基础工程课程设计(改)

桩基础课程设计任务书一、设计题目

本次课程设计的题目：钢筋混凝土预制桩基础。

二、设计资料

1. 场地工程地质条件

2. 岩土设计计算参数

岩土设计参数如表1：

表1各层土的物理性质及力学指标

（其中，n为班号）

3. 上部荷载：

上部结构作用在承台顶面的荷载效应标准组合为：

F k=2000+40m（kN），M k=100+2m（kN.m），H k=50+2m（kN）

荷载效应基本组合为：

F=2700+54m（kN），M=135+2.7m（kN.m），H=67.5+2.7m（kN）

（其中，M、H沿柱截面长边方向作用；m为学生名单顺序号）；

4. 承台顶面标高：－0.5 m；

5. 柱截面尺寸：400×400 mm2

6. 桩基沉降量容许值：[s]= 200（mm）

7. 材料：混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB300、HRB335级。

三、设计任务

1. 钢筋混凝土预制桩的设计和计算：桩长、桩身截面设计；单桩承载力计算；单桩结

构设计；构造设计；桩数、布桩设计；

2. 承台的设计和计算：埋深、厚度、平面尺寸设计；配筋计算；

3. 桩基础验算：基桩竖向承载力验算、桩基沉降验算。

四、设计要求

1. 按任务书要求独立完成设计任务（要求按各自名单顺序号进行荷载计算，计算书中

要求明确标明班号和名单顺序号）；

2. 会运用工具书，查阅有关文献和资料；

3. 计算方法正确恰当，设计过程完整无误；

4. 设计说明书内容完整，书写认真，字迹清楚，附有相关的计算简图。

5. 图纸图面干净，布局合理，表达清楚，内容充实。

五、设计指导

（一）设计和计算的内容、步骤和方法

1. 桩长和桩径的选择

确定桩长关键在于选择桩端持力层，设计时，先根据地质条件选择适宜的桩端持力层初步确定桩长。

一般应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端嵌入持力层的深度，对于粘性土、粉土，不宜小于2d；对于砂土，不宜小于1.5d；对于碎石土，不宜小于d。当存在软弱下卧层时，桩基一下持力层厚度不宜小于3d。

钢筋混凝土预制桩截面边长不应小于200mm，一般为300～500mm。

2. 选定承台的埋深

承台最小埋深为0.5m ，一般为1~2m 。 3. 单桩承载力计算

（1）单桩竖向极限承载力标准值

根据已知地质资料，按规范经验公式法计算确定：

∑+=+=pk

p i sik p pk sk uk q A l q u Q Q Q

式中：q sik ——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值，按附表1取值，kPa ；

q pk ——桩端极限端阻力标准值，按附表2取值，kPa 。 （2）单桩竖向承载力特征值

2

uk

a Q R =

4. 确定桩数和布置桩位

基础所需桩的根数，根据承台顶面的竖向荷载和单桩竖向承载力特征值进行估算。 在轴心荷载作用下：

a

k

R F n ≥

在偏心荷载作用下： ()

a

k R F n 2.1~1.1≥ 布桩时，可按梅花式或行列式布置，桩距的选择应满足最小中心距的要求（参考教材表4-9）。

5. 承台平面形状及尺寸设计

承台的平面形状可由桩的平面布置而定，平面尺寸设计时，应考虑桩边至承台边的最小距离的构造要求。

柱下独立桩基础承台最小宽度不应小于500mm ，边桩中心至承台边缘距离不应小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于150mm 。

承台混凝土强度等级不应低于C25。承台底面 钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，不应小于50mm ；当无混凝土垫层时，不应小于70mm 。

混凝土垫层的厚度宜为100mm ，混凝土强度等级宜为C10。 6. 桩基验算

（1）基桩竖向承载力验算

a ．桩顶荷载计算

在轴心竖向力作用下： n

G F N k k k +=

在偏心竖向力作用下： ∑∑±±+=2

2i

i yk i

i xk k k ik x

x

M y

y M n

G F N

b ．竖向承载力验算

在轴心竖向力作用下：

a k R N ≤

在偏心竖向力作用下： a k R N 2.1max ≤

（2）桩基沉降验算

采用实体深基础法（见图2）计算桩基沉降。

a . 计算基底附加压力

考虑扩散作用： cd k

k cd k k A

G F p p σσ-+=

-='0 b ．估算沉降计算深度：

()Inb b z n 4.05.2-=

c ．计算s ’：

)(111

1

--==-='∆='∑

∑i i i i n

i si

n i i z z E p s s αα d . 校核z n

验算应满足： s s n '≤'∆025.0 e ．最终沉降量计算：

's s p ϕ= 图2 实体深基础

7. 桩身结构设计

（1）桩身混凝土强度验算 桩身强度应符合下式规定：

c c p f A N ϕ≤

式中：N ——荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值，kN ； 22m a x

i i y i i x x x M y y M n G F N +++=

A p ——桩身截面积；

ϕ20l a +l