基础工程课程设计任务书
某住宅楼桩基础设计
交通建筑工程学院土木工程课程组
二○一一年五月
一、任务安排如下：
学号
F
（kN）
M
（m
kN ）
H
（kN）
柱截面一
（mm×mm）
柱截面二
（mm×mm）
1 3200 400 50 400×400
2 3200 500 60 350×350
3 3200 600 70 400×400
4 3000 400 50 350×350
5 3000 500 60 400×400
6 3000 600 70 350×350
7 3000 360 60 400×400
8 2900 500 60 400×400
9 2800 500 50 350×350
10 2800 600 60 400×400
11 2800 400 70 350×350
12 2600 400 60 400×400
13 2600 500 50 350×350
14 2600 600 70 400×400
15 2400 400 40 350×350
16 2400 500 60 400×400
17 2400 600 70 350×350
18 2800 400 40 400×400
19 2800 600 50 350×350
20 2800 500 60 400×400
21 3000 400 50 350×350
22 3000 600 60 400×400
23 3000 500 70 350×350
24 2700 400 60 400×400
25 2800 400 70 350×350
26 2500 600 60 400×400
二、计算书中需要完成的内容：
（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。勘察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。
2、建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子（500mm×500mm）传来的荷载：
F=***kN，M=***m
kN ，H = ***kN。
3、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**×**，桩长为10.0m。
4、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f
c
＝14.3 N/mm2，主筋采用：4
Φ16，强度设计值：f
y
＝300N/mm2。
5、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f
c
＝14.3 N/mm2，承台底面埋深：D＝2.0m。
附：1）：土层主要物理力学指标；2）：桩静载荷试验曲线。
附表一：
土层代号名
称
厚
度
m
含
水
量
ω
%
天
然
重
度
γ
kN/m3
孔
隙
比
e
塑
性
指
数
I p
液性
指数
I L
直剪试验
（快剪）
压缩
模量
E s
（kPa）
承载力
标准值
f ak
(kPa)
内摩
擦
角°
粘聚力
C（kPa）
1－2 杂填土 2.0 18.8
2－1 粉质粘土9.0 38.2 18.9 1.02 19.8 1.0 21 12 4.6 120 2－2 粉质粘土 4.0 26.7 19.6 0.75 15 0.60 20 16 7.0 220
3 粉沙夹粉
质粘土
>10 21.6 20.1 0.54 12 0.4 25 15 8.2 260
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，使用A4图纸打印。
三：桩基础设计
（一）：必要资料准备
1、建筑物的类型及规模：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：F= 3000kN、M = 600kN·m、H = 60kN
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：400mm×400mm
f＝14.3 N/mm2、
3）、桩身：混凝土强度等级C30、
c
f＝300 N/mm2
4Φ16
y
f＝14.3 N/mm2、
4）、承台材料：混凝土强度等级C30、
c
f＝1.43 N/mm2
t
（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，配筋Φ16）
()()
kN
A f A f R S
y p c 1.25298.8033004003.140.12=?+??=''+=?
2）、根据地基基础规范公式计算： 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
由书105页表4-4知，当h 在9和16之间时，当
L
I
=0.75时，1500=pk q kPa,当
L
I
=0.5
时，2100=pa
q ，由线性内插法：
75
.06.01500
75.05.015002100--=--pk q 1860=pk q kPa ②、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1： 1.0L
I
= ，由表4-3，sik q =36～50kPa ，由线性内插法，
取36kPa
粉质粘土层2： 0.60L
I
= ，由表4-3，sik q =50～66kPa ，由线性内插法
可知，
75
.06.05075.05.050
66--=--sik q ，kPa q sik 6.59=
()kN
l q u A q Q i
sik p pk uk 36.9116.5913694.044.018602=?+???+?=+=∑
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，取单桩竖向承载力特征值
275a
kN R
=
4）、确定桩数和桩的布置：
①、初步假定承台的尺寸为 3×4㎡
上部结构传来垂直荷载： 3000=F kN 承台和土自重： ()48020432=???=G kN 桩数可取为92.13275
480
30001.11
.1=+?=+=a R G F n 取16=n 根 桩距 ：=S (3～4)d =（3～4）×0.4=1.2～1.6m 取 S =1.5m
②、承台平面尺寸及桩排列如下图：
1500
1500
1500400
400
400150015001500
400200
200
500
500
2600
2600
A
A
B
B
5300
5300
承台平面布置图 1:100
67406740
2000
9000
1000
桩立面图 1:100
（四）：单桩受力验算： 1、单桩所受平均作用力：
7.25716
20
23.53.53000=???+=+=
n G F Q i kN ＜a R 2、单桩所受最大及最小力：
()()
Ra kN kN i i x Mx n G F Q 2.12.29202.223222
max
max
min 25.275.0825.25.1606007.257<>=+??+±
=±+=
∑ 3、 单桩水平承载力计算：
75.31660===
n H H i kN ，5.18716
3000
==i V kN ，50
15.18775.3==i i V H ＜＜121
即 i
V
与
i
H
合力 与
i
V
的夹角小于5
∴单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。
（五）：群桩承载力验算：
1、根据实体基础法进行验算： 1）、实体基础底面尺寸计算： 桩所穿过的土层的摩擦角：
121?
?= ()9m ，2
20??= ()1m
取121 5.2544
α??
=
==? ， =αtan 0.0919 边桩外围之间的尺寸为：2
9.49.4m ?
实体基础底面长、宽均为：m 74.60919.01029.4=??+
2）、桩尖土承载力设计值：
①、 实体基础埋深范围内的土的平均重度（地下水位下取有效重度）
(
)()3
18.8218.910919.61011
0.6
12
m kN γ
?+-?+-?=
=
②、 实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为： 查表得 取
0.3b
η
= ， 1.6d
η=
()()
()()kPa
d b f f d b ak a 8.4255.0126.106.1374.66.93.02205.030=-??+-??+=-+-+=γηη
③、取
320G
kN
m γ
= ，310m
kN
m γ= ，
基础自重为：
()kN G 9.6359101020274.674.6=?+???= ④、实体基础底面压力计算： ○1当仅有轴力作用时： kPa A G F P 20674.69.635930002
0=+=+=
＜ak f ○2考虑轴力和弯矩时计算： ()k P a W M A G F P 2.29774
.66
5.16060074.69.6359300022max =??+++=++=
＜a f 2.1
由以上验算，单桩及整体承载力满足要求。 （六）、承台设计：
承台尺寸由图1所示，无垫层，钢筋保护层厚取100mm 。进行承台冲切、抗剪及抗弯计算时，均应采用单桩净反力设计值（对由永久荷载效应控制的基本组合，按K S S 35.1=）。 1、单桩净反力的计算：
单桩净反力，即不考虑承台及覆土重量时桩所受的力 1）、单桩净反力的最大设计值：
kN Q 34735.116203.53.52.292max
=???
?
??
??-='
2）、平均单桩净反力： kN Q i 25316
3000
35.1=?
=' 2、承台冲切验算： 1）、柱边冲切： 冲切力：kN N
F F i
L 3000=-
=∑
受冲切承载力截面高度影响系数
hp
β
的计算：当,
8000mm h =hp
β
=1.0，当
,20000mm h =hp β=0.9， 由线性内插法可知hp β=0.95
冲夸比λ与系数α的计算：
y x x
y x x h a 000000003.22
.0214.084.02.084.0214.01400
300
βλβλλ==+=+=====
()()[]
()()[]L
t hp x c y y c x F kN h f a h a b >=???+++?=+++7.12354140043.195.030050003.230050003.2220
0000βββ
满足要求。
边柱：0001800h mm b a x x >==，取mm h b a x x 1400000===
y
x y x
x h a 0000
007.02
.0184
.01ββλλ==+=
===
()()[]
()()[]L
t hp x c y y c x F kN h f a h a b >=???+++?=+++10118140043.195.014005007.014005007.0220
0000βββ
满足要求。
3、角桩向上冲切：75.01
75
.0,75.0,6.0111121=======x y x y m a a m c c λλ 589.02
.075.056
.011=+=
=y x ββ
()[]
kN
N kN h f a c a c t hp x y y x 2.2921560100043.195.022
75.06.0589.022max 0111121=>=????+?=??
??????? ??++??? ?
?+βββ
满足要求。
4、承台抗剪验算：
斜截面受剪承载力可按下面公式计算： 0
hs t
V f b h
ββ≤
，214.04
.13
.0,3.0==
==λm a a y x ，因为,3.0<λ所以取3.0=λ。
35.113.075.1175.1=+=+=
λβ，869.014008004
1
=??
?
??=hs β A-A 截面处承台抗剪验算：
边上一排桩净反力最大设计值kN Q i 347max ='，按4根桩进行计算。 剪力 kN Q V i 138834744max =?='= 承台抗剪时的截面尺寸为：
m h m b b b h h b y y y y 4.1,82.4530053002600114005005.0115.010112010==?????????? ??--=???
????????? ??--=
V kN h b f t hs >=????=4.113204.182.4143035.1869.000ββ
满足要求
边桩：875.01
175
.1175.1=+=+=λβ
V kN h b f t hs >=????=3.73374.182.41430875.0869.000ββ
满足要求
B-B 截面处承台抗剪验算：
边排桩单桩净反力平均值kN Q i 25316
3000
35.1=?
='，按4根桩计算。 剪切力 kN Q V i 101225344=?='=' 承台抗剪时的截面尺寸为：
m h m b b b h h b y x x x 4.1,82.4530053002600114005005.0115.010112010==????
?????? ??--=?????
????? ??--=
V kN h b f t hs >=????=4.113204.182.4143035.1869.000ββ
满足要求。
边桩：875.01
175
.1175.1=+=+=λβ
V kN h b f t hs >=????=3.73374.182.41430875.0869.000ββ
满足要求
5、承台弯矩计算及配筋计算： 1）、承台弯矩计算：
A-A 截面，按4根桩计算：
()m kN M ?=+-??=34705.04.04.23474 B-B 截面，按4根桩计算：
()m kN M ?=+-??=25305.04.04.22534 2）、承台配筋计算：取 4.1,4.10==K m h
配筋： 2609180300
14009.01034709.0mm f h M A y S =???==
选配Φ22@200 25.9497259.379mm A s =?=
2606693300
14009.01025309.0mm f h M A y S =???==
Φ22@200 22.6838189.379mm A s =?= 承台配筋图：
?24@200均布钢筋
?24@200均布钢筋
100050
承台配筋图
（七）、桩的强度验算
桩的截面尺寸为mm mm 400400?，桩长为10.0m ，配筋为4Φ16，为通长配筋，
钢筋保护层厚度选40mm 。
因桩的长度不大，桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置，如下图所示，控制 弯矩为吊立时的情况：
20006000
2000
8000
2000
桩的吊点位置
2.0
0.258.0
λ=
= ， 取动力系数为5.1，则 ()()
m kN ql M ?=?-????=?-=5.405.125.018244.08
1
5.1182222222max
λ
2
6
02
6
20386300
360972.0105.40972
.02
211055.03
.14360400105.40m m f h M A f bh M y s s s
s c s =???===?-+=
=???==γαγα
选用 2Φ16 2402mm A s = 桩的配筋构造见图纸。（图纸另附） ........忽略此处.......
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
《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 -
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 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：
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。
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。
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
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≤+
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
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 -
课程设计题目：桩基础课程设计 完成日期：2013年11月20日
灌注桩基课程设计 1.设计题目 本次课程设计的题目：灌注桩基础设计 2.设计荷载 （2）柱底荷载效应标准组合值如下。 ○A轴荷载：F k=2040kN M k=242kN.M V k=145kN ○B轴荷载：F k=2280KN M k=223 KN.M V k=158 kN ○C轴荷载：F k=2460kN M k=221kN.M V k=148kN （3）柱底荷载效应基本组合值如下。 ○A轴荷载：F k=2650kN M k=253kN.M V k=193kN ○B轴荷载：F=3560 kN M=228 kN.M V=175 kN ○C轴荷载：F k=3120kN M k=244kN.M V k=188kN 设计○C轴柱下桩基，○A、○B轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。 3.地层条件及其参数 1）. 地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 2）.工程地质条件 自上而下土层依次如下： =95kPa。 ①号土层：素填土，厚度1.5m，稍湿，松散，承载力特征值f ak =65kPa。 ②号土层：淤泥质土，厚度3.3m，流塑，承载力特征值f ak =110kPa。 ③土层：粉砂，厚度6.6m，稍密，承载力特征值f ak =165kPa ④号土层：粉质粘土，厚度4.2m，湿，可塑，承载力特征值f ak =280kPa。 ⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值f ak
3）.岩土设计技术参数 表1 地基岩土物理力学参数 土层编号 土的名称 孔隙比 e 含水量 W （%） 液性指数 I l 标准灌入锤击数 N （次） 压缩模量 Es ① 素填土 - - - - 5.0 ② 淤泥质土 1.04 62.4 1.08 - 3.8 ③ 粉砂 0.81 27.6 - 14 7.5 ④ 粉质粘土 0.79 31.2 0.74 - 9.2 ⑤ 粉砂层 0.58 - - 31 16.8 表2 桩的极限侧阻力标准值q sk 和极限端阻力标准值q pk 土层编号 土的名称 桩的侧阻力q sk 桩的端阻力q pk ① 素填土 22 - ② 淤泥质土 28 - ③ 粉砂 45 - ④ 粉质粘土 60 900 ⑤ 粉砂层 75 4）.水文地质条件 １． 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
课程设计 课程名称：基础工程课程设计 设计题目：灌注桩基础设计 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成时间： 制
目录 1.设计资料 3 2.桩的布置及截面尺寸确定 5 3.确定单桩竖向承载力特征值 6 4.确定桩数和承台尺寸 6 5.桩基础沉降验算 6 6.桩身结构设计计算 7 7.水平承载力校核 9 8.承台设计计算 9 9.连系梁设计 11 10.抗震设计 11
基础工程课程设计计算书 （任务要求：荷载序号；21号；计算位置：7轴+C轴；桩类型：灌注桩）1.设计资料 1.1岩土设计参数 某体型简单高层结构，柱截面 500×500mm2，C30混凝土。 1.2.工程地质资料自上而下土层依次如下： ①号土层：杂填土，层厚约 1.5，承载力特征值 fak = 110kPa。 ②号土层：淤泥质土，层厚 3.5m，流塑，承载力特征值 fak = 50kPa。 ③号土层：粉砂，层厚 4.5m，稍密，承载力特征值 fak = 120kPa。 ④号土层：粉质黏土，层厚 4.0m，湿，可塑，承载力特征值 fak = 175kPa。 ⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值 fak = 270kPa。 1.3.岩土设计技术参数岩土设计参数如表 1 和表 2 所示 各层土重度依据《工程地质手册》表3-1-24规定： 土的名称 重度（KN/） 素填土18.7 淤泥质土17.1 粉砂19.5 粉质黏土19 粉砂层19.5
1.4水文地质条件 ⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度：位于地表下 3.5m。 1.5场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 度，场地内无可液化砂土、粉土。 1.6设计题目 1.6.1 桩基础设计 ⑴上部结构资料拟建建筑物为 8 层钢筋混凝土结构，柱截面尺寸均为 500mm ×500mm，柱网布置如图所示。
地基基础课程设计 学生姓名：单兴孙 学号：201005024312 指导教师：赵少飞 所在学院：建筑工程学院 专业：土木工程专业 2013 年09 月
地基基础课程设计任务书 （预制桩基础）--土木B103 一、工程概况 燕郊某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距6米，纵向总长度72m，室内外地面高差0.30米。柱截面500×1000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。 表A 建筑场地地质条件 编号土层名称土层厚度 (m) γ kN/m 3 w (%) еw L w p E s kPa C kPa φ ° Ⅰ杂填土 1.0 18.7 34.1 0.94 36.9 21.1 3900 17 15 Ⅱ淤泥质粘 土 11.6 17.1 50.3 1.42 43.2 22.6 3000 7 10 Ⅲ灰色粘土 3.7 18.9 38.2 1.0 38.2 18.4 4800 12 18.6 Ⅳ亚粘土 2.7 18.7 30.0 0.90 36.6 20.0 6000 36 12 Ⅴ粉质粘土40.0 19.6 26.7 0.78 32.7 17.7 7000 18 28.5 注：地下水位在天然地面下2.5米处 表B 上部结构传来荷载 学号柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kN·m， kN） 学 号 柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kN·m， kN） 学 号 柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kN·m， kN） 1 2547，187，58 24 3321，197，7 2 47 3430，189，50 2 2977，279，109 25 4076，231，90 48 4490，176，56 3 3975，238，82 26 3276，212，96 49 2580，106，89 4 3121，197，62 27 4152，125，102 50 2320，178，54 5 4176，231，80 28 3643，203，98 51 3620，80，67 6 4276，112，86 29 2678，138，80 52 2200，86，62 7 3352，125，62 30 3956，231，110 53 4064，95，88 8 4043，203，81 31 2832，120，62 54 2438，156，90 9 3678，138，70 32 3368，123，72 55 2498，220，56 10 2956，231，80 33 3405，85，50 56 2080，110，79
桩基础课程设计
目录 1 .设计资料 (1) 1.1 上部结构资料 (1) 1.2 建筑物场地资料 (1) 2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (1) 2.1 选择桩型 (1) 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2) 3 .确定单桩极限承载力标准值 (3) 3.1 确定单桩极限承载力标准值 (3) 4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4) 4.1 ①—C柱的桩和承台的确定 (4) 5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5) 5.1 四桩承台承载力计算（①—C承台） (5) 6 .桩顶作用验算 (6) 6.1 四桩承台验算（①—C承台） (6) 7 .桩基础沉降验算 (7) 7.1 C柱沉降验算 (7) 8 .桩身结构设计计算 (9) 8.1 桩身结构设计计算 (9) 9 .承台设计 (10) 9.1 四桩承台设计（C柱） (10) 10.参考文献 (13)
1．设计资料 1.1 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 350。柱截面尺寸均为mm ，横向承重，柱网布置如图 mm500 500 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3.1 地基岩土物理力学参数
续表 表3.2 桩的极限侧阻力标准值sk q 和极限端阻力标准值pk q 单位：kPa 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