桩基础课程设计终稿
1 设计资料
1.1 上部结构资料
某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10 t桥式吊车），其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。
1.2 建筑物场地资料
拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置见图1。
图1 建筑物平面位置示意图
建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
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2.1地基各土层物理，力学指标
土
层 编号 土层名称
层底
埋深
（m）
层厚
（m）
3
(kN/m)
γ
e(%)
ω
L
I(kPa)
c
()
?
°(MPa)
s
E
(kPa)
k
f
MPa
s
P
（）
1 杂填土 1.8 1.8 17.5
2 灰褐色粉质
粘土
10.1 8.3 18.4 0.90330.9516.721.1 5.4 125 0.72
3 灰褐色泥质
粘土
22.1 12.0 17.8 1.0634 1.1014.218.6 3.8 95 0.86
4 黄褐色粉土
夹粉质粘土
27.4 5.3 19.1 0.88300.7018.423.311.5 140 3.44
5 灰-绿色粉质
粘土
>27.4 19.7 0.72260.4636.526.88.6 210 2.82
2 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深
2.1 选择桩型
因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大 ，不宜采用浅基础。
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。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，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，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。
2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深
依据地基土的分布，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较后，而第④层是粉土夹粉质粘土，所以第④层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（>2d），工程桩入土深度为m h h 1.231123.88.1,=+++=
由于第①层后 1.8m ，地下水位为离地表2.1m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第②层土0.3m ，即承台埋深为2.1m ，桩基得有效桩长即为23.1-2.1=21m 。
桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层<10时,桩边长取300～400,350mm×350mm ，由施工设备要求，桩分为两节，上段长11m ，下段长
11m （不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ， 图2桩基及土层分布示意图
这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基以及土层分布示意如图2。
2.3 确定单桩极限承载力标准值
本设计属于二级建筑桩基，采用经验参数法和静力触探法估算单桩极限承载力标准值。
根据单桥探头静力触探资料P s 按图3确定桩侧极限阻力标准
图3 s sk p q ?曲线
图2‐4
1000
p s (kPa)
q s k (k P a )
140120
由于除去杂土外,第②,③,④,⑤层土都是粘土,则采取图3中的折线oabc 来确定桩侧极限阻力的标准值： 即：kPa P s 1000<时，s sk P q 05.0= kPa P s 1000>时，25025.0+=s sk P q
桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式 p sk i ski pk sk uk
A P l q u Q Q Q α+=+=∑
其中：)(2
1
21sk sk sk P P P β+=
u――桩身截面周长，m。
i l ――桩穿过第i 层土的厚度。
p A ――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，2
m ，α――桩端阻力修正系数，查表2.2。 由于桩尖入土深度H=23.1m(15 桩入土深度（m） H<15 15 0.75 0.75-0.9 0.9 1sk P 为桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，计算时，由于桩尖进入持力层深度较浅，仅1m,并考虑持力层的可能起伏，所以这里不计持力层土的sk P ，2sk P 为桩端全断面以下4倍桩径范围以内的比贯 入阻力平均值，故KPa P sk 8601=，KPa P sk 34402=，β为折减系数，因为5/21 根据静力触探法求sk q ，根据图3和表1的数据（各层土的Ps 值）,有如下： 第二层：kPa q m h sk 15,6=≤; kPa Ps q m h sk 3672005.005.0,1.106=×==≤≤; 第三层：kPa ps q m h sk 4386005.005.0,1.221.10=×==≤≤； 第四层：kPa p q m h s sk 111253440025.025025.0,6.273.22=+×=+=<≤ 依据静力触探比贯入阻力值和按照土层及其物理指标查表法估算的极限桩侧，桩端阻力标准值列于下表： 表3 极限桩侧、桩端阻力标准值 层 序 静力触探法 经验参数法 )(kPa q sk ) (kPa q sk α )(kPa q sk )(kPa q pk ○2 粉质粘土 15(h≤6) 36 35 ○3 淤泥质粉质黏土 43 29 ○ 4 粉质黏土 111 1784.5 55 2200 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值： 2 40.35156-2.136 4.1431211110.351784.5 1166.34+218.6 1385kN uk sk pk ski i sk p Q Q Q u q l P A α=+=+×××××××∑＝〔（）＋＋＋〕＋＝＝ 估算的单桩竖向承载力设计值（60.1==p s γγ） kN Q p pk s 6.8656 .11385 Q R sk 1== + = γγ 按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值： 2 40.35358+29125510.352200 956.2269.5 1226kN uk sk pk Q Q Q =+×××××××＝（＋）＋＝＋＝ 估算的单桩竖向承载力设计值（65.1==p s γγ） kN Q p pk s 74365 .11226 Q R sk 2== + = γγ 由于R 1>R 2,所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用kN R R 7432==，初步确定桩数。 2.4 确定桩数和承台底面尺寸 下面以B 柱荷载计算。 B 柱桩数和承台的确定 最大轴力组合的荷载：F 2294kN,M=78kN m Q 47kN ?＝，＝ 初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1~1.2， 现在取1.1的系数，即： ()根4.31.1743 22941.1n 2=×=×≥ R F 取n ＝4根，桩距 1.05m 3d ＝≥a S , 桩位平面布置如图5，承台底面尺寸为1.9m 1.9m ×。 图5四桩桩基础 2.5 确定复合基桩竖向承载力设计值 该桩基属于非端承桩，并n>3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，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。 目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。《地基规范》采用等代实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算B,C 复合基桩的竖向承载力设计值 2.5.1四桩承台承载力计算（B 承台） 图2-7 承台净面积：2 2 2 12.335.049.1m A c =×?=。 承台底地基土极限阻力标准值：KPa f q k ck 25012522=×== kN n A q Q c ck ck 1954 2 .3250=×== kN l q u Q i ski sk 2.956==∑ kN q A Q p p pk 5.269== 分项系数70.1,65.1===c p s γγγ 因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下： 4.235 .049.19.1886.0886.0=××==b n e A d a S 09.021 9.1==l Bc 群桩效应系数查表得：64.1,8.0==p s ηη 承台底土阻力群桩效应系数:c e c e c c i c i c c A A A A ηηη+= 承台外区净面积2 222.1)35.09.1(9.1m A e c =??= 承台内区净面积92.12.112.3=?=?=e c c i c A A A m 2 查表 63.0,11.0==e c i c ηη 31.012.32.163.012.392.111.0=+=+=c e c e c c i c i c c A A A A ηηη 那么，B 复合桩基竖向承载力设计值R: kN Q Q Q R c ck c p pk p s sk s 76770 .1195 31.065.15.26964.165.12.9568 .0=++=++=γηγηγη 2.6 桩顶作用验算 四桩承台验算（B 承台） （1）荷载取B 柱的max N 组合：F 2294kN,M=78kN m Q 47kN ?＝，＝ 承台高度设为1m 等厚，荷载作用于承台顶面。 本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数0λ=1.0. 由于柱处于①轴线，它是建筑物的边柱，所以室内填土比室外高，设为0.3m，即室内高至承台底2.4m，所 以承台的平均埋深m d 25.2)4.21.2(2 1 =+= 。 作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G 的分项系数取为1.2. kN G F 248919522942.12025.29.122942=+=×××+=+ 作用在承台底形心处的弯矩∑=×+=kN M 12514778 桩顶受力计算如下： kN y y M n G F N i 6746.046 .012542489) (22max max =××+=×++= ∑∑ kN y y M n G F N i 5706.046 .012542489)(2 2max min =××?=×?+=∑∑ kN n G F N 62242489==+= R kN N 2.1674max 0<=γ 0min 0>N γ kN R kN N 7676220=<=γ 满足要求 （2）荷载取max M 组合：F 1977kN,M=254kN m Q 38kN ?＝ ，＝ ∑=×+==+=+kN M kN G F 29213825421721951977 桩顶受力计算如下： kN y y M n G F N i 7.6647.1215436.046.029242172) (22max max =+=××+=×++= ∑∑ kN y y M n G F N i 3.4217.1215436.046 .029242172)(2 2max min =?=××?=×?+=∑∑ kN n G F N 54342172==+= R kN N 2.17.664max 0<=γ 0min 0>N γ kN R kN N 7675430=<=γ 满足要求 2.7 桩基础沉降验算 采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基础的桩中心距小于6d，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。 2.7.1 B 柱沉降验算 竖向荷载标准值kN F 1764= 基底处压力kPa A G F p 7.5339.19.120 25.29.19.11764=××××+= += 基底自重压力kPa d 371.21 .23 .04.188.15.17=××+×=γ 基底处的附加应力kPa P P d 7.496377.5330=?=?=γ 桩端平面下的土的自重应力c σ和附加应力z σ（04p z ασ=）计算如下： ①．在z=0时： 1)101.19(12)108.17(8)104.18(3.04.188.15.17×?+×?+×?+×+×== ∑i i c h γσ =206.9kPa kPa p b z b l s 7.4967.49625.044,25.0,02,10=××=====ασα ②．在m z 2=时： kPa h i i c 1.2251.929.206=×+==∑γσ kPa p b z b l s 16.1567.4960786.044,0786.0,1.29 .142,10=××======ασα ③．在m z 8.2=时： kPa h i i c 38.2321.98.29.206=×+==∑γσ kPa p b z b l s 8.887.4960447.044,0447.0,39 .16.52,10=××======ασα ④．在m z 3.4=时 kPa h i i c 2461.93.49.206=×+==∑γσ kPa p b z b l s 5.437.4960218.044,0218.0.0,5.49 .16.82,1=××======ασα 将以上计算资料整理于表4 表4 z c σσ,的计算结果（B 柱） 4.3 246 1 4.5 0.0218 43.5 在z=4.4m 处， 2.0176.0246 5.43<==c z σσ，所以本基础取m Z n 3.4=计算沉降量。 计算如表2.5 表2.5计算沉降量（B 柱） S’=59.1+7.1+9.3=75.5mm 桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数0.1=ψ。 短边方向桩数2=b n ，等效距径比4.235 .049.19.1886.0886.0=××==b n Ae d Sa ，长径比6035.021 ==d l ，承台的长宽比0.1=Bc Lc ，查表：59.17,9.1,031.0210===C C C 082.059.17)12(9.11 231.0)1(2 10=+??+ =+?+ =C n C n C b b e ψ 所以，四桩桩基础最终沉降量' S S e ψψ==mm 21.65.75082.00.1=×× 满足要求 2.8桩身结构设计计算 两端桩长各11m,采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293l(L=11m)，起吊时桩身最大正负弯矩2max 0429.0KqL M =，其中K=1.3; ./675.32.12535.02m kN q =××=。即为每延 米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。桩身长采用混凝土强度C30,II 级钢筋，所以： M kN KqL M .8.2411675.33.10429.00429.022max =×××== 桩身截面有效高度m h 31.004.035.00=?= 05156.03103503.14108.2426 20=×××==bh f M c s α 9735.0)05156.0211(2 1)211(21=×?+=?+=s s αγ 桩身受拉主筋26 0274310 3009735.0108.24mm h f M As y s =×××==γ 选用22214(308274)s A mm mm Φ=>，因此整个截面的主筋胃2 414,615s A mm Φ=，配筋率为 566.0310 350615 =×= ρ％>4.0min =ρ％。其他构造要求配筋见施工图2-10。 桩身强度R kN A f A f s y c c >=×+××××=+2.1742)6153103103503.140.1(0.1)(ψ? 满足要求 2.9 承台设计 承台混凝土强度等级采用C20 2.9.1四桩承台设计（B 柱） 由于桩的受力可知，桩顶最大反力kN N 674max =，平均反力kN N 622=,桩顶净反力： kN n F n G N N kN n G N N j j 5.5734 2294 3.6254 195674max max ===?==?=? = （1） 柱对承台的冲切 由图8，2 175mm a a oy ox ==，承台厚度H=1.0m,计算截面处的有效高度mm h 9208010000=?=，承台底保护层厚度取80mm. 冲垮比19.0920 175 0=== =h a ox oy ox λλ 冲切系数846.12 .019.072 .02.072.0=+=+= =ox oy ox d d λ B 柱截面取2 500500mm ×，混凝土的抗拉强度设计值kPa f t 1100= 冲切力设计值kN Q F F i l 5.17205.5732294=?=? =∑ m mm u m 7.22700)175500(4==+×= kN F kN h u f l m t 5.1720504492.07.21100846.100=>=×××=γα (2) 角桩对承台的冲切 由图8，mm c c mm a a y x 525,1752111==== 角桩冲垮比19.0920 175 0111=== =h a x y x λλ 角桩的冲切系数23.12 .019.048 .02.048.0111=+=+= =x y x λαα 0111121)]2 ()2 ([h f a c a c t x y y x + ++ αα 92.011002 175 .0525.0(23.12××+ ××= kN N kN j 3.6258.1524max 0=>=γ 满足要求 （3）斜截面抗剪验算 计算截面为I-I ，截面有效高度m h 92.00=，截面的计算宽度m b 9.10=，混凝土的抗压强度 kPa Mpa f c 96006.9==，该计算截面的最大剪力设计值kN N V j 134867422max =×== mm a a y x 175== 剪跨比19.0920 1750=== =h a x y x λλ 剪切系数2449.03 .019.012 .03.012.0=+=+= x λβ kN V kN h b f c 1348410992.09.196002449.0000=>=×××=γβ 满足要求 （4）受弯计算 承台I-I 截面处最大弯矩m kN y N M j .8.471)2 35 .0175.0(13482max =+×== II 级钢筋2 /300mm N f y = 26 01900920 3009.0108.4719.0mm h f M A y s =×××== 每米宽度范围的配筋210009 .11900 mm A s == ，选用22714,10771000s A mm mm Φ=> 整个承台宽度范围内用筋7 1.913.3×=根，取14根，而且双向布置，即1414Φ（双向布置） （5）承台局部受压验算 B 柱截面面积2 25.05.05.0m A t =×=， 局部受压净面积2125.0m A A t n ==， 局部受压计算面积2 25.2)5.03()5.03(,m A A b b =×××= 混凝土的局部受压强度提高系数325 .025 .2,=== t b A A ββ kN F kN A f B n c 2294972025.09600335.135.11=>=×××=β 满足条件 图2-8四桩承台结构计算图 3、 参 考 文 献 【1】 中华人民共和国国家标准·《 建筑桩基础技术规范（JGJ94—94） 》·北京，中国建筑工业出版社，2002 【2】 中华人民共和国国家标准·《 建筑地基基础设计规范（GB50007—2002） 》·北京，中国建筑工业出版社，2002【3】 中华人民共和国国家标准·《 混凝土结构设计规范（GB20010—2002） 》·北京，中国建筑工业出版社，2002【4】 丁 星 编著·《桩基础课程设计指导与设计实例》·成都：四川大学建筑与环境学院，2006 【5】 王 广 月，王 盛 桂，付 志 前 编著·《地基基础工程》·北京：中国水利水电出版社，2001 【6】 赵 明 华 主编，徐 学 燕 副主编·《基础工程》·北京：高等教育出版社，2003 【7】 陈 希 哲 编著·《土力学地基基础》·北京：清华大学出版社，2004 【8】 熊 峰，李 章 政，李 碧 雄，贾 正 甫 编著·《结构设计原理》·北京：科学出版社，2002 课程设计(论文) 题目名称钢筋混凝土预制桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名李宇康 学号124100161 系、专业城市建设系土木工程 指导教师周卫 2015年5 月 桩基础设计计算书 一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： V=1765, M=169KN·m，H = 50kN； 柱的截面尺寸为：800×600mm； 承台底面埋深：D ＝ 2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m 3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa，弯曲强度设计值为 f m ＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y ＝310MPa 4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa，弯曲抗压强度设 计值为f m ＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。 附表一： 土层的主要物理力学指标表1-1 土 层代号名称 厚 度 m 含水 量w (%) 天然 重度 (kN/m3 ) 孔 隙 比 e 侧模 阻力 桩端 阻力液性 指数 I L 直剪试验 (直快) 压缩 模量 E s (MPa) 承载力 特征值 f k(kPa) q sk kPa q pk kPa 内摩 擦角 ?? 粘聚 力c (kPa) 1 杂填土 2.0 20 18.8 2 2 6.0 90 2 淤泥质土9 38.2 18.9 1.02 22 1.0 21 12 4.8 80 3 灰黄色粉 质粘土 5 26.7 19. 6 0.75 60 2000 0.60 20 16 7.0 220 4 粉砂夹粉 质粘土 >10 21.6 20.1 0.54 70 2200 0.4 25 15 8.2 260 附表二： 《桩基础课程设计》课程设计 《桩基础课程设计》 题目：某实验室多层建筑桩基础设计 学生姓名：-------------------- 指导教师：-------------------- 考核成绩：-------------------- 建筑教研室 目录 一、课程设计任务书 (3) 二、课程设计指导书 (5) （一）课程设计编写原则 （二）课程设计说明书编写指南 1、设计资料的收集 (5) 2、桩型、桩断面尺寸及桩长的择 (7) 3、确定单桩承载力 (7) 4、桩的数量计算及桩的平面布置 (10) 5、桩基础验算 (11) 6、桩身结构设计 (14) 7、承台设计 (15) 三、附录 附录一：课程设计评定标准 (21) 《桩基础课程设计》 设计任务书 题目：某实验室多层建筑桩基础设计 时间及地点：2009年月日-- 月日（1周），教室 指导教师： 一、课程设计基础资料 某实验室多层建筑一框架柱截面为400mm×800mm，承担上部结构传来的荷载设计值：轴力F=2800kN，弯矩M=420kN·m，H=50kN。经勘查地基土层依次为：0.8m厚人工填土；1.5m厚黏土；9.0m厚淤泥质黏土；6m厚粉土。各土层物理力学性质指标如下表所示，地下水位离地表1.5m。试设计该桩基础。 表7-35 各土层物理力学指标 土层号土层名称土层 厚度 （m） 含水 量 (%) 重力密 度 （kN/m 3） 孔隙 比 液限 指数 压缩模量 （Mpa） 内摩 擦角 (0) 凝聚 力 (kPa) ①②③ ④⑤ ⑥人工填土 黏土 淤泥质黏 土 粉土 淤泥质黏 土 风化砾石 0.8 1.5 9.0 6.0 12.0 5.0 32 49 32.8 43.0 18 19 17.5 18.9 17.6 0.864 1.34 0.80 1.20 0.363 1.613 0.527 1.349 5.2 2.8 11.07 3.1 13 11 18 12 12 16 3 17 二、设计依据和资料（详见实例） 三、设计任务和要求 根据教学大纲要，通过《土力学地基基础》课程的学习和桩基础的课程设计，使学生能基本掌握主要承受竖向力的桩基础的设计步骤和计算方法。 本课程设计拟结合上部结构为钢筋混凝土框架结构的多层、高层办公楼，已知其柱底荷载、框架平面布置、工程地质条件、拟建建筑物的环境及施工条件进行桩基础设计计算，并绘制施工图，包括桩位平面布置图、承台配筋图、桩配筋图及施工说明。 桩基设计依据为《建筑桩基技术规范》（IGJ94-94）与《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。 四、课程设计成果及要求 设计成果包括说明书、桩基础设计计算及施工图内容。具体要求如下： 1）、说明书 桩基础设计实例 某城市中心区旧城改造工程中，拟建一幢18层框剪结构住宅楼。场地地层稳定，典型地质剖面图及桩基计算指标见表8-5。柱的矩形截面边长为400mm ×500mm ，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：5840=k F kN ，180=xk M kN ·m ， 550=yk M kN ·m ，120=xk H kN 。承台混凝土强度等级取C30，配置HRB400级钢筋， 试设计柱下独立承台桩基础。 表8-5 地质剖面与桩基计算指标 解：（1）桩型的选择与桩长的确定 人工挖孔桩：卵石以上无合适的持力层。以卵石为持力层时，开挖深度达26m 以上，当地缺少施工经验，且地下水丰富，故不予采用。 沉管灌注桩：卵石层埋深超过26m ，现有施工机械难以沉管。以粉质粘土作为持力层，单桩承载力仅240~340 kN ，对16层建筑物而言，必然布桩密度过大，无法采用。 对钻（冲）孔灌注桩，按当地经验，单位承载力的造价必然很高，且质量控制困难，场地污染严重，故不予采用。 经论证，决定采用PHC400-95-A （直径400mm 、壁厚95mm 、A 型预应力高强混凝土管桩），十字型桩尖。由于该工程位于城市中心区，故采用静力法压桩。 初选承台埋深d =2m 。桩顶嵌入承台0.05m ，桩底进入卵石层≥1.0m ，则总桩长 L=0.05+1.0+10.4+3.5+9.3+1.0≈25.3m 。 （2）确定单桩竖向承载力 ①按地质报告参数预估 ∑+=i sia P p pa a L q u A q R ()4596910.1803.9105.3304.1061254.044.055002+=?+?+?+?+???+??? ? ????=ππ =1150kN ②按当地相同条件静载试验成果 u Q 的范围值为2600 ~3000kN 之间，则 1500~13002/==u a Q R kN ， 经分析比较，确定采用13502/==u a Q R kN 。 （2）估算桩数与平面布桩 ①初选桩的根数 3.41350 5840==a k R F n ＞ 根，暂取5根。 ②初选承台尺寸 桩距2.14.00.30.3=?==d s m ，并考虑到xk yk ＞M M ，故布桩如图8-29所示： (a) 平面 (b) 立面 图8-29 承台尺寸及荷载图 桩基础课程设计 一、设计资料 1、上部结构资料 某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。底层层高3.4m，其余层高3.3m。本工程安全等级为二级。 最大轴力组合： 最大弯矩组合： 最大轴力标准值： 2、建筑物场地资料 建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。 场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。 建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表。 表地基各土层物理，力学指标 3、设计依据 写你所采用的规范 二 、设计步骤 1、 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 （1） 选择桩型 因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大 ，不宜采用浅基础。 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。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，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，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。 （2） 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 依据地基土的分布，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是粉土夹粉质粘土，所以第④层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h, 1.88.312123.1h m =+++= 由于第①层后1.8m ，地下水位为离地表2.1m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第②层土0.3m ，即承台埋深为2.1m ，桩基的有效桩长即为23.1-2.1=21m 。 桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层 <10时,桩边长取300～400,350mm ×350mm ，由施工设备要求，桩分为两节，上段长11m ，下段长11m （不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ， 图2-2桩基及土层分布示意图 这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意如图。 2、 确定单桩极限承载力标准值 本设计属于二级建筑桩基，采用经验参数法和静力触探法估算单桩极限承载力标准值。 根据单桥探头静力触探资料Ps 按图确定桩侧极限阻力标准 50p +40 c 801000 g 15a h d 0.0 p s p s (kPa) f e . 025s 251251000. 016p s +20.450.02p s q s k (k P a ) 140120 60 20 b 图 s sk p q -曲线 由于除去杂土外,第②,③,④,⑤层土都是粘土,则采取图中的折线oabc 来确定桩侧极限阻力的标准值： 目录 1 .设计资料 (2) （一）工程概况 (2) （二）设计资料 (2) 2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (4) 3 .确定单桩极限承载力标准值 (5) 4 .确定桩数和承台底面尺寸 (6) 5 .单桩竖向承载力验算 (7) 6 .柱下独立承台的冲切计算和受剪计算 (8) 7 .承台的抗弯计算和配筋 (15) 8 .基础梁（连系梁）的结构设计 (21) 9 .参考文献 (24) 1. 设计资料（本组采用的工况为ACE） （一）工程概况 凤凰大厦为六层框架结构，±0.00以上高度19.6米。底层柱网尺寸如图1所示。根据场地工程地质条件，拟采用（A）400×400mm2钢筋混凝土预制桩或（B）450×450mm2钢筋混凝土预制桩基础，要求进行基础设计。 Z1Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z2 Z1 Z3 Z3 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z4 Z3 Z3 123456789 D C B A 图1 底层柱网平面布置图 （二）设计资料 ①场地工程地质条件 （1）钻孔平面布置图 1 7 . 5 m 16.0m16.0m16.0m Zk5Zk6Zk7Zk8 Zk1Zk2Zk3Zk4 （2）工程地质剖面图 -1.8-2.0 -2.2-2.5 -5.1(-5.8) -9.5(-10.5) -18.4(-20.4)-3.0(-4.0) -15.5(-17.3) -4.5(-5.3) -8.6(-9.2) -20.5(-21.8) -6.0(-6.5) -9.0(-9.7) -20(-21.2) 杂填土 淤泥 粉质粘土 砾质粘土 -8.5(-9.8) Ⅰ—Ⅰ剖面 -1.8-2.0 -2.2-2.4 -4.9(-4.5) -10.0(-11.4) -14.5(-16.3)-3.0(-4.5) -8.0(-9.4) -17.0(-18.5) -5.5(-6.2) -22.0(-23.0) -6.5(-7.5) -9.5(-11.3) -21.5-(22.0) 杂填土 淤泥 粉质粘土 砾质粘土 -8.5(-10.7) Ⅱ—Ⅱ剖面 桩基础设计 已知条件 F1=2460 KN F2=2640 KN M=800 KN.M FH=150 KN 杂填土 厚2m 粉质粘土 qsa=20 厚4m ； 粉质粘土夹粉土 qsa=25 厚3m 细砂qsa=40 厚6m 圆砾 qsa=40 厚2m 卵石 qp=3000Kpa 桩径 500mm 桩长 2+4+3+6+2+3x0.5 =18.5m ⑴假定承台埋深1.0m 则桩的入土深度为h=18.5-1.0=17.5m 查表得预制桩修正系数为1.1 故单桩竖向极限承载力标准值为 Quk=μ∑qsa li+qp Ap =3.14?0.5?（15?3+20?4+26?6+40?2）+3.14?0.25?0.25?3000 =934.63 KN ⑵确定桩数及布桩 初选桩数 n> R F = R F F 25.1/)21(+=2.63 则取4根 柱距 S=3.0d=3.0?0.5=1.5m 布置如图所示 ⑶初选承台尺寸 取承台长边和短边 Lc=2?（0.5+1.5）=4m Bc=2?0.5+1.5=2.5m 假定承台埋深1.8m ，承台高1.2m ，桩顶伸入承台50mm ，钢筋保护层取30mm ，承台混凝土强度等级为C30，配置Ⅲ级钢筋，则ft=1430Kpa ，fy=360N/mm 2，则承台有效高度为h0=1.20-0.05-0.03=1.12m=1120mm ⑷计算桩顶荷载设计值 取承台及其上土的平均厚度YG=20KN/m 3。则桩顶平均竖向力设计值为N=n G F +=4 8.15.20.42025.12642460????++=723 桩基础工程 1.某工程用打桩机，打如图4-1所示钢筋混凝土预制方桩，共50根，求其工程量，确定定额项目。 钢筋混凝土预制方桩 【解】工程量=0.5×0.5×(24＋0.6)×50=307.50ｍ3 钢筋混凝土预制方桩套2-6 定额基价=114.59元/ｍ3 2.打桩机打孔钢筋混凝土灌注桩，桩长14ｍ，钢管外径0.5ｍ，桩根数为50根，求现场灌注桩工程量，确定定额项目。 【解】工程量=3.14÷4×0.52×(14＋0.5)×50=142.28ｍ3 打孔钢筋混凝土灌注桩（15ｍ以内）套2-41 定额基价＝508.3元/ｍ3 3.如图所示，已知共有20根预制桩，二级土质。求用打桩机打桩工程量。 【解】工程量=0.45×0.45×(15+0.8)×20m3=63.99m3 4.如图所示，求履带式柴油打桩机打桩工程量。已知土质为二级土，混凝土预制桩28根。 【解】工程量=[×(0.32-0.22)×21.2+×0.32×O.8]×28m3=99.57m3 5.如图所示，求送桩工程量，并求综合基价。 【解】工程量=0.4×0.4×(0.8+0.5)×4=0.832m3 查定额，套（2-5）子目， 综合基价=0.832×(96.18+21×0.63×0.25+1033.82×0.060×0.25)=115.625元 6.打预制钢筋混凝土离心管桩，桩全长为12.50m，外径30cm，其截面面积如图所示， 求单桩体积。 【解】离心管桩V1=×3.1416×12m3 =0.0125×3.1416×12m3 =0.471m3 预制桩尖V2=0.32××3.1416×0.5m3=0.0255×3.1416×0.5m3=0.035m3 总体积∑V=(0.471+0.035)m3=0.506m3 7.求图示钢筋混凝土预制桩的打桩工程量，共有120根桩。 【解】V=[(L一h)×(A×B)+×(A×B)×h]×n =[(7-0.23)×(0.25×0.25)+ ×(0.25×0.25×0.23)]×120m3=51.35m3 8.图为预制钢筋混凝土桩，现浇承台基础示意图，计算桩基的制作、运输、打桩、打送桩以及承台的工程量。（30个） 【解】(1)预制桩图示工程量： V图=(8.0+0.3)×0.3×0.3m3×4根×30个=89.64m3 (2)制桩工程量：V制= V图×1.02=89.64m3×1.02=91.43m3 (3)运输工程量：V运= V图×1.019=89.64m3×1.019=91.34m3 (4)打桩工程量：V打= V图=89.64m3 (5)送桩工程量：V送=（1.8-0.3-0.15+0.5）×0.3×0.3×4×30m3=19.98m3 基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学 目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。 桩基础课程设计题目：某机械加工车间桩基设计指导教师： 班级： 姓名： 学号： 建筑工程学院 2010年7月21日 某机械加工车间桩基设计 一、设计资料 1、某机械粗加工车间上部结构（柱子300×400mm2)传至基础顶面的最大荷载为：轴力F k=4500KN，弯矩M k=200KN.m，剪力H k=35KN。 2、工程地质勘察报告引致课程指导书 3、土层名称及厚度如下图所示，地下水位为-0.50m 附表: 土的物理力学性质指标表 二、设计过程 1、确定桩形、截面 根据结构类型和层数，荷载情况、地质条件和施工能力等，选择预制桩，其截面尺寸为400?400mm2。 2、选择桩长 暂取桩顶伸入承台的长度为50mm，承台埋深1.5m，承台高度1.0m，钢筋保护层厚度70mm 则承台有效高度为：h0=1.0-0.070=0.93m 桩中间段长：h1=15-1.50 =13.5m 桩端进入持力层厚度：4.875d=4.875?400=1950mm 桩长为：h=0.05+13.5+0.5+1.95=16.00m 3、初步设定承台的地面标高，承台底面面积，选择桩和承台的混凝土强度等级 初定承台标高为：-1.5m，假定承台底面面积为8m2 为便于施工，桩和承台的混凝土强度等级均取C30 4、确定单桩承载力 KN l q u A q R i sis p p ps .27402.45)3704.919.35.012.5 2.6019.21.00.4(2040.414502a =?+?+?+?+??+?=+=∑ 5、确定桩数 根 根，暂取88.57.2 740)1764500(2.1)(2.1176.012.44105.12.4420a k =+?=+≥=???-???=-=R G F n KN Ah Ad G k w w G K γγ 6、桩的平面布置 初选承台尺寸 桩距：取桩距S=1200m, 承台长边：a=2×(0.6+0.4+0.4+0.3+0.3)=4m 承台短边: b=2×(0.4+0.3+0.3)=2m 7、单桩承载力验算 取承台及其上土的平均重度γG =20KN/m 3 桩顶平均竖向力： KN R KN n G F Q a k k k 2.74084.558 1764500=<=+= +=22max max min 2.142.1).0135200(84.55)(???+±=+±=∑i K K k x x h H M Q Q 基础工程桩基础设计资料 ⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰ 竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表： 表1 地基各土层物理、力学指标 基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表： 灌注桩基础课程设计 1、设计资料 （1）设计题号6，设计轴号○B （○A 轴、○C 轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数）。 （2）柱底荷载效应标准组合值如下 ○A 轴荷载：N k 165V m kN 275M kN 2310F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 162V m kN 231M kN 2690F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 153V m kN 238M kN 2970F k k k =?==；； （3）柱底荷载效应基本组合值如下 ○A 轴荷载：N k 204V m kN 286M kN 2910F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 188V m kN 251M kN 3790F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 196V m kN 266M kN 3430F k k k =?==；； （4）工程地质条件 ①号土层：素填土，层厚1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值ak f =95kPa 。 ②号土层：淤泥质土，层厚3.3m ，流塑，承载力特征值ak f =65kPa 。 ③号土层：粉砂，层厚6.6m ，稍密，承载力特征值ak f =110kPa 。 ④号土层：粉质粘土，层厚4.2m ，湿，可塑，承载力特征值ak f =165kPa 。 ⑤号土层：，粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值ak f =280kPa 。 （5）水文地质条件 地下水位于地表下3.5m ，对混凝土结构无腐蚀性。 （6）场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7级，场地内无可液化砂土、粉土。 （7）上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m ，宽9.6m 。室外地坪高同自然地面，室内外高差450mm ，柱截面尺寸400mm ×400mm ，横向承重，柱网布置图如下： 桩基础课程设计题目：某机械厂粗加工车间桩基设计指导教师： ******* 班级： ******* 姓名： ******* 学号： ******* 组别： ******* 建筑工程学院 2014年 6 月 2 日 某机械加工车间桩基设计 一、设计资料 1、某机械粗加工车间上部结构（柱子300×400mm2)传至基础顶面的最大荷载为：轴力F k=2500KN，弯矩M k=300KN.m，剪力H k=30KN。 2、工程地质勘察报告中指出：地基土的工程地质条件。 （1）地形、地貌：该场地原建有平房两幢（现已拆除），场地地形平坦，相对高度不足1m。位于黄河泛滥平原，冲洪积形式，表层覆盖有少量植被和杂填土。 地层岩性： 根据钻探编录，室试验和标准贯入试验将场地所揭露的地层分为六层。其岩性自上而下为：表土、软而可塑粉质粘土、软塑粘土、流塑淤泥质粘土、软塑粉土、同一硬度粉质粘土，现分述如下： A、表土：以橘黄色粉土为主，局部为杂填土，含植物根、砖渣等，分布场地表面，厚度约0.3m（因为有高低之分，所以以剖面为准），据目测有机含量不高。 可塑、湿、中－压缩性 B、软可塑粉质粘土：褐黄色，褐灰色，含少量的铁质浸染和结核，含植物根，腐殖根，厚度约为2m，全区均有分布。 软－流塑、湿－饱和、高－中压缩性 C、软塑粘土：褐色，含少量的生物碎屑及铁质结核，厚度约为2.5m，分布于全区。 软－流塑、饱和、高－中压缩性 D、流塑淤泥质粘土：呈黑灰色，含多量的有机质，有臭 味夹有薄层粉砂或细砂，偶见贝壳，为三角洲冲积物。厚度约为5m。 软塑、饱和 E、软塑粉土：褐黄色，灰黄色，含砂质团块，自上而下颜色逐渐变深，有淡臭味，含少量的生物碎屑，云母片，该层厚约4.2m,区均有分布。（大于5d 可做持力层但需考虑。） 软－流塑、饱和、中等压缩性 F、同一硬度粉质粘土：呈棕红色，有紫红色和白色斑点，层厚很深。 硬塑、稍湿 （2）水文地质条件：据外业施工期间，测得地下水埋深约为0.5m其类型属于潜水，地下水流向自东北向西南。由于现在是枯水季节，到丰水期时，地下水位还会上涨约0.2m，场地局部会渗出地表。据邻近资料判断，该水不具侵蚀性。 3、地基土的工程地质性质评价 场地地层分布比较稳定，从水平方向上变化不大，垂直方向上变化有规律，因为地下水位较高，使地基（2）（3）（4）（5）层均为饱和状，呈软－流塑状态，地基强度较低，变形值高。 4、结论与建议 (1) 根据建筑物的情况，从经济、实用上考虑可采用柱下十字交叉梁基础或桩基础，但应特别注意承载力不足补偿和减少沉降值问题，建议建筑设计部门根据建筑物实际情况定酌。 第一层表土因其不均匀且厚度较小，本次勘察未加评价。 桩基础设计计算书 一:建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征与力学性质的不同自上而下划分为四层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2、0m,地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载: V = 3200kN, M=400kN m g,H = 50kN; 柱的截面尺寸为:400×400mm; 承台底面埋深:D ＝2、0m。 2、根据地质资料,以黄土粉质粘土为桩尖持力层, 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300,桩长为10、0m 3、桩身资料: 混凝土为C30,轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa,弯曲强度设计值为 f m ＝16、5MPa,主筋采用:4Φ16,强度设计值:f y ＝310MPa 4、承台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa,弯曲抗压强度设计值 为f m ＝1、5MPa。 、附:1):土层主要物理力学指标; 2):桩静载荷试验曲线。 桩静载荷试验曲线 二:设计要求: 1、单桩竖向承载力标准值与设计值的计算; 2、确定桩数与桩的平面布置图; 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算; 5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图, 承台配筋与必要的施工说明; 6、需要提交的报告:计算说明书与桩基础施工图。 三:桩基础设计 (一):必要资料准备 1、建筑物的类型机规模:住宅楼 2、岩土工程勘察报告:见上页附表 3、环境及检测条件:地下水无腐蚀性,Q —S 曲线见附表 (二):外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载:V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 2、桩型确定:1)、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩; 2)、构造尺寸:桩长L ＝10、0m,截面尺寸:300×300mm 3)、桩身:混凝土强度 C30、 c f ＝15MPa 、 m f ＝16、5MPa 4φ16 y f ＝310MPa 桥梁桩基础课程设计任务书 1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)d 。局部冲刷线处设置横系梁。 2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限 %7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量 %8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。 3、桩身材料：桩身采用25号混凝土浇注，混凝土弹性模量 αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。 4、计算荷载 ⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN ⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷公路Ⅱ级 ： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 人群荷载： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）； 柱风力：W 2=10kN （8）。采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。W 2的力臂为11.25m 。 图4 5、设计要求 ⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 ⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。 ⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。 ⑷用A3纸绘出桩的钢筋布置图。 二、应交资料 1、桩基础计算书 2、桩基础配筋图 3、桩基础钢筋数量表 院系：土木学院 姓名： *** 学号： ********班号：土木1001指导教师：罗晓辉日期：2013年6月 目录 1.设计资料 1.1 上部结构资料 (4) 1.2 建筑物场地资料 (4) 2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (4) 2.1 选择桩型 (4) 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (4) 3.确定单桩极限承载力标准值 (5) 4 确定桩数和承台底面尺寸 (5) 4.1 B柱桩数和承台的确定 (5) 4.2 C柱柱桩数和承台的确定 (5) 5. 确定复合基桩竖向承载力设计值（与非复合作比较） (5) 5.1四桩承台承载力计算（B承台） (5) 5.2五桩承台承载力计算（C承台） (7) 5.3 比较 (8) 6. 桩基础沉降验算 (8) 6.1 B柱沉降验算 (8) 6.2 C柱沉降验算 (8) 7.桩身结构设计计算 (9) 8. 承台设计 (10) 8.1四桩承台设计（B柱） (10) （1）柱对承台的冲切 (10) (2) 角桩对承台的冲切 (11) （3）斜截面抗剪验算 (11) （4）受弯计算 (11) （5）承台局部受压验算 (12) 8.2五桩承台设计（C柱） (12) （1）柱对承台的冲切 (12) (2) 角桩对承台的冲切 (12) （3）斜截面抗剪验算 (13) （4）受弯计算 (13) （5）承台局部受压验算 (13) 1.设计资料 1.1 上部结构资料 某建筑方案，上部结构为五层框架，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。 B C 附图 1.2 建筑物场地资料 见附加资料 2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 2.1 选择桩型 采用预制桩（静压桩），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。同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 依据地基土的分布，第⑤层为粉砂，压缩性低，所以第⑤层是比较适合 的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（>2d），工程桩入土深度为h， h=2+2+4+8+1=17m。 初步选定承台埋深为2.1m。 第8章桩基础复习思考题 一、选择题 1下面属于挤土桩的是（D ） （A）钢筋混凝土预制桩（B）钢管桩（C）钻孔灌注桩（D）沉管灌注桩 2、桩基承台的宽度与哪一条件无关？（A ） （A）承台混凝土强度（B）构造要求最小宽度 （C）边桩至承台边缘的距离（D）桩的平面布置形式 3、在竖向极限荷载作用下，桩顶竖向荷载桩侧阻力承担70%，桩端阻力承担30%的桩称为（B ）。 （A）摩擦桩（B）端承摩擦桩（C）摩擦端承桩（D）端承桩 4、以下属于非挤土桩的是（C ） （A）实心的混凝土预制桩（B）下段封闭的管桩（C）钻孔灌注桩 （D） 沉管灌注桩 5、承台的最小宽度不应小于（C ） （A）300mm （B）400mm （C）500mm （D）600mm 6、承台边缘至边桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，边缘挑出部分不应小于（B ）0 （A）100mm （B）150mm （C）200mm （D）250mm 7、板式承台的厚度是由（4 ）承载力决定的。 （1）受弯；（2）受剪切；（3）受冲切；（4）受剪切和受冲切 &端承型群桩基础的群桩效应系数（2 ） (1) 1 (2) =1 (3) ::: 1 9、桩端进入坚实土层的厚度，一般不宜小于桩径的（ 1 ）o （1）1~3 倍（2）2~4 倍（3）2~5 倍（4）3~4 倍 10、产生桩侧负摩阻力的情况很多，比如（ 1 ） （1）大面积地面堆载使桩周土压密；（2）桩顶荷载加大； （3）桩端未进入坚硬土层；（4）桩侧土层过于软弱。 11、地基基础设计等级为（4 ）的建筑物桩基可不进行沉降验算。 （1）甲级；（2）乙级；（3 ）乙级和丙级（4 ）丙级 12、某场地在桩身范围内有较厚的粉细砂层，地下水位较高。若不采取降水措 施，则不宜采用（2 ） 桩基础设计计算书 一：建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： V = 3200kN, M=400kN m，H = 50kN； 柱的截面尺寸为：400×400mm； 承台底面埋深：D ＝2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m 3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa，弯曲强度设计值为 f m ＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y ＝310MPa 4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa，弯曲抗压强度 设计值为f m ＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。 附表二： 桩静载荷试验曲线 二：设计要求： 1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算； 2、确定桩数和桩的平面布置图； 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算； 5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图， 承台配筋和必要的施工说明； 6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。 三：桩基础设计 （一）：必要资料准备 1、建筑物的类型机规模：住宅楼 2、岩土工程勘察报告：见上页附表 3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，Q—S曲线见附表（二）：外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载：V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩； 2）、构造尺寸：桩长L ＝10.0m ，截面尺寸：300×300mm 3）、桩身：混凝土强度 C30、c f ＝15MPa 、m f ＝16.5MPa 4φ16 y f ＝310MPa 4）、承台材料：混凝土强度C30、c f ＝15MPa 、m f ＝16.5MPa t f ＝1.5MPa （三）：单桩承载力确定 1、 单桩竖向承载力的确定： 1）、根据桩身材料强度（?＝1.0按0.25折减，配筋 φ16） 2 ( ) 1.0(150.25300310803.8)586.7p S c y R kN f f A A ?''=+ =???+?= 2）、根据地基基础规公式计算： 1°、桩尖土端承载力计算： 粉质粘土，L I ＝0.60，入土深度为12.0m 100800(800)8805 pa kPa q -=?= 2°、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1： 1.0L I = ， 17~24sa kPa q = 取18kPa 粉质粘土层2： 0.60L I = ， 24~31sa kPa q = 取28kPa 2 8800.340.3(189281)307.2p i p pa sia Ra kPa q q l A μ=+=?+???+?=∑ 3）、根据静载荷试验数据计算： 根据静载荷单桩承载力试验Q s -曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力 550u kN Q = 单桩承载力标准值： 550 2752 2 u k kN Q R = = = 根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力标准值 课程设计-- 桩基础设计 邮电与信息工程学院 课程设计说明书 课题名称：桩基础设计 学生学号：6108130524 专业班级：土木工程五班 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间：2014.5.27 至2014.6.7 一、课程设计的任务或学年论文的基本要求： 1、设计条件 某办公大楼基础拟采用桩基础，有关设计条件和资料如下： 1、结构平面尺寸及上部结构传至基础的荷载如附图1所示； 2、工程地质条件 根据工程场地《岩土工程勘察报告》，各土层物理力学指标及桩侧阻力、桩端阻力特征值如表1和表2所示。 表1 各土层物理力学指标 序号土层名称 层底 埋深 m 含水量 ％ 重度 kN/m3 孔隙比比重 液 限％ 塑性 指数 液性 指数 固结快剪压缩性指标 C kPa φ 度 a1-2 MPa-1 E s1-2 MPa 1 素填土 3.0 18.5 2 粉质粘土 2.0 22.7 19.6 0.670 2.74 27.1 11.5 0.62 26.4 12.2 0.21 8.0 3 淤泥质粘土8.5 40.5 17.8 1.160 2.72 39.0 18.0 1.02 11.0 14.0 0.60 2.54 4 粉土24 19.8 0.710 2.74 16.6 14.0 0.57 36.3 15.1 0.28 6.45 表 2 桩侧阻力、桩端阻力特征值kPa 序号土层名称混凝土预制桩 水下钻（冲）孔 桩沉管灌注桩干作业钻孔桩 人工挖孔桩 （清底干净 d=0.8m） 1 素填土14 13 11 13 13 2 粉质粘土32 31 26 31 31 3 淤泥质粘土1 4 13 11 13 13 4 粉土q sa42 40 33 40 40 q pa1400 500 1400 1000 1000 3、材料：C30混凝土，桩、承台及基础连梁内纵向受力钢筋采用HRB335级，其余钢筋用HRB235级。 2、设计说明书内容及要求 1、确定基础结构布置方案； 2、在结构布置方案的基础上进行单桩承载力验算； 3、桩、承台的内力计算及截面配筋设计； 4、写出完整的计算书，字迹要工整美观，并用钢笔写或打印，插图可用铅笔画。设计计算应符合现行有关规范规定；桩基础设计计算书
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