目录目录......................................................
《基础工程》课程设计......................................
1 工程概况................................................
1.1 工程地质资料......................................
1.2 荷载情况..........................................
2 初步选择持力层，确定桩型和尺寸..........................
3确定单桩承载力标准值 ....................................
4 初步确定桩数及承台尺寸..................................
5 群桩基础的单桩承载力验算................................
6确定群桩承载力设计值 ....................................
7 降量验算................................................
8 软弱下卧层的验算........................................
9 承台设计计算............................................
9.1承台抗弯设计验算 ..................................
9.2承台抗冲切验算 ....................................
9.3承台剪切验算 ......................................
附图1....................................................
附图2....................................................
附图3....................................................
附图4....................................................
附图5....................................................
《基础工程》课程设计
设计题目：柱下钢筋混凝土桩基础
适用专业：地质15-1
一、课程设计基本要求
1、课程设计目的
利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。
2、课程设计建议
在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。
二、课程设计设计资料
1、工程设计概况
某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。
（1）地基基础设计等级为乙级；
（3）柱的截面尺寸为：450mm×600mm；
（4）承台底面埋深：d=2.0m（也可自行按规范要求选定）；
（5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长；
（7）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）；
（8）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。
（9）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。
2、荷载情况
已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10n)kN，弯矩M x=(80+2n)kN·m，M y=(750-n)kN。（其中，M x、M y分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为15）。
3、工程地质资料
建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。
三、设计内容及要求
（1）确定单桩竖向承载力特征值；
（2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；
（3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算；
表1 地质剖面与桩基计算指标
四、设计成果及提交
（1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；
五、建议的设计步骤及涵盖内容
（1）列出设计资料（包括上部结构资料、建筑场地资料）；
（2）选择桩型、桩端持力层和承台埋深；
（3）确定单桩承载力标准值；
（4）确定桩数和承台底面尺寸；
（5）确定群桩竖向承载力设计值；
（6）桩基中单桩荷载验算；
（7）桩基软弱下卧层验算（若不须验算桩基软弱下卧层沉降，建议另行设定条件自行练习）；
（8）承台设计（承台尺寸及桩的布置，提出承台配筋要求）。
1 工程概况
某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。
1.1工程地质资料
建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。
1.2荷载情况
已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10*15)kN，弯矩M x=(80+2*15)kN·m，M y=(750-15)kN。（其中，M x、M y分别为沿柱截面短边和长边方向作用）。
2 初步选择持力层，确定桩型和尺寸
根据荷载和地质条件，由于卵石土承载力在300KPa~400Kpa之间，所以初步
考虑以第五层卵石做持力层。采用截面为450*600mm的预制钢筋混凝土方桩。
桩端进入持力层1，桩长25m。
3确定单桩承载力标准值
根据单桩竖向极限承载力的标准值Q uk公式
其中：
4 初步确定桩数及承台尺寸
先假设承台尺寸为3m*3m，厚度为1m，承台及其上的土的重度为20kN/m3，
则承台及其上土自重的标准值为
根据基础的竖向载荷和承台及其上自重确定桩数，当中心荷载作用时，根据公式 可取6根桩
5 群桩基础的单桩承载力验算
按照设计的承台尺寸，计算kN 36020233G k =???= 由单桩竖向力计算公式 得
因为kN R N a k 1694k 1418N =<= 符合规范要求。
根据偏心荷载下的应力计算公式 求得单桩偏心荷载下最大竖向力为
）（kN 16101.11.141
.17351.11.141.11101418N 2121k max
=???+???+=+++=∑∑==j
n
j i yk j n j i xk k k x x M x y M n G F 根据规范要求
符合群桩基础的要求 6确定群桩承载力设计值
一般而言，桩的承载力主要取决于地基岩土对桩的支撑能力，但是对于端承桩，超长桩或者桩身质量有缺陷的情况，可能由桩身混凝土控制。由于与材料强度有关的设计，作用组合的效应应采用按承载能力极限状态下的基本组
合的效应，所以应该满足
本次设计选用C 30混凝土预制桩，得 7 降量验算 桩端附加应力等于 沉降量计算深度 查表可以知道
987.01=α；858.02=α；503.03=α
m 5.1z 1=；m 5.4z 2=；m 3.12z 3=
由沉降量计算公式得
516
.1060
)
5.4*858.03.12*503.0(*42.160
6.4)5.1*98
7.05.4*85
8.0(*42.160465.1*987.0*42.160)5.4*858.03.12*503.0(*42.160)5.1*987.05.4*858.0(*42.1605.1*987.0*42.160E s =-+
-+-+-+=
=
∑∑si
I
i
E
A A 桩基础沉降量
所以桩基沉降量满足设计要求。 8 软弱下卧层的验算
假设卵石下有3m 厚的淤泥质土，因此需要进行软弱下卧层的验算 查阅相关资料得到相关土的工程性质：
表1：土的工程参数
（1）桩端上部土的自重应力
N
k 9.23223*3*]8.0*)1021(2.9*)1019(5.4*)1019(5.9*)1018(8.0*)1018(18*2.0[2*3*3*20G k =-+-+-+-+-++=（2）
群桩实体深基础等效底面边长 （3）基地压力 （4）下卧层允许承载力
查阅相关资料可以知道：内摩擦角?=20k φ，查表得
基础底面至下卧层距离z=2m ，由于25.024.0/z <=b ，因此扩散角0=θ 则
（5）下卧层顶面自重压力
经过计算可以知道，软弱下卧层的承载力kPa kPa f a 2007.278>=，所以符合规范要求。
9 承台设计计算
9.1承台抗弯设计验算
在承台结构计算中，取相应于作用基本组合有效的设计，可以按照下式进行计算：
所以
对于承台进一步设计为：取承台厚1.5m，下设厚度为100mm强度为C10的混凝土垫层，保护层厚度为100mm，则承台有效高度h0=1.4m；承台设计混凝土强度等级为C20，混凝的抗拉强度2
，钢筋选用HRB335二级，钢
kN
1.1
/
f m
t
筋抗拉强度设计值为f y=300N/mm2。承台设计图如附图
1、各桩平均竖向力
2、最大竖向力
3、弯矩计算以及配筋
对Ⅰ-Ⅰ截面
钢筋面积应该为
采用13根直径为30mm的钢筋，As=9188mm2,平行于x轴布置。
对Ⅱ-Ⅱ断面
钢筋面积应该为
采用11根直径为30mm钢筋，As=7774.5mm2，平行于y轴布置。
9.2承台抗冲切验算
1、柱下抗冲切验算
柱下抗冲切验算应该满足00000t )]()([2F h f a a a b t hp x c y y c x βββ+++≤ 式中 则 桩顶净反力 根据公式 符合承台设计要求 2、角桩抗冲切验算
冲切力Nl 必须不大于抗冲切力 其中 冲切力为
故，承台设计满足要求。
9.3承台剪切验算
承台剪切力V 必须大于抗剪力，即满足 对Ⅰ-Ⅰ断面 剪切力为
抗剪切力为kN bh f t 3968kN 8.53454.1*3*1100*33.1*87.00hs >==）（
αβ
所以承台设计满足要求 对Ⅱ-Ⅱ断面 剪切力为
抗剪切力为kN bh f t 5.3712kN 086
.47834.1*3*1100*19.1*87.00hs >==）（αβ 所以承台设计满足要求。
附图1 附图2 附图3 附图4 附图5