厦门佳芸花园小区常规桩筏基础设计毕业论文

 2020-04-20 13:50:06

摘要

本设计设计对象为厦门佳芸花园小区的地下结构。该项目为高层建筑，包含两层地，

下室均作为地下车库使用。其上部结构为框架结构，基础形式为桩-筏基础。本设计主要

对地下车库进行设计，包括建筑设计和结构设计。其中结构设计包括所设计车库的平面

设计和竖向设计。而结构设计包括地下车库的顶板设计、外墙设计以及框架设计。所设

顶板选用不设次梁的双向板肋梁楼盖，采用基于弹性理论的弯矩系数法进行内力计算。

外墙简化为双跨连续梁，采用弯矩分配法进行内力计算。地下室框架结构则简化为平面

框架，取横向一榀框架，采用弯矩分配法进行内力计算。此外，本设计还对其桩筏基础

进行了设计。基桩方面，依照相关规范确定了桩端持力层、桩径、桩长、布桩方案、整

体沉降量。筏板方面，通过抗冲切承载力验算和抗剪切承载力验算确定了筏板厚度，采

用倒梁法对筏板进行内力计算并配筋。最后，本设计使用 PKPM 对结构进行了辅助设

计计算，并与手算结果进行了比较。

关键词：地下车库框架结构桩-筏基础

Design of pile raft foundation for jiayun garden, XiaMen

Abstract

This project designs the underground structure for jiayun garden, XiaMen of which the underground space is devised as a two storey garage. The design includes two parts: the architectural design and the structural design. The former devises the garage’s plane, storey height, fireproofing and waterproofing, etc. The latter devises its roof, flank walls, frame and foundation. The roof is designed as two way slab ribbed floor, whose internal forces and reinforcement are calculated by means of the elastic theory. The flank wall adopts the design and calculation of one way plate by a unit width of plate simplified into a statically indeterminate beam. Plane structure analysis is applied for the design of garage’s frame by taking a transverse common framework as a computing unit. Considering that the structure of the high rise building above the garage is frame shear wall, with each column bearing load heavily, the foundation is designed as piled raft to reduce the building’s differential deformation. In addition to the manual computing, this project analyses the structure via PKPM software to enhance the design’s accuracy.

Key Words: Underground Garage; Frame Structure; Pile-raft Foundation

第一章绪论 1

第二章工程概况 2

2.1 工程简介 2

2.2场地岩土条件 3

2.2.1土层分布及工程特性 3

2.2.2地基土力学参数指标 4

2.3 场地水文条件 5

2.4 地下水与土的腐蚀性评价 6

2.5 场地地震效应、场地类别 7

2.6 基础设计等级与基础选型 7

第三章地下车库建筑设计 9

3.1 柱网设计 9

3.2 平面设计 9

3.3 竖向设计 10

3.4 防火设计 11

第四章地下车库结构设计 12

4.1 设计依据、设计原则及主要技术标准 12

4.1.1 设计依据 12

4.1.2 设计原则、标准采取 12

4.2 顶板设计 12

4.2.1 板材料及荷载确定 13

4.3 负二层顶板设计 19

4.4 地下室外墙设计 19

4.4.1外墙计算 19

4.4.2 地下室外墙内力计算 23

4.4.3 地下室外墙配筋计算 27

4.4.4 地下室外墙裂缝验算 28

4.5 框架设计 30

4.5.1 结构布置及结构计算简图的确定 30

4.5.2 荷载计算 31

4.5.3 内力计算 35

4.5.4 横向框架梁配筋计算 46

4.5.5 横向框架柱配筋计算 52

4.6 基础设计 55

4.6.1 基础受力分析 55

4.6.2 基桩设计 56

4.6.3 筏板设计 63

第五章电算 75

5.1 建筑模型与荷载输入（PMCAD） 75

5.2 板的电算配筋 78

5.3 平面框架计算（PK） 78

总结 81

参考文献 83

致谢 83

第一章绪论

近年来，城市地下室建筑开始扮演起越来越重要的角色，城市地下室被有限的城市

空间与不断增加的城市空间需求促使。地下室作为城市建筑的重要组成部分，它的利用

不仅能有效地缓解城市空间需求产生的压力，而且可以在一定程度上有效地保证建筑主

体的稳定性，其安全保障价值和经济价值都是显然的。

但是在地下室的设计中，因为地下室结构环境较为特殊，影响因素较多，结构受力

也较为复杂，其相对应的基础也具有许多特点，例如荷载较大、埋置较深、要求较严，

同时与建筑物的上部结构类型、地质情况、使用性质、抗震性能、对周围建筑物的影响

及施工过程中的条件等有密切的关系。因此，地下室结构与其对基础进行科学与合理的

设计对施工工程安全和控制工程造价至关重要。

本设计以厦门佳芸小区开发建设过程中的实际工程项目为背景，选取合适的方案对

其地下车库和基础进行设计。在此过程中，我们可以熟悉并掌握地下结构中地下室和桩

基工程的基本设计方法和基本设计原则，以此来深入掌握本科阶段所学知识，并提高分

析、判断工程实际资料的能力、处理实际问题的能力和计算机应用能力。

第二章工程概况

2.1 工程简介

拟建的佳芸花园位于厦门市海沧区东孚镇、南邻坤城汤岸温泉度假区，西邻过坂路，北临东孚大道，交通便利。本工程占地面积约38851.877㎡，其由六栋高层住宅楼、一栋幼儿园、一栋社区服务中心及配套商业等多栋建筑组成，整体设二层地下室。拟建场地红线东侧16m为人行道，东侧30m为过芸溪；南侧为空地；西侧红线紧邻过坂南路；北侧为324国道，道路边线距离红线最近约15m。场地北侧距离红线约6米处地下有电缆穿过，场地中间有一南北走向电线通过，324国道分布有较多管线。委托方应进一步搜集场地内及周边地下管网设施的分布资料，并将其提供给设计、施工等相关单位，并对有影响的管线采取移除处理。拟建物基本概况详见下表：

2.2场地岩土条件

2.2.1土层分布及工程特性

根据本次勘察地质资料，场地在钻孔揭露深度范围内所分布的地层主要有以下几种，分别为近代人工填土层(杂填土①₁、素填土①₂)，其下为第四纪淤积层(Q^ml)(淤泥质土②)，第四纪全新统(Q₄^{al pl})冲洪积层(粘土③₁、粉质粘土③₂、中粗砂③₃、粉质粘土③₄)，上(晚)更新统(世)(Q₃^{al pl})冲洪积层(含卵石粉质粘土④₁和含卵石粗砂④₂)，残积层(Q^el)(凝灰岩残积粘性土⑤)和基岩风化层(J_3n)、(γ₅^2(3)c)(全风化凝灰岩⑥、强风化凝灰岩⑦₁、强风化凝灰岩⑦₂、中风化凝灰岩⑧₁、中风化凝灰岩⑧₂、中风化花岗岩⑧₃)构成。现将其主要现场性状特征分述如下：

杂填土①₁(Q₄^ml)：灰褐等杂色，稍湿，成份主要由粘性土夹砖块、砼块等建筑垃圾和

朽木、布条等生活垃圾回填而成，回填时间不一，回填时未经专门压实处理，密实度及

均匀性差。

素填土①₂(Q₄^ml)：灰黄、灰褐等色，松散，湿，主要由粘性土及少量碎石等回填而成，

硬杂质含量 10%～20%，密实度及均匀性差。

淤泥质土②(Q₄^l)：青灰、深灰、灰黑色，软塑为主，成份以粘、粉粒为主，土质较均

匀，具腥臭味，含有少量的朽木等腐植质。

粘土③₁(Q₄^{al pl})：灰黄、灰黑色，软塑～可塑，湿，成分主要由粘、粉粒组成，局部

含有腐烂植物根系，干强度中等，韧性中等。

粉质粘土③₂(Q₄^{al pl})：冲洪积成因，灰黄、褐黄色，湿，呈可塑～硬塑状，主要由粘、

粉粒组成，砂颗粒含量约 10%～15%，局部夹有砾石，土质不均，干强度高，韧性中等～

高。

中粗砂③₃(Q₄^{al pl})：灰白色，黄褐色，饱和，中密～密实，局部稍密，局部夹有粉质

粘土薄层，磨圆度较差，颗粒级配较好。

粉质粘土③₄(Q₄^{al pl})：冲洪积成因，灰黄、褐黄色，湿，呈硬塑状，主要由粘、粉粒

组成，砂颗粒含量约 10%～15%，局部夹有砾石，土质不均，干强度高，韧性中等～高。

含卵石粉质粘土④₁(Q₃^{al pl})：冲洪积成因，青灰、灰白色，湿，可～硬塑状，主要由

粘、粉粒及卵砾石组成，土质不均匀，上部多以粘粒为主，下部含砂量一般较高，局部

含卵石粗砂④₂(Q₃^{al pl})：冲洪积成因，灰黄、褐黄色，饱和，以密实为主,局部中密, 成

份主要由石英粗砂、卵石及少量砾石组成,卵石含量约15～25%,卵石粒径一般为2～5cm,
磨圆度一般,颗粒级配较差。
凝灰岩残积粘性土⑤(Q^el)：系火山凝灰岩原地风化残留产物。灰黄、褐黄、灰色，湿
～很湿，呈可～硬塑状，土中大于2mm的颗粒含量小于5%，土样手捏滑腻感较强，无
摇振反应，干强度中等，韧性中等。
全风化凝灰岩⑥(J_3n)：系火山凝灰岩原地风化形成。褐黄、浅黄色，岩体组织结构已
完全风化，。岩石质量指标 RQD=0。岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为极破碎，
岩体基本质量等级为Ⅴ类。
强风化凝灰岩⑦₁(J_3n)：系火山凝灰岩原地风化形成。灰黄、褐黄、灰色，矿物成分为
角闪石、长石、辉石等，岩体节理发育，散体状构造，其组织结构大部分丧失，矿物间
粘结力微弱，大部分长石等矿物已风化成次生矿物，岩体完整程度为极破碎，岩体基本
质量等级为Ⅴ类。
强风化凝灰岩⑦₂(J_3n)：灰黄、褐黄、灰色，矿物成分为角闪石、长石、辉石等，隐晶
结构，碎裂状构造，矿物间尚有一定的联结力。锤击声哑，无回弹，易碎，取芯率低，
岩石质量指标 RQD=0～10。
中风化凝灰岩⑧₁(J_3n)：灰、深灰、青灰色，矿物成分为角闪石、长石、辉石等，隐晶～
细晶结构，块状构造，岩石节理裂隙发育，主要以垂直裂隙和高倾角裂隙为主，呈闭合
状，断面呈灰色～灰褐色。
中风化凝灰岩⑧₂(J_3n)：灰、深灰、青灰色，矿物成分为角闪石、长石、辉石等，隐晶～
细晶结构，块状构造，岩石节理裂隙发育，主要以垂直裂隙和高倾角裂隙为主，呈闭合
状，断面呈灰色～灰褐色。
中风化花岗岩⑧₃(γ₅^2(3)c)：灰黄、灰白色，矿物成分主要由长石、石英及少量云母组成，
中粗粒花岗结构，块状构造，岩芯呈短柱状，岩芯采取率 TCR=70～90%，岩石质量指
标 RQD=55～85。
2.2.2地基土力学参数指标土层的力学参数根据室内实验和原位测试结果结果统计得出，包括土的、c值，承载力特征值，桩基参数值，具体数据见下表：