桩基础
课程设计（论文）任务书和评语
院（系）：土木建筑学院教研室：结构学号姓名专业班级
题目10桩600KN桩基础设计
课程设计任务计算和设计单柱（450×450mm2）下桩基础，采用沉管灌注桩。
任务包括：
(1) 确定桩的截面尺寸和长度，确定承台埋深；
(2) 单桩配筋设计和计算；
(3) 确定桩数和桩的平面布置；
(4) 承台结构计算（冲切、受剪和受弯）及设计；
(5) 桩基沉降计算(分别按考虑扩散和不考虑扩散计算实体深基础下的附加应力)；
(6) 绘制桩及承台施工图。
工作量 1.完整的计算书（A4纸）；
2. 完整的施工图（A3纸）。
工作计划内容学时地点时间
集中学习半天教室周二
查阅资料一天半教室周二～周三计算与设计四天教室周四～周日绘图三天半机房周一～周四交计算书和图纸半天教研室周四
指导教师评语及成绩指导教师评语：
成绩：
平时成绩20% 计算书、图纸60% 答辩成绩20% 总成绩指导教师签字：学生签字：
目录
一、确定桩的长度和承台埋深 (1)
1、设计资料 (1)
2、桩的长度验算 (1)
3、验算 (1)
二、单桩配筋设计和计算 (1)
三、确定桩的平面布置 (2)
四、承台结构计算（冲切、受剪、受弯） (3)
1、桩顶荷载 (3)
2、基础净反力设计值 (3)
3、承台柱冲切验算 (3)
4、承台角桩冲切验算 (4)
5、承台受剪验算 (5)
6、承台受弯验算及承台配筋 (7)
7、承台局部受压验算 (7)
五、桩基沉降验算 (7)
1、地基变形计算深度 (7)
2、考虑扩散作用 (8)
3、不考虑扩散作用 (8)
六、绘制桩及承台施工图 (8)
一、确定桩的长度和承台埋深 1、设计资料： （1）依据规范：
《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） 《混凝土结构设计规范》（GB50010——2002） （2）材料信息：
柱混凝土强度等级：25C
桩、承台混凝土强度等级：25C 2/27.1mm N f t =
钢筋强度等级：335HRB 2
/300mm N f y =
钢筋强度等级：335HPB 2/210mm N f y = 2、桩的长度验算
桩承台标高：500.2-m
粉土层：5.0131925.014.321925.014.31202
????+??=+=∑i sia p p pa a l q A q R μ
kN kN 60082.21<= 亚粘土层：i sia p p pa a l q A q R ∑+=μ 600
)206185.013(1925.014.321925.014.33002
=+?+????+??=x
解得：m x 6.17=
设桩埋入持力层m 18，桩长m 5.24
3、验算
kN
Q kN k 6008.608)18206185.013(1925.014.321925
.014.33002
=>=?+?+????+??
（满足要求）
二、单桩配筋设计和计算
桩身采用C25混凝土，2/9.11mm N f c =
kN R kN f A a c c p 6002.895107.09.11185.0185.014.33
=>=?????=?
%
5.0250
2
≥?πs
A 24.537mm A s = 采用108φ 2
628
mm A s =
三、确定桩的平面布置
几何参数：
承台边缘至桩中心距 mm C 500=
桩列间距 mm A 770= 桩行间距 mm B 1300= 承台高度 mm H 1300=
纵筋合理点到底边的距离 mm a s 70= 平均埋深 m h m 5.2= 矩形柱宽 mm B c 450= 矩形柱高 mm B c 450= 圆桩直径 mm D s 385= 换算后桩边长 mm D s 308=
四、承台结构计算（冲切、受剪、受弯） 1、桩顶荷载：
荷载设计值（作用于承台顶部）：
竖向荷载：kN F 6734=
绕X 轴弯矩：m kN M x ?=00.0 绕Y 轴弯矩：m kN M y ?=00.0
X
向剪力：m kN V x ?=00.0 Y 向剪力：m kN V y ?=00.0
轴心力作用下，单桩受力为： 60010
5
.262.56.320=???+=
+=
k k
k k F n
G F Q kN F k 4.4988=
kN F F k 67344.498835.135.1=?== kN
n F n 4.67310
6734===
2、基础净反力设计值：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）
∑∑
?±
?±=
22
j
i
ox
i
i ox
i x
x M
y
y M
n F N
kN N 4.6731067341== kN N 4.6731067342== kN N 4.6731067343== kN N 4.6731067344== kN N 4.6731067645== kN N 4.6731067346== kN N 4.6731067347== kN
N 4.67310
67348== kN
N 4.67310
67349==
kN
N 4.67310
673410==
3、承台柱冲切验算：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） p t hp o c ox oy c ox l h f a h a b F ???+++?≤βββ)]()([2
X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：mm a ox 36.0= Y 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：mm a oy 89.0= 承台有效高度：m a H h s 23.107.030.10=-=-=
作用于冲切破坏锥体上的冲切里设计值：kN N F F i l 673400.06734=-=-=∑ X 方向冲垮比：29.023.136.00===h a ox ox λ Y 方向冲垮比：72.023.189.00===h a oy oy λ
X 方向冲切系数：74.1)2.029.0(84.0)2.0(84.0=+=+=ox ox λβ Y 方向冲切系数：91.0)2.072.0(84.0)2.0(84.0=+=+=oy oy λβ 96
.0)8001230(800
20009.011=-?---
=hp β
0)]()([2h f a h a b t hp ox c oy oy c ox ???+++?βββ
kN
F kN l 67347.920023.1127096.0)]36.045.0(91.0)89.045.0(74.1[2=>=???+?++??=
4、承台角桩冲切验算：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） 0111121)]2()2([h f a c a c N t hp x y y x l ?+?++?≤βββ 角桩竖向冲反力设计值：kN N 4.6731=
从角桩内边缘至承台边缘的距离：m L A C c s 424.12
308.077.05.02
1=+
+=+
+=
m L C c s 654.02
308.05.02
2=+
=+
=
Y 方向上从承台角桩内边缘引 45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离（当柱或承台变阶处位于该 45线以内时，则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）
m
a x 12.11=
Y 方向上从承台角桩内边缘引 45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离（当柱或承台变阶处位于该 45线以内时，则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）
m a y 89.01=
X 方向角桩冲垮比：91.023.112.1011===h a x x λ Y 方向角桩冲垮比：72.023.189.0011===h a y y λ
X 方向角桩冲切系数：5.0)2.091.0(56.0)2.0(56.011=+=+=x x λβ Y 方向角桩冲切系数：61.0)2.072.056.0)2.0(56.011=+=+=y y λβ 0111121)]2()2([h f a c a c t hp x y y x ??+++βββ
kN N kN 4.6733.263023.1127096.0)]212.1424.1(61.0)289.0654.0(50.0[1=>=???+?++?=
（满足要求）
5、承台受剪验算：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）00h b f F t hs l ββ≤ （1）1—1截面的抗剪验算：
X
方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：mm a 36.00= 计算截面处承台宽度：m C B b 6.35.02600.222=?+=+= 斜截面最大剪力设计值：kN V l 6734=
计算截面的剪跨比：29.023.136.000===h a λ（介于0.3——1.0之间）取0.3 剪切系数：35.1)0.13.0(75.1)0.1(75.1=+=+=λβ 承台计算截面的计算宽度：m b b e 6.3==
受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算：9.0830********
1
4
1
=??
? ??=???
?
??=h hs β kN V kN h b f l t hs 6734683323.16.3127035.19.000=>=????=ββ (满足)
（2）2—2截面的抗剪验算：
Y 方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：mm a 89.00=
计算截面处承台宽度：m C A b 62.55.02620.426=?+=+= 斜截面最大剪力设计值：kN V l 7.2244=
计算截面的剪跨比：72.023.189.000===h a λ（介于0.3——1.0之间） 剪切系数：02.1)0.172.0(75.1)0.1(75.1=+=+=λβ
承台计算截面的计算宽度：m b b e 62.5==
受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算：9.0830123080041
41
=??? ??=???
? ??=h hs
β kN V kN h b f l t hs 7.22441.805923.162.5127002.19.000=>=????=ββ
6、承台受弯验算及承台配筋：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）i i
x y N M ?=∑ 《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）i i
y x N
M ?=∑
（1）垂直于X 轴方向计算截面处弯矩计算： m kN y N
M i i
y ?=??=?=∑4.2171075.14.6733 2
3
5.65381230
`3009.010
4.21719.0mm h f M
A y y
s =???=
=
选用2022φ 26908
m m A s = （2）垂直于Y 轴方向计算截面处弯矩计算： m kN x N
M i i
x ?=??=?=∑8.17503.14.6732
2
3
9.52711230
3009.010
8.17509.0mm
h f M
A y x
s =???=
=
选用1628φ 25626
m m A s =
7、承台局部受压验算：
计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）n c c l A f F 1135.1ββ≤
局部荷载设计值：kN F F c l 6734==
混凝土局部受压面积：22025.045.045.0m H B A c c l =?== 混凝土局部受压计算面积：22025.222025.0m A b =+= 混凝土受压时强度提高系数：3.32025.02025.2==
=
l b l A A β
kN
F kN A f l n c c 6734107352025.0119003.300.135.135.111=>=????=ββ（满足要求）
五、桩基沉降计算
1、地基变形计算深度：
m b b z n 16.7)6.3ln 4.05.2(6.3)ln 4.05.2(=-?=-=
第一层：kPa c 54318=?=σ 第二层：分层厚度取m 1
k P a c 5101819619318=?+?+?=σ
kPa c 5391915101=?+=σ k P a c 558
1915392=?+=σ
kPa c 5771915583=?+=σ k P a c 5961915864=?+=σ kPa c 6151915965=?+=σ
2、考虑扩散作用： c k
k c k ok A
G F P P σσ-+=-='
)4
t a n 2)(4tan
2(00?
?l b l a A ++= 2
55)4
20tan
5.24262.4)(4
20tan 5.2426.2(m
=??+??+=
kN l d A G k 28215)5.245.2(5519)('=+??=+?=γ
2
'
/6.60355
28215
4988mm kN A
G F k
k =+=
+
2/6.935106.603mm kN P P c k ok =-=-=σ 沉降量计算：m l 90.8= m b 06.7=
点
b l )(m z b z
c α )(4kPa P o c z ασ=
c σ1.0
1.26 0 0 0.25 kPa 6.935.6.9325.04=??
51.0 1 1.26 1 0.27 0.245 kPa 73.916.93245.04=?? 53.9 2 1.26 2 0.57 0.228 kPa 36.856.93228.04=?? 55.8 3 1.26 3 0.85 0.199 kPa 51.746.93199.04=?? 57.7 4 1.26 4 1.14 0.170 kPa 48.636.93170.04=?? 59.8 5
1.26
5
1.41
0.144 kPa 92.536.93144
.04=?? 61.5
沉降量：mm E h s m
j n i i
sj i
j i
j p j
3.1512
92
.5348.6351.7436.8573.915.011
,.,=++++?
=?=∑∑
==σ
?
3、不考虑扩散作用：
由kN G k 5.5405.262.46.218=???=，得
62
.46.2)
18206185.013()62.46.2(25.5404988)(20
000??+?+??+?-+=
+-+=
∑b a l q b a G F P i
sia k k ok
0/110
2
<-=mm kN 则沉降量mm s 0=
六、绘制桩及承台施工图（详见图纸）