桩基础工程计算
一、实训目的
结合实际工程进行桩基础工程量计算，熟练掌握预制桩和灌注桩工程的列项和工程量计算与定额的套用方法，培养并提高桩基础工程的计量与计价能力。
二、实训内容
（1）某单位工程设计采用预制钢筋砼方桩，如图示，砼强度等级C30，共116根，柴油机打桩机打桩，桩加工厂距现场堆放点最短运输距离为8.5km，桩顶设计标高为-1.8m，二级场地土，坑槽内（深度1.5m）打斜桩（1:5）。
计算:①桩基础各分项工程量；②综合基价合计
（2）某单位工程现场采用灌注钢筋砼桩，长度如上图示，但截面为圆形，直径为300mm,砼强度等级C20，共100根，场地土质为二级，采用活瓣式桩尖，设计空桩长度为1.0m，每根桩钢筋笼的图示质量为15kg，试计算桩基础部分的综合基价合计。
三、实训指导
1.主要分项内容：桩基础工程列项时，主要根据具体的施工方法中的各施工工序进行列项，同时考虑其他因素影响。预制钢筋混凝桩一般包括：制桩、运桩、打桩、接桩、送桩、浇筑桩承台、管桩的填充材
料等项目；现浇灌注桩一般包括灌注成桩、空桩费（地面下桩）、预制桩尖的制作及运输、钢筋笼制作、土方超运距增加费（干作业成孔）等子目。
2.计量与计价应考虑的因素（查工程地质勘察报告或按照施工组织设计的要求）：
预制桩考虑：土壤级别的划分（一级土和二级土两大类）；打桩方法；是平地还是斜坡上、基坑内或在地坪上打坑槽内打桩；是否是小型工程；是否打密桩（桩间距小于4倍桩径）；是否打实验桩；是否补桩或打地基强夯后的桩；是否打斜桩；桩长及截面尺寸、砼强度等级及管桩的填充材料等。
灌注桩考虑：土壤级别的划分（一级土和二级土两大类）；成桩方法；混凝土强度等级；桩长及截面尺寸；采用机型及桩土的泥浆运距等因素。
总之，应考虑不同的施工方法、不同的土壤级别、不同的桩长、不同的桩深、不同的桩径、不同的材料等因素来正确列项，正确地套用定额子目。
3.工程量计算规则
1）桩制作：
预制桩工程量=图示体积（含桩尖，不扣桩尖虚体积）×（1＋损耗率）＝桩长（含桩尖）×桩断面面积×（1＋损耗率）
打孔灌注桩工程量=（设计桩长+0.25）×设计桩截面面积
灌注桩若埋入预制桩尖，桩长则不含桩尖，桩尖应另列制作运输项目。
2）预制桩运输：工程量等于制作工程量
现场制作时，若就位距离15m以上时计运输费，按1km以内定额子目乘以系数0.8；
工厂制作时，考虑运输类型（桩由桩长不同分为三类，桩尖是二类构件）和运输距离条件不同而计价。
3）打预制桩：工程量按设计桩长（含桩尖，不扣桩尖虚体积）乘以桩断面面积计算。管桩应扣空心体积，空心部分填料时，应另列。
打钢板桩按钢板的量以“t”计。
4）预制桩接桩：除静力压桩、打预制钢筋混凝土离心管桩外，均未包括接桩，当桩长超过30m时应另计接桩费用。接桩的方法有焊接桩、硫磺胶泥（浆锚法），接桩工程量按接头个数计算；板桩按接头长度计算。
5）预制桩送桩：送桩工程量=桩截面面积乘以送桩的长度
送桩长度=打桩架底至桩顶面高度=自桩顶面至自然地坪另加50cm
6）灌注桩中钢筋笼的制作：按图示钢筋净用量以t计。
7）打灌注桩空桩费：工程量=（图示空桩长—0.25m）×设计桩断面面积。计价时按套用打孔灌注桩子目中的沉管成孔时消耗的人工、材料、机械费用，不计灌注混凝土的人工、材料、机械费用。
8）其它项目：
钻孔灌注桩及人工挖空灌注桩中的土方运距工程量按设计桩截面乘以桩底至打桩时地面的高度以m3计；
泥浆护壁灌注桩中的泥浆外运工程量以钻孔体积以m3计；
安拆导向夹具，按设计图纸规定的水平延长米计。
四、考核方法
4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，地质剖面示意图如图 1 所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为 F = 2035kN, M=330kN ?m , H = 55kN, 荷载效应标准组合设计值为 F k =1565kN, M=254
1. 2. 2^00 - 确定桩的规格 根据地质勘察资料，确定第 4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为 方桩，为400mm< 400mm 桩长为9米。承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台 0.1米，则桩 端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为 2.4m X 2.4m 。 确定单桩竖向承载力标准值 Q 根据公式 查表内插求值得 层序 深度(m) I L q sik (kPa ) q pk ( kPa) ② 粉质粘土 2 0.6 60 ③ 饱和软粘土 4.5 0.97 38 ② 粘土 2.4 0.25 82 2500 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值: Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p =4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN 取 Q uk 902.4 kN 3.确定桩基竖向承载力设计值 R 并确定桩数n 及其布置 按照规范要求，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。 查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值 R 为 sp 1.60 桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (F+G)/R= (1565+195.84)/ 547.08=3.22 根 取桩数n = 4根，桩的平面布置为右图所示， 承台面积为 2.4m X 2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑 群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值 R ,S a B e 由一=4 ; = 0.25 d l 查表得 e = 0.155 , ：= 0.75 sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN
例题:双柱式桥墩钻孔灌注桩计算示例（单排桩） 1. 设计资料 1.1 地质与水文资料 最大冲刷线位于河床线下 2.8m ；地基土上层为硬塑黏性土，地基土比例系数m=150004kN m ；桩周土摩阻力标准值60k q kPa =。 下层为中密细砂夹砾石；桩周土摩阻力标准值50k q kPa =；地基承载力基本容许值 0[]220a f kPa =，地基土比例系数m=180004kN m 地基土平均有效重度28.0kN m γ'=（已考虑浮力） 一般冲刷线高程为342.00m ，常水位高程为344.00m ，局部冲刷线高程为339.20m 1.2桩、墩尺寸与材料 墩帽顶高程350.00m ，桩顶高程为344.00m ，墩柱顶高程为348.80m 。 墩柱直径为 1.30m ，混凝土强度等级为C25，钢筋为HRB335，混凝土弹性模量 722.810C E kN m =? 桩身直径为1.50m ，混凝土强度等级为C25，混凝土弹性模量722.810C E kN m =? 1.3荷载情况 桥墩为双柱式桥墩，桥面净宽7m ，附0.75m 人行道，人群荷载为23.0kN m ，设计荷载为公路-Ⅱ级，结构重要性系数为1.0. 上部为30m 预应力混凝土梁，每一根桩承受荷载为： ①两跨恒载反力 1834.53N kN = ②盖梁自重反力2183.10N kN = ③系梁自重反力348.00N kN = ④一根墩柱自重力4187.30N kN = ⑤桩每延米自重力2 1.5(2510)26.5()q kN m π=??-=（已扣除浮力） ⑥活载反力
Ⅰ）两跨活载（汽车+人群）反力：5536.68N kN = Ⅱ）单跨汽车荷载反力：6389.21N kN =，顺桥向弯矩1119.84M kN m =? 单跨人群荷载反力：720N kN =，顺桥向弯矩2 6.16M kN m =? 车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的分配影响。 Ⅲ）制动力90.00T kN = （作用点在支座中心，距桩顶距离为6.197m ） Ⅳ）纵向风力： 盖梁部分1 2.65W kN =，对桩顶力臂为5.45m 。 墩身部分2 2.35W kN =，对桩顶力臂为2.45m 。 采用旋转钻孔灌注桩基础，摩擦桩。 2. 桩长计算 该地基土层由两层组成，根据《公桥基规》中确定单桩轴向受压承载力容许值的经验公式初步反算桩长。设该灌注桩局部冲刷线以下的桩长为h ，一般冲刷线以下的深度为h3=h+2.8，则由轴向受压承载力要求得： []R a N R γ= 2.1 N 为一根桩受到的全部竖向荷载，包括桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑。采用正常使用极限状态的短期效应组合，各系数均取1.0. 当两跨活载时（此时为轴力最不利状况） 1234502() 834.53183.1048187.30536.6826.5(4.8)8.0 1.54 1916.8112.36N N N N N N q l h hA h h h γπ '=++++++-=+++++?+-???=+ 2.2 R γ为单桩轴向受压容许承载力的抗力系数，按《公桥基规》中表5.3.7选用。因计 算使用阶段、短期效应组合，荷载仅包括结构自重、汽车和人群荷载，所以， 1.0R γ=。 2.3 []a R 为摩擦桩—钻孔灌注桩的单桩轴向受压承载力容许值 [] 002231 []2 [](3)a ik i p r r a R u q l A q q m f k h λγ=+=+-∑
桩基础课程设计计 算书
土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师：
地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为 2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。
图1 框架结构柱网布置图 （预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm 。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件
注：地下水位在天然地面下2.5米处 目录 地基基础课程设计任务书............................................................................ - 0 -工程概况....................................................................................................... - 1 - 1.设计资料.................................................................................................... - 4 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深...................................... - 4 - 3.确定单桩极限承载力标准值..................................................................... - 5 - 4.确定桩数和承台尺寸 ................................................................................ - 6 - 5.桩顶作用效应验算 .................................................................................... - 7 - 6.桩基础沉降验算 ........................................................................................ - 8 - 6.1 求基底压力和基底附加压力 ........................................................... - 8 - 6.2 确定沉降计算深度 ........................................................................... - 8 - 6.3 沉降计算........................................................................................... - 8 -
一、打预制钢筋混凝土桩的单桩体积，按设计图示尺寸桩长(包括桩尖，不扣除桩尖虚体积)乘以设计桩截面面积以体积计算。管桩按设计图示尺寸以桩长计算，如管桩的空心部分按设计要求灌注混凝土或其他填充材料时，应以管桩空心部分计算体积，套用离心管桩灌混凝土子目或按该子目进行换算。 二、各类预制桩均按商品桩考虑，其施工损耗率分别为：预制静力压桩0，预制方桩1％，预制板、管桩1％。该损耗已计入相应的子目内。 三、接桩：除静力压桩和离心管桩外，均按设计图示规定以接头数量（个）计算。如管桩需要接桩，其接桩螺栓应按设计要求计算并入制作项目内。 四、送桩：按送桩长度(即打桩架底至桩顶面高度或自桩顶面至自然地坪面另加0.5m)乘以桩截面面积以体积计算。 五、沉管灌注桩（混凝土桩、砂桩、碎石桩），按设计图示尺寸桩长 (包括桩尖，不扣除桩尖虚体积)乘以设计截面面积以体积计算。多次复打桩按设计要求的扩大直径计算。 六、钻孔灌注混凝土桩和CFG桩，按设计图示尺寸桩长 (包括桩尖，不扣除桩尖虚体积)乘以设计截面面积以体积计算。 七、泥浆运输工程量按钻孔体积计算。 八、当打桩属于本分部说明第9、10条的情况时，可计算入岩增加费。入岩增加费以设计桩截面积乘以入岩深度以体积计算。 九、人工挖孔桩，按设计图示长度乘以设计截面面积以体积计算。 十、喷粉桩、深层搅拌桩、灰土挤密桩按设计图示长度乘以设计截面面积以体积计算。高压旋喷桩，按设计图示长度计算。 十一、因设计要求现场灌注桩的空桩，其工程量按自然地坪至设计桩顶标高
的长度减去超灌（喷）长度乘以桩设计截面面积以体积计算。 十二、地下连续墙： 1.导墙开挖按设计图示墙中心线长度乘以开挖宽度及深度以体积计算。导墙混凝土浇灌按设计图示墙中心线长度乘以厚度及深度以体积计算。 2.机械成槽按设计图示墙中心线长度乘以墙厚及成槽深度以体积计算。成槽深度按自然地坪至连续墙底面的垂直距离另加0.5m计算。泥浆外运按成槽工程量计算。 3.连续墙混凝土浇灌按设计图示墙中心线长度乘以墙厚及墙深以体积计算。 4.清底置换、接头管安拔按分段施工时的槽壁单元以段计算。 十三、地基强夯按设计图示尺寸以面积计算。设计无明确规定时，以建筑物基础外边线外延5m计算。区分夯击能量，每夯点击数以每平方米计算。 设计要求不布夯的空地，其间距不论纵横，如大于8m，且面积又在64m2以上的应予扣除，不足64m2的不予扣除。 十四、喷射混凝土护坡按设计图示喷射的坡面面积计算。锚杆和土钉支护按设计图示尺寸的长度计算。锚杆的制作、安装按照设计要求的杆径和长度以质量计算。 十五、打拔钢板桩按设计图示尺寸以钢板桩质量计算 十六、安拆导向夹具，按设计图示的水平长度计算。
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。
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
A.B 桩与地基基础工程 说明 一、一般说明 （一）本分部桩与地基基础工程适用于一般工业与民用建筑的桩与地基基础工程，不适用于水工建筑、公路桥梁的打桩工程。 （二）本分部桩与地基基础工程地层划分为土壤层、卵石层、岩石层三大类。 1.卵石层是指粒径大于20mm的卵石、碎石含量＞50%的地层。如粒径大于20mm的卵石、碎石含量在15%～50%，人工、机械按卵石层项目乘以系数0.80。如粒径大于200mm的卵石、碎石含量＞50%，按松次坚石层项目计算。 2．岩石级别按土壤及岩石(普氏)分类划分为三档，本定额按岩石级别松次坚石（V～VIII）确定。岩石级别为普坚石（IX～X）时，人工、机械按松次坚石项目乘以系数1.4；岩石级别为特坚石（XI～XVI）时，人工、机械按松次坚石项目乘以系数2.0。 3．土壤级别根据工程地质资料中的土层构造和土壤物理、力学性能的有关指标，参照纯沉桩时间划分为一级土和二级土。凡遇有砂夹层者，应首先按砂层情况确定土壤级别。无砂层者，按土壤物理、力学性能指标并参照每米平均纯沉桩时间确定。用土壤物理力学性能指标鉴别土壤级别时，桩长≤12m，相当于桩长的1/3的土层厚度应达到土壤级别所规定的指标。桩长＞12m，5m厚度的土层应达到土壤级别所规定的指标。土壤级别按下表确定。 （三）单位工程打(灌注)桩工程量在下列规定数量以内时，其人工、机械按相应项目乘以系数1.25计算。 （四）本分部(除锚杆钻孔、灌浆外)系按打垂直桩考虑，如打斜桩，其斜度小于1:6时，则人工、机械乘以系数1.43(俯打、仰打均同)；当斜度超过1:6时，打桩所采用的措施费用，按实计算。
（五）本分部不包括清除地下障碍物，若发生时按实计算。 （六）本分部桩与地基基础工程项目中未包括桩的现场检验费。 二、桩基工程 （一）打试桩按相应项目的人工、机械乘以系数2计算。 （二）混凝土桩、水泥粉煤灰碎石桩的截桩按相应项目另行计算，截桩项目已包括将截下的桩头运至现场不影响下步施工的堆放点的费用，桩头如需运出施工现场者，按“A.A 土(石)方工程”相应项目计算。 （三）打预制钢筋混凝土方桩及混凝土管桩按运输至施工现场的成品桩编制，不再计算桩的制作及运输。 （四）焊接桩钢材用量如与实际不同时，按实调整。 （五）钻孔灌注混凝土桩、冲击钻孔法施工的混凝土桩、砂石桩、水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)及振冲碎石桩的泥浆外运另按相应项目计算。 （六）沉管法施工的混凝土桩、砂石桩、水泥粉煤灰碎石桩的桩尖制作按相应项目另行计算，桩尖钢筋、铁件制作安装、桩尖运输另按“A.D 混凝土及钢筋混凝土工程”相应项目计算。 （七）灌注桩的充盈量已包含在项目内，不另计算。 （八）人工挖孔桩不浇护壁，桩芯浇注执行挖孔桩芯定额，并将混凝土用量换算为11m3/10m3。 （九）现场灌注混凝土桩的钢筋笼按“A.D 混凝土及钢筋混凝土工程”相应项目计算。 （十）压力灌浆微型桩如作为抗拔桩（抗浮锚杆），使用钢筋或钢绞线的，按本分部的预应力锚杆项目和非预应力锚杆项目计算。 （十一）高压旋喷桩、压力灌浆微型桩的水泥用量与本项目用量不同时，按实调整。 （十二）本项目中没有的桩径可采用内插法计算。如桩径为850mm的回旋钻孔灌注桩，可根据桩径为800mm和桩径为900mm的项目计算，即：桩径为850mm的回旋钻孔灌注桩基价 V850=(A900-A850) ×V800＋ (A850-A800) ×V900 (A900-A800)(A900-A800) = 0.51471×V800＋0.48529×V900 式中V800、A800 ——桩径为800mm的回旋钻孔灌注桩基价、截面积； V850、A850——桩径为850mm的回旋钻孔灌注桩基价、截面积； V900、A900——桩径为900mm的回旋钻孔灌注桩基价、截面积。
单排桩基础课程设计指导书 一．拟定尺寸 桩径：参考选择范围：1.2m~1.6m。 桩长：据所选定的持力层选择。 摩擦桩的桩长不应小于4m，桩底端部应尽可能达到该土层的桩端阻力的临界深度。一般不宜小于1m。 横系梁：梁高取（0.8~1.0）d；梁宽取（0.6~1.0）d。详见《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)第？条第3款 二．荷载计算及荷载组合 1.荷载计算 浮力的考虑参见《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.2.4条 墩柱自重应考虑常水位和最低水位两种情况。 钢筋混凝土重度取25KN/m3；有效重度取15KN/m3。 2.桩顶荷载计算及桩顶荷载组合 参见《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.1有关条款及《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0.5条~1.0.11条有关条款。 可列表计算 三．桩基设计计算与验算
1.桩长确定及单桩承载能力验算 桩长的计算可以根据持力层位置拟定，再根据单桩容许承载力的验算来修正，也可以根据单桩单桩承载力的验算公式反算桩长。 地基承载能力验算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0..8条规定，验算荷载采用正常使用极限状态荷载组合。取能产生最大竖向轴向力N max 的荷载组合作为控制荷载。 G ———桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值 R ———地基承载力容许值抗力系数。按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第5.3.7条规定取值。 [R a ] ——单桩轴向受压承载力容许值。 由于R 取值不同，应取永久荷载+汽车荷载及永久荷载+可变荷载两种工况验算。 2.桩身内力及配筋计算 (1)计算桩的计算宽度 圆形截面桩：9.0)1(+=d b l （2）计算桩土变形系数α，并判断桩是否为弹性桩 （3）计算最大冲刷线处桩顶荷载 按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0.5条规定基础结构设计当按承载能力极限状态设计时，应采用作用效应基本组合和偶然组合（本设计不考虑）进行验算。控制荷载应取按承载能力极限状态设计时，能产生最大弯矩及相应轴力较小的工况进行验算。 （4）桩身内力计算可列表进行，相应格式可参照下表： 求出桩身弯矩及剪力图（用坐标纸绘制） Z Z Z α=- h h α=- m A m B m A H α m B M 0 Z M Z Z Z α=- h h α=- q A q B q A H 0 q B M 0α Z Q （5）配筋计算 a ．桩身最大弯矩值及其相应的截面位置的确定 可由桩身弯矩图（用坐标纸绘制）确定（图解法），也可计算出系数C Q 后，查表求得（数解法）。 b ．求出最大弯矩和相应轴力后，配筋计算及截面强度验算课参见《结构设计原理》有关偏心受压构件强度计算部分。 最大弯矩及相应轴力应取设计值，要考虑荷载分项系数。 桩基构造要求详见《公桥基规》第5.2.2条及5.2.5条第3款有关规定。 钢筋布置要考虑： （1）主筋钢种、直径，与承台的联结方式及主筋的截断； （2）箍筋的直径、间距，加强筋的设置。 ] [max a R R G N γ≤+
1 第四章桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，
2 使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 z zx Cx =σ （4-1） 式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3； z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。 （2）确定方法 地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测z x 及zx σ后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。
七、灌注桩 （1）打孔沉管灌注桩单打、复打：计量单位：m3 V=管外径截面积×（设计桩长+加灌长度） 设计桩长——根据设计图纸长度如使用活瓣桩尖包括预制桩尖，使用预制钢筋混凝土桩尖则不包括加灌长度——用来满足砼灌注充盈量，按设计规定；无规定时，按0.25m计取。 （2）、夯扩桩：计量单位：m3 V1（一、二次夯扩）=标准管内径截面积×设计夯扩投料长度（不包括预制桩尖） V2（最后管内灌注砼）=标准管外径截面积×（设计桩长+0.25） 设计夯扩投料长度——按设计规定计算。 （3）钻孔混凝土灌注桩 成孔工程量，计量单位：m3 钻土孔V=桩径截面积×自然地面至岩石表面的深度； 钻岩孔V=桩径截面积×入岩深度度 混凝土灌入工程量，计量单位：m3V=桩径截面积×有效桩长，有效桩长设计有规定按规定，无规定按下列公式： 有效桩长=设计桩长（含桩尖长）+桩直径 设计桩长——桩顶标高至桩底标高 基础超灌长度——按设计要求另行计算。 泥浆运输工程量：计量单位：m3，工程量按成孔工程量计取。 八、人工挖孔桩 （1）、人工挖孔工程量：计量单位：m3 V（人工挖土）=护壁外围截面积×成孔长度成孔长度——自然地坪至设计桩底标高 V（淤泥、流砂、岩石）=实际开挖（凿）量 （2）砖、混凝土护壁及灌注桩芯混凝土工程量：计量单位：m3工程量按设计图示尺寸的实体积 九、水泥搅拌桩、粉喷桩，以立方米计算 V=（设计桩长+500MM）×设计桩截面面积（长度如有设计要求则按设计长度）。双轴的工程量不得重复计算，群桩间的搭接不扣除。 十、长螺旋或旋挖法钻孔灌注桩，以立方米计算 V=（设计桩长+500MM）×设计桩截面面积或螺旋外径面积（长度如有设计要求则按设计长度）。 十一、基坑锚喷护壁成孔及孔内注浆。 按设计图纸以延长米计算 十二、护壁喷射混凝土 按设计图纸以平方米计算。 十三、砖基础计算规则 1、基础与墙身（柱身）的划分： （1）基础与墙（柱）身使用同一种材料时，以设计室内地面为界（有地下室者，以地下室 室内设计地面为界），以下为基础，以上为墙（柱）身。 （2）基础与墙身使用不同材料时，位于设计室内地面﹢300MM以内时，以不同材料为分界线，超过﹢300MM时，以设计室内地面为分界线。 （3）砖、石围墙，以设计室外地坪为界线，以下为基础，以上为墙身。 2、砖基础的计算方法（计价表规则） （1）砖基础不分墙厚和高度，按图示尺寸以m3计算。其中基础长度：外墙墙基按外墙的中心线计算；内墙墙基按内墙基最上一步的净长线计算。 （2）不扣除的部分：基础大放脚T形接头处的重叠部分，嵌入基础内的钢筋、铁件、管道、基础防潮
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。
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
工程量计算规则 1.计算打桩（灌注桩）工程量前应确定下列事项。 （1）确定土质级别：根据工程地质资料中的土层构造、土壤物理力学性能及每米沉桩时间鉴别适用定额土质级别。 （2）确定施工方法、工艺流程，采用机型，桩、土壤泥浆运距。 2.打预制钢筋混凝土桩（含管桩）的工程量，按设计桩长（包括桩尖，即不扣除桩尖虚体积）乘以桩截面面积以立方米计算。管桩的空心体积应扣除。 3.静力压桩机压桩。 （1）静压方桩工程量按设计桩长（包括桩尖，即不扣除桩尖虚体积）乘以桩截面面积以立方米计算。 （2）静压管桩工程量按设计长度以米计算；管桩的空心部分灌注混凝土，工程量按设计灌注长度乘以桩芯截面面积以立方米计算；预制钢筋混凝土管桩如需设置钢桩尖时，钢桩尖制作、安装按实际重量套用一般铁件定额计算。 4.螺旋钻机钻孔取土按钻孔入土深度以米计算。 5.接桩：电焊接桩按设计接头，以个计算；硫磺胶泥按桩断面以平方米计算。 6.送桩：按桩截面面积乘以送桩长度（即打桩架底至桩顶高度或自桩顶面至自然地平面另加0.5m）以立方米计算。 7.打孔灌注桩。 （1）混凝土桩、砂桩、碎石桩的体积，按[设计桩长（包括桩尖，即不扣除桩尖虚体积）+设计超灌长度]×设计桩截面面积计算。 （2）扩大（复打）桩的体积按单桩体积乘以次数计算。 （3）打孔时，先埋入预制混凝土桩尖，再灌注混凝土者，桩尖的制作和运输按本定额A.4混凝土及钢筋混凝土工程相应子目以立方米计算，灌注桩体积按[设计长度（自桩尖顶面至桩顶面高度）+设计超灌长度]×设计桩截面积计算。 8.钻（冲）孔灌注桩和旋挖桩分成孔、灌芯、入岩工程量计算。 （1）钻（冲）孔灌注桩、旋挖桩成孔工程量按成孔长度乘以设计桩截面积以立方米计算。成孔长度为打桩前的自然地坪标高至设计桩底的长度。
第二章桩基础及地基加固工程 说明 一、本定额适用于陆地上桩基工程；所列打桩机械的规格、型号是按常规施工工艺和方法综合取定。 二、本定额中未涉及（岩石）层的子目，已综合考虑了各类土（岩石）层因素。涉及土（岩石）层的子目，其各类土（岩石）层鉴别标准如下： 1．砂、粘土层：粒径在2～20㎜的颗粒质量不超过总质量的50%的土层，包括粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂。 2．碎、卵石层：粒径在2～20㎜的颗粒质量超过总质量50%的土层，包括角砾、圆砾及20～200㎜的碎石、卵石、块石、漂石，此外亦包括软石及强风化岩。 3．岩石层：除软石及强风化岩以外的各类坚石，包括次坚石、普坚石和特坚石。 三、桩基施工前场地平整、压实地表、地下障碍处理等，定额均未考虑，发生时另行计算。 四、探桩位已综合考虑在各类桩基定额内，不另行计算。 五、混凝土预制桩 1．打、压预制钢筋混凝土方桩（空心桩），定额按购入构件考虑，已包含了场内200m以内的就位供桩，发生时不再另行计算。如采用现场制桩，场内供运桩按第四章混凝土及钢筋混凝土工程中的混凝土构件汽车运输定额相应规定执行。 2．打、压预制钢筋混凝土方桩定额已综合了接桩所需的打桩机台班，但未包括接桩本身费用，发生时套用相应定额。打、压预应力钢筋混凝土管桩定额已包括接桩费用，不另行计算。 3．打、压预制钢筋混凝土方桩，单节长度超过20米时，按相应定额乘系数1.2。 4．打、压预应力管桩，定额按购入成品构件考虑，已包含了就位供桩和场内200m以内的吊运桩，发生时不再另行计算。桩头灌芯部分按人工挖孔桩灌桩芯定额执行；设计要求设置的钢骨架、钢托板分别按第四章混凝土及钢筋混凝土工程中的沉管灌注桩的桩钢筋笼和预埋铁件定额执行。 打、压预应力管桩如设计要求需设置桩尖时另按第四章混凝土及钢筋混凝土工程中的预埋铁件定额执行。 六、灌注桩 1．转盘式钻孔桩机成孔、旋挖桩机成孔定额按桩径划分子目，定额已综合考虑了穿越砂（粘）土层碎（卵）石层的因素，如设计要求进入岩石层时，套用相应定额计算入岩增加费。 2．冲孔打桩机冲抓（击）锤冲孔定额分别按桩长及进入各类土层、岩石层划分套用相应定额。 3．泥浆池建造和拆除按成孔体积套用相应定额，泥浆场外运输按成孔体积和实际运距套用泥浆运输定额。旋挖桩的土方场外运输按成孔体积和实际运距分别套用第一章相应土方装车、运输定额。 4．桩孔空钻部分回填应根据施工组织设计要求套用相应定额，填土者按土方工程松填土方定额计算，填碎石者按砌筑工程碎石垫层定额乘系数0.7计算。 5．人工挖孔桩挖孔按设计注明的桩芯直径及孔深套用定额；桩孔土方需外运时，按土方工程相应定额计算；挖孔时若遇淤泥、流砂、岩石层，可按实际挖、凿的工程量套用相应定额计算挖孔增加费。 6．人工挖孔桩护壁不分现浇或预制，均套用安设混凝土护壁定额。
土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师：
地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 图1 框架结构柱网布置图
（预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件 注：地下水位在天然地面下2.5米处
目录 地基基础课程设计任务书........................................................................................................ - 0 - 工程概况.................................................................................................................................... - 1 - 1.设计资料................................................................................................................................. - 3 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深................................................................. - 3 - 3.确定单桩极限承载力标准值................................................................................................. - 4 - 4.确定桩数和承台尺寸............................................................................................................. - 5 - 5.桩顶作用效应验算................................................................................................................. - 5 - 6.桩基础沉降验算..................................................................................................................... - 6 - 6.1 求基底压力和基底附加压力...................................................................................... - 6 - 6.2 确定沉降计算深度...................................................................................................... - 6 - 6.3 沉降计算...................................................................................................................... - 6 - 6.4 确定沉降经验系数...................................................................................................... - 7 - 8 承台设计计算........................................................................................................................ - 9 - 8.1承台受冲切承载力验算............................................................................................... - 9 - 8.1.1.柱边冲切............................................................................................................. - 9 - 8.1.2角桩向上冲切................................................................................................... - 10 - 8.2承台受剪承载力计算................................................................................................. - 10 - 8.3承台受弯承载力计算..................................................................................................- 11 - 参考文献...................................................................................................................................- 11 -