《桩基础课程设计》课程设计《桩基础课程设计》题目：某实验室多层建筑桩基础设计学生姓名：--------------------指导教师：--------------------考核成绩：--------------------建筑教研室目录一、课程设计任务书 (3)二、课程设计指导书 (5)（一）课程设计编写原则（二）课程设计说明书编写指南1、设计资料的收集 (5)2、桩型、桩断面尺寸及桩长的择 (7)3、确定单桩承载力 (7)4、桩的数量计算及桩的平面布置 (10)5、桩基础验算 (11)6、桩身结构设计 (14)7、承台设计 (15)三、附录附录一：课程设计评定标准 (21)《桩基础课程设计》设计任务书题目：某实验室多层建筑桩基础设计时间及地点：2009年月日-- 月日（1周），教室指导教师：一、课程设计基础资料某实验室多层建筑一框架柱截面为400mm×800mm，承担上部结构传来的荷载设计值：轴力F=2800kN，弯矩M=420kN·m，H=50kN。

经勘查地基土层依次为：0.8m厚人工填土；1.5m厚黏土；9.0m厚淤泥质黏土；6m厚粉土。

各土层物理力学性质指标如下表所示，地下水位离地表1.5m。

试设计该桩基础。

表7-35 各土层物理力学指标土层号土层名称土层厚度（m）含水量(%)重力密度（kN/m3）孔隙比液限指数压缩模量（Mpa）内摩擦角(0)凝聚力(kPa)①②③④⑤⑥人工填土黏土淤泥质黏土粉土淤泥质黏土风化砾石0.81.59.06.012.05.0324932.843.0181917.518.917.60.8641.340.801.200.3631.6130.5271.3495.22.811.073.1131118121216317二、设计依据和资料（详见实例）三、设计任务和要求根据教学大纲要，通过《土力学地基基础》课程的学习和桩基础的课程设计，使学生能基本掌握主要承受竖向力的桩基础的设计步骤和计算方法。

本课程设计拟结合上部结构为钢筋混凝土框架结构的多层、高层办公楼，已知其柱底荷载、框架平面布置、工程地质条件、拟建建筑物的环境及施工条件进行桩基础设计计算，并绘制施工图，包括桩位平面布置图、承台配筋图、桩配筋图及施工说明。

桩基设计依据为《建筑桩基技术规范》（IGJ94-94）与《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。

四、课程设计成果及要求设计成果包括说明书、桩基础设计计算及施工图内容。

具体要求如下：1）、说明书说明书内容完整，符合课程设计要求；书写认真、字迹工整、格式参考国家正式出版的书籍和论文形式编排；计算部分列出具体公式、参数，必要时可附示意图；应有目录等相关内容。

2）、图纸制图正确、图面饱满、绘制清晰、比例适当、尺寸齐全、图幅规定为3号图，内容为桩位平面布置图、承台配筋图、桩配筋图。

五、课程设计时间安排1、了解任务书及熟悉资料0.5天2、收集编写相关资料0.5天3、编写说明书及绘制施工图 3.5天4、整理报告0.5天合计 5.0天六、课程设计考核与成绩评定1、考核内容学生在课程设计过程中的表现，例如出勤、纪律表现；上交材料是否完整并符合设计要求；图纸绘制是否清晰准确；说明书是否符合设计要求。

2、成绩评定方法成绩评定按百分制。

其中出勤表现计30分，采用扣分制，每缺席一次扣5分，扣完为止。

设计成果计70分，分为三部分：（1）总体设计验收；（2）上交材料质量评定；（3）设计内容是否具有创新性的设计成分；具体评定标准参见附录一。

《桩基础课程设计》设计指导书一、桩基础设计的基本原则根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，对主要受竖向力的桩基础应进行以下的计算和验算：（1）桩基础竖向承载力计算：对桩数超过3根的非端承桩宜考虑由桩群、土、承台作用产生的承载力群桩效应。

（2）对桩身及承台承载力进行计算：对于桩侧为可液化土、极限承载力小于50kPa（或不排水抗剪强度小于10kPa）土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算；对于钢筋混凝土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输、堆放和锤击作用进行强度验算。

（3）当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算软弱卧层的承载力。

（4）对位于坡地、岸边的桩基础应验算整体稳定性。

（5）按现行《建筑抗震设计规范》规定，对应进行抗震验算的桩基，应验算其抗震承载力。

（6）桩端持力层为软弱土的一、二级建筑桩基础以及桩端持力层为黏性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基础应验算沉降。

二、桩基础设计的基本资料（1）工程地质勘察资料：包括土层分布及各土层物理力学指标、地下水位、试桩资料或邻近类似桩基工程资料、液化土层资料等。

（详见设计任务书）（2）建筑物情况：拟建场地位于市区内，地势平坦，建筑平面位置见下图。

建筑物小河实验室建筑物道路（3）建筑环境条件和施工条件：建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。

三、桩基础的一般构造要求（1）混凝土灌注桩1）桩的长径比应符合以下规定：穿越一般黏性土、砂土的端承桩宜取l/d ≤60；穿越淤泥、自重湿陷性黄土的端承桩宜取l/d≤40。

2）对主要受竖向力作用的桩基础，当桩顶轴向压力符合下式规定时，桩身可按构造要求配筋，即γ0N≤ΨC Af c式中γ0——建筑桩基重要性系数，对一、二、三级桩基础分别取γ=1.1、1.0、0.9;对于柱下单桩提高一级考虑，一级桩基取γ=1.2；N——桩顶轴向压力设计值；fc——混凝土轴心抗压强度设计值； A——桩身截面面积；ΨC ——桩的施工工艺系数，对于干作业非挤土灌注桩ΨC=0.9；泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩ΨC=0.8。

灌注桩桩身构造配筋要求如下：①二级建筑桩基础，根据桩径大于配置4-8根Φ10-12的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少30倍主筋直径且伸入桩身长度不小于5倍桩身直径；对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台下软弱土层层底深度。

3）桩顶轴向力不满足式（7-1）的灌注桩，应按下列规定配筋：①当桩身直径为300-2000mm，截面配筋率可取0.65%--0.20%（小直径取高值，大直径取低值），对嵌岩端承桩根据计算确定配筋率。

②端承桩宜沿桩身通长配筋；对于单桩竖向承载力较高的摩擦端承桩宜沿深度分段变截面配通长或局部长度钢筋；对承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩应通长配筋。

③对抗压桩，主筋不应小于6Φ10，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm，并尽量减少钢筋接头。

④箍筋采用Φ6-8@200-300mm宜采用螺旋式箍筋；受水平力较大的桩基础和抗震桩基础，桩顶3-5倍桩身直径范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m 时，应每隔2m左右设一道Φ12-18焊接加劲筋。

4）混凝土强度等级不得低于C15，水下灌注混凝土时不得低于C20，混凝土预制桩尖不得低于C30。

5）主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注混凝土不得小于50mm。

（3）承台1）承台尺寸：①承台最小宽度不应小于500mm，承台边缘至边桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于150mm。

对于条形承台边缘挑出部分不应小于75mm。

②柱下独立桩基础承台的厚度不应小于300mm③承台埋深应不小于600mm，且应满足冻胀等要求。

2）承台的混凝土：承台混凝土强度等级不宜小于C15，采用HRB335级钢筋时混凝土强度等级不宜小于C20；承台底面钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于70mm，当设素混凝土垫层时，保护层厚度可适当减小；垫层厚度宜为100mm，强度等级宜为C7.5。

3）承台构造配筋要求：①承台梁纵向主筋直径不宜小于Φ12，架立筋直径不宜小于Φ6。

②柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配筋。

矩形承台板配筋宜按双向均匀布置，钢筋直径不宜小于Φ10，间距应满足100-200mm；三桩承台按三向板带均匀配置，最里面三根钢筋围成的三角形应位于柱截面范围以内。

4）桩与承台的连接①桩顶嵌入承台的长度，对大直径桩不宜小于100mm，对中等直径桩不宜小于50mm。

②桩顶主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于30倍主筋直径；对预应力混凝土桩可采用钢筋与桩头钢板焊接连接；钢桩可采用在桩头加焊锅型板或钢筋与承台连接。

四、桩基础的设计与计算（1）桩型与成桩工艺选择桩型与成桩工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质与大小、桩的使用功能、穿越土层的性质、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。

选择时可参考《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）附录A。

（2）桩基础持力层的选择一般应选择压缩性低而承载力高的较硬土层作为持力层，同时考虑桩所负荷载特性、桩身强度、沉桩方法等因素，根据桩基承载力、桩位布置、桩基沉降的要求，并结合有关经济指标综合评定确定。

桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d，当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d（d为桩径）。

同一结构单元宜避免采用不同类型的桩。

同一基础相邻桩的桩底标高差，对于非嵌岩端承桩不宜超过相邻桩的中心距，对于摩擦型桩，在相同土层中不宜超过桩长的1/10。

当持力层较厚且施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。

砂与碎石类土的临界深度为（3-10）d，随其密度提高而增大；粉土、黏土的临界深度为（2-6）d，随土的空隙比和液性指数的减小而增大。

（3）桩截面的选择桩截面的选择主要根据上部荷载的情况、桩型、楼层数、地基土的性质、现场施工条件及经济指标等初步确定截面尺寸，然后验算其截面的抗压强度。

常用的桩截面与楼层数的经验关系可参考表7-24表7-24 楼层数与桩截面（mm）的经验关系楼层数<10 10-20 20-30 30-40桩型预制桩300-400 400-500 450-550 500-550（预应力）Φ800（钢管桩）灌注桩Φ500-80 Φ800-1000 Φ1000-1200 大于Φ1200（4）桩基础竖向承载力1）单桩竖向极限承载力标准值Q uk:应按下列规定确定：一级建筑桩基采用现场静荷载试验，并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定；二级建筑桩基根据静力触探、标准贯入、经验公式等估算，并参照地质条件相同的试桩资料综合确定，当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时应由现场静载荷试验确定；对三级建筑桩基，如无原位测试资料时，可利用承载力经验参数估算。

①根据静载荷试验确定单轴竖向极限承载力标准值Q uk；其方法见《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）附录C。

采用该方法确定Q uk时，在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%，且不应小于3根，当总桩数不超过50根时，试桩数可为2根。