排桩基础课程设计指导书

《基础工程》课程设计任务书与指导书2（桩基础）桩基础课程设计任务书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4层，物理力学性质指标见表1-1，勘察期间测得地下水混合水位埋深为2.0m。

地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。

土层主要物理力学指标表1-1土层代号1-22-12-23名称厚度m2.09.04.0>10含水量w（%）38.226.721.6天然重孔塑性度?隙ps指数(kn/m3)比empaip18.818.919.620.1十九点八一五一二液性指数IL1 00.600.4直剪试验(直快)内摩擦角??杂填土灰色粉质粘土灰黄色粉质粘土粉砂夹粉质粘土212025内聚力c（kPa）121615压缩模量es(mpa)4.67.08.2承载力标准值FK（kPa）1202202601.020.340.750.540.61.02、桩基设计数据建筑桩基安全等级为2级。

已知上部框架结构由柱子传来的荷载：vk=3200kn，mk=400kn?m，hk=50kn。

柱的截面尺寸为400mm?600mm。

承台底面埋深d=2.0m。

根据地质资料，以灰色黄土粉质粘土为桩端持力层，钢筋混凝土预制桩截面尺寸为300？300mm，桩长10.0m。

桩身材料：混凝土为c30，轴心抗压强度设计值fc=15mpa，弯曲抗压强度设计值fm=16.5mpa；主筋采用4?16，其强度设计值fy=310mpa.承台材料：C30混凝土，轴心抗压强度设计值FC=15MPa，抗弯抗压强度设计值FM=16.5mpa；抗拉强度设计值ft=1.5MPa桩静载试验曲线如图所示。

荷重p(kn)501001502002503003504004505005506006507000024沉降68十12一千四百一十六万一千八百二十s(mm)3.设计内容及要求图1单桩垂直静载荷试验的p-s曲线一(1)单桩竖向承载力极限值和特征值的计算(2)确定桩数和桩的平面布置(3)群桩中基桩受力验算(4)群桩承载力验算(5)承台结构设计及验算（6）桩及承台施工图设计：包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图及必要的施工说明(7)需提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。

造配筋。

2．设计图纸设计图纸包括以下内容：（1）桩基平面布置图。

（2）承台大样图。

（3）桩身大样图。

（4）设计说明。

4．1．7 参考资料（1）《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2006），中国建筑工业出版社，2007。

（2）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002），中国建筑工业出版社，2002。

（3）《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008），中国建筑工业出版社，2008。

（4）《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002），中国建筑工业出版社，2002。

（5）赵明华，《土力学与基础工程》（第 2 版），武汉理工大学出版社，2003。

4．2 桩基础课程设计指导书桩是将建筑物的荷载全部或部分传递给地基土或岩层，具有一定刚度和抗弯能力的传力杆件。

桩的性质随桩身材料、制桩方法和桩的截面大小而异，具有很大的适应性。

桩基础通常作为荷载较大的建筑物基础，与其他深基础相比，其适用范围最广，可归纳为以下场合：（1）地基的上层土质太差而下层土质较好，地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求。

（2）地基软弱，不适合采用地基加固措施；或地基土性质特殊，例如存在可液化土层、自重湿陷性黄土、膨胀土及季节性冻土等。

（3）除了存在较大的垂直荷载外，尚有较大的偏心荷载、水平荷载、动力荷载及周期性荷载作用。

（4）上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到相邻建筑物、大面积地面超载的影响。

（5）地下水位很高，采用其他深基础形式施工时排水困难；或位于水中的构筑物基础，例如桥梁、码头和钻采平台等。

（6）需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。

4，2．1 桩基基本设计规定桩基基本设计规定如下。

（1）桩基础应按以下两类极限状态设计：1）承载能力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变形。

2）正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。

《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。

多排桩基础课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握多排桩基础的定义、分类及结构特点；2. 让学生了解多排桩基础的施工工艺及质量控制要求；3. 让学生掌握多排桩基础在工程中的应用及其优缺点。

技能目标：1. 培养学生运用多排桩基础进行工程设计和施工的能力；2. 培养学生分析多排桩基础在实际工程中问题及解决问题的能力；3. 提高学生查阅资料、团队协作和沟通表达的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对土木工程专业的热爱和责任感；2. 增强学生关注工程质量、安全及环保的意识；3. 培养学生严谨、求实、创新的学习态度。

课程性质分析：本课程为土木工程专业的一门专业基础课程，旨在帮助学生建立多排桩基础的理论知识体系，提高学生工程实践能力。

学生特点分析：学生已具备一定的基础理论知识，具有较强的学习能力和实践欲望，但对工程实际应用尚缺乏深入了解。

教学要求：1. 结合实际工程案例，提高学生对多排桩基础知识的理解和运用能力；2. 注重培养学生的实践操作能力和团队协作精神；3. 强化学生对工程质量、安全及环保的认识。

二、教学内容1. 多排桩基础的概述- 定义、分类及结构特点- 多排桩基础的适用范围2. 多排桩基础的施工工艺- 施工准备及施工流程- 施工质量控制要点- 施工中常见问题及处理方法3. 多排桩基础的设计原理- 设计依据和设计原则- 设计计算方法- 结构验算及安全系数4. 多排桩基础的应用案例分析- 工程背景及多排桩基础选型- 设计与施工要点- 工程效果及优缺点分析5. 多排桩基础的工程实践- 实践操作步骤及注意事项- 团队协作与沟通表达- 工程质量、安全及环保意识培养教学内容安排与进度：1. 第1周：多排桩基础概述2. 第2周：多排桩基础的施工工艺3. 第3周：多排桩基础的设计原理4. 第4周：多排桩基础的应用案例分析5. 第5周：多排桩基础的工程实践教材章节关联：本教学内容与《土木工程基础》第3章“桩基础”相关，具体涉及3.2节“桩基础的分类及构造”，3.3节“桩基础的设计与计算”，3.4节“桩基础的施工技术”及3.5节“桩基础的质量控制与验收”。

课程设计说明书一、设计题目某公路桥多排桩基础设计 二、设计资料1．地质及水文河床土质：从地面至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m 。

水文：地面（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．土质指标软塑粘土：地基系数m=843/10m kN ⨯，桩周土的极限摩阻力kPa 40=τ，土的内摩擦角o 20=φ，土的容重3/12m kN =γ（已扣除浮力）。

密实粗砂：地基系数m=2543/10m kN ⨯，桩周土的极限摩阻力kPa 120=τ，土的内摩擦角o 38=φ，土的容重3/12m kN =γ（已扣除浮力）。

3．荷载上部为等跨25m 的预应力梁桥，砼桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为： 恒载及一孔活载时：∑=kN N 4.5659∑=kN H 8.298（制动力及风力）∑⋅=m kN M 7.3847（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯距）恒载及二孔活载时：∑=kN N 2.6498 三、设计要求承台及桩的材料均为C20砼，其受压弹性模量a h MP E 4106.2⨯=。

承台尺寸：m m m 0.25.40.7⨯⨯，拟定采用四根桩，设计直径1.0m ，平面布置如下图。

四、设计计算1、单桩容许承载力的确定； 桩（直径1.0m ）自重每延米为：故，作用在承台底面中心的荷载力为：m KN M KN H KN N ·3.44450.28.2987.38478.2984.7234)250.25.40.7(4.5659=⨯+=∑=∑=⨯⨯⨯+=∑恒载及二孔活载时：KN N 2.8073250.25.40.72.6498=⨯⨯⨯+=∑）（。

桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。

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h 3。

目 录1.基坑排桩支护设计基本理论2.基坑排桩护设计任务书3.基坑基坑排桩支护设计指导书4.本次设计的相关资料1.基坑排桩支护设计基本理论1.1概述1.1.1基坑支护的作用基坑开挖后,形成临空面,在基坑土体自身重量、地表荷载、地下水渗透作用下，可能产生破坏或过大变形，危及基础施工或周围建筑物的安全，因此，须对基坑侧壁采取一定的措施进行支护。

1.1.2排桩支护的定义、支护原理排桩:由连续的桩体（或地下连续墙体）或桩（墙）体与锚固结构共同组成的基坑支护结构，该支护结构适用性广泛在支护中能提供可靠的抗倾覆及抗滑移能力。

锚固设施：用来加固、锚固现场原位土体的细长杆件。

通常采用岩土中钻孔，置入变形钢筋，并沿孔全长注浆的方法做成。

加固原理：基坑临空面形成后，由于边坡在自重应力下的内部材料抗剪强度不能维持自身稳定，侧壁土体有向临空面滑移的趋势，及沿某一圆弧破坏面破坏的趋势，打入排桩后，排桩作为挡土结构承受了来自侧向的主动土压力作用，从而阻止了侧壁土体向基坑方向的位移；而在排桩施加的锚固结构物进一步提供了张拉力，并由于锚杆的拉力，使潜在破坏面上的法向应力增大，因而摩擦力增大，阻止基坑侧壁沿某一潜在破坏面破坏。

1.1.3 排桩支护的主要设计内容 （1）桩体嵌固深度的计算（2）桩（墙）体内力与截面承载力计算 （3）支撑体系设计计算1.2嵌固深度计算对于开挖较浅的基坑，仅采用悬臂式支护，排桩的嵌固深度足够就能满足地基的侧向压力，从而使抗滑移及整体稳定性达到设计要求，而随着开挖深度的增长，还需要在排桩支护的基础上采用额外支护支点（即锚杆或锚杆群）。

在本次课程设计中，主要采用悬臂式支护，其主要嵌固深度计算方法如下： 对于基坑外侧受到的主动土压力：2a a p hK γ=- 其中2tan 452a K Φ⎛⎫=- ⎪⎝⎭对于基坑内侧受到的被动土压力2p p p hK γ=+ 其中2tan 452p K Φ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭由以上各式可作出基坑内外侧土压力分布图见图1.1，其中a E ，p E 分别为内外侧土压力的合力，在数值上等于压力分布图的面积，作用位置位于图的型心到排桩的垂线的垂足处。

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。

专业名称：道路与桥梁工程年级班级：12-01班学生姓名：陈旭威指导教师：闫芙蓉河南理工大学土木工程学院二○一五年七月十日目 录一．埋置式桥台刚性扩大基础设计 ....................................................................................... - 1 -1.1 设计资料 .................................................................................................................... - 1 - 1.2 桥台及基础构造和拟定的尺寸 ................................................................................ - 1 - 1.3 荷载计算 .................................................................................................................... - 2 -1.3.1 上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ..................................... - 2 - 1.3.2 土压力计算 ..................................................................................................... - 3 - 1.3.3 支座活载反力计算 ......................................................................................... - 6 - 1.3.4 支座摩阻力计算 ............................................................................................. - 7 - 1.4 工况分析 .................................................................................................................... - 8 -1.4.1 上有汽车及人群荷载，后台无荷载 ............................................................. - 8 - 1.4.2 桥上有汽车及人群荷载，后台有汽车荷载 ................................................. - 8 - 1.4.3 桥上午活载，后台无活载 ............................................................................. - 8 - 1.4.4 桥上无活载，后台有汽车荷载 ..................................................................... - 8 - 1.4.5无上部构造时 .................................................................................................. - 8 - 1.5 地基承载力验算 ........................................................................................................ - 8 -1.5.1台前、台后填土对基地产生的附加应力计算 .............................................. - 8 - 1.5.2 基地压应力计算 ............................................................................................. - 9 -二． “m”法弹性多排桩基础设计 ........................................................................................ - 14 -2.1 设计资料 .................................................................................................................. - 14 -2.1.1 地质及水文资料 ......................................................................................... - 15 - 2.1.2 荷载 ............................................................................................................... - 15 - 2.2 计算 .......................................................................................................................... - 16 -2.2.1 桩的计算宽度1b ........................................................................................... - 16 - 2.2.2 桩的变形系数α .......................................................................................... - 16 -2.2.3 桩顶刚度系数MM MH HH PP ρρρρ、、、........................................................... - 17 - 2.2.4 计算承台地面原点O 处位移000β、、c a （单孔活载、恒载、制动力等）- 17 -2.3单根基桩的验算 ....................................................................................................... - 19 -2.3.1桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 .................................................... - 19 - 2.4 群桩基础承载力验算 .............................................................................................. - 23 -2.4.1桩底持力层承载力验算 ................................................................................ - 23 -2.4.2群桩基础沉降验算........................................................................................ - 25 -2.5承台设计................................................................................................................... - 27 -2.5.1桩顶处的局部受压验算................................................................................ - 27 -2.5.2承台的冲切承载力验算................................................................................ - 28 -2.5.3承台抗弯及抗剪强度验算............................................................................ - 28 -三．参考文献……………………………………..……………………………….… ..……- 1 -一．埋置式桥台刚性扩大基础设计1.1 设计资料某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T 形梁。

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 。