桩基础课程设计计算书【范本模板】

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。

2 确定沉降计算深度 (4)
6.3 沉降计算 (4)
6。

4 确定沉降经验系数 (6)
7 桩身结构设计计算 (6)
8 承台设计计算 (8)
8.1 承台受冲切承载力验算 (8)
8。

2 承台受剪切承载力验算 (9)
8.3 承台受弯承载力验算 (10)
8.4 承台局部受压验算 (10)
参考文献 (12)
桩基础课程设计计算书
1。

设计资料
由上结构传至桩基的最大荷载设计值为:N=2956kN,M=231 kN·m,V=80kN
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
1。

选择桩端持力层、承台埋深
根据表A 地质条件,以粉质粘土层为桩尖持力层，采用预制混凝土方桩,桩长L=20m,截面
尺寸为400mm ⨯400mm ，桩尖进入粉质粘土层为2m 。

桩身材料:混凝土，C30级，
c f =14.32/mm N ;钢筋，二级钢筋,y f ='
y f =3002/mm N 。

承台用C20及混凝土,c f =9。

62/mm N ;t f =1.102/mm N ，承台底面埋深d=2.0m.
3.确定单桩极限承载力标准值
根据地基基础规范经验公式
∑+=+=P pk i sik p pk sk uk A q l q u Q Q Q
桩侧土的极限侧阻力标准值（kPa ）按表8.6取值得： 淤泥质粘土层， k s q 1=22—30kPa ，取k s q 1=23.14kPa.
灰色粘土层，00.1=L I 时， k s q 2=40-55kPa ，取k s q 2=42.14kPa 。

亚粘土层， 60.0=L I 时, k s q 3=55-70kPa ，取k s q 3=57.14kPa 。

粉质粘土层， 60.0=L I 时， k s q 4=55—70kPa ，取k s q 4=57.14kPa. 桩的极限端阻力标准值,可按查表8.7取值：
粉质粘土层，60.0=L I (可塑)，混凝土预制桩桩长20m ，取pk q =1900-2800kPa,取pk q =2028.57 kPa
∑+=+=P
pk i sik p pk sk uk A q l q u Q Q Q kN 19.13964.057.2028)214.577.214.577.314.426.1014.23(4.042=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯= 单桩竖向承载力特征值：
a R =kN K Q uk 10.6982/19.1396/==
水平承载力特征值：
oa x
ha X V EI a R 375.0= （oa X 一般取10mm ）
5
1
EI
mb a = 085.0EcI EI = 2000b W I = 62
0bh W = b=｛
)
5.05.1)1((++d k d k f f
m
d m
d 11≤> ｝ 由于混凝土预制桩桩型为方形，故f k 取1.0 m 地基土横向抗力系数的比例系数2～4。

5，取2.5
x V 0桩顶水平位移系数，ah=0.57×20=11.4〉4取ah=4，则x V 0=0。

940
则
kN ha R
22.6801.094
.000213.01055.285.057.075.073=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
4。

确定桩数和承台尺寸
257.310.69885.2273==≥
a
k R F N 取n=4根
桩距m d s 6.14.044=⨯=≥， 取s=1。

8m.
承台尺寸 a=b=2m 6.28.14.02=+⨯，承台高取0。

8m 。

确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。

5.桩顶作用效用验算
单桩所受的平均作用力（取承台及其上的土的平均重度3/20m kN g =γ）：
kN
R kN n G F N a k k k 10.69820.6464
)
30.02(206.26.285.2273=<=+⨯⨯⨯+=+=
单桩所受的最大作用力：
kN R kN x
x h H M N N a i
k k k k 72.8372.123.7099
.049
.0)8.054.6169.177(20.646)(2
2
max
max =<=⨯⨯⨯++
=++
=∑基桩水平力设计值
kN n Hk k H 385.154
54.611=== 远小于R ha =68.22kN 故无须验算考虑群桩效应
的基桩水平承载力。

6.桩基础沉降验算
6。

1 求基底压力和基底附加压力
基 底 压 力:kPa A G F p 37.3826.281
.25842
==+=
基底附加压力：=0P d r -P =382.37—19。

6⨯6≈264MPa kPa 264.0=
6.2 确定沉降计算深度
因不存在相邻荷载影响，故:
(2.50.4ln ) 2.6(2.50.4ln 2.6) 5.5n Z b b m =-=⨯-⨯= 取n Z = 6。

0m
6.3 沉降计算
表B 计算桩基础最终沉降量
桩尖以下6m 处附加应力：2644000.02z ⨯=σ=105.6kPa 自重应力6.54366.193.21202=⨯+⨯=cz σkPa 由于
2.02
2
≤cz z σσ 计算到桩尖一下6m 即可。

6。

4 确定沉降经验系数
等效沉降系数：356.0967
.19)12(979.11
231.0)1(1210e =+--+=+--+
=C n C n C b b ψ
桩基沉降经验系数：65.0=ψ（查桩基规范5。

5。

11） 桩基沉降为：
10.21)13.307.88(356.065.0 (11)
0'=+⨯⨯=-==∑
=--
-n
i si
i i i e e E z z p S S ααψψψψ〈120mm
满足规范要求
7.桩身结构设计计算
两段桩长为10m 和10m ，采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。

吊点位置在 距桩顶、桩端平面0.207L 处，起吊时桩身最大正负弯矩2max 0.0214M kqL =,其 1.3k =，
20.4254q kN m =⨯=，为每延米桩的自重,故:
2max 0.0214 1.342044.5M kN m =⨯⨯⨯=⋅ 2max
0.0214 1.342044.5M kN m '=⨯⨯⨯=⋅ 桩身截面有效高度00.40.040.36h m =-=
6
max 2
2
044.5100.0614.3400360s cm M f bh α⨯===⨯⨯ 6
max 22
044.510'0.0614.3400360
s cm M f bh α⨯===⨯⨯ 查《混凝土结构设计规范》(1089GBJ -）附表3得1120.062S ξα=--=,
'0.062ξ=，桩身受拉主筋配筋量：210
1.014.3400360
0.062426300
c s y
f bh A mm f αξ⨯⨯⨯==⨯
=
210
1.014.3400360
''
0.062426300
c s y
f bh A mm f αξ⨯⨯⨯==⨯
=
为便于配筋，上下两段桩都采用相同的配筋,选用2Φ20（2m 628m ），因此整个截面的主筋为4Φ20（12562mm )，其配筋率5％〉%8.0%87.0360
4001256
min =>=⨯=ρρ，其他构造
钢筋见施工图，桩的吊装图如图3所示。

图3 桩的吊装图
桩身强度：
R kN A f A f g y p c c >=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+92.2283)12563009.04004003.1485.0(0.1)9.0('ψϕ
上段桩吊点位置:距桩端0.2070.20720 4.14l m =⨯=处 下段桩吊点位置：距桩端0.2070.20720 4.14l m =⨯=处
箍筋采用φ8＠200，在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图.桩尖长
1.4 1.50.40.6b m =⨯=，取0.6m ，桩顶设置三层φ8@50钢筋网，层距50mm 。

8 承台设计计算
承台高0。

8m ，桩顶伸入承台50mm,钢筋的保护层取35mm,则承台有效高度：
mm m 715715.0035.0050.08.0h 0==--= 。

8.1承台受冲切承载力验算
8.1.1.柱边冲切
有公式可求得冲垮比λ与冲切系数0β：
280.0715
.02.00===
h a ox ox λ ，750.12.0280.084
.02.084.0=+=+=
ox ox λβ 629.0715
.045
.00
==
=
h a oy oy λ ， 013.12.0629.084.02.084.0=+=+=
ox ox λβ 因h=800mm ，故可取0.1=hp β。

kN h f a h a b t hp ox c oy oy c ox 25.4527715.011000.1)]2.00.1(013.1)45.05.0(750.1[2)]()([20
=⨯⨯⨯+⨯++⨯⨯=+++βββ
>F=2273。

85x1.35=3069。

70kN(满足)
6.1。

2角柱向上冲切
从柱角内边缘至承台外边缘距离m C C 600.021==，
oy y oy y x x ox x a a a a λλλλ====11011,,,.
676.02
.0629.056.0,167.12.0280.056.02.056.0111=+==+=+=y x x βλβ 0
111121)]2/()2/([h f a c a c t hp x y y x βββ+++ （满足）kN N kN 46.95735.139.1129715.011000.1)]2/2.0600.0(676.0)2/45.0600.0(167.1[max =>=⨯⨯⨯+⨯++⨯= 6。

2承台受剪承载力计算
剪跨比与以上冲垮比相同，故629.0y ==oy λλ，074.10
.1629.075.10.175.1=+=+=
λα 因0.1,800h ,800715==<=hs o o mm mm mm h β取
kN N kN h b f t hp 92.1914235.122.2196715.06.21100074.10.1max 00=⨯>=⨯⨯⨯⨯=αβ（满足）。

6.3承台受弯承载力计算
∑⋅=⨯⨯⨯==m
kN y N M i i x 08.113465.035.120.6462 26
054.5874715
3009.01008.11349.0mm h f M A y x s =⨯⨯⨯== 选用2018Φ，25656mm A s =，沿平行于y 轴方向均匀布置。

∑⋅=⨯⨯⨯==m kN x N M i i y 97.7654.035.123.7092
26
073.3967715
3009.01097.7659.0mm h f M A y y
s =⨯⨯⨯== 选用1816Φ，24072mm A s =,沿平行x 轴方向均匀布置。

参考文献
【1】 张忠苗．桩基工程．中国建筑工业出版社
【2】 沈蒲生．建筑工程课程设计指南．高等教育出版社
【3】赵明华．土力学与基础工程．武汉理工大学出版社
【4】众智软件．《建筑桩基技术规范》和《建筑地基基础设计规范》。