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地基基础课程设计学生姓名：单兴孙学号：201005024312指导教师：赵少飞所在学院:建筑工程学院专业:土木工程专业2013 年09 月地基基础课程设计任务书（预制桩基础）-—土木B103一、工程概况燕郊某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距6米，纵向总长度72m，室内外地面高差0.30米。
柱截面500×1000mm.建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B.表A 建筑场地地质条件注：地下水位在天然地面下2。
5米处表B 上部结构传来荷载注：1、荷载作用于基础顶面,弯矩作用于跨度方向;2、表中给出的是荷载设计值，如需用到荷载标准值,直接把设计值除以1.3即可。
二、题目分配按学号选择表B中相应的荷载,全班地质条件均相同（表A）。
三、设计要求1、设计桩基础（包括桩、承台设计、群桩基础计算等）;2、绘制施工图，包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等；（A1图纸594mm×841mm).3、计算书内容应详尽,数据准确，排版规范(按附件的排版规范执行）.图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确.参考设计步骤：1、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层）、截面尺寸，初步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求）；2、按经验公式确定单桩承载力；3、确定桩数及布置；4、群桩基础计算;5、桩身设计;6、承台设计；7、绘制施工图。
目录1 设计资料................................................................................................ 错误!未定义书签。
2 选择桩端持力层、承台埋深................................................................ 错误!未定义书签。
3 确定单桩极限承载力标准值 (2)4 确定桩数和承台尺寸 (3)5 桩顶作用效用验算 (3)6 桩基础沉降验算 (4)6.1 求基底压力和基底附加压力 (4)6。
基础工程计算书桩基础设计1．1设计资料 1．1．1上部结构资料某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。
底层层高3.4m （局部10m ，内有10t 桥式吊车），其余层高3.3m ，底层拄网平面布置及柱底菏载见图2.1。
1．1．2建筑物场地资料拟建建筑场地位于市区内，地势平坦，建筑平面位置见图2.2。
建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。
图2.2建筑物平面位置示意图单位：m场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1m，根据已有的分析资料，该场地底下水对混凝土无腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及其各土层的物理、力学指标见表2.1表2.1地基各土层物理、力学指标1．2选择桩型、桩端持力层、承台埋深1．2．1选择桩型因框架跨度大而且极不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。
根据施工场地、地基条件以及场地周围的环境条件，选择桩基础。
因钻孔灌注桩水泥排泄不便，为了减小对周围环境的污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。
1.2.2选择桩的几何尺寸及承台埋深依据地基土的分布，第④层土是较合适的桩端持力层。
桩端全断面进入持力层1.0m(＞d2),工程桩进土深度为23.1m。
承台底进入第②层土0.3m，所以承台的埋深为2.1m，桩基的有效长度即为21m。
桩截面尺寸选用450m m×450m m，由施工设备要求，桩分为两节，上段长11m，下段长11m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长大1m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基及土层分布示意图见图2.3. 1.3确定单桩极限承载力标准值本设计属二级建筑桩基，采用经验参数法和静力触探法估算单桩承载力标准值。
根据单桥探头静力触探资料s P 按图1.2确定桩侧极限阻力标准值。
桩基础设计1 设计资料1.1 工程名称：上海＊＊重型机械厂机加工车间1.2 工程概况：单层工业厂房，单跨，跨度24米，柱距6迷（图１）图（1）起重量75Q t =吊车二台；单层排架结构，预制柱截面600⨯1200mm 。
作用于基础顶面荷载为：第一组 N max =3900KN 第二组 N=3300KN M=185KN.m M max =250KN.m Q=60KN Q=72KN 外墙1砖，N 1=460KN 。
预制基础梁，高450mm 。
1.3 地质资料：底下水在天然地面下2.0m 处。
室内外地面差0.20m 。
室外设计地面标高与天然地面一致。
桩身采用30C 混凝土，钢筋采用HRB335级钢筋，承台采用20C 混凝土，钢筋采用HPB235，垫层采用10C 素混凝土，100mm 厚。
采用钢筋混凝土预制桩，桩的截面尺寸选用400mm ⨯400mm ，桩基有效长度18.7m ，桩顶嵌入承台0.1米，实际桩长18.8米，桩分为持力层，桩端全截面进入持力层1.0m ，承台埋深1.8米。
承台梁截面尺寸为240mm ⨯450mm 。
见图（2）图（2）桩基及土层分布示意图3 桩基设计3.1 按经验公式确定单桩承载力 单桩竖向极限承载力标准值 UK SK PK pQ Q Q u =+=sik ipk p ql q A +=∑240.5(45 1.257.433 5.733 5.1552 1.047)12000.5⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=1907.1KN 竖向承载力设计值 //SK S PK P R Q Q γγ=+1.65S P γγ==则 SK R=Q /1.65/1.65PK Q +=1158KN 3.2 确定桩的数量，排列及承台面积尺寸 3.2.1初步确定桩数按最大轴力组合的荷载 max 39004604360N KN =+= max 185193.2378.2.M KN m =+= 60Q KN = .F n R μ≥=max .N Rμ=43601.11158⨯=4.3(根)取n=5 桩距3a S d ≥。
目录1设计任务 (2)1.1设计资料 (2)1.2设计要求 (3)2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3)3 单桩承载力确定 (3)3.1单桩竖向承载力的确定 (3)4 桩数布置及承台设计 (4)5 复合桩基荷载验算 (6)6 桩身和承台设计 (9)7 沉降计算 (14)8 构造要求及施工要求 (20)8.1预制桩的施工 (20)8.2混凝土预制桩的接桩 (21)8.3凝土预制桩的沉桩 (22)8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23)8.5结论与建议 (25)9 参考文献 (25)一、设计任务书(一)、设计资料1、某地方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5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2.1m,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。
承台底面埋深：D ＝2.1m。
（二）、设计要求：1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择2、确定单桩承载力3、桩数布置及承台设计4、群桩承载力验算5、桩身结构设计和计算6、承台设计计算7、群桩沉降计算8、绘制桩承台施工图二、桩基持力层，桩型，桩长的确定根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。
由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。
根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。
桩长21.1m。
三、单桩承载力确定（一）、单桩竖向承载力的确定：1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。
根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。
承台底部埋深2.1 m。
2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算：Quk= Qsk+ Qpk=µ∑qsikli+qpkApQ——单桩极限摩阻力标准值（kN）skQ——单桩极限端阻力标准值（kN）pku——桩的横断面周长（m）A——桩的横断面底面积（2m）pL——桩周各层土的厚度（m）iq——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sikq——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP）pk桩周长：µ=450×4=1800mm=1.8m桩横截面积：Ap=0.45²=0.2025㎡桩侧土极限摩擦力标准值qsik：查表得：用经验参数法：粉质粘土层：L I=0.95，取qsk=35kPa淤泥质粉质粘土：qsk=29kPa粉质粘土：L I=0.70，取qsk=55kPa桩端土极限承载力标准值qpk,查表得：qpk=2200 kPa用经验参数法求得Quk1=1.8×(35×8.0+29×12.0+1.0×55) +2200×0.2025=1674.9KN用静力触探法求得Quk2=1.8×(36×8.0+43×12.0+1.0×111) +1784.5×0.2025=2008.4KN3、确定单桩竖向承载力设计值R，并且确定桩数n和桩的布置先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为：R=Qsk/rs+Qpk/rpR——单桩竖向极限承载力设计值，kNQ——单桩总极限侧阻力力标准值，kNskQ——单桩总极限端阻力力标准值，kNpkγ——桩侧阻力分项抗力系数sγ——桩端阻力分项抗力系数p用经验参数法时：查表rs=rp=1.65R1=Qsk/rs+Qpk/rp=1229.4/1.65+445.5/1.65=1015.09KN 用静力触探法时：查表rs=rp=1.60R2=Qsk/rs+Qpk/rp=1647/1.60+361.4/1.60=1255.25KNRz=min(R1,R2)= 1015.09 KN四、桩数布置及承台设计根据设计资料，以轴线⑦为例。
目录1设计任务 (2)1.1设计资料 (2)1.2设计要求 (3)2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3)3 单桩承载力确定 (3)3.1单桩竖向承载力的确定 (3)4 桩数布置及承台设计 (4)5 复合桩基荷载验算 (6)6 桩身和承台设计 (9)7 沉降计算 (14)8 构造要求及施工要求 (20)8.1预制桩的施工 (20)8.2混凝土预制桩的接桩 (21)8.3凝土预制桩的沉桩 (22)8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23)8.5结论与建议 (25)9 参考文献 (25)一、设计任务书(一)、设计资料1、某地方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5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2.1m,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。
承台底面埋深：D ＝2.1m。
（二）、设计要求：1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择2、确定单桩承载力3、桩数布置及承台设计4、群桩承载力验算5、桩身结构设计和计算6、承台设计计算7、群桩沉降计算8、绘制桩承台施工图二、桩基持力层，桩型，桩长的确定根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。
由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。
根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。
桩长21.1m。
三、单桩承载力确定（一）、单桩竖向承载力的确定：1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。
根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。
承台底部埋深2.1 m。
2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算：Quk= Qsk+ Qpk=µ∑qsikli+qpkApQ——单桩极限摩阻力标准值（kN）skQ——单桩极限端阻力标准值（kN）pku——桩的横断面周长（m）A——桩的横断面底面积（2m）pL——桩周各层土的厚度（m）iq——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sikq——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP）pk桩周长：µ=450×4=1800mm=1.8m桩横截面积：Ap=0.45²=0.2025㎡桩侧土极限摩擦力标准值qsik：查表得：用经验参数法：粉质粘土层：L I=0.95，取qsk=35kPa淤泥质粉质粘土：qsk=29kPa粉质粘土：L I=0.70，取qsk=55kPa桩端土极限承载力标准值qpk,查表得：qpk=2200 kPa用经验参数法求得Quk1=1.8×(35×8.0+29×12.0+1.0×55) +2200×0.2025=1674.9KN用静力触探法求得Quk2=1.8×(36×8.0+43×12.0+1.0×111) +1784.5×0.2025=2008.4KN3、确定单桩竖向承载力设计值R，并且确定桩数n和桩的布置先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为：R=Qsk/rs+Qpk/rpR——单桩竖向极限承载力设计值，kNQ——单桩总极限侧阻力力标准值，kNskQ——单桩总极限端阻力力标准值，kNpkγ——桩侧阻力分项抗力系数sγ——桩端阻力分项抗力系数p用经验参数法时：查表rs=rp=1.65R1=Qsk/rs+Qpk/rp=1229.4/1.65+445.5/1.65=1015.09KN 用静力触探法时：查表rs=rp=1.60R2=Qsk/rs+Qpk/rp=1647/1.60+361.4/1.60=1255.25KNRz=min(R1,R2)= 1015.09 KN四、桩数布置及承台设计根据设计资料，以轴线⑦为例。
基础工程桩基础设计资料⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。
⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表：表1 地基各土层物理、力学指标基础工程桩基础设计计算1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型由资料给出，拟采用预制桩基础。
还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。
⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4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=1.5+8.3+12+1=22.8m 。
由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。
桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。
桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基以及土层分布示意图如图1。
2.确定单桩竖向承载力标准值按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为：uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：极限桩侧、桩端阻力特征值单桩竖向承载力极限承载力特征值为：ukQ估算的单桩竖向承载力设计值（安全系数K=2）3.确定桩数和承台底面尺寸⑴.初步估算桩数，考虑柱子可能偏心受压，取一定的系数，数值为1.1，则有48001.11.1 5.9886.5k a F n R ≥=⨯=，暂取6根。
1.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22米。
承台埋深1.5米 ，桩顶嵌入承台0.1米，则桩端进持力层2.4米。
2.确定单桩竖向承载力标准值Q 和桩基竖向承载力设计值R查表内插求值得按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：p pk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=∑＝4×0.4(24×2.0+14×15+32×2.4)+1600×0.4×0.4=791.68KN取=uk Q 791.68 kNQ 2uk R == 791.62＝395kN 3．确定桩数n 及其布置粗估桩数n 为n ＝F/R=3200/ 395=8.1根取桩数n ＝9根。
桩距，查表，桩距s=3.0b p =3×0.4=1.2m承台边：a=2×(0.4+1.2)=3.2承台高度h 为1.2m, 桩顶嵌入承台0.1m ，钢筋保护层取150mm ，则h 0=1.2-0.15=1.05m=105mm4.基桩承载力验算∑++=2max max iy x x M n G F N＝ 3200 3.2 3.2 1.5 20(40050 1.05)1.296 1.2 1.2+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯ ＝ 389+62.8 ＝451.8kN < 1.2R ＝1.2×395＝474 kN 且nG F N +=＝ 389 < R ＝395(满足) 5.软弱下卧层承载力验算 由Es1/Es2=3.2/1.9=1.68.z/b=2.5/2>0.5,查表得023θ=。
下卧层顶面处附加应力：()(2tan )(2tan )k c z lb p p p b z l z θθ-=++ 23.2 3.2(342.520 1.5)(3.2230.424)⨯⨯-⨯=+⨯⨯=96.9kpa 下卧层顶面处的自重应力：20 1.518.3(10.387)363.6cz σ=⨯+⨯-⨯=kpa 下卧层承载力：363.614.1/4.5czm KN m d z σγ===+ 75 1.214.1(4.50.5)142.68az f kpa =+⨯⨯-=>96.9kpa z p =（满足） 单桩水平力：1/ 5.6k k H H n kN ==(可以)相应于荷载效应基本组合时作用于桩底的荷载设计值为： 1.35 1.3532004320K F F KN ==⨯=1.35 1.35400540.K M M KN m ==⨯=1.35 1.355067.5K H H KN ==⨯=桩顶竖向设计值：480F N n==KN ()max maxmin 2iM Hh x N N x +=±∑ ()609350254067.5 1.2 1.2480480129.38{4 1.2+⨯⨯=±=±=⨯ 6.承台计算（1） 承台冲切计算：柱对承台的冲切，按下式计算：F 1.35320004320Ii l F N =-=⨯-=∑KN 受冲切承载截面高度影响系数hp β=1冲跨比λ与系数α的计算0000.80.76( 1.0)1.05a h λ===<00.840.880.760.2β==+ ()004b c hp t o a f h ββ⨯+()40.880.40.811100 1.05=⨯⨯+⨯⨯⨯ =4851>Fl角桩向上冲切，110.560.560.5830.20.760.2x βλ===++ ()102/2hp t c a f h ββ+()20.5830.60.8/211100 1.05=⨯+⨯⨯⨯ =1347.5>Nmax=609KN(可以)（2） 承台受剪计算1/408000.93hs h β⎛⎫== ⎪⎝⎭I －I 截面：00.76x λλ==175.1+=λβ＝1.75/（0.76+1）=0.994 00h b f t hs ββ=0.93×0.994×1100×3.2×1.05=3416.6 kN >2Nmax=2×609=1218满足要求(3) 承台受弯计算按式计算x 34800.375769.5.i i M N y KN m ==⨯⨯=∑ 60769.5102714.0.90.93001050x s y M A KN m f h ⨯===⨯⨯ 选用1814，=s A 27702mm ,沿x,y 均匀布置。
QTZ80-6010管桩矩形板式桩基础计算书计算依据：1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-20192、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20115、《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017一、塔机属性二、塔机荷载1、塔机传递至基础荷载标准值2、塔机传递至基础荷载设计值三、桩顶作用效应计算承台底标高d1(m) -6.15基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值：G k=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.35×25+0×19)=843.75kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35×843.75=1139.062kN 桩对角线距离：L=(a b2+a l2)0.5=(3.22+3.22)0.5=4.525m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下：Q k=(F k'+G k)/n=(434+843.75)/5=255.55kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Q kmax=(F k'+G k)/n+(M k'+F Vk'h)/L=(434+843.75)/5+(1796+73.5×1.35)/4.525=674.34kNQ kmin=(F k'+G k)/n-(M k'+F Vk'h)/L=(434+843.75)/5-(1796+73.5×1.35)/4.525=-163.24kN2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：Q max=(F'+G)/n+(M'+F v'h)/L=(585.9+1139.062)/5+(2424.6+99.225×1.35)/4.525=910.358kN Q min=(F'+G)/n-(M'+F v'h)/L=(585.9+1139.062)/5-(2424.6+99.225×1.35)/4.525=-220.373kN 四、桩承载力验算1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长：u=πd=3.14×0.6=1.885mh b/d=1.2×1000/600=2<5λp=0.16h b/d=0.16×2=0.32空心管桩桩端净面积：A j=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[0.62-(0.6-2×0.11)2]/4=0.169m2 空心管桩敞口面积：A p1=π(d-2t)2/4=3.14×(0.6-2×0.11)2/4=0.113m2R a=ψuΣq sia·l i+q pa·(A j+λp A p1)=0.8×1.885×(0.35×12+1.96×7+2.55×12+7.05×8+8×8+1.4×9+4.1×22+3.7×9+5.7×26+3.2 5×34+1.84×30)+1300×(0.169+0.32×0.113)=1200.62kNQ k=255.55kN≤R a=1200.62kNQ kmax=674.34kN≤1.2R a=1.2×1200.62=1440.744kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Q kmin=-163.24kN<0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Q k'=163.24kN桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，桩身的重力标准值：G p=l t(γz-10)A j=39.9×(25-10)×0.169=101.345kNR a'=ψuΣλi q sia l i+G p=0.8×1.885×(0.7×0.35×12+0.7×1.96×7+0.6×2.55×12+0.7×7.05×8+0.7×8×8+0.6×1.4×9+0.7×4.1×22+0.7×3.7×9+0.7×5.7×26+0.7×3.25×34+0.7×1.84×30)+101. 345=748.147kNQ k'=163.24kN≤R a'=748.147kN满足要求！3、桩身承载力计算纵向预应力钢筋截面面积：A ps=nπd2/4=18×3.142×10.72/4=1619mm2(1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Q max=910.358kN桩身结构竖向承载力设计值：R=9542.51kNQ=910.358kN≤9542.51kN满足要求！(2)、轴心受拔桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Q min=220.373kNf py A ps=(650×1618.564)×10-3=1052.067kNQ'=220.373kN≤f py A ps=1052.067kN满足要求！五、承台计算1、荷载计算承台计算不计承台及上土自重:F max=F/n+M/L=585.9/5+2424.6/4.525=652.946kNF min=F/n-M/L=585.9/5-2424.6/4.525=-418.586kN承台底部所受最大弯矩:M x= F max (a b-B)/2=652.946×(3.2-1.6)/2=522.357kN.mM y= F max (a l-B)/2=652.946×(3.2-1.6)/2=522.357kN.m承台顶部所受最大弯矩:M'x= F min (a b-B)/2=-418.586×(3.2-1.6)/2=-334.869kN.mM'y= F min (a l-B)/2=-418.586×(3.2-1.6)/2=-334.869kN.m计算底部配筋时：承台有效高度：h0=1350-50-20/2=1290mm计算顶部配筋时：承台有效高度：h0=1350-50-20/2=1290mm2、受剪切计算V=F/n+M/L=585.9/5 + 2424.6/4.525=652.946kN受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1290)1/4=0.887塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(a b-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5ma1l=(a l-B-d)/2=(3.2-1.6-0.6)/2=0.5m 剪跨比：λb'=a1b/h0=500/1290=0.388，取λb=0.388；λl'= a1l/h0=500/1290=0.388，取λl=0.388；承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.388+1)=1.261αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.388+1)=1.261βhsαb f t bh0=0.887×1.261×1.57×103×5×1.29=11333.373kNβhsαl f t lh0=0.887×1.261×1.57×103×5×1.29=11333.373kNV=652.946kN≤min(βhsαb f t bh0， βhsαl f t lh0)=11333.373kN满足要求！3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×1.29=4.18ma b=3.2m≤B+2h0=4.18m，a l=3.2m≤B+2h0=4.18m角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！4、承台配筋计算(1)、承台底面长向配筋面积αS1= M y/(α1f c bh02)=522.357×106/(1×16.7×5000×12902)=0.004ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004γS1=1-ζ1/2=1-0.004/2=0.998A S1=M y/(γS1h0f y1)=522.357×106/(0.998×1290×300)=1353mm2最小配筋率：ρ=0.15%承台底需要配筋：A1=max(A S1, ρbh0)=max(1353,0.0015×5000×1290)=9675mm2 承台底长向实际配筋：A S1'=9835mm2≥A1=9675mm2满足要求！(2)、承台底面短向配筋面积αS2= M x/(α2f c lh02)=522.357×106/(1×16.7×5000×12902)=0.004ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998A S2=M x/(γS2h0f y1)=522.357×106/(0.998×1290×300)=1353mm2最小配筋率：ρ=0.15%承台底需要配筋：A2=max(A S2, ρlh0)=max(1353,0.0015×5000×1290)=9675mm2承台底短向实际配筋：A S2'=9835mm2≥A2=9675mm2满足要求！(3)、承台顶面长向配筋面积αS1= M'y/(α1f c bh02)=334.869×106/(1×16.7×5000×12902)=0.002ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.002)0.5=0.002γS1=1-ζ1/2=1-0.002/2=0.999A S3=M'y/(γS1h0f y1)=334.869×106/(0.999×1290×300)=867mm2最小配筋率：ρ=0.15%承台顶需要配筋：A3=max(A S3,ρbh0,0.5A S1')=max(867,0.0015×5000×1290,0.5×9835)=9675mm2承台顶长向实际配筋：A S3'=9835mm2≥A3=9675mm2满足要求！(4)、承台顶面短向配筋面积αS2= M'x/(α2f c lh02)=334.869×106/(1×16.7×5000×12902)=0.002ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.002)0.5=0.002γS2=1-ζ2/2=1-0.002/2=0.999A S4=M'x/(γS2h0f y1)=334.869×106/(0.999×1290×300)=867mm2最小配筋率：ρ=0.15%承台顶需要配筋：A4=max(A S4, ρlh0,0.5A S2' )=max(867,0.0015×5000×1290,0.5 ×9835)=9675mm2承台顶面短向配筋：A S4'=9835mm2≥A4=9675mm2满足要求！(5)、承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向HRB335 14@495。
基础工程桩基础设计资料⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰竖向力 :4800 kN , 弯距 :70 kN · m, 水平力:40 kN拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为350mm * 350mm。
⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦 , 建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响 . 场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表：表 1地基各土层物理、力学指标土天然层底埋含孔液塑压缩地基层层厚重度内聚内摩土层名称深（ m）（ kN/m 水量隙限限模量承载力编（m）（ %）（ %）（ %）力擦角(MPa) (kPa)比号）1 杂填土 1.5 1.5 15.52 粉质粘土9.8 8.3 17.3 32.0 0.90 34.0 19.0 15.0 20.0 5.4 1103 粘土21.8 12.0 16.2 33.8 1.06 44.0 18.0 13.8 17.5 3.2 100粉土夹粉4 27.1 5.3 18.3 30.0 0.88 33.0 18.0 16.9 22.1 11.0 148质粘土淤泥质粘5 >27.1 16.9 45.3 1.2 6.0 4.7 1.2 60土基础工程桩基础设计计算1.选择桩端持力层、承台埋深⑴ . 选择桩型由资料给出，拟采用预制桩基础。
还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。
⑵ . 确定桩的长度、埋深以及承台埋深依据地基土的分布，第 3 层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第 4 层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第 4 层是比较适合的桩端持力层。
学 士 学 位 论 文预制桩基础设计姓 名： XXXX 学 号： CXXXX 指导教师：XXXXX学 院： 城市与建筑工程学院 专 业： 土木工程 完成日期：2015年5月10日学士学位论文预制桩基础设计姓名：Xxxx学号：指导教师：学院：城市与建筑工程学院专业：土木工程完成日期：2015年5月10日摘要深基础是埋深加大，以下部坚实土层或者岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层，而不是像浅基础那样，是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于低级的浅层。
因此，当基础场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑采用深基础方案了。
深基础主要有桩基础，地下连续墙和深井等几种类型，其中桩基础是一种最古老且应用最广泛的基础形式。
一个完整的桩基础设计应该包括以下最基本的内容：第一装的类型和几何尺寸选择，第二单桩竖向和水平承载力确定，第三确定桩的数量间距和平面布置，第四桩基础承载力和沉降验算，第五桩身结构设计，第六承台设计，第七绘制桩基础施工图。
打桩的作用提高地基承载力。
目的就是让建筑物能有一个稳固的基础，避免后期沉降等等问题。
【关键词】：桩基础承载力承台群桩效应持力层AbstractDeep foundation is increasing with burial depth ,and regards solid soil and rock as the basis of the bearing layer, which function is relatively concentrated on transmiting the load into the foundation of the deep, rather like a shallow foundation, which is distributing the load in the low level of shallow by the bottom of foundation. Therefore, when the base area shallow soil cannot meet the requirements of bearing capacity of building, and is not suitable for foundation treatment measures, It is time to consider using a deep foundation. Deep foundation consists of pile foundation, underground continuous wall , deep wall and so on, pile foundation is one of the most ancient and widely used form.A complete design of pile foundation should include the following basic content: the first is the selection of type and geometry size , the second is the determination of ErChan pile vertical and horizontal bearing capacity , the third is the determination the number of pile spacing and plane arrangement, the fourth is the pile foundation bearing capacity and settlement calculation, the fifth is the design of body structure , The sixth is the design pile caps,The last one is drawing construction .The effect of pile driving is to improve foundation bearing capacity. The purpose is to making have a solid foundation, and avoid the late settlement and so on.【Key words】：Pile foundation Bearing capacity Pile caps Effect of pile group Bearing layer目录第1章设计背景1.1 建筑上部结构资料 (1)1.2 建筑物场地资料 (1)第2章单桩极限承载力确定2.1 选择桩型 (5)2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (5)2.3 确定单桩极限承载力标准值 (6)第3章桩数承台尺寸确定和承载力计算3.1 桩数确定与承台底面尺寸 (9)3.2 复合基桩竖向承载力计算方法选择 (10)3.3 七桩承台承载力计算（A承台） (10)3.4 八桩承台承载力计算（B承台） (11)第4章桩基验算4.1 七桩承台验算（A承台） (13)4.2 八桩承台验算（B承台） (14)4.3 A柱沉降验算 (15)4.4 B柱沉降验算 (17)第5章桩身、承台结构设计计算5.1 桩身结构计算 (19)5.2 七桩承台设计（A柱） (19)5.2.1柱对承台的冲切 (20)5.2.2角桩对承台的冲切 (20)5.2.3斜截面抗剪验算 (21)5.2.4受弯计算 (21)5.2.5承台局部受压验算 (21)5.3八桩承台设计（B柱） (22)5.3.1柱对承台的冲切 (22)5.3.2角桩对承台的冲切 (22)5.3.3斜截面抗剪验算 (23)5.3.4受弯计算 (23)5.3.5承台局部受压验算 (24)第6章预制桩基础施工工艺6.1 测量放线定桩位 (25)6.2 预制方桩的堆放与验收 (25)6.3 施工机械的配备 (26)6.4 管桩的焊接 (26)6.5 打桩的顺序宜按下列原则确定 (26)6.6 管桩施工控制 (26)6.7 管桩的收锤 (27)6.8 质量检查 (27)6.9 施工注意事项及质量保证措施 (27)参考文献 (31)致谢 (32)预制桩基础设计第1章设计背景1.1 建筑上部结构资料某单元住宅楼，上部结构为多层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。
底层柱网平面布置及柱底荷载见附图1.2 建筑物场地资料某单元住宅楼基础拟采用桩基础，有关设计条件和资料如下：拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置见图1-1。
图1-1 建筑物平面位置示意图1、结构平面尺寸及上部结构传至基础的荷载如附图1所示；2、工程地质条件，建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表1.8米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
根据工程场地《岩土工程勘察报告》，各土层物理力学指标及桩侧阻力、桩端阻力特征值如表1-1和表1-2表1-3所示。
1预制桩基础设计表1-1 各土层物理力学指标表1-2 桩侧阻力、桩端阻力特征值（经验参数法） kPa表1-3 极限桩侧、桩端阻力标准值其余钢筋用HRB235级。
24、下图1-1、1-2分别为基础设计荷载简图（最大轴力组合）、基础设计荷载简图（最大弯矩组合）。
第2章单桩极限承载力确定2.1 选择桩型因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。
根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。
灌注桩是直接在所设计的桩位开孔，然后在孔内加放钢筋笼，再浇灌混凝土而成。
但这类桩都存在桩底沉渣（虚土）无法清理干净的突出问题，因而制约了其承载能力和工程质量的稳定性。
考虑到周围的环境和工期要求等采用预制桩。
使用预制桩主要考虑一下几点：预制桩工厂生产，成本大大降低；配筋率很小，大大节约钢材；空心桩很环保；直径小比表面积大；单方混凝土的承载力很大；施工简单，技术难度低。
预制桩的挤土效应在饱和粘性土中是负面的，会引发灌注桩断桩、缩颈等质量事故，对于挤土预制混凝土桩和钢桩会导致桩体上浮，降低承载力，增大沉降；挤土效应还会造成周边房屋、市政设施受损；在松散土和非饱和填土中则是正面的，会起到加密、提高承载力的作用。
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②层是粉质粘土，第③层是淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是粉土夹粉质粘土，所以第④层是较适合的桩端持力层。
桩端全断面进入持力层 3.8m（>2d），工程桩入土深度为h。
故h=3.0+2.0+8.5+3.8=17.3m由于第①层厚3.0m，地下水位为离地表1.8m,为了使地下水对承台没有影响，即承台埋深为1.8m，桩基得有效桩长即为17.3-1.8=15.5m。
桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层<10时,桩边长取300～400,故取400mm×400mm，由施工设备要求，桩分为两节，上段长7.75m，下段长7.75m （不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长 1.3m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基以及土层分布示意如图2-1。
图2-12.3 确定单桩极限承载力标准值设计属于二级建筑桩基，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：pA pk q i l sik q u pk Q sk Q uk Q +∑=+= （2-1）50p +40c801000g15a h d0.0psp s (kPa)fe.025s251251000.016p s +20.450.02p s q s k (k P a )1401206020b图2-2 s sk p q -曲线 图2-3由于除去杂土外,第②,③,④层土都是粘土,则采取图2中的折线oabc 来确定桩侧极限阻力的标准值：即：kPa P s 1000<时，s sk P q 05.0= kPa P s 1000>时，25025.0+=s sk P q 桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式 p sk iski pk sk uk A P l qu Q Q Q α+=+=∑ (2-2)其中：)(2121sk sk sk P P P β+=(2-3) u ――桩身截面周长，m 。
i l ――桩穿过第i 层土的厚度。
