桩基设计指导书讲解

《土力学与地基基础》课程设计指任导务书书城建系市政教研室2011-5-18一、《基础工程》课程设计任务书1、设计题目：桥梁工程钻孔灌注桩基础设计2、设计目的《土力学地基基础课程设计》目的是培养学生的设计和应用能力，经过本课程设计的学习，要求学生能够掌握桥梁地基桩基础设计方法。

本课程的主要任务是培养学生：（1）树立正确的设计思想，理论联系实际，具有创新思想；（2）提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；（3）学会运用桥梁地基基础工程设计的基本理论、基本知识和基本技能，了解基础工程设计的一般规律；（4）具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力和分析计算能力，以及运用计算机绘图的能力。

3、设计内容（1）通过上部结构形式及荷载的要求，确定基础类别和形式；（2）通过对地质资料的分析，确定基础的埋深及对地基的验算内容；（3）根据设计题目要求的内容，通过查阅有关资料确定设计的详细内容和设计步骤；（4）验算桩基和承台的强度并进行配筋计算（选做）；（5）编写课程设计报告；（6）绘制所设计的基础施工图。

4、设计要求（1）绘图符合规范要求；（2）提交纸质和电子文档设计成果各一份；（3）其余按学院、系规定。

5、评分标准采用五级记分制：优秀、良好、中等、及格、不及格。

优秀：能独立完成课程设计，计算书内容准确无误，内容全面，书写清楚。

图纸图面整洁，内容全面，图面标注正确，符合制图标准。

在设计过程中能独立思考，发现问题、解决问题。

上课不缺席。

良好：能独立完成课程设计，计算书内容有少量一般性计算错误，内容全面，书写清楚。

图纸图面较整洁，内容全面，图面标注经提问后基本能符合制图标准。

上课不缺席。

中等：能独立完成课程设计，计算书内容有少量一般性计算错误，内容不全，书写较清楚。

图纸图面不够整洁，内容不全，图面标注基本能符合制图标准。

上课不缺席。

及格：尚能独立完成课程设计，计算书有明显错误，内容不全，书写潦草。

图纸图面较脏，内容不全，图面标注有明显错误，经提问后尚能正确回答。

灌注桩基础作业指导书一、概述灌注桩基础是一种常用的深基础工程方法，适用于土质较差或要求较高的建筑物。

本指导书旨在提供灌注桩基础作业的详细步骤和要求，确保施工过程安全、高效、质量可控。

二、施工前准备1. 完成灌注桩基础设计，包括桩径、桩长、桩间距等参数的确定。

2. 检查施工现场，确保无障碍物和地质问题，保证施工安全。

3. 准备施工所需的设备和材料，包括钻机、搅拌机、钢筋等。

三、施工步骤1. 打桩定位1.1 根据设计要求，在施工现场标定桩位，确保桩位准确。

1.2 使用定位器或激光仪器进行精确定位，确保桩位的垂直度和水平度。

2. 钻孔2.1 根据设计要求，确定钻孔直径和深度。

2.2 使用钻机进行钻孔，确保钻孔直径和深度符合设计要求。

2.3 钻孔过程中，根据土层情况及时记录和调整钻孔参数，确保钻孔质量。

3. 清孔3.1 钻孔完成后，使用清孔器进行清孔，确保孔内无杂质和泥浆。

3.2 清孔过程中，将清孔器完全下入孔底，确保清孔质量。

4. 增加钢筋笼4.1 根据设计要求，制作钢筋笼。

4.2 在孔内安装钢筋笼，确保钢筋笼垂直度和位置准确。

4.3 钢筋笼的连接点应采用焊接或扎带固定，确保连接牢固。

5. 灌注混凝土5.1 准备混凝土材料，确保配合比和质量。

5.2 使用搅拌机将混凝土倒入孔内，确保灌注均匀。

5.3 灌注过程中，使用振动棒进行振捣，确保混凝土密实。

5.4 灌注完成后，检查灌注桩表面是否平整，如有不平整处进行修整。

6. 后续处理6.1 灌注完成后，对施工现场进行清理，确保整洁。

6.2 根据设计要求，进行灌注桩的养护工作，确保混凝土强度的发展。

四、质量控制1. 施工过程中，严格按照设计要求进行操作，确保施工质量。

2. 每个施工步骤完成后，进行质量检查，如有问题及时纠正。

3. 对施工过程中的关键节点进行抽样检测，确保施工质量符合要求。

4. 施工完成后，进行灌注桩的质量验收，确保达到设计要求。

五、安全注意事项1. 施工人员必须穿戴好安全帽、工作服和安全鞋等个人防护装备。

吉首大学张家界学院课程设计任务书及任务书课程名称学生姓名学号学部专业年级指导教师填写时间一.课程设计题目：公路桥梁双柱式桥墩钻孔灌注桩基础设计二.适用专业、班级、时间：张家界学院学院建筑工程专业三.课程设计目的及任务：（一）设计目的：通过本课程设计，掌握承受竖向和水平力作用的桩基础的设计与计算，对相应规范有一定的了解。

（二）设计任务：1.设计资料：⑴地质与水文资料最大冲刷线位于河床线下 2.8m，地基土上层为硬塑粘性土，其地基比例系数m=15000kN/m4；桩周土极限摩阻力τ=60kPa；下层土为中密砾砂：桩周土极限摩阻力τ=50kPa；容许承载力[σ0]=220kPa；地基土的平均有效重度γ′=8.0kN/m3；（已考虑浮力），地面标高为342.00m，常水位标高为344.00m，最大冲刷线标高为339.20m。

⑵桩、墩尺寸与材料墩帽顶标高为350.00m，桩顶标高为344.00m，墩柱顶标高为348.90m。

墩柱直径 1.00m，混凝土强度等级为C20，混凝土弹性模量E H=2.6*107KN/m2.⑶荷载情况桥墩为双柱式桥墩,桥面净宽7m,附0.75m人行道,人行荷载3.00KN/m2,设计汽车荷载为公路-Ⅱ级。

上部为30m预应力钢筋混凝土梁，每根桩上承受的荷载（标准值）为：①两跨恒载反力：N1=1***.53KN②盖梁自重反力：N2=183.10KN③系梁自重反力：N3=48.00KN④一根墩柱自重：N4=187.30KN⑤桩每延米自重：16.96KN/m（已扣除浮力）⑥活载反力a.两跨活载反力：N5=536.68KNb.单跨活载反力：N6=409.21KN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。

N6在顺桥向引起的弯矩M=126.00KN.m。

c.制动力T=45.00KN,作用点在支座中心，距桩顶距离为6.197m。

d.纵向风力盖梁部分W1=2.65KN,对桩顶力臂为5.45m。

桩基础工程课程设计（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 （二）：外部荷载及桩型确定1、柱传来荷载：Fk= 3200kN 、Mk = 400kN ∙m 、H k= 50kN2、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、cf＝15MPa 、mf＝16.5MPa4φ16yf＝310MPa4）、承台材料：混凝土强度C30、cf＝15MPa 、mf＝16.5MPatf＝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（ϕ＝1.0按0.25折减，配筋 φ16）2()1.0(150.25300310803.8)586.7pS cyR kNff AA ϕ''=+=⨯⨯⨯+⨯=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12.0m100800(800)8805pa kPa q-=⨯= 2°、桩侧土摩擦力：粉质粘土层1：1.0LI = ， 17~24sakPaq = 取18kPa 粉质粘土层2： 0.60LI = ， 24~31sakPa q = 取28kPa 28800.340.3(189281)307.2pippasia Ra kPaq 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550ukN Q=单桩承载力标准值：55027522uk kN QR === 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275akN R= 单桩竖向承载力设计值1.2 1.2275330k kN R R ==⨯=4）、确桩数和桩的布置：1°、初步假定承台的尺寸为 223m ⨯上部结构传来垂直荷载： 3200V kN =承台和土自重： 2(23)20240G kN =⨯⨯⨯=32002401.1 1.111.5330F G n R ++=⨯=⨯= 取 12n =根 桩距 ：()()3~43~40.30.9~1.2S d m ==⨯= 取 1.0S m =2°、承台平面尺寸及柱排列如下图：桩平面布置图1：100桩立面图（四）：单桩受力验算： 1、单桩所受平均力：32002.63.6220297.912F G N kPa R n++⨯⨯⨯===<2、单桩所受最大及最小力：()()m a xm a xm i n 2240050 1.5 1.5297.960.5 1.5iF G n Mx N x +⨯⨯+=±=±=⨯⨯∑ 3、 单桩水平承载力计算： 150 4.212i H kPa n H === ， 3200266.712i V ==4.211266.763.512H V ==<<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。

《基础工程》课程设计指导书福建工程学院土木工程系桩基础设计步骤如下：一、必要的资料准备桩基设计前必须具备的资料主要有：1. 建筑物资料：包括建筑物的形式、荷载及其性质、建筑物的安全等级、抗震设防烈度等；2. 岩土工程勘察报告：包括详细勘测的地质条件、承载力、室内实验、原位试验结果等。

3. 当地施工机具和技术条件：如排放泥浆和弃土的条件以及水、电、施工材料供应等；4. 环境条件：包括相邻建筑物的安全等级、基础形式和埋置深度，周围建筑物对于噪声的要求等；5. 检测条件及当地桩基施工经验。

二、选定桩型、桩长和截面尺寸1. 桩的类型在对以上收集资料进行分析研究的基础上，针对土层分布情况，考虑施工条件、设备和技术等因素，决定采用端承桩还是摩擦桩，挤土桩还是非挤土桩。

2. 确定桩长由持力层的深度和合在大小确定桩长、桩截面尺寸，同时进行初步设计与验算。

桩身进入持力层的深度应考虑地质条件、荷载和施工工艺，一般为1到3倍桩径；对于嵌岩灌注桩，桩周嵌入微风化或中等风化岩体的最小深度不宜小于0.5m 。

当持力层下存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于4d 。

3. 确定桩的截面尺寸常见桩基截面尺寸为：1.现场预制方桩，桩身混凝土强度和截面尺寸自定；2.高强PHC 管桩，桩身混凝土强度C80，截面尺寸300mm 、400 mm 或500 mm ；3.沉管灌注桩，桩身混凝土强度C30，截面尺寸600 mm-1000 mm ；4.钻孔灌注桩，桩身混凝土强度C30，截面尺寸300、400 mm 或500 mm ；5.其它桩型，桩身混凝土强度C25-C40。

三、确定单桩竖向及水平承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置1.单桩竖向承载力特征值根据单桩静载荷试验或经验公式 ：∑+=p pk i sik p uk A q l q u Q ，再将单桩竖向极限承载力uk Q 除以安全系数2，作为单桩竖向承载力特征值a R 。

2.单桩水平承载力特征值对于混凝土预制桩、钢桩、桩身全截面配筋率大于0.65%的灌注桩，根据静载试验结果取试桩在地面处水平位移为10mm （或6mm ）所对应的荷载为单桩水平承载为特征值Ha R 。

土木工程专业桩基础课程设计指导书土木工程学院港航教研室一、设计步骤及计算公式（按新《桩基规范》JGJ94-2008） （一）桩型选择与桩长确定，初选承台埋深（参见教材240页）➢ 尽量使承台底面位于地下水位面以上且土质较好的土层内。

➢ 根据《建筑桩基技术规范》规定，桩进入液化层以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定。

对于粘性土、粉土不宜小于2d(d 为桩径)，砂土不易小于1.5d ，碎石类土不宜小于1d ，且对碎石土、砾、粗、中砂、密实粉土、坚硬粘性土尚不应小于0.5m ，对其他非岩类石土尚不应小于1.5m 。

➢ 对存在淤泥层等压缩性很大的土层时，宜考虑负摩阻力，如采用简化计算不考虑摩阻力时，不应计入淤泥层及以上土层的摩阻力。

此时，桩进入稳定土层的长度宜取大值，如5-8m 。

➢ 如各种条件许可，桩端全截面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度，以使端阻力充分发挥。

嵌岩桩要求桩底下3d 范围内，应无软弱夹层、断裂带、洞穴和空隙分布。

➢ 桩顶嵌入长度：为保证群桩与承台之间连接的整体性，桩顶应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜≥100㎜；对中等直径桩宜≥50㎜。

➢ 绘制桩长确定示意图。

（二）初定单桩竖向承载力特征值R a1. 据双桥静力触探资料，确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值：（参见教材222页公式8.14） c p p i i si Q q A l f αμβ=+∑➢ 对灌注桩参见教材222页公式8.17确定。

单桩竖向承载力特征值R a 取其极限承载力标准值Q uk 的一半。

2. 按桩身材料强度确定单桩承载力（由于此时尚未进行桩身结构设计，故近似按轴心受压素混凝土桩计算。

参见教材219页公式8.10） c c p R f A ψ=➢ 基桩成桩工艺系数ψc 应按下列规定取值：（1） 混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩： ψc =0.85； （2） 干作业非挤土灌注桩： ψc =0.90；（3） 泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩： ψc = 0.7 ~ 0.8 ； （4） 软土地区挤土灌注桩： ψc = 0.6 。

桩基础设计1、桩基设计的基本原则(1)根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的承载力计算；对桩数超过3根的非端承桩复合桩基，宜考虑由桩群、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应。

(2)对桩身及承台承载力进行计算；对于桩身露出地面或桩侧为可液化土、极限承载力小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算；对于混疑土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输和锤击作用进行强度验算。

(3)当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的承载力等。

2、桩基设计的基本资料(1)工程地质勘察资料：包括土层物理力学性质指标，地下水位，试桩资料或邻近类似桩基工程资料，液化土层资料等。

(2)建筑物情况：包括建筑物平面布置图，结构类型、安全等圾，变形要求和抗震防灾烈度等。

(3)建筑环境条件与施工条件：包括相邻建筑物情况，地下管线与构筑物分布，施工机械设备条件及周围环境对施工的要求等。

3、桩基的一般构造要求(1)混凝土预制桩①混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm ；预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm ；预应力混凝土离心管桩的外径不宜小于300mm 。

②预制桩的最小配筋率一般不宜小于0.80%，当采用静压法沉桩时，最小配筋率不宜小于0.4%。

桩的主筋直径不宜小于14mm 。

在打人桩桩顶2～3d 长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。

③预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30，采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40，预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm 。

(2)混凝土灌注桩①长径比应符合如下规定：对穿越一般粘性土、砂土的端承桩，宜取l ／d<60；对穿插越淤泥、自重湿陷性黄土的端承桩，宜取l ／d<40。

②一级建筑桩基，应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，其主筋采用6～10根φ12～14，配筋率不小于0.2％，并锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度；③二级建筑桩基，根据桩径大小配置4—8根φl0～12的桩顶与承台连接配筋，锚入承台至少30倍主筋直径且伸人桩身长度不小于5d ，对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台软弱土层层底深度。

桩基施工作业指导书1、合用范围本作业指导书合用于山西中南部铁路通道ZNTJ-1标段第七项目部钻孔灌注桩基础施工。

2、作业准备2.1内业技术准备动工前组织技术人员认真学习实行性施工组织设计，审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉有关规范和技术原则，制定施工安全保证措施，提出应急预案，对施工人员进行技术交底，参与施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.2外业技术准备搜集施工中所波及旳多种外部技术数据，修建生活房屋及施工道路、水、电等临时设施，配齐生活、办公设施，满足重要管理、技术人员生活、办公需要。

3、技术规定3.1钻孔桩施工采用冲击钻机成孔。

3.2混凝土采用高性能混凝土，施工前做好原材料检查、配合比审批工作。

混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土罐车运送至施工现场，导管法灌注水下混凝土。

3.3对进场钻机进行统一编号，施工前做好设备检修工作。

4、施工工序与工艺流程4.1施工工序根据构造特点，以框架每联、桥梁墩台每墩台作为一种独立旳作业区。

施工工序为：施工准备→测量放样→护筒埋设、泥浆制备→钻机就位→成孔→验孔→清孔→验孔→钢筋笼制安→导管安装→二次清孔→混凝土灌注→护筒拆除→桩头凿除。

4.2工艺流程钻孔灌注桩施工工艺框图5、施工规定5.1施工准备施工前须认真查对地质状况，发现与设计提供旳地质资料不符旳，及时按照有关程序上报。

施工前对施工场地进行整平，对软弱地层采用砖渣换填，以便钻机移位及混凝土运送。

对场地进行合理规划，对泥浆池、清水池进行统一规划，保证施工现场“三通一平”，即：路通、水通、电通、场地平整。

根据构造特点及场地布置，每联配置4台钻机，从线路右侧至左侧逐排施工。

每联设置2个泥浆池，2个清水池。

5.2施工工艺5.2.1测量放样计算每个桩位坐标，复核无误后，用偏距法精确测设出桩位，并加设十字护桩，随时检测桩旳中心位置，保证桩位精确。

护筒就位后，将桩中心和标高控制点引至护筒顶口，并在钻孔桩进入不一样地层时，对桩中心及标高进行一次复核，进入泥岩后增长检测频率。

桩基施工作业指导书一、前言速公路第二合同段的中小桥及预应力连续箱梁跨线桥基础均为钻孔灌注桩基础，桩类型有水中摩擦桩、陆上摩擦桩、陆上嵌岩桩，地质分布为粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、弱风化花岗岩、微风化花岗岩、花岗岩。

二、工序特点保持桩土质部分稳定，杜绝孔口坍塌，成孔把握性大可多台钻机同时作业，邻孔互不干扰，大大加快施工进度，施工方法简单，技术要求低，投资少，效果好。

三、施工工艺（一）工艺原理旱地人工开挖桩土质部分至岩面，采用砼护壁和锁口砼平台，严防土质桩在钻孔过程中坍塌。

在遇到坚硬岩层时，先用冲击钻冲击岩层，击碎岩层后用掏碴筒出碴；在遇到软塑成粘性土，其自稳性较差时，投入适量的粘土和片石，利用钻头冲击将粘土和片石挤入塑性粘土岩层中，增加其孔壁的自稳性能力，避免孔坍塌和减少灌注砼时砼的流失。

（二）、工艺流程详见（工艺流程图）工艺流程图（三）、施工操作要点1、施工准备（1）测量定位，按照设计图纸，求算出设计桩位，采用全站仪准确的放出桩位，并放出相应的桩位护桩，保证护桩的稳固性。

（2）加工护壁模板时，应保证护壁内径大于桩基内径20cm 以上，砼护壁厚为20cm，深度2.0米（即硬岩层上）。

如K14+882桩径为1.3米，护壁内径为1.5米以上。

在制作钢筋笼时应根据现场场地和起吊能力，严格按照设计和技术规范要求以及技术交底整体或分节制作，分节时，每节长度为钢筋长度，安装时在孔口焊接续长。

2、桩土质部分开挖桩土质部分开挖，开挖直径按照设计桩径加20cm，每进一米就地灌注厚20cm的C25砼护壁一节，孔口加设厚20cm，宽50cm的C25砼锁口平台，平台顶应高于原地面30cm，并做好地表排水工作。

3、钻机安装就位钻机各支撑点应加垫方木，地面应夯实，钻机就位后应保证平稳牢固，钻头轴线与桩位轴线重合。

4、钻孔钻机开始钻进前检查安装后的底座和顶端是否平稳，确保在钻进过程中不产生位移或沉陷。

并解决水源，挖好水池、泥浆池、沉淀池等造浆设施。

桩基作业指导书本合同段桩基共1086 根，桩径1.6m，平均桩长约35 米，桩基设计为端承桩、磨擦桩两种形式。

根据本项目地质情况拟采用旋挖钻进行桩基钻孔施工，考虑到部份支撑桩设计桩底需侵入中风化岩层，当采用旋挖钻钻孔无法钻进时更换为冲击钻进行钻孔施工。

1施工准备1.1、场地准备将桩位部份的障碍物清除,将桩位周围场地进行平整。

桩位周围填筑1.2m 厚石渣(具体填筑区域见下图)。

特殊对钻机作业区域进行夯实处理，以保证钻机置于坚实的地基上。

1.2、泥浆池布设泥浆池布设在两施工平台之间，长：20m、宽5m、深1m，泥浆池四周打埂(50cm 高)。

制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。

制备泥浆材料选用膨润土或者黏土。

工程泥浆性能指标参考值1.3、水、电暂时用电电力路线沿主线左侧布设，在施工桩位处设配电箱。

桩基施工用水取自于沿线沟渠。

1.4、设备旋挖钻机(SR70)，配套设施有挖机、 20t 吊车、泥浆泵等。

1.5、安全开工前做好泥浆池围护，机械操作规程等安全措施。

1.6、技术准备熟悉两阶段施工设计图和公路桥涵施工技术规范， 熟悉场地的工程地质条件 和水文地质条件。

2 旋挖钻桩基施工 2.1、测量放样根据设计图纸提供的桩位坐标精确放出桩位，每根桩放出桩中心及周边四个 点，并向测量监理工程师报检。

根据桥梁控制网测放各桩的桩位及护桩， 并做好 标记，以便于拉十字线， 检查桩的位置。

2.2 、钢护筒制作及埋设⑴ 钢护筒采用 6mm 的钢板卷制而成，护筒焊接务求严密。

⑵ 护筒按照直径至少比桩径大 200mm 制作，护筒高度 4m ，孔口护筒应高 出地面 30cm 。

⑶ 开挖埋设护筒，护筒底部及四周采用黏质土回填夯实。

泥浆指标地质情况粘度(s )(mm/30min )淤泥质黏土1.06~1.10 1.06~1.10 1.20~1.45失水率 (ml/30min )≤15≤20≤20≤20 酸碱度(pH )9~11 9~11 9~11 9~11静切力(Pa )3~5 1~2.5 1~2.5 1~2.5胶体率(%)≥96≥95≥95≥95 含砂率 (%)≤4≤4≤4≤4相对密度(g/cm3)1.20~1.35 19~28 18~28 18~28 18~28黏土粉质黏土细砂 ≤2≤3≤3≤3泥皮厚⑷ 护筒中心与桩位中心的平面位置偏差不大于50mm 。