毕节市大方县“中轩杜鹃花城”项目一号楼桩基础设计土木工程专业

VI 第 页前言进行建筑物地基基础选型、基础设计时，影响基础类型的选择有很多因素，主要方面有上部建筑物性质及荷载大小、场地的工程地质条件、水文地质条件、建筑物基础的埋深、周边建筑基础类型的选取、该场地施工条件限制等，缺一不可，综合考虑各方面条件是进行基础设计很重要的过程。我国很早就开始使用桩基础，北京的御河桥、南京古城墙等都是我国古代桩基础的成功案例。随着桩基础运用得愈来愈多，桩基础技术也不断发展，我国桩基础发展趋势与国际主流相接轨。桩径尺寸向两极化发展，作为承载上部荷载的桩不断扩大桩径、桩长，同时，微型桩也常见于城市改造、危房建设等条件下；桩基础施工向环保化发展，传统的锤击法成桩逐渐被静力法取代；随着建筑物的复杂程度的增大引起的上部荷载增大，预应力钢筋混凝土桩（简称PC桩）以及新型预应力高强度混凝土桩（简称PHC桩）逐渐出现。桩基础的适用条件是：当天然地基承载力不能满足上部结构的荷载要求，且经过简单的人工处理也无法满足要求的情况下，只好采用桩基础，利用桩身把上部荷载力传到地层深处能够符合要求的地层中去。桩基础的采用一般兼顾经济性、施工方便两方面，技术相对比较成熟，运用到很多高层建筑、超高层建筑及高架桥梁等上部荷载比较大、地质条件比较复杂的建筑物。目录前言I摘要VAbstractV一、工程概况1二、工程地质条件22.1自然地理气候22.2地形地貌22.3地质构造22.4岩土构成22.5岩溶及水文地质条件32.5.1岩溶特征32.5.2水文地质条件32.6 岩土物理力学指标32.7岩土主要物理力学参数建议值42.8场地工程地质评价52.8.1场地及地基地震效应52.8.2场地稳定性52.8.3场地边坡评价62.8.4基础持力层的选择72.8.5基础方案的选择7三、桩基础设计93.1设计资料93.2确定桩型、桩端持力层及承台埋深93.2.1选择桩型93.2.2确定桩端持力层及承台埋深93.3单桩极限承载力标准值计算及考虑承台效应103.3.1计算单桩极限承载力标准值103.3.2考虑承台效应113.4桩数确定及承台底面尺寸确定123.4.1确定桩的数量123.4.2确定桩的排列123.4.3确定桩承 台尺寸133.5桩顶作用验算133.6桩基础沉降验算分析143.7桩身结构设计（配筋计算）143.7.1最大弯矩143.7.2主筋级别、混凝土强度选用143.7.3计算系数s、s153.7.4钢筋截面面积的计算153.7.5确定桩的钢筋截面163.8承台设计（抗冲切、抗剪切、受压验算）163.8.1承台抗冲切验算163.8.2承台抗剪切验算183.8.3承台抗弯曲验算18四、成桩工艺及验收204.1材料准备204.1.1钢材204.1.2混凝土204.2钻孔灌注桩成桩工艺介绍204.2.1定位放样204.2.2旋挖钻机成孔204.2.3钢筋笼的制作214.2.4混凝土灌注224.3质量检验224.4桩基验收资料25五、主要结论与建议26参考文献27致谢28附录29毕节市大方县“中轩杜鹃花城”项目一号楼桩基础设计摘要随着我国经济建设发展的迅速推进，越来越多高程建筑、超高层建筑拔地而起，耸入云天，相应的对于基础的发展要求也越来越苛刻，于是桩基础在经济迅速发展、大兴土木的大环境下被运用得越来越活跃、越来越具有深度。本次以贵州省毕节市大方县“中轩杜鹃花城”项目一号楼基础设计为例，对该建筑物基础设计提出设计方案并为该地区其他建筑基础设计提供参考。设计步骤大概分为3步：根据岩土体构成、上部荷载等条件进行基础选型；根据相关规范、国家条例标准进行桩基础设计；编写施工组织报告及成图。本次建筑工程桩基础设计是在充分参考该地区其他建筑工程地基基础经验、结合该场地条件特征下完成的。关键词：基础选型，桩基础设计，施工组织AbstractWith the rapid advance of China's economic construction and development, more and more building height, high-rise buildings going up, shrugged into the sky, corresponding to the base of the development requirements have become more stringent, so the pile foundation in the rapidly growing economy, under massive construction projects in the larger environment being used more and more active, more and more it has depth. The generous county in Bijie City, Guizhou Province, "the Villa Rhododendron Flower City" project-based design of a building, for example, the basic design of the building design proposed for the region and provide a reference basis for other building design. Design Step roughly divided into three steps: According to rock and soil structure, the upper load and other conditions, foundation type; the basis for the design of pile according to relevant regulations, national regulations standards; construction organization prepared reports and drawing. The basic design of the building piles is in full reference to the basis of the experience of other buildings in the area of foundation, combining features of the site conditions under completion.Keywords:Selection foundation, pile foundation design, construction28 第 页一、工程概况“中轩杜鹃花城”项目位于贵州省毕节市大方县普底乡，西接杭瑞高速，交通便利。距离贵州省省会城市贵阳有130千米，距离贵州省第二大城市、历史名城遵义市有100千米，距离该项目所在毕节市主城有80千米，距离黔西县城有30千米，距离大方县城40多千米。该项目处于低纬度、高海拔的地区，气候类型是亚热带温暖湿润气候，然而境内地势比较高，所以其气候类型表现为亚热带高原温凉气候。该项目总规划用地面积为200883.53平方米，公建面积为52754.03平方米，住宅建筑面积为264749.61平方米。项目包含商业、住宅、酒店，配套设施完善，主打休闲、度假、避暑。绿地率达30.03%，建筑密度26.37%。杜鹃花城一号楼位于该项目东南部边上，占地面积约为525，平面上呈长为39.8m、宽为13.2m的矩形。拟建层数为7层，第1层建筑面积为388.69，第2-4层建筑面积1166.07，第5层建筑面积为375.47，第6层建筑面积为323.63，第7层建筑面积为272.07，无地下车库。建筑物为框架剪力墙，拟用基础扩展基础，基础荷载最大1500KN,地面标高1260.300m。二、工程地质条件2.1自然地理气候大方县冬暖夏凉，气候宜人。大方县境内海拔从720米到2325米，据统计，年平均气温为11.8，最低月平均气温为3.3（一般为1月），最高月平均气温23（一般为7月），目前为止出现过极端最高气温为35.4，无霜期257天。据统计，平均降雨量为1150.4毫米，年日照时数为1335.5小时，属暖温带湿润季风气候，其气候类型表现为亚热带高原温凉气候。大方县全县拥有158万亩天然森林，森林覆盖率较高，达32.5%，境内常年空气清新，气候宜人，有贵州省“天然氧吧”之称。2.2地形地貌该地区为溶蚀残丘-槽状谷地地貌，拟建场地处于溶蚀残丘边缘斜坡地带。场地尚未平场开挖，现有地面标高为1637.51647.85m，地面最大高差约10m左右，总体地形地貌单一，即为地形、地貌类型为简单类型。、2.3地质构造根据现场调查及区域地质资料，场地区域内无断层，褶皱等地质构造，岩层呈单斜产状，场地地质构造简单。岩层倾向190°，倾角12°。岩体节理裂隙稍发育，结合好，延伸较短，闭合程度紧密。场地内在地质构造上，没有其他能够危害场地稳定性的不良地质作用。大方县属于小于6度抗震设防区，按规范相关要求进行抗震设计。2.4岩土构成根据现场调查，场地区出露的地层为第四系土（Q）及二叠系下统茅口组石灰岩（P1m）。现由新到老分述如下：1、植表土（Qml）：黑褐色，结构松散，多见植物根系，为残坡积粘土，厚度0.000.70m。2、红粘土（Qel+dl）：黄褐色，可塑状态，残坡积成因，碎石含量少。捻面比较光滑，有较好光泽，含水量比较高。厚度为2.008.10m3、基岩： 基岩为二叠系下统茅口组石灰岩（地层编号P1m）：分布于整个建筑场区范围内，灰色、浅灰色，中厚层状，中风化，节理裂隙稍发育，岩芯呈长柱状、柱状，按单轴饱和抗压实验坚硬程度划分为较硬岩，岩体为层状结构，较破碎。该场区岩体的基本的质量等级为级。2.5岩溶及水文地质条件2.5.1岩溶特征场地岩性为碳酸盐岩，岩溶主要表现为溶沟、溶槽，粘土充填，分布情况见剖面图。在钻进过程中部分相邻钻孔见岩深度起伏较大，在所有钻孔的钻进深度内未揭露岩溶洞隙。场地地形为溶蚀丘陵斜坡，部分临近钻孔基岩面高差大于2m，场地岩溶中等发育。2.5.2水文地质条件1、地表水拟建建筑物场地没有常年地表水流经，可不考虑地面水对建筑物影响。2、地下水根据该地区内出露的地层岩性、地下水动力条件以及含水介质的特征，该场区地下水类型定义为碳酸盐岩裂隙溶洞水。裂隙水广泛赋存于岩溶管道和溶蚀裂隙中，富水性比较强，富水率一般。该地区内的地下水主要以大气降水作为主要补给源，降落雨水通过风化裂隙、溶沟、溶槽及溶蚀裂隙等作用渗入地下，受地形、岩层产状等因素的影响，地下水总体情况是由北向南的迳流，在境外于地势低洼处以地上泉的形式进行排泄。钻探期间，对所有钻孔都进行了水位观测，钻孔中都无稳定地下水位，场区位于斜坡地带，地势比较高，为地下水补给区，地下水埋深大，钻孔深度没见到见地下水。1：200000毕节幅区域的水文地质普查报告显示，建筑物场区地下水的水化学类型为HCO3-Ca型，对于砼及钢结构具有微弱的腐蚀性作用，。2.6 岩土物理力学指标表2-1 土样实验室的主要物理力学指标项目样本数范围值平均值标准差()变异系数（）修正系数（）标准值天然含水量w%4052.955.854.22-密度（）401.721.751.74-比重G402.732.762.74-饱和度40100100100-孔隙比e401.16851.56731.3679-液限4049.564.557-塑限4029.234.131.65-塑性指数4021.831.326.55-液性指数400.490.600.545-含水比400.730.820.775-内摩擦角（°）405.67.56.550.64 0.097 0.9746.37内聚力c（Kpa）4036.845.841.32.53 0.061 0.98340.5压缩模量(Mpa)405.26.45.80.38 0.067 0.9825.6本次勘察未取岩样作室内实验，经过我公司技术人员对现场进行地质调查，并结合现场钻探情况，本场地下伏基岩岩性及完整性无较大差异，故采用29#36#楼勘察时采取的岩样实验数据作为本次勘察基岩物理力学参数的依据。试验结果统计见表2。表2-2 岩样实验室的主要物理力学指标样本数范围值平均值标准差变异系数修正系数标准值块体密度（n）（MPa）（MPa）()（）（）（MPa）（g/cm3）829.7945.2635.301 5.294 0.150 0.899 31.725 2.830 注：高径比=1.0 时进行修正，修正系数取0.892.7岩土主要物理力学参数建议值根据岩土体的室内试验结果，初步确定岩土体饱和单轴抗压强度，场地的中风化灰岩是比较破碎的岩体，结构完整性比较差，中分化灰岩岩体的基本质量等级是类。依据钻探岩芯取样数据，再结合该场地建筑物的自身结构特征，建议取折减系数为，计算之后得到该场地中风化石灰岩的地基承载力特征值为：所以取保守值，本场地中风化灰岩地基承载力特征值建议值：按照贵州建筑地基基础设计规范附录A表A.0.3含水比确定红粘土承载力，含水比为0.78时内插法计算红粘土承载力特征值为k178 Pa。按照贵州建筑地基基础设计规范（DB22/45-2004）第4.2.6计算红粘土承载力，Mb、Md、Mc分别为0.11、1.42、3.75。=0.11×17.4×3+1.42×17.4×0.5+3.75×40.5=170kPa。根据实验结果综合以上分析后，其指标取值如下表：表2-3 岩土体主要物理力学指标推荐取值名称容重(KN/m3)粘聚力C(KPa)内摩擦(°)承载力特征值（kPa）备注红粘土17.440.56.371705.9Mpa中风化石灰岩27.7/44002.8场地工程地质评价2.8.1场地及地基地震效应场地地势开阔、斜坡较缓，属抗震一般地段；主要覆土为红粘土的覆盖土层，场地土类别的承载力特征值建议按照中硬土进行考虑计算，钻探显示覆盖土层厚度大约在2.008.10m范围之内，场地的类型为II类场地，大方县属于小于6度抗震设防区，按规范相关要求进行抗震设计。2.8.2场地稳定性拟建场地无区域性断层通过，地势开阔平坦，无滑坡、地裂缝、泥石流，地面塌陷等不良地质作用，场地基岩起伏较大，岩溶中等发育。可以初步确定，该场地整体的地质条件比较好，稳定性比较好，适宜修建一般要求的建筑物。2.8.3场地边坡评价场地±0.00开挖时将形成最高18.52米的永久性边坡，最高土质边坡高度为9米，场地岩体缓倾，节理裂隙稍发育且产状大于75°，无不利外倾结构面。建筑物相距较远，边坡受相邻建筑物荷载影响可不考虑。 表2-4 边坡计算参数取值表 名称容重(kN/m3)粘聚力C(kPa)内摩擦(°)承载力特征值（kPa）备注红粘土17.440.56.37154试验值中风化石灰岩27.7400484400经验值岩层间结构面/5020/经验值根据边坡高度及破坏后果，边坡安全等级为二级。边坡的主要破坏形式为上部覆盖层的圆弧滑动破坏，下部中风化岩体可能沿破裂角（45°+/2）产生的直线（平面）滑动破坏。岩石部分采用直线滑动法计算下部最危险滑动面，滑动面为过坡脚，边坡不稳定状态滑动面角度按/2+45°确定，滑动面倾角69°为最危险滑动面，计算坡高取12m垂直放坡，计算安全系数Ks=5.71。根据建筑边坡工程技术规范GB50330-2013表5.3.2的标准，该场地岩质均小于12米，垂直开挖时边坡稳定。土质部分由极限应力平衡法公式：Hmax=（2c/r）×cot（-）/2可预测不同开挖坡角下边坡的临界自稳高度。 表2-5 边坡临界自稳高度计算表（纯自然状态下） 开挖坡角（）土体单元90º（直立）75º（边坡高宽比1：0.25）（陡角）60º（边坡高宽比1：0.50）（缓角）可塑红粘土5.196.819.19场地最高土质边坡为9米，按照圆弧滑动发计算，安全系数Ks=1.09，根据建筑边坡工程技术规范GB50330-2013表5.3.2的标准，土质边坡不稳定，需进行支护。根据以上计算分析，建议岩质部分边坡采用构造锚杆+格构喷射砼支护体系对边坡进行支护防止部分坡面岩块掉落，土质部分建议分段或跳段开挖后以重力式挡墙或锚杆喷网的形式支护。2.8.4基础持力层的选择植表土：呈黑褐色，结构比较松散，物理力学性能不好，变形量较大，分布不均匀，地基强度低，稳定性亦差，不能选作为基础的桩端持力层。红粘土：呈黄褐色，为可塑性状态，残坡积成因，包含少量的碎石。捻面比较光滑，富有显眼光泽，透水性一般，整体含水量比较高。场地内分布不均匀，力学性能较差，变形量较大，地基强度低，稳定性较差，考虑基础埋深时，单栋建筑物基底红粘土厚度均大于3米时可选作基础持力层。本次范围内（1#-28#楼、37#-56#）位于斜坡地带，±0.00开挖后局部见岩，且红粘土呈可塑状态，不均匀沉降难以控制，不建议选用红粘土作为持力层。中风化基岩：为较破碎岩体，承载力较高，分布连续，地基条件好，是良好的天然地基，可选作基础持力层。2.8.5基础方案的选择场地经过平场开挖，中风化基岩较大范围出露，仅个别地段存在溶沟、溶槽及土层较深情况，建议采用扩展式基础，溶沟（槽）较深位置建议采用桩基础，基础嵌入中风化基岩50cm以上。结合场地工程地质条件以及水文地质条件，桩基可采用人工成孔桩，并在施工过程中应作好护壁工作，以防止上部松散土层垮塌进而影响成桩质量。表2-4 1#楼基础埋深及持力层建议表钻孔编号±0.000(m)基础埋深标高（m）基础埋置深度（m）选用持力层持力层承载力特征值fa（kPa）基础形式推荐备注ZK1-11620.31614.745.56中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-21620.31614.126.18中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-31620.31612.327.98中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-41620.31610.689.62中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-51620.31619.221.08中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-61620.31619.80.5中风化石灰岩4400扩展基础施工钎探验证ZK1-71620.31610.99.4中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-81620.31613.786.52中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-91620.31613.586.72中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-101620.31613.267.04中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-111620.31616.044.26中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-121620.31611.58.8中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-131620.31609.311中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-141620.31615.444.86中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-151620.31614.445.86中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-161620.31614.186.12中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-171620.31613.366.94中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-181620.31612.627.68中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-191620.31616.43.9中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-201620.31619.80.5中风化石灰岩4400扩展基础施工钎探验证ZK1-211620.31612.987.32中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证ZK1-221620.31613.267.04中风化石灰岩4400桩基础施工钎探验证三、桩基础设计3.1设计资料甲方单位提供中轩“杜鹃花城”项目一号楼建筑物框架柱截面为450x450mm2 ,建筑物的工程安全等级为二级。作用于该柱底面（基础顶面）的荷载基本组合设计值为：竖向荷载设计值F=1500KN弯矩设计值M=160KN.m水平方向剪力设计值T=60KN。3.2确定桩型、桩端持力层及承台埋深3.2.1选择桩型该建筑物框架跨度较大，柱底荷载大小一般，采用浅基础难以达到承载力要求。勘察报告提出，场地经过平场开挖，中风化基岩较大范围出露，溶沟（槽）较深位置建议采用桩基础，基础嵌入中风化基岩50cm以上。上部红粘土土层较厚，物理力学性状较弱，采用浅基础或者采用人工基础不适合，在经济上、技术上不合理。结合场地工程地质条件以及水文地质条件，可采选用钻孔灌注桩。并在施工过程中应作好护壁工作，以防止上部松散土层垮塌进而影响成桩质量。综合考虑经济性和场地地质条件，选用工程中常见的混凝土灌注桩，承载性状为端承摩擦桩，桩径大小为普通桩。3.2.2确定桩端持力层及承台埋深根据建筑物场地的岩土体分布特征，宜选择承载力强度较大的中风化基岩作为桩端持力层。桩长8米。初步拟定承台埋深1.3m，桩端进入持力层90cm（大于规范推荐50cm），桩顶嵌入承台下部0.1m。则基础埋深9.2m，符合“1#楼基础埋深持力层建议表 （表2-4）”推荐值。桩基及土层分布图如图3-1： 图3-1桩基埋置图桩截面尺寸选用：楼层为7层，按照以往经验关系及估算，初步拟定桩截面尺寸300mm*300mm的矩形截面。桩身材料：采用强度等级为C30的混凝土，桩身构造主筋选用二级钢筋（HPB335级钢筋）。3.3单桩极限承载力标准值计算及考虑承台效应3.3.1计算单桩极限承载力标准值按照建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）计算，采用下列公式，计算该建筑场地单桩竖向承载力标准值：桩端岩土承载力特征值，桩端为中风化基岩，勘察报告中指出，建议本场地中风化灰岩地基承载力特征值为：桩身的横截面面积：桩身周长：桩周土摩擦力特征值：查表得第二层红粘土，第三层中风化基岩根据建筑物场地的土层划分情况、工程地质勘查报告显示以及设计桩长可确定：第二层土层红粘土中桩长为：第三层土层中风化基岩中桩长为:将上述数据带入单桩极限承载力计算公式中，得：通常情况下，安全系数取为2，故取极限承载力标准值一半，则。因此，按照经验参数法，计算出的单桩承载力设计值为：。3.3.2考虑承台效应按照建筑桩基础规范（JGJ 94-2008所规定，“对于端承型桩基、桩数少于4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。”对于属于下列情形之一的摩擦型的桩基础，应该考虑承台效应，并且确定其复合基桩的竖向承载力特征值：情形一：上部建筑物结构整体刚度较好，体型简单；情形二：当排架结构和柔性构筑物对于差异沉降适应性较强时候；情形三：按照变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化的区域；情形四：软土地基的减沉复合疏桩的基础。综合考虑该建筑物上部荷载情况、用途、区域地质情况及周边建筑物情况，可不考虑承台的荷载分担效应。因此，进行桩基础设计计算时候，应该选取单桩竖向承载力特征值作为基桩竖向承载力特征值，不考虑承台效应。3.4桩数确定及承台底面尺寸确定3.4.1确定桩的数量初步确定桩数时，可先不计承台自重及上覆土重。竖向荷载设计值F=1500KN弯矩设计值M=160KN.m水平方向剪力设计值T=60KN桩数初定为：N=1500/327=4.58,取桩数N=5。3.4.2确定桩的排列初定确定桩数为5根，考虑到受力条件趋于均匀，故采用梅花型布置。工程中，通常桩的中心间距为3d-4d=0.9-1.2m,考虑到桩数为5根，采用梅花桩型布置，故取桩水平中心距0.7m。布置图如图3-2： 图3-2桩基平面布置图3.4.3确定桩承台尺寸考虑桩的排列，桩的外缘每边外伸净距为：1/2d=150mm。则桩承台尺寸初步拟定为长、宽均为2m的矩形。承台埋深设计值为1.3m,承台厚度值为1m,上覆填土厚度为0.3m，所以承台少数部分位于人工填土中，多数部分位于红粘土中。3.5桩顶作用验算岩土工程勘察报告显示，该建筑物设计荷载为：竖向荷载设计值F=1500KN弯矩设计值M=160KN.m水平方向剪力设计值T=30KN本建筑物工程安全等级定义为二级，建筑物的重要性系数=1.0承台尺寸为2000*2000mm,承台埋置深度为1.3m，承台厚度为1m,上覆填土厚度0.3m，荷载作用于承台顶面。计算上覆土重及承台自重时，为了计算方便，均取平均重度：。则承台及上覆土重为：G=2.0×2.0×1.3×20=104KN。按轴心受压计算，计算单桩平均受力，按公式计算：，小于327，安全。按偏心受压计算，计算单桩平均受力，按下述公式计算：小于1.2Ra=392.4。大于0。两种受压情况下均满足要求。3.6桩基础沉降验算分析目前有很多种关于计算桩和桩基沉降的方法，比如弹性理论法、有限单元法、荷载传递法等各种简化后的方法和理论。对于群桩的沉降分析，实际工程中简单实用，常用的计算方法是单向固结理论的分层压缩总和法。根据建筑地基基础计算规范，以下情况时候才需要进行桩基沉降量的验算： 当建筑物地基桩基础设计得等级是甲级时；当上部建筑物体型复杂、荷载情况不均匀或者桩端下面有软弱土层、软弱结构面时，该建筑物桩基的地基基础设计等级是乙级；当建筑物桩基类型是摩擦型桩时。拟建工程为多层（地面以上7层）建筑物，基础荷载小，本工程属二级工程；场地原始地形地貌较复杂，建设平场存在不同程度的挖填活动，使地质环境受到一般性破坏，场地等级为二级。该场地基岩面起伏比较大，红粘土为特殊性土，地基设计等级为二级。拟建场地无区域性断层通过，地势开阔平坦，无滑坡、地裂缝、泥石流，地面塌陷等不良地质作用，场地基岩起伏较大，岩溶中等发育。桩型为端承型桩基，持力层为中风化石灰岩，无软弱土层及结构面。综合考虑，该建筑物桩基不需要进行沉降量验算。3.7桩身结构设计（配筋计算）拟建建筑基础形式为钻孔灌注桩，桩身长度为8m，结合该地区其他建筑物施工条件及经验，桩身结构按建筑地基基础规范预制桩两点起吊的强度要求进行配筋计算。3.7.1最大弯矩起吊点距桩两端距离为：那么起吊时桩身最大正负弯矩值为（公式中k取1.2）：。3.7.2主筋级别、混凝土强度选用桩身构造配筋主筋选用为：二级钢筋（HRB335级），混凝土的强度等级选用为：C30混凝土，查规范可知：，最小配筋率该建筑物安全等级为乙级，那么。3.7.3计算系数s、s计算时候按照只有一排受拉钢筋来考虑，取，那么桩身截面有效高度计算为：查规范可知：，满足适筋条件。3.7.4钢筋截面面积的计算按照混凝土基本原理书中介绍计算公式，受拉主筋截面面积为：或者最小配筋验算： 满足最小配筋要求。3.7.5确定桩的钢筋截面已知计算受拉钢筋截面面积为：查钢筋截面面积表，该桩受拉主筋可以选用，实际钢筋截面面积为804mm2, ,配筋率为0.933%。那么，桩身配筋后轴向承载力为：>R=1500KN满足竖向承载力要求。箍筋选用直径为6cm配筋图如图3-3： 图3-3 桩身配筋图3.8承台设计（抗冲切、抗剪切、受压验算）桩基承台尺寸为边长为2m的正方形，承台埋深1.3m,同样选用与桩身材料相同的II级钢筋（HR335钢筋），混凝土强度等级为C30等级，各方向配筋一致。3.8.1承台抗冲切验算柱边冲切验算根据规范，对于柱下矩形承台，验算时候应该满足以下条件：。由于x、y方向配筋相同，x、y方向冲垮比也相同：冲跨承台有效高度冲垮比（符合0.25-1.0）冲切系数冲切力的设计值C30混凝土强度冲切破坏椎体有效高度中线周长大于。满足柱对承台的冲切要求。角桩冲切验算承台抗角桩冲切时，角柱内边缘到承台外边缘距离冲跨冲垮比冲切系数大于,满足角柱抗冲切要求。3.8.2承台抗剪切验算柱下等厚承台计算时候，其斜截面受剪承载力按照以下公式进行计算：斜截面最大剪力设计值剪切系数受剪切承载力截面高度影响系数计算截面有效高度剪跨比同承台冲切验算冲切比相同C30混凝土强度该计算截面的最大剪力设计值剪切系数影响系数大于斜截面受剪切验算，满足要求。3.8.3承台抗弯曲验算混凝土强度和桩身强度等级都是C30混凝土，故不进行局部受压验算，直接承台抗弯曲验算。柱下多桩矩形承台，按照下列公式进行计算：按照杆件受弯配筋公式进行配筋:选用，截面面积为1387mm,大于As=1010mm，分别沿x、y方向均匀布置。配筋图如图3-4： 图3-4 承台配筋图四、成桩工艺及验收4.1材料准备 灌注桩施工之前，首先根据建设单位要求和监理工程师监督，确定主体材料供应商，按时有效对原材料进行取样复验，检查主体材料质量和数量，并提供质检报告。按施工组织规定存放、保存、复验，保证材料质量，确保灌注桩施工安全、及时进行，保证工期。 4.1.1钢材钢材是最先进入施工场地的主材料，因钢材受天气环境影响，容易发生锈蚀，因此应该在放置钢筋的场地上铺设一定厚度的碎石、砖块，防止因为潮湿而生锈产生材料损耗，暂时用不上的预备钢筋应该盖上防雨布防潮，合理摆放保存。进场复验时，抽样调查的原则是：对于同一验收批号不同规格的钢材，每60吨钢材中取一组试样进行质量检验，检查其出厂检验报告、产品合格证、进场复验报告。检查过程中，遇到焊接性能不好、力学性能不良或者钢筋脆断、情况的材料，应该及时对钢材进行其他专项检查，检查通过方能进场，复验不过的退回材料商，坚决执行，不合格的钢材不能进场。4.1.2混凝土考虑场地施工条件，现场制作混凝土经济性不好，故本次施工钻孔灌注桩采用商品砼，C30混凝土。4.2钻孔灌注桩成桩工艺介绍 4.2.1定位放样 依据该建筑工程桩基平面布置图和总规划图提供的坐标控制点，测量放线及高程控制，由测量技术人员按业主、监理公司批准的测量放线方案，采用全站仪坐标控制的方法确定桩位的平面位置，为了标明位置，在桩位钉制深度不小于30cm的直径为14mm的短钢筋；高程测量由建设方提供基准点，用水准仪测定各桩孔的井口标高，并在钻机上挂牌记录。4.2.2旋挖钻机成孔 钻机就位前，须将基础垫平填实，清除场地杂物，平整夯实，钻机按指定位置就位，在技术人员指导下摆平放稳，调整钻机，采用十字线法确保钻头的中心对准桩位的中心，保证冲锤垂直对准桩位，就位偏差小于2cm，确保成孔垂直度误差在1%以下。钻机安装就位后，应精心调试，确保施工中不发生倾斜、移位等影响施工质量的情况。安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，并垫上枕木加固。钻孔成败的关键在于是否有效防止孔壁坍塌，设置护筒能够加大孔内的静水压力，防止坍孔，并且能够隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向等作用。护筒采用坚实不漏水的钢护筒，人工配合机械开挖护筒坑，坑尺寸为护筒直径增加1m，基坑挖掘完毕，人工安装护筒，护筒直径比桩径大200mm，护筒中心应该与桩位的中心定位点相重合，其偏差不大于2cm，护筒的倾斜度不应该大于1，确其定位置校核无误后，护筒周围分层回填粘土并夯实，护筒埋设深度为24m。钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。成孔达到了设计高程，用测绳测量孔深并及时记录（现场钻孔施工人员一定要严格控制孔深，不能用超钻代替钻渣沉淀），孔的深度不能小于设计所规定的深度。钻孔达到了设计要求的深度后，应该对孔深、孔位、孔形、孔径等参数进行检验，在终孔检查完全符合设计要求之后，应该立即进行孔底的清理，避免因为隔时过长，致使泥浆发生沉淀引起的钻孔坍塌，影响成桩。4.2.3钢筋笼的制作 钢筋笼在现场加工制作之前，材料必须必备合格证、复验单，取样送检合格之后才可以开始制作钢筋笼。制作箍筋的方式箍筋成型，在每段钢筋笼两端及中部加强箍筋内围标记主筋位置，把主筋依次与它们焊牢，然后再绑扎螺旋箍筋，并按设计在钢筋笼主筋上焊接定位筋。主筋的间距允许偏差不大于10mm，钢筋笼的直径偏差不大于100mm,箍筋的间距偏差不大于20mm，主筋搭接断面应错开，同截面的主筋焊接接头不大于50%。同时，必须依据设计图纸、施工规范以及监理方的要求，预先埋置超声波检测管。 下放钢筋笼时候，通常采用人工配合汽车吊装机械，下放钢筋笼要对准孔位慢慢放下，防止摩擦孔壁引起的桩孔塌孔。钢筋笼下方到预定位置时候，及时检查桩孔顶面标高和底面标高，偏差不大于50mm，钢筋笼的中心平面的位置偏差不大于20mm。检查偏差无误后，马上固定好钢筋笼位置，防止浮笼现象的发生。4.2.4混凝土灌注 钢筋笼下放到孔内的两个小时为灌注砼的最好时机，时间间隔越短越好。混凝土灌注之前，需测量孔底的沉渣，小于100mm之后才能进行混凝土灌注，保证混凝土浇筑效果不受影响。本次施工采用商品砼，用导管灌注混凝土，浇筑时，施工人员按照施工规范安全有效喷浆，并认真填写泥浆护壁钻孔灌注桩施工记录，及时整理签认。需要特别注意的是成桩灌注时每根桩混凝土灌注不能中断，杜绝断桩的现象发生，影响成桩质量。灌注快要接近桩顶时，控制最后一次灌注量，使桩顶标高至少比设计桩顶标高高出 0.51.0m，并用测杆检查桩顶标高，直到满足要求，要求充盈系数必须1.0,经检验合格后才能结束该桩的灌注作业。 4.3质量检验成桩工艺过程中，各环节都需要进行质量检验，保证成桩安全、保质保量完成。各标如下：表4-1混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准表项目序号检查项允许偏差(正负值)检验方法主要项目1主筋间距±10钢尺量2主筋长度±50钢尺量次要项目1钢筋材料检验设计要求2箍筋间距±20钢尺量3直径±10钢尺量表4-2 灌注桩成孔施工允许偏差序号成孔方法 桩径允许偏差（mm） 垂直度允许偏差（%）桩位允许偏差（mm）13根、单排桩基垂直中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩1泥浆护壁钻孔桩mmD1000±501D/6，且不大于100D/6，且不大于150D>1000±50100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注桩mmD50020170150D>5001001503干作业成孔灌注桩201701504人工挖孔桩混凝土护壁±500.550150钢套护壁±501100200表4.3钻孔桩的平面位置和垂直度的允许偏差表项目序号检查项目允许偏差（允许值）检查方法单位数值 主要项目1桩位见表3开挖后量桩的中心2孔深Mm+300只深不浅，用重锤测3桩位质量检查按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范4混凝土强度设计规范钻芯取样送检5承载力按基桩检测技术规范基桩检测规范 一般项目1垂直度见表4-2测套管或钻杆，用超声波探测，与施工时吊垂球2桩径见表4-2井径仪检测3泥浆比重1.051.20比重计测，清空后取样4泥浆面标高m0.5-1.0目测5沉渣厚度mm50用沉渣仪和重锤测量6水下灌注混凝土mm180-220塌落度仪7钢筋笼安装深度mm±50钢尺8混凝土充盈系数>1.0检查桩的实际灌浆量9桩顶标高mm+30-50需扣除桩顶浮浆层注：（1）D：为初始设计桩的直径。 （2）H：表示施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离. （3）采用复打、反插法进行施工的基桩，不受上表偏差限制。 （4）个别断面桩径允许偏差为负值。 4.4桩基验收资料 桩基施工完成后，验收时按规定相关单位的责任人要到场，设计单位、勘察单位、监理方、开发商等，并且要在质量监督员的监督的情况下进行验收。验收之前要签到，验收过程中要实地观查和资料审阅，验收会议时各方要发表自己的意见。如有质量问题要提出整改方案。验收资料包括：（1）桩施工过程中的记录，包括放线记录、打桩记录（2）桩完成后的位置复核（3）桩完成后的检测：包括静载和小应变（4）施工合同、施工许可证、施工图纸、施工组织设计、施工相关人员的上岗证，同时还包括放线引测点的资料（5）挖到设计标高的桩基竣工平面图及桩顶标高图五、主要结论与建议1、本次桩基础设计-中轩“杜鹃花城”一号楼基础设计等级为乙级，楼层为7层，上部荷载大小中等，综合考虑经济性和该场地施工条件，基础选型时采用工程中常见的混凝土预制桩，承载性状为端承摩擦桩，桩径大小为普通桩。2、确定复合基桩竖向承载力特征值时候未考虑承台效应：桩数为5根（大于四根），承载力性状为端承摩擦桩。不考虑承台效应会扩大桩基础设计安全系数。3、验算承台结构强度时包括承台受冲切计算、承台受剪切计算、承台受弯验算，局部受压从略。4、本次桩基础设计等级为乙级，未进行基础沉降验算，理由是持力层为中分化基岩。常见工程实例中，桩基础沉降验算采用分层压缩总和法。5、桩基础设计达到要求后，施工成桩时的质量控制和成桩之后的质量检测是桩基安全运行的重要保障，必须慎重对待。本次设计单桩尺寸、承台大小、配镜构造处于中等水平，对于施工工艺要求、后期检测与检测需格外注意。参考文献1中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB50072011），中国建筑工业出版社,20122中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社,20113中华人民共和国国家标准，建筑基坑技术规程（JGJ120-2012），中国建筑工业出版社，20124中华人民共和国国家标准，桩基承台（GJBT-938）,中国建筑工业出版社，20065中华人民共和国国家标准，建筑桩基技术规范（JGJ94-2008），中国建筑工业出版社，20096钱德玲，基础工程，中国建筑工业出版社，20097建设部干部学院，地基与基础，华中科技大学出版社，20098张克恭，刘松玉，土力学，中国建筑工业出版社，20109沈蒲生，混凝土结构设计原理，高等教育出版社，200710吕芳礼，李文才，柱下独立基础底板弯矩计算探讨，徐州工程学院院报，2006年06期11王旭，天然地基上浅基础底面尺寸的确定，辽宁建材，2006年05期12马姝蕾，现浇独立柱基础剪切承载力的验算，国外建材科技，2006年01期13高大钊，徐超，熊启东，天然地基上的浅基础，机械工业出版设，199914刘大鹏，张青喜，刘岩艳，地基与基础，清华大学出版社，北京交通大学出版设，200915成都市区域水文地质报告，四川地矿局，197816陈希哲，叶菁，土力学地基基础，清华大学出版社，201317赵明华，基础工程，高等教育出版社，201018梁兴文，混凝土结构基本原理，重庆大学出版社，101119梁兴文，史庆轩，混凝土结构设计，中国建筑工业出版社致谢终于还是走到了这一天，手捧精心装订的毕业论文，怎么看怎么都不会觉得大学四年即将结束于这白纸黑字的一摞纸上，心情复杂之余，也深感自毕业开题以来的艰辛与欣喜。首先衷心的感谢我的毕业论文导师，带我组成员进行毕业实习、论文选题，做论文期间悉心对我们进行论文指导修改，不辞辛苦、耐心平易，我们都是看在眼里，明白在心里，我们论文成果中少不了老师无私的浇筑。在做论文的两个月来，也都收到了来自其他老师和同学的悉心帮助与解答。老师等对于我毕业设计所涉及专业知识的提供和困惑的解答，巩固加深了我对专业技能的掌握程度。同时，也非常感谢同班同学的无私帮助，我们进行的讨论是我论文成果的一部分。再次感谢本专业所有老师，临近毕业，老师们的执教精神、敬业精神让我感受到大学学习的难能可贵与不可多得，我会牢记岩土教研室的老师们的谆谆教诲，在以后生活学习工作当中，不忘初心，天天向上。附录附件一：由勘察单位提供中轩杜鹃花城项目一号楼钻孔布置平面图附件二：单桩尺寸及承台埋深图附件三：桩身及承台配筋图