第四章基础方案评价与设计
第一节岩土参数统计
4.1.1各土层的主要物理力学性质分层统计
各土层物理力学性质见表4-1
4.1.2各土层承载力特征值、压缩模量（变形模量）综合成果
承载力特征值、压缩（变形）模量等见表4-2
表4-2 承载力特征值、压缩（变形）模量分层统计成果表
4.1.3桩基设计参数
桩基设计参数见表4-3
表4-3 桩基设计参数
第三节桩基础设计
4.3.1设计资料
住宅楼高98.8m ，33层，整体为一矩形，长40m 宽10m ，占地面积400 ，每层荷重按16.0kN/m 2考虑，则建筑总载荷F=211200kN 。结构形式为剪力墙结构，剪力墙厚0.3m ，长10m ，共8面。
基础形式为钻孔灌注桩，采用旋挖成桩工艺，泥浆护壁。 承台埋深1.5m 。 土层情况为：
0~1.5粉质粘土，厚度1.5m ； 1.5~7.2m 粘土，厚度5.7m ；
7.2~11.2m 残积粘性土，厚度4m ； 11.2~19.7m 强风化泥岩，厚度8.5m ； 19.7m~中风化泥岩。
各土层物理力学性质指标见本章第一节。 4.3.2桩基持力层及桩长确定
根据工程地质情况，选择第⑥层中风化泥岩为持力层，桩径d=1m ，承台埋深1.5m ，桩进入持力层4.0m ，深入承台0.2m ，则桩长
48.54 5.7 1.5 1.522.2m I =++++-=
4.3.3单桩承载力的确定
一、单桩竖向极限承载力的确定
根据上述条件，桩身周长 3.142m u =，桩端面积20.785m p A =
根据规范，有经验参数法公式：
u k s k
p k
s i k
i
p Q
Q
u q Q l A q =+=+∑ （4.1）
式中 uk Q —单桩极限承载力标准值；
sk Q 、pk Q —分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；
u —桩身周长；
sik q —桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值； i l —桩周第i 层土的厚度； pk q —极限端阻力标准值；
p A —桩端面积。
则（取值于表4-3）
()3.1421704688.545449 5.722000.785uk Q =??+?+?+?+?
7122.76kN =
二、单桩竖向承载力特征值的确定 根据规范
1
a u k R K
Q =
（4.2） 式中 a R —单桩竖向承载力特征值；
K —安全系数。
取安全系数K =2，则单桩竖向承载力特征值
7122.76/21
2
a uk R Q ==
3561.38kN =
4.3.4总桩数、布桩及承台尺寸的确定
一、总桩数n
因承台尺寸未知，所以先初步确定桩数，待布桩完成并确定承台尺寸后再验算桩数是否满足条件
a
n F
R =
（4.3） 式中 n —总桩数；
F —建筑总载荷。
2112003561.38n =59.3=
考虑到承台重量等因素，取 64n =
二、桩距
根据规范规定，两桩中心距不宜小于桩身直径的3倍，因而取：
3 3.0m a d s ==
而边桩的中心到承台边缘距离不能小于桩的直径，同时边桩的外边缘到承台边缘的距离不能小于150mm ，故取边距为500mm 。
三、承台及桩的布置
1.根据建筑物上部结构及载荷要求，布置8个承台，承台均分载荷
26400kN 8
k F
F =
= 式中 k F —承台受建筑物载荷。
每个承台布桩8根。
详见附图A 承台布置平面图。 2.承台厚度
桩基的承台厚度应该满足柱（墙）对承台的冲切承载力与基桩对承台的冲切承载力要求。冲切破坏锥体采用自柱（墙）边或者承台变阶处到相应桩顶边缘连线所构成的锥体，锥体斜面与承台底面的夹角不应小于45°。根据此规定及上文确定的桩距与边距初步确定承台形状尺寸为：
长11.0m ，宽5.0m ，高1.0m 。 承台结构详见附图B 承台结构图。 4.3.5桩基承载力验算
一、承台及上覆土重 承台混凝土采用C35，取其重量为 ，暂不考虑钢筋质量，则承台及上覆土重：
()()25115 1.00.3100.51880.5kN d d G Ah γγ=+-??+??=
式中 G —承台及上覆土重；
d γ—上覆土重度，取318kN/m A —承台占地面积；
h —开挖深度。
二、桩基承载力验算
若不考虑承台效应，根据上述条件可知复合桩基竖向承载力特征值为：
3561.38kN 2
uk a Q
R ==
而基桩载荷设计值
3535.08
6kN k a G N F R +==<
式中 N —基桩载荷设计值。
符合要求。
桩基不受水平载荷。 4.3.6桩基沉降验算
建筑桩基沉降变形的计算值不应大于其允许值。因承台受力均匀，验算其中点处沉降是否符合要求即可：
1
101'4n
i i i i c e i si
z z s s p E ααψψψψ--=-==∑
（4.4）
()012
1
1b e b n C C n C ψ-=+
-+ （4.5）
b n =
（4.6） 式中 s —桩基最终沉降量（mm ）
ψ—桩基沉降计算经验系数，没有当地可靠经验时按《建筑桩基技术规范》第5.5.11条确定；
e ψ—桩基等效沉降系数，可按式（4.5）得出；
's —采用Boussinesq 解，按实体深基础分层总与法计算出的桩基沉降量（mm ）
； 0p —在载荷效应准永久组合下承台底的平均附加压力；
n —桩基的沉降计算深度范围内划分的土层数量； i z —桩端平面的载荷作用面到第i 层土底面距离；
i a —桩端平面载荷计算点到第i 层土底面深度范围内的平均附加应力系数，按照
《建筑桩基技术规范》附录D 选用；
si E —等效作用面以下第i 层土的压缩模量（MPa ），采用地基土在自重压力到自重压力加附加压力作用时的压缩模量；
b n —矩形布桩时短边布桩数，布桩不规则时按式（4.6）确定，n b ＞1；n b =1时，可
按《建筑桩基技术规范》5.5.14计算；
0C 、1C 、2C —依据群桩距径比s a /d 、长径比l/d 和基础长宽比L c /B c ，按照《建筑桩基技术规范》附录E 确定；
c L 、c B 、n —分别为矩形承台的长、宽和总桩数。
根据已知条件，据规范取：
1.08ψ=
0120.176 1.619 5.5702b C C C n ====，，， 121212.5m 16.5m 0.0900.064z z αα====，，，
则（取值于表4-2）：
()21
0.1760.3151.61921 5.570
e ψ-=+
=-+
()
2
0264001880.511510.30.510496kN/m 115
d p γ+-??+??=
=?
12.50.09016.50.06412.50.0904 1.080.31549666.2mm 1612s ?-????
=????+= ???
因建筑物高度98.8m 100m g H =<，则需350mm s ≤，满足要求。 4.3.7桩身结构设计
一、配筋设计
采用25C 强度等级的混凝土，纵筋采用400HRB 级。
结合已知条件：轴向压力承载力设计值3561.38kN u a N R ==
混凝土轴心抗压强度设计值211.9N/mm c f = 纵筋抗压强度设计值2'360N/mm y f = 构件截面面积620.78510mm A =? 计算长度022.2m l I == 因022.2l d =
则查表可知稳定系数0.65?= 根据公式
0.9('')u c y s N f A f A ?
=+ (4.7)
式中 u N —轴向压力承载力的设计值；
0.9—可靠度调整系数；
?—钢筋混凝土的轴心受压构件稳定系数；
c f —混凝土的轴心抗压强度设计值； A —构件截面面积；
'y f —纵向钢筋的抗压强度设计值；
's A —全部纵向钢筋的截面面积。
可求得纵筋截面面积
6113561.381000'()11.90.78510'0.93600.90.65u S c y N A f A f ????=
-=-?? ????
29037.97mm =-
为负值，则采用最小配筋率配筋min '0.55%ρ=
min 2''43175mm .s A A ρ== 如果采用14φ20，
2'4398.8mm s A =
4398.8
'0.56%785000
ρ=
=
可以。
根据规范对箍筋的要求，选用HPB300级，直径6mm ，间距200mm 的螺旋式箍筋，保护层厚度取50mm 。详见附图C 单桩及承台配筋图。
二、桩身承载力验算
依据规范，桩顶轴向压力设计值应满足：
c c p s N f A ψ≤ （4.8）
式中 N —荷载效应基本组合下桩顶轴向压力设计值；
c ψ—基桩成桩的工艺系数，按《建筑桩基技术规范》第5.8.3条确定；
c f —混凝土轴心抗压强度设计值；
ps A —桩身截面面积。 结合设计条件，取c ψ=0.8 则
30.811.90.785107473.2kN 3561.38kN c c ps f A N ψ=???==＞
满足要求。 4.3.8承台设计计算
上文初步确定了承台尺寸：长11.0m ，宽5.0m ，高1.0m 。详见附图B 承台结构图。 根据规范，承台主体混凝土采用C35级，保护层取200mm ，其下做100mm 厚C7.5素混凝土垫层。
一、受弯计算和承台配筋
两桩条形承台与多桩矩形承台的弯矩计算截面应取在柱边与承台的变阶处。
结合附图B 承台构造图与图4-1（第21页）承台弯矩计算示意图，按照下列公式
x i i M N y =∑ （4.9）
y i i M N x =∑ （4.10）
式中
x M 、y M —分别为绕X 轴、Y 轴方向计算截面处的弯矩设计值；
i x 、i y —垂直Y 、X 轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；
i N —不计承台和上覆土重，
荷载效应基本组合下第i 基桩或者复合基桩的竖向反力设计值。
1.因沿X 方向桩基均在剪力墙载荷以内，承台不受弯矩作用，按最小配筋率配筋： 选用335HRB 级钢筋，其抗拉强度设计值为2300N/mm y f =。
则沿X 方向布设钢筋截面面积
62min 5 1.0100.2%10000mm sx A A ρ==???=
根据规范要求，若取间距为175mm,则实际配筋27φ22的钢筋，210262.7mm s A =，配
筋率
6
10262.7
0.205%5 1.010
0.2%x ρ=
=??＞ 满足要求。
2.求得Y 方向弯矩
0.33561.3844273.66kN m y i i M N x =??==∑ 沿Y 方向布设钢筋截面面积
2015828.36mm 0.9y sy y
M A h f =
=
根据规范要求，若取间距为200mm,则实际配筋51φ20的钢筋，216024.2mm s A =，配
筋率
6
16024.20.146%11 1.01.%0015y ρ==
偏小，取53φ20则y ρ=0.151%，满足要求。
详见附图C 单桩及承台配筋图。 二、受冲切计算 根据规范
1.承台受剪力墙冲切承载力可按下列公式计算：
00l hp m t F u f h ββ≤ （4.11）
l i F F Q =-∑ （4.12）
00.84
0.2βλ=
+ （4.13）
式中 l F —不计承台和上覆土重，荷载效应基本组合下作用在冲切破坏椎体上的冲切力
设计值；
hp β—承台受冲切承载力截面高度的影响系数，800h mm <时取0.1，2000h mm >时
取0.9，其间按线性内插法取值；
0β—柱（墙）冲切系数；
m u —承台冲切破坏椎体有效高度一半处的周长； t f —承台混凝土抗拉强度设计值； 0h —承台冲切破坏椎体有效高度；
F —不计承台和上覆土重，载荷效应基本组合下的柱或墙底的竖向荷载设计值；
i Q ∑—不计承台和上覆土重，
荷载效应基本组合下的冲切破坏椎体内各基桩或复合桩基的反力设计值的和。
λ—冲垮比，
00a h λ=，0a 为柱（墙）边或者承台变阶处至桩边水平距离；0.25λ<时取0.25,； 1.0λ>时取1.0；
结合附图B 承台构造图与图4-2（第21页）柱对承台的冲切计算示意图： X 方向基桩均在剪力墙受力范围内，不受冲切作用； Y 方向冲切承载力： 求得
0.85
0.851.0
λ=
= 00.84
0.80.850.2
β=
=+
26400026400kN ly F =-=
000.9830.822300 1.57100027532650.4N 27532.7kN hp m t u f h ββ=????==
27532.7kN 26400kN >
满足要求。 三、受剪计算
根据规范，承台斜截面的受剪承载力按照下式计算：
0h s t o V f b h
βα≤ （4.14）
1.75
1
αλ=
+ （4.15）
14
0800hs h β??= ??? （4.16）
式中 V —不计承台及上覆土重，载荷效应基本组合下，斜截面的最大剪力设计值；
t f —混凝土轴心抗拉强度设计值；
o b —承台计算截面处计算宽度；
0h —承台计算截面处有效高度； α—承台剪切系数；
λ—计算截面剪跨比，0x x a h λ=，0y y a h λ=，此处x a ，y a 为柱（墙）边或承台
变阶处至Y 、X 方向计算一排桩的桩边的水平距离，0.25λ<时，取0.25；当3λ>时，取3；
hs β—受剪切承载力截面高度影响系数；
0800mm h <时，取800mm ；当02000m m h >时，取2000mm ；其间按线性内插法取值。
结合附图B 承台构造图与图4-3（第22页）承台斜截面受剪计算示意图： 不计承台与上覆土重，桩顶最大净反力为
82640083300kN k F == 330026600kN V =?=
1.对A A -
18001000hs β??== ?
??
0.95
85010000.85λ=÷=
1.75
0.950.851
α=
=+
则600.950.95 1.5751107084625N 7084.6kN hs t o f b h βα=?????==
6600kN 7084.6kN <
满足要求。
2.对B B -，基桩均在剪力墙受力范围内，墙边与桩边距离为零，不受剪切作用。
图4-1 承台弯矩计算示意图
图4-2 柱对承台的冲切计算示意
图4-3 承台斜截面受剪计算示意图
建筑地基基础设计规范GB50007-2001——8.5桩基础（一） 8.5 桩基础 8.5.1 本节包括混凝土预制桩和混凝土灌注桩低桩承台基础。 按桩的性状和竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。 8.5.2桩和桩基的构造，应符合下列要求： 1摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的 1.5倍，当扩底直径大于2m时，桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺 中挤土等效应对邻近桩的影响。 2扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍。 3桩底进入持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩身直径的1~3倍。 在确定桩底进入持力层深度时，尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，不宜小于0.5m。 4布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。 5预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩不应低于C20；预应力桩不应低于C40。 6桩的主筋应经计算确。定打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%；静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%；灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%（小直径桩取大值）。 7配筋长度： 1）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定。 2）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥淤、泥质土层或液化土层。 3）坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋。 4）桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。 8桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径（Ⅰ级钢）的30倍和钢筋直径（Ⅱ级钢和Ⅲ级钢）的35倍。对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接。桩和柱的连接可按本规范第8.2.6条高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋，柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。 9 在承台及地下室周围的回填中，应满足填土密实性的要求。 8.5.3 群桩中单桩桩顶竖向力应按下列公式计算：
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
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=+=+-∑
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 -
钻孔灌注桩设计说 、一般说 【一】本说明为通用说明，说明中凡有”符号者适用于本设计 【二】本说明及附图中尺寸均以毫米为单位，标高以米为单位 0.000.004.35米为室内地面标高【三】本工程的绝对高程 设计依 采用中华人民共和国现行国家规程进行设计，主要有 《建筑地基基础设计规范GB5000200 《建筑桩基技术规范JGJ9200 《建筑桩基检测技术规范JGJ10200 、桩体施工说 【一】本工程根据宁波冶金勘察设计研究股份有限公司的本工程《岩土工程勘察报告进行设计，日期201月 【二】根据岩土工程勘察报告，本工程采用钻孔成孔灌注桩，桩长约4~7米 以-层粉土及-层粉土做桩端持力层，桩端以桩长控制 【三】本工程设计转孔灌注桩为端承桩，成孔的控制深度应符合以下要求 1图纸中设计桩长是根据地质资料估计的桩端的终孔标高应以持力层岩样和 孔进尺为主要依据，以设计桩长为参考依据 2桩孔成形后必将孔底沉渣清理干净，清空后孔底沉渣厚度不得大5，桩孔 检合格后立即安放钢筋笼，灌注水下混凝土 【四】本工程设计钻孔灌注桩为摩擦桩，成孔的控制深度应符合以下要求 1施工必须保证图纸设计桩长桩端终孔标高的决定一设计桩长为主，以成孔 尺速度为辅 2桩孔成形后必须讲孔底沉渣晴朗干净，清孔后孔底沉渣厚度不得大15， 孔质检合格后立即安放钢筋笼，灌注水下混凝土 【五】本工程设计钻孔灌注桩为摩擦—端承桩，成孔的控制深度应符合以下要求 1施工必须保证图纸设计桩长桩端终孔标高的决定一设计桩长为主，以成孔 尺速度为辅 2桩孔成形后必须讲孔底沉渣晴朗干净，清孔后孔底沉渣厚度不得大10， 孔质检合格后立即安放钢筋笼，灌注水下混凝土 【六】施工要求 1采用泥浆护壁成孔时，施工期间护筒内泥浆面应高于地下水1.米以上， 受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水1.米以上，泥浆制备和处理详情 JGJ94-2006.3.条6.3.条 2冲击成孔及钻孔成孔灌注桩的机具选择、护筒的埋设、冲（钻）孔施工要领 要求应遵照规JGJ94-200中有关具体条文 】钻孔成孔灌注桩详6.3.条6.3.条 】冲击成孔灌注桩详6.3.1条6.3.1条 3当清孔指标可能超过规定值时，应采取桩端后筑浆技术，清孔后应立即浇灌
综合办公楼桩基础配筋计算 设计基础的荷载包括：①框架柱传来的弯矩，轴力和剪力②基础类型：选取柱下独立基础，在框架柱内力计算中所选的8轴为一榀框架，该榀框架四根柱子，柱距分别为7200mm ，2400mm ，7200mm 。 11.1 设计资料 基础混凝土强度等级采用C20（2/10.1mm N f t =）,垫层采用C10素混凝土,厚度为100mm ，每边超出底边100mm ，基础配筋采用HRB335钢筋（2/300mm N f y =）。 11.2边柱基础 11.2.1确定基础顶面内力设计值 柱截面尺寸600mm×600mm ，计算简图见图9-1 框架柱A 传来：m kN M ?=02.2491 kN N 28.22971= kN V 69.1251= 基础梁传来：300mm×400mm 梁自重： kN 35.641.232 25)6.02.7(4.03.0=???-?? 墙自重：kN 62.452.1326)27.06.4(2.0)6.02.7(=????-??- ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 合计 kN N 26.8162.4564.352=+= 因此由柱和基础梁传至基础顶面的内力为 m kN M ?=02.249；kN N 54.22378=；kN V 69.125=。
11.2.2初步确定基底尺寸 1.选择基础埋深，mm d 1800= 2.选择持力层，如图所示： 3. 修正后的地基承载力特征值 根据资料提供：3.0=b η ，6.1=d η，kPa f ak 240=，3/20m kN G =γ 重力密度计算： 杂填土：31/16m kN r =；m h 5.01= 粘土： 32/5.18m kN r =；m h 3.12= 则基础地面以上土的重度取平均重度： 3112212160.518.5 1.317.81/0.5 1.3 m r h r h r kN m h h +?+?===++ 假定基础宽度为b<3m 则有： (3)(0.5)240 1.617.81(1.80.5)277.04a ak b d m f f r b r d kPa ηη=+-+-=+??-=。 4.初步估算基地面积 先按中心荷载作用下计算基底面积： ' 202378.5410.06277.0420 2.025 a G N A m f d γ≥==--? 考虑偏心影响，将将基地面积增大20%，则有，201.2 1.210.0612.07A A m ==?= 取1/= b l ，得 3.47b l m ===，取m l b 5.3==。 因为b>3m ， 重新修正地基承载力特征值， 2400.318.5(3.53) 1.617.81(1.80.5)279.82a f kPa =+??-+??-= 因此得到基础底面尺寸为mm mm l b 35003500?=?。 11.2.3地基承载力验算：初选基础高度为900mm m l b 5.3==
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。
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。
第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 表一、土质指标 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量h E =×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时： 5659.4N KN =∑、 298.8H KN =∑、 3847.7M KN m =∑g 恒载及二孔活载时： 6498.2N KN =∑。桩（直径 1.0m ）自重每延米为： 2 1.01511.78/4 q KN m π?= ?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN =+???===+?=∑∑∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+???=∑ 桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度 为3h ，则：002221 []{[](3)}2 h i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842 h N h =+?+? 计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，桩周长 2 22 02021211.15 3.6,0.485,0.7 4 0.9, 6.0,[]550,12/40,120, a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ?=?== ======== 1 [] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852 [550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m =??+-?+??? +??+-==+∴= 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
桩基础设计计算书
桩基础设计计算书 1、研究地质勘察报告 1.1地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 1.2、工程地质条件 自上而下土层一次如下： ① 号土层：素填土，层厚约为 1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值 a ak KP f 95= ② 号土层：淤泥质土，层厚 5.5m ，流塑，承载力特征值 a ak KP f 65= ③ 号土层：粉砂，层厚 3.2m ，稍密，承载力特征值a ak KP f 110= ④ 号土层：粉质粘土，层厚 5.8m ，湿，可塑，承载力特征值 a ak KP f 165= ⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值 a ak KP f 280= 1.3、 岩土设计参数 岩土设计参数如表1和表2所示。 表1地基承载力岩土物理力学参数
表2桩的极限侧阻力标准值 q和极限端阻力标准值pk q单位KPa sk 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4.5m。 1.5 场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。 1.6 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为 400mm 400mm，横向承重，柱网布置如图所示。
2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 根据地质勘查资料，确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm，桩端进持力层1.2m承台埋深
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≤+
高层公寓楼桩基础设计 姓名： 班级： 学号： 指导老师：
目录 一、工程概况---------------------------------------------2 二、岩土工程勘察-----------------------------------------2 三、桩基础方案选择---------------------------------------4 四、桩型、桩长和桩的截面尺寸的选择-----------------------5 五、桩基承载力验算（标准组合）---------------------------9 六、桩基沉降验算（准永久荷载）---------------------------12 七、桩身截面强度验算（基本组合）-------------------------15 八、桩基承台验算（基本组合）-----------------------------18 九、参考规及资料---------------------------------------23 十、施工图-----------------------------------------------23 一、工程概况 拟建场地及其周围，除中细砂层为液化土外，未发现有影响场地
稳定性的其他不良地质作用，也无洞穴、孤石、管线临空面等对工程不利的地下埋藏物，场地稳定，适宜拟建筑物建设。 二、岩土工程勘察 根据钻探揭露，场地土层由素填土①、淤泥②、粉质粘土③、中细沙④、残积土⑤、全风化花岗岩⑥、强风化花岗岩⑦和中风化花岗岩⑧组成。其中： 素填土为新近填土，松散。工程地质性能差； 淤泥为流塑状，高压缩性，力学强度低，工程地质性能一般； 粉质粘土呈可塑状，中压缩性，力学强度和工程地质性能一般； 中细沙呈松散-稍密，饱和，局部会产生轻微液化，力学强度和工程地质性能一般； 残积土呈可塑、硬塑状，中的-低压缩性，力学强度和工程地质性能一般； 全风化花岗岩层力学强度和工程地质性能中等； 强风化花岗岩层力学强度高，工程地质性能良好； 中风化花岗岩力学强度高，工程地质性能良好，未钻穿。 综上所述，场地岩土体种类较多，但土层分布均匀，除中细沙局部会产生轻微液化外，各土层工程地质性能变化不大，场地综合性较好。 三、桩基础方案选择 拟建高成建筑物，场地上部土层承载力较低，不具备天然地基的
一、单桩承载力 例题1 条件：有一批桩，经单桩竖向静载荷试验得三根试桩的单桩竖向极限承载力分别为830kN 、860kN 和880kN 。 要求：单桩竖向承载力容许值。 答案： 根据《建筑地基与基础规范》附录Q （6），（7）进行计算。其单桩竖向极限承载力平均值为： N k 3.8583 2575 3880860830==++ 极差880-830=50kN 。%30%82.53 .85850 <=，极差小于平均值的30%。 N R a k 3.4292 3.858== 例题2 求单桩竖向极限承载力942 条件：某工程柱下桩基础，采用振动沉管灌注桩，桩身设计直径为377mm ，桩身有效计算长度13.6m 。地质资料如右图。 要求：确定单桩竖向承载力容许值。 答案： []）（rk p r n i ik i i a q A q l u R αα+=∑=1 21 查表粉质黏土，粉土，黏性土摩阻力标准值分别为45kPa 、55 kPa 、53 kPa 。 []kPa 2.418]27.14786.857.42545.7218.1[2 1 ]22004377.014.36.0537.26.0556.89.0453.27.0377.04.13[2121 21 =+++?=???+??+??+???=+=∑=）（）（） （rk p r n i ik i i a q A q l u R αα二、单排桩桩基算例 设计资料：某直线桥的排架桩墩由2根1.0m 钢筋混凝土钻孔桩组成，混凝土采用C20，承台底部中心荷载： ∑=kN 5000N ,∑=kN 100H ,m kN 320?=∑M 。其他有关资料如图所示，桥下无水。 试求出桩身弯矩的分布、桩顶水平位移及转角（已知地基比例系数 2 m /kPa 8000=m ， 20m /kPa 50000=m ）
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，" "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，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力，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 （4-1） 式中：--横向土抗力，kN/m2； --地基系数，kN/m3； --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
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。