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基础工程课程设计柱下钢筋砼桩基础设计班级：学号：姓名：专业：土木工程2016年1月任务书一、设计目的根据本课程教学大纲的要求，学生应通过设计掌握天然地基上的独立基础和桩基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制简单施工图的能力，以巩固和加强设计原理的理解。
二、设计题目柱下钢筋混凝土桩基础设计 三、设计资料1、上部结构传至某边柱柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载（荷载效应由永久荷载起控制作用）及室内外高差如下：（1） 弯矩k M 取a=200kN m ，或b=250kN m ，或c=300kN m ，或d=350kN m （2）轴力k F 取e=3000kN ，或f=3300kN ，或g=3600kN ，或h=4000kN （3）剪力k V 取i=100kN ，或j=150kN ，或k=200kN ，或l=250kN （4）室内外高差h 取m=0.3m ，或n=0.45m ，或o=0.6m ，或p=0.8m ， 2、该边柱截面尺寸为500mm ×500mm 。
3、桩及材料：桩型自定。
建议承台底板钢筋采用HRB400。
4、地质资料如下：建筑场地平整，地下水位位于地表以下50m 处，不考虑地下水对钢筋混凝土基础的腐蚀性。
自上而下（从室外地面算起）的土层依次如下：①号土层，杂填土，厚度0.5m ，重度3118/kN m γ=②号土层，粉土，厚度4m ，重度3218.5/kN m γ=，压缩模量为15Mpa ③号土层，黏性土，厚度5m ，重度3219/kN m γ=，压缩模量为16Mpa ④号土层，粉砂，重度3219.5/kN m γ=，压缩模量为17Mpa桩的极限侧阻力标准值及桩的极限端阻力标准值可参考《建筑桩基技术规范》P33~365、其他未列出的设计条件自定。
四、主要设计内容1、选择承台材料2、确定单桩承载力特征值3、桩的平面布置4、确定承台底面尺寸5、确定承台高度6、承台底板配筋7、绘制承台施工图五、具体要求：计算书要求采用A4纸机打，正文采用宋体小四，数字和字母采用times new Roman字体，公式用公式编辑器编写，条理清楚，主要计算步骤、计算公式、计算简图等。
柱下独立承台钢筋混凝土桩基础设计柱下独立承台钢筋混凝土桩基础是一种常用的桩基础形式，适用于柱子位于土层较深或土层较松软时的情况。
该类型的基础通过钢筋混凝土承台将柱子的荷载分散到多个桩上，从而提高承载能力。
下面将详细介绍柱下独立承台钢筋混凝土桩基础的设计及施工要点。
一、基础设计1.土壤力学参数的确定在进行柱下独立承台钢筋混凝土桩基础设计之前，需要先确定土壤力学参数。
通过地质勘察和实验室试验，获取土壤的抗剪强度、承载力和压缩模量等参数。
2.桩基础尺寸的确定桩基础的尺寸包括桩径和桩长。
根据土壤力学参数和工程要求，结合桩身的承载能力和抗倾覆能力，确定适当的桩径和桩长。
3.桩基础的承载力计算根据桩身的荷载传递机制，可以通过以下公式计算柱下独立承台钢筋混凝土桩基础的承载力：P=∑(Qc+Qt)+Qs+Qw-Qr其中，P为桩基础的承载力；Qc为柱子自重；Qt为柱子的其他荷载；Qs为桩身的沉降荷载；Qw为桩身的侧向摩擦力；Qr为桩身的抗拔力。
4.承台设计根据柱子的尺寸和荷载，设计合适的承台。
承台的尺寸应足够大，以保证荷载能够均匀分布到每个桩上。
同时，承台的厚度和钢筋配筋应满足抗弯和抗剪的要求。
5.桩身设计根据桩身的荷载和受力特点，设计合适的钢筋配筋。
桩身的钢筋应具有足够的强度和刚度，使其能够承受桩身的荷载，并保证桩身的稳定性和抗倾覆能力。
二、基础施工要点1.桩基础的施工方法2.基础施工过程中的质量控制在施工过程中，需要严格控制基础的施工质量，特别是钢筋的质量和混凝土的浇筑质量。
钢筋的焊接和连接应符合相关标准和规范，并进行质量检测。
混凝土的配合比应根据设计要求进行调整，并进行拌和试验和浇筑试块的强度检测。
3.基础的施工过程监控在施工过程中，需要对基础的施工过程进行监控，包括钢筋的布置、混凝土的浇筑和养护过程。
通过监控，及时发现和解决施工过程中的问题，确保基础施工的质量和安全。
通过上述基础设计和施工要点，可以合理设计和施工柱下独立承台钢筋混凝土桩基础。
一、课程设计的目的基础工程课程设计是土木工程专业教育的一个重要教学环节，是全面检验和巩固基础工程课程学习效果的一个有效方式。
通过本次课程设计使学生能够运用已学过基础工程设计理论和方法进行一般形式的基础的设计，进一步理解基础工程设计的基本原理。
设置课程设计的目的是加强学生对本课程及相关课程知识的理解，培养学生综合分析问题的能力和运用基础理论知识解决实际工程问题的能力，为毕业设计打下坚实的基础，也有助于学生毕业后能尽早进入“工程角色”。
多年来的教学实践反映了课程设计这一教学环节对学生能力的培养起到了一定的作用。
二、课程设计的内容1、设计资料1、地形拟建建筑场地平整2、工程地质条件自上而下土层依次如下：✍号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾✍号土层：粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130kPa。
✍号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180kPa。
✍号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值f ak=240kPa。
✍号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值f ak=300kPa。
3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1.1所示。
表1.1? 地基岩土物理力学参数（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
（2）地下水位深度：位于地表下1.5m5、上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm×500mm。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布置如图1.1所示。
图1.1? 柱网平面图6、上部结构作用上部结-构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表1.3所示。
表1.2柱底荷载效应标准组合值表1.3柱底荷载效应基本组合值混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB300、HRB335级。
2、设计分组根据以上所给设计资料及学生人数，将学生划分为6组。
地基基础课程设计-柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础是由底部柱、净空垫层及两端横向拉筋组成的一种独立基础。
它也可以称为下柱框架构筑物或顶柱框架构筑物，常被用于支撑零散砌筑物及碾压路面构筑物，它具有结构紧凑、支座力学性能好等特点。
此类独立基础的构造方法存在很多种，根据抗拉和抗压作用的不同可以分为普通柱下钢筋混凝土基础和金属柱下钢筋混凝土基础两种。
普通柱下钢筋混凝土独立基础，按照承载力等级可以分为高强度柱下钢筋混凝土独立基础、中等强度柱下钢筋混凝土独立基础及低强度的柱下钢筋混凝土独立基础，它们的设计原则相同，但对于钢筋的材料、直径和数量均有所差别。
金属柱下钢筋混凝土独立基础的设置以钢板柱或型钢柱为支撑构件，设置在一定厚度的垫层基层上，一般层面高度小于200mm，具有支座可靠、适用范围广等特点。
由于柱下钢筋混凝土独立基础在地基基础设计时具有重要意义，因此在设计时应符合如下几个原则：（1）在混凝土抗压强度对设计有重要影响，应采用适当配筋和抗凝土体，确保柱下钢筋混凝土独立基础抗压性能足够好。
（2）除符合抗拉和抗压之外，选择合适的支撑构件，能使構件在受外力作用下的屈曲和剪切变形受控。
（3）柱下钢筋混凝土独立基础的基础土壤应稳定，且要具备足够的抗滑稳定性，保证结构安全可靠，同时还要检查混凝土的质量，确保设计要求的强度标准。
（4）另外，在施工时应确保混凝土浇筑不能交叉搅动，基础改角要精确，以及严格控制钢筋锚固、斜支梁垫层等施工工艺，以保证结构的安全性。
总之，柱下钢筋混凝土独立基础在地基基础设计中的重要性不言而喻。
设计时应考虑各项因素，并根据实际情况，采取合理的技术方案，以保证结构可靠性，便于施工和使用。
基础⼯程课程设计--钢筋混凝⼟柱下独⽴基础设计《基础⼯程》课程设计⽬录1、钢筋混凝⼟柱下独⽴基础设计 (1)1.1 已知条件 (1)1.2 持⼒层的选择 (1)1.3 地基承载⼒特征值及修正 (1)1.4 确定基础底⾯尺⼨ (2)1.5 软弱下卧层承载⼒验算 (3)1.6 计算沉降量 (3)1.7 基础剖⾯设计及配筋计算 (5)1.8 绘制施⼯图 (7)2、桩基础设计 (8)2.1 已知条件 (8)2.2 桩的类型及截⾯尺⼨的选择 (8)2.3 桩端持⼒层、承台埋深的选择及单桩竖向承载⼒的计算 (8)2.4 确定桩数、间距及平⾯布置 (9)2.5 承台设计 (10)2.6 沉降计算 (13)2.7 绘制施⼯图 (15)设计⼀：钢筋混凝⼟柱下独⽴基础设计1.1 已知条件按照《基础⼯程》课程设计任务书（见附录）中的要求得知：竖向⼒609KN =9+600=k F ;⼒矩M=155KN ?m ；⽔平荷载H=10+9=19KN ；准永久组合F=609-50=559KN 。
1.2持⼒层的选择依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011(以下简称《规范》)，在保证建筑安全和正常使⽤的前提下，基础应尽量浅埋，⼀般情况下不⼩于0.5m 。
根据荷载和地基条件，应初步考虑以③层黏⼟层为独⽴基础的持⼒层。
基地埋深为2.0m ，选择矩形基础。
1.3地基承载⼒特征值及修正由表⼀知：黏⼟层承载⼒特征值为kPa f ak 190=、孔隙⽐58..0=e 、液性指数78.0=l I 。
查表（参3）2-15得：。
、6.13.0==d b ηη那么修正地基承载⼒特征值公式：()()5.03-+-+=d b f f m d b ak a γηγη其中：基地以下⼟的天然重度：；3/20m kN =γ平均重度：基础底⾯以上⼟的加权()()；3/5.190.28.96.192.08.9202.0201.1185.0m kN m =-?+-?+?+?=γ；基础埋置深度：m d 0.2=估计基础宽度⼩于3m,那么取b=2。
《基础工程》课程设计任务书（一）上部结构资料某框架结构柱网图如下，柱截面为400*400mm 2，F1=724kN ，F2=1424kN ，F3=2024kN 。
（二）地质资料经探测，地层岩性及土的物理力学性质如下表。
地下水埋深为5m ，无腐蚀性。
层号土名状态密实度 厚度 密度 含水量 孔隙比 I P I L 压缩系数 标贯击数 压缩模量 mg/cm 3 % Mpa -1 N 63.5 MPa 1 人工填土 可塑 稍密 2 2.022 粉土 可塑 中密3 2.02 21 0.6 7 0.21 0.21 12 8 3 粉质粘土 软塑 中密 5 2.01 23.9 0.75 12 0.82 0.35 6.6 5.64 粉土 可塑 中密 2 2.02 25 0.66 11.4 5粉土可塑密实未揭开2.02250.6120.4F1 F2F2F1F2F3F3F2 F1F2F2 F1钢筋混凝土柱下独立基础1、选择持力层设基础埋深d=2.5m ，这时地基持力层为粉土2、计算地基承载力特征值，并修正根据标贯击数N=12查表得：kPa f ak 156)140180(10151012140=-⨯--+=因为埋深d=2m>0.5m ，故还需对ak f 进行修正设基础底面宽度不大于3m 。
查表得修正系数ηb =0.5，ηd =2.0 则修正后的地基承载力特征值为f a =f ak + ηd γm (d-0.5)=156+2×20.2×(2.5-0.5)=236.8kPa3、计算基础所需底面尺寸基础埋深d=2m ，分析该框架结构柱网布置图可知，柱子受三种不同荷载，把受荷载为724KN 的基础作第一类基础，受荷载为1424KN 的基础为第二类基础，受荷载为2024KN 的基础为第三类基础 （1）、第一类基础，其轴心荷载F1=724KN ，则有：m d f F b G a 69.15.2208.23674.072411=⨯-⨯=-≥γ取1b =1.7m ，因b ＜3m ，不必进行承载力宽度修正（2）、第二类基础，其轴心荷载为F2=1424KN ，则有：m d f F b G a 38.25.2208.23674.0142422=⨯-⨯=-≥γ取2b =2.4m ，因b ＜3m ，不必进行承载力宽度修正（3）、第三类基础，其轴心荷载为2024KN ，则有：m d f F b G a 83.25.2208.23674.0202433=⨯-⨯=-≥γ取3b =2.9m ，因b<3m ，不必进行承载力宽度修正4、验算软弱层强度和沉降量(1)持力层承载力验算1）第一类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 26.6805.2207.174.07242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23638.2357.126.6802=<==+=（可以） 2）、第二类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 76.13415.2204.274.014242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23694.2324.276.13412=<==+=（可以） 3）、第三类基础kPa f a 8.236=基底处总竖向力：KN G F k k 26.19185.2209.274.020242=⨯⨯+⨯=+基基底平均压力：kPa f kPa A G F P a k k k 8.23609.2289.226.19182=<==+=（可以） （2）软弱下卧层承载力验算1）第一类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.047.17.1/5.2/>==b z 查表得︒=47.21θ393.0tan =θ，下卧层顶面处的附加应力：kPa z b z l P lb cd k 78.39)393.05.227.1()5.22.2038.235(7.1)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+78.14010178.39σσ（可以） 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求2）第二类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.004.14.2/5.2/>==b z 查表得︒=04.21θ385.0tan =θ，下卧层顶面处的附加应力：kPa z b z l P lb cd k 18.56)385.05.224.2()5.22.2094.232(4.2)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+18.15710118.56σσ（可以） 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求 3）第三类基础由43.16.5/8/21==s s E E 50.086.09.2/5.2/>==b z 查表得︒=86.20θ381.0t a n =θ，下卧层顶面处的附加应力： kPa z b z l P lb cd k 69.64)381.05.229.2()5.22.2009.228(9.2)tan 2)(tan 2()(22z =⨯⨯+⨯-⨯=++-=θθσσ 下卧层顶面处的自重应力：kPa cz 1015.22.205.22.20=⨯+⨯=σ 下卧层承载力特征值：m KN zd czm /2.20=+=σγkPa f az 06.240)5.05(2.204.18.112=-⨯⨯+=验算：az z cz f kPa <=+=+69.16510169.64σσ（可以）经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求（3）、验算沉降量分析柱网布置图可得，只须验算四个基础的沉降量即可，分别设为a 、b 、c 、d ，如下图所示：ab cdehfg1）、计算基础a 的沉降kN mm l E r a aa/0544.088.07.184.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E ab /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E ad/00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδ mmF F F s ad ab aa a 25.55142400557.0142400557.07240544.0221=⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅=δδδ 2）、计算基础b 的沉降kN mm l E r b bb /0385.088.04.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E ba /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E bc /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E be /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F s be bc ab bb b 06.78142400557.020*******.072400557.014240385.02312=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδ 3）、计算基础c 的沉降kN mm l E r c cc /0319.088.09.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E cb /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E ch /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E cf /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E cd /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F F s cd cf ch cb cc c 55.99142400557.0142400557.020*******.0142400557.020240319.022323=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδδ 4）、计算基础d 的沉降kN mm l E r b dd/0385.088.04.284.011202=⨯⨯-=-=ωμδkN mm r E dg/00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδ kN mm r E dc /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδkN mm r E da /00557.06814.34.011202=⨯⨯-=-=πμδmmF F F F s da dc dg dd d 23.7472400557.020*******.072400557.014240385.01312=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅+⋅+⋅+⋅=δδδδ 5）、a 、b 两基础的沉降差mm s s a b ab 81.2225.5506.78=-=-=∆根据框架结构相邻柱基沉降差允许值可知：［∆］=mm l 12002.0=。
柱下钢筋混凝土独立基础课程设计
柱下钢筋混凝土独立基础是建立在土壤中，用于支撑楼房柱子的基础
结构。
设计一个合理的柱下钢筋混凝土独立基础课程可以帮助学生掌
握基础设计的理论和实践技能。
以下是一个基础设计课程设计的指导。
一. 介绍
1.1 基础概述
1.2 教学目标
1.3 课程结构
1.4 难点强调
二. 土工实践
2.1 土壤力学基础
2.2 土壤分类与结构
2.3 土壤力学参数测定
三. 基础设计分析
3.1 负载分析
3.2 基础尺寸计算
3.3 基础安全性分析
四. 钢筋混凝土设计
4.1 混凝土本构关系
4.2 钢筋形态与尺寸
4.3 柱下独立基础钢筋配筋
五. 力学实践
5.1 梁设计原理
5.2 基础钢筋配筋实验
5.3 基础模型制作
六. 应用实战
6.1 西安高新技术产业园某项目的基础设计
6.2 基础施工问题的解决
6.3 实战案例分析
七. 总结
7.1 课程回顾
7.2 应用展示
7.3 知识点强调
以上是一个基础设计课程设计的指导。
该课程涵盖了土工实践、基础设计分析以及钢筋混凝土设计等主题。
在该课程中，学生将掌握基础设计的理论和实践技能，并在应用实战中掌握基础施工问题的解决方案。
课程名称：《基础工程》设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础院系：土木工程系专业：年级：学号：ＸＸＸＸＸ姓名：XXX指导教师：XXX年 4 月 30 日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：20XX 年4月 6 日完成日期：20XX年 4 月30日一、设计的目的通过本次设计，让学生初步掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体的计算过程。
培养从事基础工程浅基础的设计能力二、设计的内容每人按照本班学习委员的安排，根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。
对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。
1、柱下独立基础的设计及设计依据；2、柱下独立基础的计算；3、柱下独立基础的配筋；4、绘制相应的基础平面图、立面图、剖面图；三、设计要求：1、设计柱下独立基础，包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。
2、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明，提出施工方法的建议。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日第一部分课程设计资料（一）设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础（二）设计资料：1、地形：拟建建筑场地平整2、工程地质资料：自上而下依次为：②填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180KN/m2；④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值f ak=240KN/m2；⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值f ak=300KN/m2；⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值f ak=620KN/m2；地基岩土物理力学参数表表2.1地层代号土名天然地基土重度（γ）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（Φ）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）KN/m³KPa度1MPa MPa MPa KPa①杂填土18②粉质粘土20 0.65 34 13 0.20 10.0 130③粘土19.4 0.58 25 23 0.22 8.2 180④全风化砂质泥岩21 22 30 0.8 240⑤强风化砂质泥岩22 20 25 3.0 300⑥中风化砂质泥岩24 15 40 4.0 6203、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。
课程设计柱下钢筋混凝土桩基础设计在建筑工程中，柱下钢筋混凝土桩基础是一种非常常见的基础形式。
与传统的浅基础相比，柱下钢筋混凝土桩基础具有承载力高、可靠性强、适应范围广等优点。
因此，课程设计中的柱下钢筋混凝土桩基础设计也是一门重要的课程。
首先，柱下钢筋混凝土桩基础设计需要考虑的因素非常多。
包括柱头荷载、地基承载力、桩端阻力、荷载传递机制、桩长及桩径的确定等等。
因此，在进行设计时，需要对这些因素逐一进行分析和计算，然后再确定桩基础的最终设计方案。
其次，在进行柱下钢筋混凝土桩基础设计中，不仅需要考虑基础的稳定性和安全性，同时需要考虑经济性。
也就是说，需要在满足基础稳定性和安全性的同时，尽可能降低设计成本，避免浪费资源。
在柱下钢筋混凝土桩基础的设计中，桩端阻力的计算是非常重要的一部分。
桩端阻力是钢筋混凝土桩在土中的受力情况，直接决定着基础的承载力。
因此，在进行桩端阻力的计算时，需要考虑到土层的性质和桩的形式，通过合理的计算方法得出准确的计算结果。
其次，关于桩长和桩径的选择也是柱下钢筋混凝土桩基础设计中的关键之一。
一般情况下，基础的承载能力与桩的长度成正比，与桩的直径成反比。
因此，在进行桩长和桩径的选择时，需要根据实际情况进行合理的选择。
对于土质较好的区域，可以选择较短的桩长和较大的桩径，从而达到经济、实用的效果。
除此之外，在柱下钢筋混凝土桩基础设计中，还需要考虑基础周围环境因素对桩基础的影响。
比如，在地基土的选择中，需要考虑地基土的稳定性、承载力等因素。
此外，在基础设计中需要充分考虑地震、风等自然灾害因素对基础的影响，并做出相应的防护措施。
最后，柱下钢筋混凝土桩基础设计需要充分考虑到实际工程的情况。
在实际工程中，往往需要面对的挑战与课本上所学的知识有所不同。
因此，需要设计师有一定的创新意识，从实际出发，结合实际情况，进行合理的设计。
综上所述，柱下钢筋混凝土桩基础设计是一门非常重要的课程。
在设计过程中，需要全面考虑基础稳定性、安全性、经济性等因素，同时结合实际情况，进行合理的创新。
《土力学与地基基础》课程设计任务书题目：柱下钢筋混凝土独立基础1.1 设计资料1、地形：拟建建筑场地平整2、工程地质资料：自上而下依次为：①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；f=130kPa；②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值akf=180kPa；③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值akf=240kPa④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值akf=300kPa⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值akf=620kPa⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值ak3、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。
地下水位深度：位于地表下1.5m。
4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布置见下图：上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2：上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3：5、材料：混凝土等级Ｃ25~C30，钢筋Ⅰ、Ⅱ级。
1.2 设计要求：每班分为3个组。
第1组共十八人，基础持力层选用③土层，设计A轴柱下独立基础；第2组共十八人，基础持力层选用④土层，设计B轴柱下独立基础；第3组共十八人，基础持力层选用③土层，设计C轴柱下独立基础；每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。
对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。
1.3 设计内容１、设计柱下独立基础包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。
２、绘制基础施工图包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明。
1.4 地基基础设计成果1 地基基础设计计算书（1）设计计算书封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师姓名、完成日期（2）目录及正文格式（格式另见附属文件）。
2 设计图纸设计要求：绘制比例为1：100或1：200 A3图纸打印稿目录1 B轴与④轴线相交柱下基础埋置深度的选择2 地基承载力特征值的确定3 地基承载力特征值的修正4 基础底面尺寸的确定4.1初步选择基地尺寸4.1.1轴心荷载作用下基础底面面积4.2验算持力层地基承载力4.2.1基础和回填土重4.2.2基地最大压应力5 软弱下卧层的验算6 地基变形验算及沉降量计算7 基础高度的确定7.1基础类型的确定7.2计算基底净反力7.3系数Ch7.4基础的有效高度7.5基础底板厚度h7.6设计采用阶梯形基础底板厚度h7.7基础台阶宽度b及宽高比验算8 基础板底配筋计算9 A轴柱下基础埋置深度的选择10 地基承载力特征值的确定11 地基承载力特征值的修正12 基础底面尺寸的确定12.1初步选择基底尺寸12.1.1轴心荷载作用下基础底面面积12.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1～1.4)A 12.2验算持力层地基承载力12.2.1基础和回填土重12.2.2偏心距12.2.3基底最大压应力13 C轴柱下基础埋置深度的选择14 地基承载力特征值的确定15 地基承载力特征值的修正16 基础底面尺寸的确定16.1初步选择基地尺寸16.1.1轴心荷载作用下基础底面面积16.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1～1.4)A 16.2验算持力层地基承载力16.2.1基础和回填土重16.2.2偏心距16.2.3基底最大压应力设计心得与感想参考文献设计计算书根据课程设计任务书数据取值如下： A 轴：⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==KN Vk m KN Mk KN Fk 712101282 ； B轴： ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==KN Vk m KN Mk KN Fk 902181883 ，⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==KN V m KN M KNF 1172842448 ；C 轴： ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==KN Vk m KN Mk KNFk 441981187 ；1、 B 轴与④轴线相交柱下基础埋置深度的选择根据工程地质资料和设计要求，本轴线的基础持力层选用④土层，故初定基础埋置深度取d =0.45+0.5+1.2+1.5=3.65m 。
基础工程课程设计柱下钢筋混凝土桩基础设计姓名：班级：土木1302学号：华中科技大学土木工程与力学学院2016年6月7日1. 场地工程地质资料：见图1和表10.000-18.500-7.800-1.300杂填土灰色淤泥质土灰黄色粘性土图1. 场地土层分布灰黑色淤泥质土-2.600表1 各层土的物理性质及力学指标土层名称 含水量 w (%) 重度 γ(kN/m 3) 比重 d s 液限 w L (%) 塑限 w P (%) 内聚力 c (kPa)内摩擦角 φ（度） 压缩模量E S1-2(MPa) 承载力 f ak (kPa)杂填土 16.0 灰色淤泥质土 38.2 18.5 2.73 38.2 18.4 10 5 3.54 60 灰黄色粘性土 6.7 19.6 2.71 32.7 17.7 18 20 7.0 220 黑色淤泥质土30.118.92.7342.018.912144.651002. 柱端传至承台顶面处的荷载（设计值）为：轴力F =4000+300(35－10)=11500（kN ），弯矩M =200+50(35－10)=1450（kN-m ），剪力V =80+10(35－10)=330（kN ）3. 柱底面标高：－0.5 m4. 柱截面：F <9000KN 时取600×450 mm 2，F >9000KN 时取600×540 mm 25. 桩基安全等级：二级二、设计任务 （时间：1周）1. 桩基础类型的选择：预制桩（单号），灌注桩（双号）2. 基桩的设计和计算3. 承台的设计和计算4. 桩基础的验算5. 桩基础的施工图绘制1、持力层选择从地面到地下1.3m 为杂填土，其承载能力不高，不能作为持力层。
地下1.3m 到7.8m 为灰色淤泥质土，其1=L I ，查表得承载能力特征值为60kPa ，极限侧阻力极限值kPa sk 25q =，也不宜作为持力层。
地下7.8m 到18.5m 为灰黄色粘性土，其73.0-=L I ,查表得，极限侧摩阻力kPa sk 100q =，极限端阻力特征值kPa pk 4500q =承载能力特征值为220kPa ，可以作为持力层。
2、桩型选择选用mm mm 500500⨯的预制桩，承台底面标高为-1.8m ，承台厚度为1300mm ，桩长选为9m ，桩的有效长度为8.9m ， 3、确定单桩承载力由于330/11500<0.1，故无需计算水平承载力。
按经验参数法确定单桩承载力，灰色淤泥质土层qsik=26kPa ；灰色粘性土层qsik=100kPa ，qpk=3800。
单桩竖向极限承载力标准值：kNA q l q u Q Q Q ppk i sik pk sk uk 18305.03800)9.2100625(45.02=⨯+⨯+⨯⨯⨯=+=+=∑ 单桩竖向极限承载力特征值：kN Q R uk a 9152/==4、初步确定桩数因桩基承受弯矩和剪力作用，属偏心受压状态，不考虑承台效应，暂按ae G R Fn ψψ≥估算桩数，取15.107.1=ψ=ψe G ，，则15.479150015115.107..1=⨯⨯=n ，取为16.5. 桩平面布置由于采用挤土桩，其间距不宜过密，桩的最小中心间距不小于 3.5d 取为1700，先暂按已假设的承台尺寸布置4排，每排4根桩，即桩的纵向中心间距为1700mm ，横向中心间距为1700mm ，桩外缘承台挑出部分纵向为200mm ，横向为200mm 。
以上假设均符合构造要求。
6. 桩顶作用效应验算先将承台先将承台顶面荷载换算成作用于承台底面的荷载，由于承台厚度h=1300mm 及桩顶需嵌入承台0.10m ，故承台有效厚度mm h 12000=。
取承台面积为mm mm 60006000⨯，承台厚度为1300mm ，故承台及其土重kN G K 1296208.10.60.6=⨯⨯⨯=承台底面总弯矩m kN h H M M k k yk ⋅=⨯+=⨯+=87913.103350411 按偏心竖向力作用下的公式计算各桩竖向力： kN x x M n G F N i i yk k k k 0.911)85.055.2(855.287911635.11296001512221=+⨯⨯+⨯+=++=∑ kN x x M n G F N ii yk k k k 6.71785.055.2655.287911635.11296001512222=+⨯⨯-⨯+=-+=∑）（各桩顶竖向力：最大值kN N k 0.9111=，最小值kN N k 717.64=。
7. 桩基承载力验算 （1）单桩承载力验算 平均竖向力：kN R kN G F N a k k k 1591.8821635.112960015116=<=⨯+=+=最大竖向力：kN R kN N a k 10989152.12.1911.01=⨯=<= 竖向承载力满足要求。
（2）桩尖持力层的承载力验算()0γl d b a G c c f +≈，30/86.109.28.79.26.92.55.83.15.180.163.1m kN =+⨯+⨯+⨯+⨯=γkN G f 3.418386.10)9.28.7(0.60.6=⨯+⨯⨯=kPab a q l b a G G F p cc siai c c f 7830.60.6)509.25.126()0.60.6(23.418335.135.1129600151)(2=⨯⨯+⨯⨯+⨯-⨯+⨯+=+-++=∑kPa W M p p yy 2.0340.60.6687917832max =⨯⨯+=+=kPad b f f d b ak a 4052.1086.106.10.36.93.0220)5.0()3(=⨯⨯+⨯⨯+=-+-+=γηγη 因kPa f kPa p a 054378=<=，kPa f kPa p a 7482.12.304max =<=，故桩尖承载力满足要求。
（3）软弱下卧层承载力验算当桩间距s ≤6d 时，软弱下卧层的计算简图如上图，由图可知 基地附加压力)()(2000000l d b a q l b a G G F p p saii f c +-+-++=-=∑γσ其中m m m b a l d b a G f 6.522.06,)(00000=⨯-==+≈γkPab a q l b a G F p saii 4.6526.56.5)9.2505.126()6.56.5(2129635.100151)(200000=⨯⨯+⨯⨯+⨯-⨯+=+-+=∑软弱下卧层顶面处附加应力)tan 2)(tan 2(00000θθσZ b Z a b a p z ++=51.165.4/7/21==s s E E ，桩尖到下卧层距离与承台宽度5.04.16.5/8.7/>==b z ，查表得地基压力扩散角ο22=θ kPa z 58.7)22tan 8.726.5(6.56.565.422=⨯⨯+⨯⨯=οσ 软弱下卧层顶面处总应力为kPa l d Z 73.51)9.28.7(86.1058.7)(0=+⨯+=++γσ 下卧层承载力特征值为qwukZ q f γ=，其中65.1=q γ，wuk q 为按照深度修正的下卧层极限承载力，为：kPaZ l d b f q m d b ak w uk 6.286)5.05.18(5.187.106.92.55.83.15.183.1160.10100)5.0()3(=-⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯++=-+++-+=γηγη故kPa kPa q f qw ukZ 73.5169.17365.159.286>===γ 因az m z f z <+γσ，故软弱下卧层承载力满足要求。
四、单桩结构设计1、单桩内力计算单桩内力的计算包括起吊时的内力计算和使用过程中的抗压计算。
先不考虑桩内钢筋的自重对桩进行配筋，然后按照桩内实际配筋量验算桩的承载能力。
起吊时采用两点起吊，可以将吊点看成铰支座， 桩上的正弯矩为2121qx M =桩上的负弯矩为122)2(81M x l q M --=则最优配置即为正负弯矩相等，解得mm m l x 18639207.0207.0=⨯==当采用C30的混凝土时，重度约为25kN/3m ,则单位长度的自重载荷为m kN q /25.65.05.025=⨯⨯=则桩身最大正弯矩为m kN M •=⨯⨯=81.10863.125.65.021最大负弯矩为m kN M M •=-⨯-⨯⨯=9.10)863.129(25.681122剪力最大值为kN V 64.11863.125.6=⨯= 2、使用时内力计算 桩的大致布置图如下所示图中第一排从左到右编号依次为1,2,3,4 使用过程中各桩桩顶何在设计值为∑++=2xx M n G F N iy i 则kN xx M nG F N iiy 2.745)85.055.2(855.218791635.11296115002221=+⨯⨯-⨯+=++=∑kN xx M n G F N iiy 5.800)85.055.2(885.018791635.11296115002222=+⨯⨯-⨯+=++=∑ kN x x M nG F N iiy 1.828)85.055.2(885.018791635.11296115002223=+⨯⨯+⨯+=++=∑ kN xx M nG F N iiy 9.910)85.055.2(855.218791635.11296115002224=+⨯⨯+⨯+=++=∑2、配筋计算(1)纵向受拉钢筋的配筋纵向受拉钢筋依据正截面受弯承载力计算。
已知弯矩设计值为m kN M M •==7.1435.12，混凝土强度等级为 C30，钢筋选 HPB300，桩的截面尺寸为 500mm ×500mm 。
由此确定桩的纵向受拉钢筋的配筋计算过程如下：取保护层厚度为25mm ，mm a s 40=则mm mm mm a h h s 460405000=-=-=由混凝土强度等级和钢筋等级查表得576.0,0.1,/270,/3.141====b y c mm N f mm N f ξα求截面抵抗矩系数0097.0)460(500/3.140.17.1422201=⨯⨯⨯•==mm mm mm N mkN bh f M c s αα576.00097.0211=<=--=b s ξαξ，可以。
995.0)211(5.0=-+=s s αγ故222500500500%2.0119460995.0/2707.14mm mm mmmm N mkN h f M A s y s =⨯⨯<=⨯⨯•==γ所以应该按照最小配筋率配筋，可以选用225004.763183mm mm A s >=，φ 架立筋可按构造要求每边配为183φ，腰筋配为182φ%8.0%81.05005005.254880>=⨯⨯==A A S ρ，满足最小配筋率要求。
