土力学地基基础课程设计
1. 设计资料
1.1上部结构资料
某教学实验楼，上部结构为7层框架，其框架主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车，其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示。
1.2建筑物场地资料
（1）拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置如图1所示
图1建筑物平面位置示意图
（2）建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1m，根据已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀作用。
（3）建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。
表1 地基各土层物理、力学指标表1 地基各土层物理、力学指标
2. 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 2.1选择桩型
根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。采用预应力高强混凝土薄壁管桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。桩截面尺寸选用：D=500mm ，壁厚t=50mm 。混凝土强度C30。
考虑承台埋深1.5 m ，以4层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，桩端进入持力层深度2倍桩径即0.6m ，桩顶嵌入承台0.1m 。这时桩端一下持力层厚度大于4倍桩径，满足要求。 3.确定单桩承载力特征值
初步设计时，单桩竖向承载力特征值估算
sia p pa a q U q R +=i
l kN 4296.0241273.812(5.014.325.014.316002=?+?+???+??=
作施工图设计时，根据单桩竖向静荷载试验，得到单桩竖向承载力特征值kN R a 429=
4.确定桩数、桩位布置、拟定承台底面尺寸
先不计承台及承台上覆土重及偏心荷载估算桩的数量 94.5429
2547
==≥
a K R F n 取桩数n=6根 为进一步减轻挤土效应，软土中桩距取4倍径，即2m ，桩的布置如
图，承台尺寸m m m 135??，满足构造要求。承台及上覆重度取
320m kN ，则
kN G K 4505.13520=???= 现在按偏心受荷，验算桩数 86.5242
254292.1450
25472.122
max =??-?+=-+≥
∑i
i yk K K x x M R G F n
取n=6是合理的
5.确定复合基桩竖向承载力设计值
该桩属于非端承桩，并n>3，承台底面下并非欠固结土、新填土等，故承台底面不会与土脱离，所以宜考虑桩群土承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值 5.1六桩承台承载力计算
承台净面积222.1425.014.3435m A c =??-?= 承台底地基土极限阻力标准值
kPa
f q k ck 22011022=?==
6桩顶作用验算
荷载取A 柱的max N 组合：F=2547kN ,M=25m kN ?，Q=14kN 承台高度1m 等厚，荷载作用于承台顶面。建筑物的重要性系数
0.10=λ
作用在承台底型心外的竖向力有F,G ，但是G 的分项系数取1.2 F+G=30872.1205.1352547=????+kN 作用在承台底型心处的弯矩
∑?=?+=m kN M 8.412.11425
桩顶受力计算如下： kN y y M n G F N i 52875.0475.08.41630872
2max max
=??+=?++=∑∑ kN y y M n G F N i
50175.0475.08.41630872
2max min
=??-=?-+=∑∑ kN n G F N 5156
3087==+=
kN N 528max 0=γ<1.2R=1025kN
0min 0>N γ
kN R kN N 2.8545150=<=γ 满足要求
7.桩基承降验算 8.桩身结构设计计算 9.承台设计 9.1桩承台抗弯验算
承台抗弯计算截面位于柱边，桩的竖向力设计值i N 计算时应扣除承台上覆土自重。
承台右侧第1列桩的竖向力值1N 为 kN x x M n F N i i k 4282
42
2542547221=??+=+=
∑ 承台中间第2列桩的竖向力值N 2为
N 2=
n
F
=425kN 承台左侧第3列桩的竖向力值3N 为 kN x x M n F N i i k 4212
422562547322=??-=-=
∑ 柱边计算截面弯矩 ∑=??==kN x N M i i y 149875.14282
∑=??==kN y N M i i x 94775.04213 沿x 轴，y 轴方向配筋都可计算
设承台混凝土强度等级为25C ,轴心抗压强度设计值c f MPa 9.11=，保护层厚度0.1m ，钢筋为HRB335，强度设计值MPa f y 300=，承台有效高度m h 1.10=，承台截面宽度b=2m 。根据《混凝土结构设计规范》，有
沿x 轴方向配筋 b=3m 则 )2
(01x h bx f M c y -≤α
1498)2
9.0(310009.111x x -???≤ 得到受压区高度 m x 048.0= 钢筋截面积 215712300
048
.039.111mm f bx
f A y
c s =???=
=α
选配200@328Φ
沿Y 轴方向配筋 b=5m ，则
)2
(01x h bx f Mx c -≤α
947=1?11.9?1000?5?x （0.9-0.5x ）
X=0.018
213570300
018
.059.111mm f bx
f A y
c s =???=
=
α
9.2承台抗冲切验算
500φ的周桩按周长等效为边长400mm 的方桩，包括柱冲切、角桩冲切 a. 柱冲切
[]
o t ph ox c oy oy c ox l h f a h a b F βββ)()(2+++≤