求，需要计算配箍筋!(2)求箍筋数量nAsv1/s=(γ0V-βfcb0h0)/(1.25×fyh0)=(2772000.00-2728421.05)/(1.25×210×600)=0.2767选用1肢箍φ8@120则：nAsv1/s=1×50.27/120=0.4189。所以，nAsv1/s≥0.2767，满足要求。(3)最小箍筋配筋率验算：ρsv=nAsv1/(bs)=1×50.27/(120×250)=0.168%，所以，ρsv≥ρsv，min=0.1260%，满足要求。1)承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：（式中参数含义同方案一）取F1=5040.00kNA1=0.36m2Sc=0.50mAb=3.24m0.95×(3.24/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=9849.60kN>5544.00kN满足局部受压承载力要求角桩对承台的局部受压验算：Ab──局部受压时的计算底面积：c──桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp取F1=1349.06kNA1=0.25m2c=0.50mAb=2.25m20.95×(2.25/0.25)0.5×9.60×0.25×1000=6840.00kN>1483.97kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计满足局部受压承载力要求1)桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1349.06kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.250m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋!1.1.1.1承台A的设计1)计算参数信息：柱传至承台的竖向力标准值：F=2000kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=20.5m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3承台长：L=1m2)承台弯矩设计值计算1桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×2000.00=2400.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×2.50×0.7+20×2.50×1.5)=142.50kN；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：桩的最大压力：N=(2400.00+142.50)/2+0.00/1.50=1271.25kN2矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.6.2.2条)　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计经过计算得到弯矩设计值：Mx=(1271.25-142.50/2)×(1.50/2-0.40/2)=660.00kN.m1)承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算（式中参数含义同方案一）X方向配筋：αs=660.00×106/(1.00×9.60×1000.00×600.002)=0.1910ξ=1-(1-2×0.1910)0.5=0.2138γs=1-0.2138/2=0.8931Asx=660.000×106/(0.8931×600.00×210.00)=5865.19mm2。承台截面主筋，X方向选用：30φ16@120(As=6033mm2)。2)承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=1271.25kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：（式中参数含义同方案一）(1)验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.15×9.60×1000×600=864000.00N<γ0V=1398375.00N不满足抗剪要求，需要计算配箍筋!(2)求箍筋数量nAsv1/s=(γ0V-βfcb0h0)/(1.25×fyh0)=(1398375.00-864000.00)/(1.25×210×600)=3.3929选用1肢箍φ16@120则：nAsv1/s=1×502.7/120=4.189所以，nAsv1/s>3.3929，满足要求。(3)最小箍筋配筋率验算：ρsv=nAsv1/(bs)=1×50.27/(120×1000)=0.419%，所以，ρsv≥ρsv，min=0.1260%，满足要求。3)承台的局部受压承载力验算当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计承台的局部受压承载力就按下式计算：（式中参数含义同方案一）（1）柱对承台的局部受压验算：取F1=2400.00kNA1=0.16m2c=0.30mAb=1.00m0.95×(1.00/0.16)0.5×9.60×0.16×1000=3648.00kN>2640.00kN　满足局部受压承载力要求（2）桩对承台的局部受压验算：取F1=1271.25kNA1=0.25m2c=0.25mAb=0.81m20.95×(0.81/0.25)0.5×9.60×0.25×1000=4104.00kN>1398.38kN满足局部受压承载力要求1)桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1271.25kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：　　　其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.250m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋!2)桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1271.25kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：其中u──桩身的周长，u=2.00m；Ap──桩端面积，取Ap=0.25m2；由于桩的入土深度为20.5m，所以桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=2.00×(0.9×40×0.8+2×24×0.8+1.4×60×1.14+0.6×14×1.26+3.5×70×0.8+0.6×40×　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×0.8+1.5×74×0.800)/1.650+1.640×4600.00×0.25/1.65=2144.66kN上式计算的R的值大于最大压力1271.25kN，所以满足要求!1.1.1钢筋混凝土预制方桩基础预算1.1.1.1预制方桩混凝土工程量计算1)桩身混凝土工程量，，，所以2)承台混凝土工程量四桩承台：二桩承台：则1.1.1.2钢筋工程量计算由配筋计算知主筋8，箍筋@200，共178根桩。经计算M1=24.261t，M2=82.254t1.1.1.3单位工程概预算及费用表单位工程概预算表表313序号定额编码子目名称工程量价值（元）其中（元）单位数量单价合价人工费材料费机械费12-3履带式柴油打桩机打预制方桩桩长在30m以内10m393.451537.66143694.3318979.706534.02118180.6124-104预制砼桩尖10m393.451980.05185035.6741716.08130965.5012354.0934-30承台桩基础10m322.181660.2236817.048755.0824740.213321.7444-302圆钢筋Φ18t24.262967.5971993.734694.3165757.701541.7254-331箍筋Φ8t82.253316.26272762.3946068.23221746.004948.1661-55回填土夯填100m3100m360.001065.1463908.4052920.0010988.40合计774211.56173133.39449743.44151334.72　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计单位工程费用表表314序号费用名称费用说明费率费用金额1直接工程费工程直接费100.00774211.562措施项目费100.0011613.173其他措施项目费100.0011613.174临时设施费1.5011613.175企业管理费6.0046452.696利润4.0030968.467规费100.0028832.418工程定额测定费0.121035.90　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计续上表序号费用名称费用说明费率费用金额1社会保障费2.2819682.012住房公积金0.544661.533危险作业意外伤害保险0.403452.984合计(不含税工程造价)100.00892078.305税金3.4530732.106含税工程造价100.00922810.401.1工程方案的确定以下将综合考虑以上三种基础方案的技术可行性，经济合理性与工程可靠性，对此三种基础方案进行对比、论证和分析，进行优选出一个最优基础方案进行工程设计计算。1.1.1技术上的可行性分析1.1.1.1沉管灌注桩及其适用性沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩按成桩方式可分为锤击式和振动式沉管。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩;利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。沉管灌注桩由于是挤土成孔成桩，其桩径有一定的限制，桩长受桩管长度和桩架高度限制，一般不超过20m。它能穿过中间不含硬夹层、砾卵石层的一般粘土层、回填土、淤泥及淤泥质土、粉土、黄土及季节性冻土膨胀土层等，桩端可进入硬粘性土和密实砂土层，其单桩竖向承载力可达1000KN左右，在沉管施工过程中会产生噪音、振动和挤土影响。1.1.1.2长螺旋钻孔压灌混凝土桩及其适用性螺旋钻孔压灌混凝土桩是利用长螺旋钻机成孔到达设计桩底标高，然后提升钻杆，同时用高压泵将高坍落度流态混凝土通过高压管路及长螺旋钻杆的内管压入孔内，然后再下入钢筋笼到设计深度，最后成桩。长螺旋钻孔压灌混凝土桩可施工于杂填土、素填土、粘土、粉土、砂土、卵石层等地基土（粒径<150mm、卵石含量30%～40%）。一般适用于桩径400～800mm，深度在25m　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计以内的基础桩、护坡桩。由于用长螺旋钻进施工时无振动、无噪音、不扰民，同时钻进过程中不采用泥浆护壁，因而无排污、不污染环境，可以做到文明施工，既便在人口稠密、环境质量要求较高的区域也可顺利施工，其工机械化程度高，工艺简单。因此该工艺一般适用于对噪声、振动泥浆污染等要求严格的场地。1.1.1.1预制桩及其适用性预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩，如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等，然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入、高压水冲入或旋入土中的基础类型。特别是预制钢筋砼桩，由于它制作方便，拼接容易，打桩前可对砼质量进行检查，不受地下水条件的影响等优点，因而越来越广泛地被应用到高层建筑的地基处理上。但它也有缺点：截断较为困难，打桩期间土产生变位，桩有可能因被锤击毁坏，而需补桩，因有震动和噪音，在城市改造和建设中也受到一定的限制。但由于其施工简便并且对地基的天然结构影响较小，所以预制钢筋砼桩已被广泛应用到高层建筑、民用住宅、公用工程、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等工程中。由地质勘察报告分析得知①耕土层呈松散状态，均匀性很差，未经处理不能作为地基使用；②层粉质粘土层分布不均，呈可塑偏软状态，局部夹软塑状态粉质粘土及泥炭质土，力学性质较差；③细砂层连续分布，但厚度不均，在地基变形要求不高时可作为浅基础持力层；④粉质粘土较厚，基本连续分布，密实度较好；⑤中粗砂连续分布，密实度较好，为良好的桩端持力层。⑥粉质粘土基本连续分布，呈可塑偏硬状态，⑦粗砂连续分布，局部夹有软塑状态粉质粘土及砾砂薄层，力学性质变异性较高。经以上桩基础设计知初设计的桩长为20-21m，桩径为600mm，承台埋深为1.5-2m。根据地基土的性质、场地环境、桩长、施工工期及地基承载力的要求，综合分析三种桩基础的适用性并兼顾当地的工程常用方法及经验得知三种拟取的桩基础方案在技术可行性上皆满足要求，可以进行相应的设计施工。1.1.2工程上的可靠性分析1.1.2.1沉管灌注桩的分析由技术可行性分析知沉管灌注桩由于是挤土成孔桩，其桩径有一定的限制、桩长受桩管长度和桩桩架高度的限制，施工桩长一般在20m　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计左右。沉管灌注桩仅能穿越中间不含硬夹层、砾卵石层的一般粘土层、回填土、淤泥及淤泥质土、粉土、黄土及季节性冻土膨胀土层等，桩端可进入硬粘性土和密实砂土层，其单桩竖向承载力也可达1000KN左右。另外，在沉管施工过程中会产生噪音、振动和挤土影响。1.1.1.1长螺旋钻孔压灌混凝土桩长螺旋钻孔压灌混凝土桩成桩过程中由于高压（3-5Mpa)泵送混凝土，故对桩周土有一定挤压密实作用，与其他各种传统桩型相比，具有以下显著的特点：(1)承载力高。该成桩工艺决定了其桩身类似于糖葫芦状，充盈系数比其他桩型大（均大于1.30)。可全桩长发挥桩侧摩阻力，同时有效地利用桩身上下各部分土层。(2)桩身质量稳定。本桩型施工艺简单，钻具提升速度与混凝土泵送量相匹配，再加上振送钢筋笼过程中对混凝土的振密作用，因此桩身混凝土完整，桩身实测直径一般比设计直径大10%以上。(3)施工速度快。长螺旋桩机是一种一机多能的新型钻机设备，底盘采用全液压步履式行走，液压马达驱动360°回转，移孔就位快捷准确，自动化程度高，操作简便，动力大(功率90kW以上)，成孔速度快，对于一般土层，若孔深20.0m左右，桩径400mm，那么每台桩机每天可施工20-30根桩。(4)环保型工艺。长螺旋钻孔压灌混凝土桩由于依靠螺旋钻具切削土层干作业成孔，无振动，低噪音，低污染，挤土效应小，对周围建设物基础无影响。(5)经济性。长螺旋钻孔压灌混凝土桩成桩速度快，工期短，而且，承载力高，桩径变化可大可小，一般为<350mm-<600mm，这样特别适合多层及小高层建设物，充分发挥桩基承台、土共同作用，有效控制桩基承台混凝土用量，因此综合工程造价低，有明显的经济效益和社会效益。1.1.1.2预制钢筋混凝土桩分析预制钢筋砼桩，由于它制作方便，拼接容易，打桩前可对砼质量进行检查，不受地下水条件的影响等优点，因而越来越广泛地被应用到高层建筑的地基处理上。但它也有缺点：截断较为困难，打桩期间土产生变位，桩有可能因被锤击毁坏，而需补桩，因有震动和噪音，在城市改造和建设中也受到一定的限制。本着“经济合理、安全可靠”的原则，比较以上三种桩基础方案的工程可靠性分析知长螺旋钻孔压灌混凝土桩具有承载力高、桩身质量稳定、施工速度快、环保型工艺这些其他基础方案无法比拟的优点，其工程可靠性方面较另二种桩基础方案更加突出。1.1.2经济上的合理性分析通过以上三种桩基础方案的初步设计计算及基础方案的概预算结果知：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基础方案的工程造价表表315桩基础方案含税工程总造价（元）沉管灌注桩918706.34长螺旋钻孔压灌混凝土桩930716.18预制钢筋混凝土桩922810.40比较分析知以上三种桩基础方案工程总造价相差不大，其之间的造价差额范围在1万元左右。其中长螺旋钻孔压灌混凝土桩造价相对较高，但其成桩工艺具有施工速度快、成桩质量好无振动，无泥浆污染及适用范围广等特点。因此综合上述因素，对于造价相对较高的长螺旋钻孔压灌混凝土桩也应予以考虑。1.1.1桩基础工程优选方案的最终确定以上通过方案的拟定并从技术可行性、经济合理性、工程可靠性三方面分析考虑知三种基础拟选方案各有长短。以下对上述基础方案综合考虑技术可行性、经济合理性及工程可靠性因素进而最终提出一个最优的桩基础工程方案。综上所述：从三种桩基础的适用性分析得知三种拟取的桩基础方案在技术可行性上皆满足要求，可以进行相应的设计施工。但是，根据沈阳市几年的工程实践表明螺旋钻孔压灌混凝土施工技术在沈阳市具有广阔的市场及成熟的施工技术，是一种继承灌注桩优点克服其弱点的新型工艺。另外从工程可靠性分析知工程可靠性方面较另二种桩基础方案更加突出，具有承载力高、桩身质量稳定、施工速度快、环保型工艺这些其他桩基础方案无法比拟的优点。虽然从经济可行性分析知螺旋钻孔压灌混凝土桩造价略高于与其他基础方案，但三种桩基础方案工程总造价相差不大，其之间的造价差额范围也仅在1万元左右，并且工程项目总工期仅为30天凭借螺旋钻孔压灌混凝土桩基础的承载力高、桩身质量稳定、施工速度快、环保型工艺、经济性等其他传统桩型不可比拟的优点可在优化设计中降低造价成本。因此其综合工程造价低，有明显的经济效益和社会效益。并且工程项目总工期仅为30天，为保证工期，提高质量。因此综合考虑最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础方案，并将在下文进行相应的工程设计计算。　2优化方案的设计计算通过对拟选方案的技术可行性、经济合理性、工程可靠性三方面综合分析考虑，最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础方案，以下将对其进行相应的工程优化设计计算　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计，并在施工技术方案设计部分对螺旋钻孔压灌混凝土桩基础方案进行相应的工程概预算。1.1选择桩径、桩长、桩材根据试桩初步选择600mm的灌注桩，桩身采用C25的混凝土，钢筋HPB235，经查表得：选择第五层中粗砂为持力层，桩端进入持力层，不得小于2倍的桩径，即1.2m。选择承台底面埋深1.5m。承台混凝土强度等级为C20。选择桩长为L＝20m。1.2确定单桩竖向承载力设计值1.2.1根据桩身材料确定初选ρ＝0.72%，φ＝1.0。则As=2034.7mm2。fC按0.8折减，代入得：其中：1.2.2根据地基土的物理力学性质指标确定由现场原位测试及室内土工试验知：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1由单桩静载试验确定单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小值，即取：1.2确定桩的数量和平面布置1.2.1初步假定承台Ａ底面积为，承台和土自重为图41桩位布置图则桩数初步确定为：，取根。桩间距s取３－６d，即1.8～3.6m，取s=1.8m。此时承台与土的自重为。为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：承台的最小宽度不应小于500mm承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，对于建筑结构的桩基础，应不小于0.5d（d为桩的直径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩的设计桩径，即钻头的直径），且边缘挑出部分不应小于150mm。则：。两根桩布置如图4-1。综上所述：承台Ａ底平面尺寸确定为。1.2.2初步假定承台Ｂ底面积为，则承台和土自重为：则桩数初步确定为：根。桩间距Ｓ取３d＝1.8m。为了满足桩顶嵌固及抗冲切的需要：对于建筑结构的桩基础，承台边缘至桩中心的距离应不小于0.5d（d为桩的直径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩的设计桩径，即钻头的直径），且边缘挑出部分不应小于150mm。则４根桩布置如图4-2所示：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计图42桩位布置图综上所述：承台Ｂ平面尺寸确定为33。1.1群桩中单桩承载力验算取承台Ａ及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计算故单桩承载力满足要求。1.1.1取承台Ｂ及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：桩身混凝土的强度应满足桩承载力要求，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计算故单桩承载力满足要求。1.2群桩承载力校核1.2.1对承台Ａ：其桩数为2根的非端承群桩。由于其桩数少，侧阻，端阻的群桩效应也较小，虽存在承台土抗力，但可忽略群桩效应的影响，即该类群桩的承载情况和端承群桩相同。所以承台Ａ下的群桩满足承载力要求，不需再进行校核。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1对承台Ｂ：其桩数为4根的非端承群桩。由于桩群、土、承台的相互作用，导致侧阻、端阻、承台阻力随桩距、桩长、承台宽度等而呈一定规律变化，群桩效应不可忽略。群桩Ｂ的承载力校核如下：按应力扩散法计算：桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为则扩散角边桩外侧尺寸为2.42.4，则桩端应力面的长宽分别为实体基础埋深范围内土的平均重度为：第五层中粗砂层的承载力特征值按下式修正：地下水埋深为５m，取承台Ｂ及上覆土平均重度为。承台Ｂ底以下取，则实体自重为：当底面按轴心受压时：故满足承载力要求。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1群桩沉降计算1.1.1承台Ａ下群桩沉降计算1)计算参数信息：基础顶面的竖向力：F=2000kN/m基础埋深Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角，基底计算长度l=9.368m基底计算宽度B=7.568m基底处地基承载力特征值fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数nb=1；桩基沉降计算经验系数φ=1；建筑桩基重要性系数σ1=1.1；土层参数表：土层参数表　　　表41序号土层厚度hi(m)重度γi(kN/m3)极限侧阻(kPa)压缩模量Ei(MPa)10.419404.52218.3243.431.430601940.614.5141.753.526701660.6204047619.7446.283.419.5404.690.63060181010.2307423111.719.5565127.619.1607.1131.55306018148.435742715217.75052)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×9.368×7.568×(1.5+20)=31193.80kN；基底的平均压力P=(2000+31193.801)/(9.368×7.568)=468.21kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+20)=374.00kN/m2；基底平均附加压力P0=468.21-374.00=94.21kN/m2。3)基础底面变形计算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基础沉降计算情况表42z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.704×0.17085.94425.944223.00440.0094.2110.404×0.15436.41920.47505.00473.1558.15σz/σc=0.123≤0.2，所以本层土已满足要求!1)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=1。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=5.703，长径比L/d=33.333，及基础长宽比Lc/Bc=3.747由规范附录H查得：C0=0.192C1=1.626C2=4.569经计算桩等效系数：ηe=0.192+(1-1)/[1.626×(1-1)+4.569]=0.192。桩最终沉降量：s=4×1×0.192×94.211×0.353=25.578mm。1.1.1承台Ｂ下群桩沉降1)已知群桩沉降计算参数：基础顶面的竖向力：F=4200kN/m基础埋深Hd=1.5m基底以上填土的平均重度：γ=17kN/m3基础与填土的平均重度：γ0=20kN/m3考虑土的内摩擦角，基底计算长度l=9.368m基底计算宽度B=9.368m基底处地基承载力特征值fak=130kPa矩形布桩时的短边布桩数nb=2；桩基沉降计算经验系数φ=1；建筑桩基重要性系数σ1=1.1；2)基础底面附加压力计算：基础与填土的总重量G=20×9.368×9.368×(1.5+20)=38613.16kN；基底的平均压力P=(4200+38613.162)/(9.368×9.368)=487.86kN/m2；基底处的土中自重压力P1=17×(1.5+20)=374.00kN/m2；基底平均附加压力P0=487.86-374.00=113.86kN/m2。3)基础底面变形计算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计基础沉降计算情况表43z(m)基础计算中点aiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc(kN/m2)σz(kN/m2)8.704×0.18136.30936.309323.00440.00113.8610.404×0.16516.86710.55795.00473.1575.18σz/σc=0.159≤0.2，所以本层土已满足要求!1)地基最终变形量计算：最终沉降计算公式如下：其中：nb──矩形布桩时的短边布桩数，取nb=2。C0，C1，C2──根据群桩不同距径比Sa/d=4.160，长径比L/d=35.000，及基础长宽比Lc/Bc=3.987由规范附录H查得：C0=0.168C1=1.654C2=5.585经计算桩等效系数：ηe=0.168+(2-1)/[1.654×(2-1)+5.585]=0.307。则桩的最终沉降量：s=4×1×0.307×109.768×0.405=54.471mm。1.1螺旋钻孔压灌混凝土桩的截面校核1)已知强度验算数据混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm2钢筋为HPB235级，fy=210N/mm2，As=2036mm2截面：圆形d=600mm，面积：282743.34mm2截面最小回转半径：i=150.00mm，构件计算长度l0=2050mm2)验算最小配筋率ρ=2036.00/282743.34=0.72%≥ρmin=0.60%，所以满足要求!3)确定稳定性系数依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002表7.3.1P48由l0/i=13.67，查表得φ=1.0004)确定混凝土截面面积因为ρ"=2036.00/282743.34=0.72%<3%所以混凝土的截面面积不必扣除钢筋的截面面积!　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计2)计算最大轴向力值N依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.1条P48=0.9×1.000×(11.90×282743.34+210.00×2036.00)=3412985.17N=3412.99kN3)考虑间接钢筋依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第7.3.2条P49计算间接钢筋的换算面积Ass0=3.14×460×50.00/200.00=361.10mm2As"/4=509.00mm2则361.10<509.00所以不计入间接钢筋影响!3412.99kN即为此轴心受压构件的最大轴向力!4)配筋示意图见图4-3（桩身配筋详图见附图）图43配筋示意图1.1桩基承台设计1.1.1承台A的设计1.1.1.1计算参数柱传至承台的竖向力标准值：F=2000kN柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=22m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计承台长：L=1.2m1.1.1.1承台弯矩设计值计算1.桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×2000.00=2400.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×3.60×1.3+20×3.60×1.5)=313.20kN；Mx，My──作用于承台底面通过桩群桩形心的x，y轴的弯矩设计值(kN.m)；xi，yi──第i复合基桩或基桩x，y轴的距离(m)；Ni──基桩的竖向力设计值(kN)。经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：桩的最大压力：N=(2400.00+313.20)/2+0.00/1.80=1356.60kN2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.6.2.2条)其中Mx，My──分别为垂直于X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值；x1，y1──分别为垂直于Y轴和X轴方向自桩中心至相应计算截面的距离；Nx，Ny──扣除承台和承台以上土自重设计值后的底桩和顶桩的竖向净反力设计值；经过计算得到弯矩设计值：Mx=(1293.96-187.92/2)×(1.80/2-0.60/2)=720.00kN.m1.1.1.2承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算式中α1──当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94，期间按线性内插法确定；　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计fc──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度。fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。X方向配筋：αs=720.00×106/(1.00×9.60×1200.00×1200.002)=0.0434ξ=1-(1-2×0.0434)0.5=0.0444γs=1-0.0444/2=0.9778Asx=720.000×106/(0.9778×1200.00×210.00)=2921.99mm2。承台截面主筋，X方向选用：19φ14@120(As=2925mm2)。1.1.1.1承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=1356.60kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；β──剪切系数，β=0.20；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=9.60N/mm2；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=1200.00mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1200mm；fy──箍筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2。验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.20×9.60×1200×1200=2764800.00N≥γ0V=1492260.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!1.1.1.2承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计其中F1──局部荷载设计值A1──混凝土局部受压面积Ab──局部受压时的计算底面积：bx，by──局部受压面积的边长，取0.60m，1.00mc──局部受压面积的边至相应的计算底面积的边距离0.10m柱对承台的局部受压验算：取F1=2400.00kNA1=0.60m2c=0.10mAb=0.96m0.95×(0.96/0.60)0.5×9.60×0.60×1000=6921.59kN>2640.00kN满足局部受压承载力要求桩对承台的局部受压验算：取F1=1356.60kNA1=0.36m2c=0.30mAb=1.92m20.95×(1.92/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=7582.23kN>1492.26kN满足局部受压承载力要求1.1.1.1桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋!1.1.1.2桩竖向极限承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1293.96kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：其中R──最大极限承载力；　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计Qsk──单桩总极限侧阻力标准值：Qpk──单桩总极限端阻力标准值：ηs，ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；γs，γp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.88m；Ap──桩端面积，取Ap=0.28m2；li──第i层土层的厚度，取值如表18；厚度及侧阻力标准值表表44序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)11.140600222460031.460400040.614120053.570360060.640600764460083.44060090.66035001010.2744600由于桩的入土深度为20m，所以桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=1.88×(0.4×40×0.8+2×24×1.2+1.4×60×0.8+0.6×14×0.8+3.5×70×0.8+0.6×40×0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×0.8+1.5×74×0.800)/1.670+1.640×4600.00×0.28/1.67=2176.98kN上式计算的R的值大于最大压力1356.60kN，所以满足要求!　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1承台B的设计1.1.1.1计算参数信息：柱传至承台的竖向力标准值：F=4200kN　　柱传至承台底面X方向的弯矩标准值：Mx=0.00kN.m混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235承台以上土的厚度：Hd=1.5m混凝土保护层的厚度：H=100.00mm桩的入土深度：d=20m承台以上土的重度：γ0=20.00kN/m3矩形承台边长：L=3m1.1.1.2承台弯矩设计值计算1桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)其中F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×4200.00=5040.00kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×9.00×1.3+20×9.00×1.5)=783.00kN；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：N=(5040.00+783.00)/4+0.00×(1.80/2)/3.24+0.00×(1.8/2)/3.24=1455.75kN2矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)　　　　（式中参数含义同承台A计算）经过计算得到弯矩设计值：Mx1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.mMy1=2×(1377.45-469.80/4)×(1.80/2-0.50)=1008.00kN.m1.1.1.3承台截面主筋的计算：依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算（公式同承台A）X方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×1200.002)=0.0243ξ=1-(1-2×0.0243)0.5=0.0246　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计γs=1-0.0246/2=0.9877Asx=1008.000×106/(0.9877×1200.00×210.00)=4049.83mm2。承台截面主筋，X方向选用：16φ18@120(As=4072mm2)。Y方向配筋，计算得：αs=1008.00×106/(1.00×9.60×3.00×1000×1200.002)=0.0243ξ=1-(1-2×0.0243)0.5=0.0246γs=1-0.0246/2=0.9877Asy=1008.000×106/(0.9877×1200.00×210.00)=4049.83mm2。Y方向选用：16φ18@120(As=4072mm2)1.1.1.1承台受冲切验算：依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)1对四桩承台可按下列公式计算受冲切承载力：（式中参数含义及计算简图见方案一）柱对承台冲切验算：取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.34，λy=0.34αx=1.33，αy=1.33bx=0.50m，by=0.50mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=1.200m计算得：F=2×[1.33×(0.50+0.41)+1.33×(0.50+0.41)]×1100.00×1.20=6386.69kN经过计算，由于抗冲切力F=6386.69kN>5040.00×1.10=5544.00kN，所以满足要求!2四桩承台受角桩冲切按下式验算：（式中参数含义及计算简图见方案一）角桩对承台的冲切验算(与柱边形成的破坏锥体)取：ax=0.41m，ay=0.41mλx=0.34，λy=0.34αx=0.89，αy=0.89bx=0.84m，by=0.84mγ0=1.10，ft=1.10N/mm2h0=1.200m计算得：N=[0.886×(0.84+0.21)+0.886×(0.84+0.21)]×1100.00×1.20=2444.72kN经过计算，由于抗冲切力N=2444.72kN>1455.75×1.10=1601.33kN，所以满足要求!　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1.1承台截面抗剪切计算：依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力：记为V=(1377.45-117.45)×2=2520.00kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：（式中参数含义同承台A计算）柱边处的斜截面受剪承载力计算：X方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.20×9.60×3000×1200=6912000.00N≥γ0V=2772000.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!Y方向：验算是否按计算配置箍筋βfcb0h0=0.20×9.60×3000×1200=6912000.00N≥γ0V=2772000.00N已满足抗剪要求，只需按构造配箍筋!1.1.1.2承台的局部受压承载力验算：当柱或桩的混凝土强度等级高于承台的混凝土强度等级5N/mm2以上时，应验算承台在柱下或桩上的局部受压承载力。承台的局部受压承载力就按下式计算：（式中参数含义同承台A计算）取F1=5040.00kNA1=0.25m2Sc=0.50mAb=2.25m0.95×(2.25/0.25)0.5×9.60×0.25×1000=6840.00kN>5544.00kN满足局部受压承载力要求角桩对承台的局部受压验算：Ab──局部受压时的计算底面积：c──桩的外边至承台边缘的距离；当大于bp时，取为bp取F1=1455.75kNA1=0.36m2c=0.60mAb=3.24m2　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计0.95×(3.24/0.36)0.5×9.60×0.36×1000=9849.60kN>1601.33kN满足局部受压承载力要求1.1.1.1桩承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1377.45kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中γ0──建筑桩基重要性系数，取1.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.283m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！1.1.1.2桩竖向极限承载力验算：桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1455.75kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式，最大压力：（式中参数含义同承台A计算）由于桩的入土深度为20m，知桩端是在第10层土层。最大压力验算：R=1.88×(0.4×40×0.8+2×24×1.2+1.4×60×0.8+0.6×14×0.8+3.5×70×0.8+0.6×40×0.8+6×44×0.8+3.4×40×0.8+0.6×60×0.8+1.5×74×0.800)/1.670+1.640×4600.00×0.28/1.67=2176.98kN上式计算的R的值大于最大压力1356.60kN，所以满足要求!1.1.2桩基承台底面布桩及配筋详图见附图2施工技术方案设计螺旋钻孔压灌混凝土桩的施工技术方案设计如下：　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1施工方法设计及技术控制措施1)测放桩位：根据设计图纸及控制点资料，由专业测量人员现场测放桩位点，标明桩号，由业主和监理工程师检验合格后，方能进行施工。桩位放样允许偏差±10mm。2)钻机就位：施工时，钻机就位要平稳，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩心，确保桩体垂直度允许偏差不大于1%3)商砼：严格控制商砼进场速度，保证混凝土强度质量，要求商混站保证掺加抗冻剂的剂量，保障混凝土能够在-150C左右环境中正常进行施工。4)钢筋笼制作：严格按设计图纸尺寸制作，钢筋笼纵筋、加劲筋、螺旋筋全部采用焊接，要求焊接要饱满、密实，焊缝要连续均匀。钢筋笼直径允许偏差±10mm，纵筋间距允许偏差±10mm，长度允许偏差±100mm，螺旋筋间距允许偏差±20mm。5)钻进成孔：钻孔开始，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。钻进应先慢后快，以减少钻杆摇晃，避免钻孔偏移。桩位允许偏差±50mm。6)灌注及拔管：成孔至设计桩顶标高后，停止钻进，开始泵送混凝土，等钻杆管芯充满混凝土后开始拔管。严禁先提管后泵料，成桩提速应控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行。每台机组采用两台搅拌机搅拌混凝土，避免因后台供料慢而导致停机待料。施工中每根桩的充盈系数必须大于1.3。7)安放钢筋笼：当浇灌混凝土至设计标高时，向桩体中压入钢筋笼。为确保钢筋笼顺利安装，采用平板振捣器压入钢筋笼。安放钢筋笼宜缓慢进行，避免碰撞桩侧土层，保证桩纵筋混凝土保护层厚度70mm。8)施工完毕，移机就位，进行下一根桩的施工。施工前应根据轴线和周围桩的位置进行桩位复核，保证桩位准确。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1施工工艺流程图见附表1.2质量目标及保证措施1.2.1质量保证体系：1)采用项目经理负责制，由项目经理负责安排施工，对工程负全部责任。技术、质量、安全、材料、财务各组均在项目经理的领导下开展工作，项目副经理协助项目经理工作，各组组长对该小组的工作负责。各组职责如下：施工组：负责桩点测放，施工的组织、协调与管理，在满足工程质量要求的前提下，对整个工程进度计划的实施负责。技术组：负责工程技术资料的收集、制作、管理，负责解决、协调施工中的技术问题，对特定问题提出安全、可行、可靠的技术措施。质量组：对工程施工过程进行全程质量监督、控制与管理，对施工中的质量问题提出应对或改正措施。材料组：负责工程材料计划与采购、抽样检验、验收工作。安全组：负责现场安全施工与文明施工管理工作。计划财务组：负责工程成本计划的制定、控制等管理工作。2)施工方案经公司三级审核，并经业主及监理工程师批准后方能正式生效。3)开工前，由项目经理向各有关人员落实责任，技术负责人进行技术交底。施工中，班组人员实行岗位责任制，每个岗位严格按施工组织设计执行，在每一道工序上严把质量关，把责任落实到每个施工人员，严禁违章作业。4)施工班组长应协调好本班组各岗位上的施工人员，齐心协力，桩机操作手、前台指挥人员、后台混凝土搅拌工、混凝土泵送人员都应听从施工班组长的指挥。5)如在施工中由于客观原因造成不合格产品，应及时报告项目经理或技术负责人，采取补救纠正措施，发现严重不合格产品时，要报告专业总工程师进行技术方案调查，直至满足设计及规范要求。6)所有施工人员必须服从尊重业主及监理工程师的监督指导。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1)本工程质量目标是省样板工程。1.1.1质量控制措施：1)严格按设计图纸及有关规范施工。2)钢筋、水泥具出厂合格证且经复试合格方可使用；混凝土待商混站出具复试合格方可使用。3)严格按控制商混的质量。4)桩位测放设控制点，以便随时复核。5)钻孔施工中，应随时观察土质的变化，并记录。如与地质报告出入较大，及时会同业主、监理、勘察、设计部门商议解决。如遇回填土中障碍，无法钻进时，应及时通知业主及监理人员，采用人工挖除或机械挖除，回填均质细颗粒土后再施工。在淤泥层中提钻宜缓慢进行，提速控制在0.6～0.8m/min，以免造成桩体缩径。6)钢筋笼制作全部焊接，焊接要饱满、密实，单面焊搭接长度10D。7)为确保质量，每50m3混凝土制作一组试块且每班不少于一组。8)随时做好各项施工记录。技术负责人要做好施工日记，填写各项表格并及时会同有关人员验收签字。9)技术负责人要会同业主和监理工程师及时做好签证、隐蔽工作。确保工程质量满足要求。1.2主要施工机械设备及进场计划主要施工机械设备及进场计划表表51序号机械或设备名称型号规格数量（台）国别产地制造年份额定功率生产能力进场计划（日期）1长螺旋钻机CFG252河北2004～2006150KW/110KW正常开工前3日2混凝土泵HBT402湖北、山东2004～200690KW正常开工前3日3电焊机——4沈阳2005～200618.5KW正常开工前3日4切割机——2沈阳2005～2006————正常开工前3日5其他其他设备包括电缆、水管以及制作钢筋笼的钢筋调直机、卷扬机、胎具等，这些设备数量不定、而且有些须要根据具体实际情况现场制作。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1劳动力组织管理劳动力计划表（人）表52工种级别按工程施工阶段投入劳动力情况施工准备期间施工期间竣工验收、清理现场桩机操作手262前台指挥记录员262混凝土搅拌工262设备维护工484工人1060101.2工程进度计划及保证工期的施工措施本工程计划工期30天，为按上述工期保质保量的完成本次工程，拟投入2台（套）机组同时施工。（螺旋钻孔压灌桩桩机2台。）施工进度计划表表53项目名称施工天数1112131720232629136911安装调试设备测放桩位材料制备桩基施工检查、验收设备离场1.3工程概预算的编制1.3.1混凝土工程量计算1)桩身混凝土工程量，，，所以　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1)承台混凝土工程量四桩承台：二桩承台：则1.1.1钢筋工程量计算由配筋计算知主筋8，箍筋@200，共178根桩。经计算M1=24.261t，M2=78.54t1.1.2单位工程概预算及费用表单位工程概预算表表54序号定额编码子目名称工程量价值（元）其中（元）单位数量单价合价人工费材料费机械费12-36长螺旋钻孔灌注桩汽车式桩长在12m以外10m3100.661422.07143139.8858068.4585071.4324-30承台桩基础10m3122.191660.22202868.9248242.19136323.2918303.4434-302圆钢筋Φ18t24.262967.5971993.734694.3165757.701541.7244-331箍筋Φ8t78.543316.26260459.0643990.25211743.844724.9751-55回填土夯填100m3100m310.001065.1410651.408820.001831.40合计689112.99163815.20413824.83111472.96单位工程费用文件表55序号费用名称费用说明费率费用金额1直接工程费工程直接费100.00689112.992措施项目费100.0010336.693其他措施项目费100.0010336.694临时设施费1.5010336.695企业管理费6.0041346.786利润4.0027564.527规费100.0025663.268工程定额测定费0.12922.039社会保障费2.2817518.6310住房公积金0.544149.1511危险作业意外伤害保险0.403073.44　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1合计(不含税工程造价)100.00794024.252税金3.4527354.143含税工程造价100.00821378.381工程质量检测沈阳变压器集团有限公司联合厂房工程由中国联合工程公司设计，基础采用螺旋钻孔压灌混凝土桩。（5）中粗砂为桩端持力层。受建设单位的委托，拟对联合厂房工程基桩进行检测。1.1检测目的1、单桩竖向抗压承载力特征值；2、桩身混凝土结构完整性。1.2检测依据1.《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003；2.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；3.《建筑桩基技术规范》JGJ94－94。4.《建筑基桩及复合地基检测技术规程》（DB21/T1450-2006）1.3基桩相关参数及检测数量基桩相关参数及检测数量表表61建筑名称基桩数量检测方法及检测数量单桩承载力特征值（kN）桩径ф（mm）设计桩长L（m）单桩竖向静载试验低应变检测铁芯车间1783120060021注：检测的具体位置根据现场条件确定1.4基桩检测方法1.4.1单桩竖向抗压静载荷试验试验采用慢速维持荷载法，利用钢梁反力结构，试桩加荷采用6300kN　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计千斤顶施加压力，逐级等量施加垂直荷载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载。沉降测量使用两块大量程的百分表30mm，观测试桩的垂直位移。受检桩加载情况表表62受检桩桩号桩径D(mm)第一级(kN)以下逐级(kN)最终加荷值(kN)1560080040040006860076038038001356004802402400沉降观测：每级加载后5、10、15、15、15分钟各测读一次百分表读数，以后每隔半小时测读一次，直至稳定。相对稳定标准：每一小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现2次，认为已达到相对稳定。终止加荷条件：当出现下列条件之一时，即可终止加荷。1)某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下的5倍。且总沉降超过40mm。2)某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下的2倍，且经24小时尚未达到相对稳定。3)已达到设计承载力特征值2倍。4)当荷载沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。单桩静载荷试验结束后，根据加荷沉降记录，绘制Q-S曲线，确定试桩竖向抗压承载力特征值。1.1.1基桩低应变法该方法是将高阻尼速度传感器藕合于被检测桩的桩顶并与记录仪相连接，垂直击发桩顶，沿桩身产生下行应力波。应力波沿桩身传至桩底或其它波阻抗有差异的截面，产生上行的反射波；桩基动测仪记录沿桩身传播的下行、上行应力波的全过程。通过对所记录的波形进行时域、频域分析，判断桩身完整性。桩身完整性分类标准：Ⅰ类：桩身完整。Ⅰ类：桩身有轻微缺陷，不影响桩身结构承载力的正常发挥。Ⅲ类：桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响。Ⅳ类：桩身存在严重缺陷。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计一般说来，Ⅰ、Ⅰ类桩可以满足要求，Ⅲ、Ⅳ类桩如使用，应进行加固，并经检测合格。1.1检测仪器设备1.单桩竖向抗压静载荷试验　　　　　　　　　第96页共94页沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计钢梁反力系统三套；液压千斤顶6300kN三台；电动油泵三台；百分表12块；磁力表座12块；　　　　　　　　　第96页共94页沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计2.低应变法检测设备一套。1.2检测要求及试验工期1.2.1静载试验桩桩头应做如下处理：1)桩头顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应对齐。2)桩头各主筋应在同一高度上，桩顶抹一层2mm厚高强沙浆。3)距桩顶0.5m范围内，用厚度为3～5mm的钢板围裹，并用高强水泥沙浆浇注。4)试验桩及锚桩在施工时加入超早强剂（可根据工程需要进行），以使其尽早达到试验强度。5)锚桩及锚桩钢筋抗拔计算（1）锚桩抗拔计算0.6×3.14×15.0×40×6=4220kN锚桩满足抗拔力要求。（2）锚桩钢筋抗拔计算4根锚桩为通长笼，单桩承载力特征值1200kN：锚筋配筋采用10Φ18。即：0.6×0.6×3.14×31×10×4=3152kN，锚筋满足抗拔力要求。1.2.2检测工期单桩静载荷试验在具备试验条件后10天完成，低应变动测随工程进度进行。2主要工作及结论《沈阳变压器集团有限公司铁芯车间桩基础工程设计》的完成前后　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计历经3个月的时间。其中在毕业设计之前经过半个多月的毕业设计调研，而后根据在调研实习中收集的相关工程资料在校内进行长达2个月的毕业设计工作。在此次毕业设计过程中，我在吴银柱教授的耐心、细致、全面的指导下完成了本次设计工作。此次设计过程中力求综合运用有关学科的基本理论与知识，做到理论联系实践，反映当前基础工程设计与施工的目前水平，设计内容符合现行设计施工的规范、规程与标准要求。1.1设计的主要工作及结论本次设计首先将调研中收集到的沈阳特变电工联合厂房的地质勘察报告、上部建筑结构情况及相关技术的国内外资料进行查阅及综合分析，严格遵循现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)并结合地方经验进行了桩基础工程方案的初步拟定工作，提出了沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三种基础设计方案。而后对以上三种桩基础方案进行了初步的设计计算，并计算出其工程量进而得出各自主要工程项目的概预算。最后通过对拟选方案的技术可行性、经济合理性、工程可靠性三方面综合分析，最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础方案，并对其进行相应的工程优化设计计算，并对优选方案进行相应的工程概预算。具体的设计结论概括如下：1.1.1三种桩基础方案的设计参数１．桩端持力层及桩长根据地质勘察报告三种桩基础皆选择第五层中粗砂为桩端持力层。桩长皆为L＝21m。２．桩身材料及配筋沉管灌注桩与螺旋钻孔压灌混凝土桩基础桩径皆为φ600mm，桩身采用C25的混凝土。钢筋采用HPB235，其中主筋为8φ18；螺旋箍筋为φ8@120。钢筋混凝土预制桩截面尺寸为500×500mm，桩身采用C30的混凝土。钢筋采用HPB235，其中主筋为8φ18；螺旋箍筋为φ8@120。３．承台埋深及其平面尺寸沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三者的承台底面埋深分别为1.3m，1.5m，1.5m。沉管灌注桩与螺旋钻孔压灌混凝土桩基础的A承台平面尺寸为3×1.2m2，B承台平面尺寸为3×3m2。钢筋混凝土预制桩基础A承台平面尺寸为2.5×1m2，B承台平面尺寸为2.5×2.5m2。４．桩基础承台的配筋　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计（１）沉管灌注桩基础承台A截面主筋X方向选用：49φ12@120并选用1肢箍φ16。承台B截面主筋，X方向选用：24φ20@120，Y方向选用：24φ20@120。（２）螺旋钻孔压灌混凝土桩基础承台A截面主筋X方向选用：25φ18@120并选用1肢箍φ17。承台B截面主筋，X方向选用：27φ20@120，Y方向选用：27φ20@120。（３）钢筋混凝土预制桩基础承台A截面主筋X方向选用：30φ16@120并选用1肢箍φ16。承台B截面主筋，X方向选用：13φ18@120，Y方向选用：13φ18@120。1.1.1三种桩基础方案的工程造价基础方案的工程造价表表71桩基础方案含税工程总造价（元）沉管灌注桩918706.34长螺旋钻孔压灌混凝土桩930716.18预制钢筋混凝土桩922810.401.1.2优选方案的设计参数１．桩端持力层及桩长根据地质勘察报告桩长螺旋钻孔压灌混凝土桩基础选择第五层中粗砂为桩端持力层。桩长为L＝20m。２．桩身材料及配筋螺旋钻孔压灌混凝土桩基础桩径为600mm，桩身采用C25的混凝土。钢筋采用HPB235，其中主筋为8φ18；螺旋箍筋为φ8@120。３．承台埋深及其平面尺寸螺旋钻孔混凝土压灌桩基础的承台底面埋深为1.5m。螺旋钻孔混凝土压灌桩基础的A承台平面尺寸为3×1.2m2，B承台平面尺寸为3×3m2。４．螺旋钻孔混凝土压灌桩基础承台的配筋承台A截面主筋X方向选用：19φ14@120无需配用肢箍。承台B截面主筋，X方向选用：16φ18@120，Y方向选用：16φ18@120。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1.1.1优选方案的工程造价螺旋钻孔混凝土压灌桩桩基础含税工程总造价为：821378.38元。1.2桩基础设计及方案优化中的几个重要问题及看法1.2.1关于静载荷试验的重要性从此次设计调研实践得知目前的桩基础设计过程往往由于受到时间的约束首先根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值，根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工，等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载荷试验。这个过程具有相当的不科学性，结果若不符合估算要求则因工程已施工完毕补桩也会很困难，且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。如在本工程设计中就存在类似问题：在优化设计中首先是根据桩身材料R＝3119KN，根据地基土的物理力学性质指标R＝1526.235KN，由单桩静载试验R＝1200KN。因此单桩竖向承载力设计值取最小值即R＝1200KN。若直接根据地基土的物理力学性质估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工则会使单桩承载力取值偏大，不符合实际情况。1.2.2关于合理选择持力层的重要性合理选择持力层在桩基础设计上有一定重要性及其经济价值。桩基础在软弱地基中经常使用，桩基础的成本占整个工程造价的比重很大，合理设计桩基础是基础工程成本控制的重点，而根据上部荷载和地质条件合理选择持力层是桩基础设计的关键。本工程根据地质勘察报告合理地优选第五层中粗砂为持力层，为后面的桩基础设计提供了依据并保障了设计的经济合理性1.2.3关于方案优化中桩型及桩长选择的重要性通过此次桩基础设计我深感桩型及桩长的合理选择均会对基础设计产生重大的影响，合理的桩型、桩长选择将产生巨大的经济效益。因此，设计人员在桩基础设计中一定要采用多方案比较，选择合理的桩型与桩长，这都将对整个基础设计的合理性与经济性产生巨大的影响，当然我们也应考虑施工可行性等多方面因素。以下将先总结一下桩型选用原则而后我将根据此次设计内容具体说明桩型与桩长合理选择的重要意义。1.2.3.1桩型的选择应考虑以下原则：1)“因荷载制宜”，即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计1)“因土层制宜”，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型。2)“因机械制宜”，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备。如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。3)“因环境制宜”，即考虑设桩过程中对环境的影响。4)“因造价制宜”，即采用的桩型，其造价应比较低廉。5)“因工期制宜”，当工期紧迫可采用施工进程较快的桩型。总之，在选择桩型和工艺时，应对建筑物的特征(建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、建筑物的安全等级等)、地形、工程地质条件、水文地质条件、施工机械设备、施工环境、施工经验、各种桩施工法的特征、制桩材料供应条件、造价以及工期等进行综合性研究分析后，并进行技术经济分析比较，最后选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺1.1.1.1本设计中桩型与桩长合理选择的重要意义在本次优化设计中从三种桩基础的适用性分析得知三种拟取的桩基础方案在技术可行性上皆满足要求，从经济可行性分析知螺旋钻孔压灌混凝土桩造价高于与其他基础方案。因此若从经济上单纯地考虑方案的优选则肯定不会选择螺旋钻孔压灌混凝土桩。但是根据上述原则：由于螺旋钻孔压灌混凝土施工技术在沈阳市具有广阔的市场及成熟的施工技术，满足“因机械制宜”的原则；由于其具有承载力高、桩身质量稳定、施工速度快、环保型工艺等优点，满足“因环境制宜”的原则；同时由于工程项目规定工期仅为30天，因此也满足“因工期制宜”的原则且质量有保证。另外，虽然从经济可行性分析知螺旋钻孔压灌混凝土桩造价高于与其他基础方案，但其之间的造价差额范围仅在1万元左右，凭借螺旋钻孔压灌混凝土桩基础的承载力高、桩身质量稳定、施工速度快、环保型工艺、经济性等其他传统桩型不可比拟的优点可在优化设计中降低造价成本。因此其综合工程造价低，有明显的经济效益和社会效益。因此综合考虑最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础方案为最优方案。在优化设计中根据实际情况将桩长重新定为20m，最后得出优选方案的含税工程总造价为：821378.38元。相比可知，优选方案较其他方案工程造价将近节省10万元。综上可见：在桩基设计中的桩型选择非　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计常重要，对桩基工程的质量及造价起到关键作用。桩型确定后，还可根据实际情况进行优化处理，最大限度地发挥桩的承载力，在力保安全的前提下降低桩基造价。　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计参考文献[1]岩土工程勘察规范(GB50021)[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001．[2]建筑地基基础设计规范(JGJ94-94)[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[3]建筑桩基技术规范(JGJ94-94)[S]．北京：中国建筑工业出版社，1995．[4]超流态混凝土灌注桩基础规程(DBT/360-2003)[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[5]高大钊主编．桩基础的设计方法与施工技术[M]．机械工业出版社，1999．[6]史佩栋主编．实用桩基工程手册[M]．北京：中国建设工业出版社，1999．[7]雷伟主编．土力学[M]．吉林：吉林科学技术出版社，2004．[8]郑建辉．论桩基础设计的心得[J]．广东科技，2007，(71)：95-96．[9]孙秋荣，曾贵元．厂房桩基础设计[J]．建筑设计，2007，12（2）：13．[10]莫孙大．如何搞好桩基础设计[J]．建材与装饰，2007，(1）4：47-48.[11]刘红卫．桩基础设计中应注意的几个问题[J]．城市道桥与防洪，2001，（3）：33-34．[12]刘红卫．从经济角度考虑桩基础的设计[J]．广东建材，2006，(7)：143-144．[13]陆文斌．浅谈桩基础设计[J]．沿海企业与科技，2007，（1）：102-103.[14]韩卫邢，艳芳．桩基础在设计中几个问题的探讨[J]．佳木斯大学学报（自然科学版），2008,18（１）：75-78.[13]张颖．螺旋钻孔压灌混凝土桩技术在沈阳地区的应用[J]．西部探矿工程，2004，（06）：53-54.[14]阳凯凯．长螺旋钻孔压灌混凝土桩的设计施工与检测[J]．山西建筑，2006，32（23）：109-1101．[15]卓永红．钻孔灌注桩成孔及成桩质量的施工技术探讨[J]．长春工业大学学报，2004，2（2）：16-18.[16]姜千君．沉管灌注桩的应用及探讨[J]．山东建筑工程学院学报，1997,12（3）：42-45.[17]李兰英，刘跃华．沉管灌注桩设计施工中的两个问题[J]．建筑技术，2002,31（3）：188-189.[18]周敦云．对沉管灌注桩设计与施工质量合理控制的研讨[J]．青岛建筑工程学院学报，1997,18（02）：38-41.[19]林忠辉．某工程混凝土预制桩的施工[J]．中国科技信息，2005，（22）：115．[20]薛兴华．论钢筋混凝土预制桩的制作与施工[J]．山西建筑，2004,30（15）：76-78.[21]韩燕．钢筋混凝土预制桩沉桩施工技术[J]．2006,32（11）：91-92.[22]刘景云，左宏亮．桩基础优化设计[J]．低温建筑技术，2007，(6）：110-111．[23]王皓，韦勤．优化桩基础设计的经济分析[J]．科技咨询导报，2007，(4)：151-152．　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计[24]唐海兵．桩基础优化设计要点[J]．科技资讯，2006,（10）：83．　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计录一：程序设计　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计附录二：各层土的原位测试综合成果统计表岩性及层号测试手段频数范围值平均值标准差变异系数修正系数标准值②粉质粘土N603.6~11.06.31.5020.2380.9476.0②1粉质粘土N492.1~5.93.70.8780.2370.9423.5②2中粗砂N110.610.6N63.5510.1~14.411.8③细砂N1227.3~24.815.13.7910.2510.96114.5N63.52003.8~12.36.91.7760.2570.9696.7③1粉质粘土N35.2~6.56.1④粉质粘土N1933.7~11.06.51.5990.2460.9706.3④1粉质粘土N26.1~6.36.2④2中粗砂N118.018.0⑤中粗砂N15311.0~37.823.55.5680.2370.96722.7N63.52355.4~16.310.72.5480.2380.97410.4⑤1粉质粘土N39.0~9.69.2⑥粉质粘土N506.3~23.816.44.0200.2450.94115.4⑦粗砂N4321.0~37.829.34.2620.1450.96228.2⑦1粉质粘土N97.0~11.98.91.5570.1750.8907.9注：参加统计的数据剔除了部分异常值　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计附录三：各层土的物理力学性质指标统计结果指标统计项目岩性名称天然湿度w(%)质量密度r0(g/m3)孔隙比e塑性指数IP液性指数IL压缩系数a1-2(MPa-1)压缩模量Es(MPa)凝聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)②粉质粘土频数282828281325222428最大值32.42.020.96221.00.520.498.244.015.1最小值14.91.810.62711.00.230.183.620.06.9平均值25.41.920.76813.00.400.364.930.511.4标准差3.6220.0220.0922.3570.0940.0881.1806.4132.400变异系数0.1430.0280.1200.1810.2350.2440.2410.2100.210修正系数1.0470.9911.0400.9411.1181.0850.9100.9250.931标准值26.51.900.79812.20.450.394.528.210.6②1粉质粘土频数888766866最大值38.12.051.16817.00.720.786.132.013.6最小值20.21.720.57711.00.310.382.817.07.6平均值28.21.900.83013.00.570.544.126.210.7标准差6.3530.1080.2002.1600.1440.1380.9816.4012.644变异系数0.2250.0570.2400.1660.2530.2560.2390.2440.247修正系数1.1520.9611.1620.8771.2091.2110.8370.7990.796标准值32.51.830.96511.40.690.653.420.98.5②3泥炭质土频数111111111最大值83.21.452.12115.01.351.831.7最小值83.21.452.12115.01.351.831.7平均值83.21.452.12115.01.351.831.7使用值83.21.452.12115.01.351.831.7③1粉质粘土频数111111111最大值24.913.00.38最小值24.913.00.38平均值24.913.00.38使用值24.913.00.38　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计续上表指标统计项目岩性名称天然湿度w(%)质量密度r0(g/m3)孔隙比e塑性指数IP液性指数IL压缩系数a1-2(MPa-1)压缩模量Es(MPa)凝聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)④粉质粘土频数565353563753535353最大值31.72.060.88814.00.600.419.644.016.3最小值18.11.890.55511.00.230.174.418.06.3平均值24.91.980.70211.60.390.276.531.612.5标准差2.3200.0380.0590.8020.0940.0491.1565.7192.410变异系数0.0930.0190.0840.0690.2390.1810.1790.1810.193修正系数1.0210.9961.0200.9841.0681.0430.9580.9570.955标准值25.41.970.71611.40.420.296.230.211.9⑥粉质粘土频数1099869979最大值28.92.010.83917.00.400.329.442.014.5最小值23.21.870.6729.00.190.185.323.08.9平均值25.51.940.74812.90.280.2287.935.011.9标准差1.7810.0530.0642.9000.0790.0441.2766.7082.040变异系数0.0700.0270.0850.2250.2820.1950.1610.1920.171修正系数1.0410.9831.0530.8481.2331.1220.8990.8580.893标准值26.51.910.78810.90.350.267.130.010.6⑦1粉质粘土频数111111111最大值44.11.771.19814.00.860.336.715.05.8最小值44.11.771.19814.00.860.336.715.05.8平均值44.11.771.19814.00.860.336.715.05.8使用值44.11.771.19814.00.860.336.715.05.8注：参加统计的数据剔除了部分异常值　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计附录四：根据各种方法确定各土层的承载力及变形参数岩土参数岩性名称室内土工试验标准贯入试验重型动力触探试验地基承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es（MPa）地基承载力特征值fak(kPa)地基承载力特征值fak(kPa)变形模量E0（MPa）②粉质粘土1944.5130②1粉质粘土1153.495②2中粗砂18032019.0②3泥炭质土251.7③细砂17621016.0③1粉质粘土130④粉质粘土1896.2136④1粉质粘土125④2中粗砂268⑤中粗砂29640023.0⑤1粉质粘土180⑥粉质粘土2027.1276⑦粗砂328⑦1粉质粘土806.7163　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计附录五：各土层的设计地基承载力及变形参数总结表岩土参数岩性名称地基承载力特征值fak(kPa)变形(压缩)模量EO（Es）（MPa）凝聚力标准值ck(kPa)内摩擦角标准值φk(°)重度r0(kN/m3)桩侧阻力特征值qSa(kPa)桩端阻力特征值qpa(kPa)②粉质粘土130(4.5)28.010.019.020.0②1粉质粘土100(3.4)21.08.518.312.0②2中粗砂18019.030.030.0②3泥炭质土25(1.7)10.05.014.57.0③细砂25016.025.035.01800③1粉质粘土130(4.0)26.012.020.020.0④粉质粘土160(6.2)30.012.019.722.0300④1粉质粘土130(4.6)22.09.519.520.0④2中粗砂25018.031.030.0⑤中粗砂40023.032.037.02300⑤1粉质粘土180(5.0)24.014.019.528.0⑥粉质粘土280(7.1)30.011.019.130.0800⑥1中粗砂25018.031.030.0⑦粗砂40027.033.03537.02300⑦1粉质粘土1405.015.05.017.725.0　　　　　　　　　第96页共94页 沈阳变压器集团有限公司联合厂房桩基础工程设计附录六：施工工艺流程图　　　　　　　　　第96页共94页'