桩基础课程设计模板

一、设计资料……………………………………………………………………………………………2 二、选择桩型、桩端持力层、承台埋深…………………………………………………………3

2.1选择桩型 …………………………………………………………………………………………3 2.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深………………………………………………………………3 2.3确定单桩极限承载力标准值……………………………………………………………………3 2.4确定桩数和承台底面尺寸………………………………………………………………………4 三、承载力验算…………………………………………………………………………………………5

3.1桩基竖向承载力验算……………………………………………………………………………5 3.2软弱下卧层验算…………………………………………………………………………………6 3.3桩基沉降验算……………………………………………………………………………………6 3.4桩基负摩阻力验算………………………………………………………………………………6 3.5桩身结构验算……………………………………………………………………………………6 四、承台设计…………………………………………………………………………………………7

4.1受弯计算………………………………………………………………………………………7 4.2承台配筋………………………………………………………………………………………7 4.3冲切验算………………………………………………………………………………………7 4.4受剪计算………………………………………………………………………………………8

一、设计资料

1 、上部结构资料

某机械厂粗加工车间上部结构（柱子——400㎜×400㎜）传至基础顶面的最大荷载为：轴力Fk=2790KN，弯矩Mk=300KN.m，剪力Hk=20KN。

2 、建筑物场地资料

建建筑物场地地势平坦，相差高度不足1m。

根据市地震小区划分规定，该建筑物地震烈度按6度设防。

场地地下水类型为潜水，地下水位离地表1.5米，丰水期会上升，但根据已有资料，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：

地基各土层物理，力学指标

二.、选择桩型、桩端持力层、承台埋深

1、选择桩型

因为柱底荷载大，不宜采用筏基础。

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。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，所以采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。

2 、选择桩的几何尺寸以及承台埋深

依据地基土的分布，第3层是软塑粘土，且比较薄，第4层是流塑淤泥质粘土，第5层是软塑粉土约为4.2m厚，第6层是与地5层同硬度软塑粉土，所以第6层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层4m（>2d），桩顶进入承台100mm，桩尖取0.15m，由于第1层厚0.3m，地下水位为离地表1.5m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.9m，即承台埋深为1.2m，桩长h即为 h=0.65+1.75+2.5+4.8+3.25+4-1.2+0.1+0.5=14.05m

桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层

3、确定单桩极限承载力标准值

①桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式

QukQpkApup Ra= Quk/2

Up――桩身截面周长，m。

q

skii

li――桩穿过第i层土的厚度。

Ap――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，m，按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：

QukQpkApupqskili

=700x0.4x0.4+0.4x4x（25x1.2+30x2.5+22x4.8+23x3.25+50x4） =888.56KN

Ra= Quk/2=848.56/2=444.28KN ②假定桩截面配筋率为0.9%；

，

Ra=ψcfcAps+0.9f，yAs=0.85x14.3x0.4²+0.9x210x0.09x0.4²=4666.4KN；

故取Ra=444.28KN。

4、确定桩数和承台底面尺寸

初选取承台底面为3.6mx3.6m，桩中心距1300mm>3d=1200mm。 G=3.62x1.2x20=311KN

n>μ(Fk+Gk)/Ra=1.1x(2790+311)/444.28=7.68 鉴于持力层性状，保险起见，增加一根桩，取n=9根。

桩平面布置图及剖面图：

九桩桩基础

三、承载力验算

承台及桩身混凝土强度等级均采用C30，桩身保护层厚度取50mm。

1、桩基竖向承载力验算

1）轴心受压时：

Qk=（Fk+Gk）/9=(2790+311)/9=344.6KN

Nk=

FkGk



ymaxyi





xmaxxi



=344.6

(30020x1)x1.3

6x1.3

=344.641=R=Ra+

ζa1.25

385.6KN303.6KN

1.11.25

ηcfak=Ac=444.28+

x0.32x116.2x1.44=491.4KN

3）单桩水平力设计值验算：

b0=1.5b+0.5=1.5x0.4+0.5=1.1m

hm=2x(d+1)=2x(0.4+1)=2.8m m=

m1h1m2(2h1h2)h2m3(2h12h2h3)h3

=11.65MN/m2

α=5

mb0EI

=11.65x10x1.1

0.85x3x10x(0.4x0.4/12)

=3.0

αh=3.0x14.05=42.15m>4.0m, αh=4.0m,νx=2.441; RHa=0.75αEIx0a/νx=Hik=

Hkn

0.75x3

x0.85x3x10

x(0.4x0.4

/12)x10

2.441

=4.5KN

=20/9=2.22

2、软弱下卧层验算

不存在软弱下卧层，所以不进行验算。

3、桩基沉降验算

本设计的建筑属于丙级建筑，所选持力层较为合理，所以不进行验算。

4、桩基负摩阻力验算

由于地基土层都比较均匀且，建筑属于丙级建筑，沉降不明显，所以这里不进行负摩阻力的验算。

5、桩身结构验算

1）配筋验算

前面已经验算，0.9%的配筋提供，足够保证。

根据构造选择桩身钢筋：打入式预制桩最小配筋率为0.8%，已假定截面配筋率为 0.9%。

As=ρhb=0.009x400x400=1440mm2 选配4

22=1520mm2

箍筋：中间段ф6@200，桩顶和桩尖加密ф6@50，其余采用ф6@100。 2）起吊验算

按2点起吊验算，桩长14.05m， MA=MB=MAB=0.0214ql2 =0.0214x24x14.052 =101.4KN.m

抗弯验算：As=1520mm，ρ=0.9%，得ξ=ρM=α1fcbhξ(1-0.5ξ)

fya1fc

=0.009x300/(1x14.3)=0.189

=1.0x14.3x400x3602x0.189(1+0.5x0.189) =153.35KN.m

M>1.35MA=136.9KN.m,故配筋满足起吊要求。

四、承台设计

承台有效高度为900mm，

1）受弯计算, 单桩净反力N=Fk/9=310KN 桩基承台的弯矩设计值：

Mx=Niyi=310x1.125x3=1046.25KN.m My=

Nixi=310x1.1x3=1023KN.m

2）承台配筋（rs=0.9） Asy=

rsfyh0

=1046.25x106/(0.9x210x900)=6151mm2

选配ф20@150，As=7540.8mm2 Asx=

rsfyh0

=1023x106/(0.9x210x900)=6014 mm2

选配ф20@150，As=7540.8mm2，且按构造配置箍筋。 3)冲切验算

单桩净反力：N=Fk/9=310KN,

a0x=0.925m>h0，故a0x取h0=0.9m; a0y=0.9m

冲跨比：λ0x=a0x/h0=0.9/0.9=1;λ0y= a0y/h0=0.9/0.9=1 冲切系数：β0x=β0y= 0.72/（λ0x+0.2）=0.72/（1+0.2）=0.6 r0F1=2[β0x(bc+a0y)+ β0y(ha+a0x)]fth0

=2x[0.6x(0.35+0.925)+0.6x(0.4+0.9)]x1.43x0.9 =3977KN>Fi=Fk-Qi=2790-3x310=1860KN

作用在冲切破坏锥体上相应荷载效应基本组合冲切设计值： Fi=Fk-Qi=2790-3x310=1860KN，故抗冲切满足要求。

4）受剪计算

λ0x= ax/h0=09/0.9=1

Vu=βfcb0h0=0.027x14.3x3.6x0.9=1251KN>Vmax 故受剪承载能力满足。

0.12

1.5

=0.027

一、设计资料

1 、上部结构资料

某机械厂粗加工车间上部结构（柱子——400㎜×400㎜）传至基础顶面的最大荷载为：轴力Fk=2790KN，弯矩Mk=300KN.m，剪力Hk=20KN。

2 、建筑物场地资料

建建筑物场地地势平坦，相差高度不足1m。

根据市地震小区划分规定，该建筑物地震烈度按6度设防。

场地地下水类型为潜水，地下水位离地表1.5米，丰水期会上升，但根据已有资料，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：

地基各土层物理，力学指标

二.、选择桩型、桩端持力层、承台埋深

1、选择桩型

因为柱底荷载大，不宜采用筏基础。

2 、选择桩的几何尺寸以及承台埋深

桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层

3、确定单桩极限承载力标准值

①桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式

QukQpkApup Ra= Quk/2

Up――桩身截面周长，m。

q

skii

li――桩穿过第i层土的厚度。

Ap――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，m，按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：

QukQpkApupqskili

=700x0.4x0.4+0.4x4x（25x1.2+30x2.5+22x4.8+23x3.25+50x4） =888.56KN

Ra= Quk/2=848.56/2=444.28KN ②假定桩截面配筋率为0.9%；

，

Ra=ψcfcAps+0.9f，yAs=0.85x14.3x0.4²+0.9x210x0.09x0.4²=4666.4KN；

故取Ra=444.28KN。

4、确定桩数和承台底面尺寸

初选取承台底面为3.6mx3.6m，桩中心距1300mm>3d=1200mm。 G=3.62x1.2x20=311KN

n>μ(Fk+Gk)/Ra=1.1x(2790+311)/444.28=7.68 鉴于持力层性状，保险起见，增加一根桩，取n=9根。

桩平面布置图及剖面图：

九桩桩基础

三、承载力验算

承台及桩身混凝土强度等级均采用C30，桩身保护层厚度取50mm。

1、桩基竖向承载力验算

1）轴心受压时：

Qk=（Fk+Gk）/9=(2790+311)/9=344.6KN

Nk=

FkGk



ymaxyi





xmaxxi



=344.6

(30020x1)x1.3

6x1.3

=344.641=R=Ra+

ζa1.25

385.6KN303.6KN

1.11.25

ηcfak=Ac=444.28+

x0.32x116.2x1.44=491.4KN

3）单桩水平力设计值验算：

b0=1.5b+0.5=1.5x0.4+0.5=1.1m

hm=2x(d+1)=2x(0.4+1)=2.8m m=

m1h1m2(2h1h2)h2m3(2h12h2h3)h3

=11.65MN/m2

α=5

mb0EI

=11.65x10x1.1

0.85x3x10x(0.4x0.4/12)

=3.0

αh=3.0x14.05=42.15m>4.0m, αh=4.0m,νx=2.441; RHa=0.75αEIx0a/νx=Hik=

Hkn

0.75x3

x0.85x3x10

x(0.4x0.4

/12)x10

2.441

=4.5KN

=20/9=2.22

2、软弱下卧层验算

不存在软弱下卧层，所以不进行验算。

3、桩基沉降验算

本设计的建筑属于丙级建筑，所选持力层较为合理，所以不进行验算。

4、桩基负摩阻力验算

由于地基土层都比较均匀且，建筑属于丙级建筑，沉降不明显，所以这里不进行负摩阻力的验算。

5、桩身结构验算

1）配筋验算

前面已经验算，0.9%的配筋提供，足够保证。

根据构造选择桩身钢筋：打入式预制桩最小配筋率为0.8%，已假定截面配筋率为 0.9%。

As=ρhb=0.009x400x400=1440mm2 选配4

22=1520mm2

箍筋：中间段ф6@200，桩顶和桩尖加密ф6@50，其余采用ф6@100。 2）起吊验算

按2点起吊验算，桩长14.05m， MA=MB=MAB=0.0214ql2 =0.0214x24x14.052 =101.4KN.m

抗弯验算：As=1520mm，ρ=0.9%，得ξ=ρM=α1fcbhξ(1-0.5ξ)

fya1fc

=0.009x300/(1x14.3)=0.189

=1.0x14.3x400x3602x0.189(1+0.5x0.189) =153.35KN.m

M>1.35MA=136.9KN.m,故配筋满足起吊要求。

四、承台设计

承台有效高度为900mm，

1）受弯计算, 单桩净反力N=Fk/9=310KN 桩基承台的弯矩设计值：

Mx=Niyi=310x1.125x3=1046.25KN.m My=

Nixi=310x1.1x3=1023KN.m

2）承台配筋（rs=0.9） Asy=

rsfyh0

=1046.25x106/(0.9x210x900)=6151mm2

选配ф20@150，As=7540.8mm2 Asx=

rsfyh0

=1023x106/(0.9x210x900)=6014 mm2

选配ф20@150，As=7540.8mm2，且按构造配置箍筋。 3)冲切验算

单桩净反力：N=Fk/9=310KN,

a0x=0.925m>h0，故a0x取h0=0.9m; a0y=0.9m

冲跨比：λ0x=a0x/h0=0.9/0.9=1;λ0y= a0y/h0=0.9/0.9=1 冲切系数：β0x=β0y= 0.72/（λ0x+0.2）=0.72/（1+0.2）=0.6 r0F1=2[β0x(bc+a0y)+ β0y(ha+a0x)]fth0

=2x[0.6x(0.35+0.925)+0.6x(0.4+0.9)]x1.43x0.9 =3977KN>Fi=Fk-Qi=2790-3x310=1860KN

作用在冲切破坏锥体上相应荷载效应基本组合冲切设计值： Fi=Fk-Qi=2790-3x310=1860KN，故抗冲切满足要求。

4）受剪计算

λ0x= ax/h0=09/0.9=1

Vu=βfcb0h0=0.027x14.3x3.6x0.9=1251KN>Vmax 故受剪承载能力满足。

0.12

1.5

=0.027

桩基础课程设计模板

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