桩基础课程设计一、设计资料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，其余层高3.3m。

本工程安全等级为二级。

最大轴力组合：最大弯矩组合：最大轴力标准值：2、建筑物场地资料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、力学指标见表。

表地基各土层物理，力学指标3、设计依据写你所采用的规范二 、设计步骤1、 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深（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。

因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，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层是灰色淤泥质的粉质粘土，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, 1.88.312123.1h m =+++=由于第①层后1.8m ，地下水位为离地表2.1m,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0.3m ，即承台埋深为2.1m ，桩基的有效桩长即为23.1-2.1=21m 。

桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层<10时,桩边长取300～400,350mm ×350mm ，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长1m ， 图2-2桩基及土层分布示意图 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、 确定单桩极限承载力标准值本设计属于二级建筑桩基，采用经验参数法和静力触探法估算单桩极限承载力标准值。

根据单桥探头静力触探资料Ps 按图确定桩侧极限阻力标准50p +40c801007000g15a h d1000200030004000500060000.0psp s (kPa)fe.025s251251000.016p s +20.450.02p s q s k (k P a )1401206020b600 图 s sk p q -曲线由于除去杂土外,第②,③,④,⑤层土都是粘土,则采取图中的折线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 i ski pk sk ukA P l q u Q Q Q α+=+=∑其中：)(2121sk sk sk P P P β+=u ――桩身截面周长，m 。

i l ――桩穿过第i 层土的厚度。

p A ――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，2m ，α――桩端阻力修正系数，查表2.2。

由于桩尖入土深度H=23.1m(15<H<30),查下表，由线性插值法求得修正系数α=0.831sk P 为桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，计算时，由于桩尖进入持力层深度较浅，仅1m,并考虑持力层的可能起伏，所以这里不计持力层土的sk P ，2sk P 为桩端全断面以下4倍桩径范围以内的比贯入阻力平均值，故KPa P sk 8601=，KPa P sk 34402=，β为折减系数，因为5/21<sk sk P P ，取β＝1。

根据静力触探法求sk q ，根据各层土的Ps 值,有如下： 第二层：kPa q m h sk 15,6=≤;kPa Ps q m h sk 3672005.005.0,1.106=⨯==≤≤; 第三层：kPa ps q m h sk 4386005.005.0,1.221.10=⨯==≤≤；第四层：kPa p q m h s sk 111253440025.025025.0,6.273.22=+⨯=+=<≤2 40.35156-2.136 4.1431211110.351784.5 1166.34+218.6 1385kNuk sk pk ski i sk pQ Q Q u q l P A α=+=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∑＝〔（）＋＋＋〕＋＝＝估算的单桩竖向承载力设计值（60.1==p s γγ） kN Q ppks6.8656.11385Q R sk1==+=γγ 按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：2 40.35358+29125510.352200956.2269.51226kNuk sk pk Q Q Q =+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝（＋）＋＝＋＝估算的单桩竖向承载力设计值（65.1==p s γγ）kN Q ppks74365.11226Q R sk2==+=γγ 由于R 1>R 2,所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用kN R R 7432==，初步确定桩数。

3、 确定桩数和承台底面尺寸（1） 柱下桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载：F kN,M= kN m Q kN •＝ ，＝初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1~1.2， 现在取1.1的系数，即：()根4.31.174322941.1n 2=⨯=⨯≥R F 取n ＝4根，桩距 1.05m 3d ＝≥a S ,桩位平面布置如图 ，承台底面尺寸为1.9m 1.9m ⨯。

四桩桩基础4、 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩，并n>3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。

目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。

《地基规范》采用等代实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。

下面用群桩效应系数法计算B,C 复合基桩的竖向承载力设计值图2-7承台净面积：22212.335.049.1m A c =⨯-=。

承台底地基土极限阻力标准值：KPa f q k ck 25012522=⨯==kN l quQ iski sk 2.956==∑kN q A Q p p pk 5.269==分项系数70.1,65.1===c p s γγγ因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下：群桩效应系数查表得：64.1,8.0==p s ηη承台底土阻力群桩效应系数承台外区净面积2222.1)35.09.1(9.1m A e c =--=承台内区净面积92.12.112.3=-=-=ec c i c A A A m 2查表63.0,11.0==ec i c ηη那么，B 复合桩基竖向承载力设计值R:5、 桩顶作用验算（1）荷载取柱的max N 组合：F kN, M= kN m Q kN •＝ ， ＝承台高度设为1m 等厚，荷载作用于承台顶面,承台的埋深d = m 。

本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数0λ=1.0.作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G 的分项系数取为1.2.kN G F 248919522942.12025.29.122942=+=⨯⨯⨯+=+作用在承台底形心处的弯矩∑=⨯+=kN M 12514778桩顶受力计算如下：R kN N 2.1674max 0<=γ0min 0>N γkN R kN N 7676220=<=γ 满足要求（2）荷载取max M 组合：F kN, M= kN m Q kN •＝ ，＝∑=⨯+==+=+kNM kNG F 29213825421721951977桩顶受力计算如下：R kN N 2.17.664max 0<=γ 0min 0>N γkN R kN N 7675430=<=γ 满足要求6、 桩基础沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。

由于桩基础的桩中心距小于6d ，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。

基底处的附加应力kPa P P d 7.496377.5330=-=-=γ桩端平面下的土的自重应力c σ和附加应力z σ（04p z ασ=）计算如下： ①．在z=0时： 1)101.19(12)108.17(8)104.18(3.04.188.15.17⨯-+⨯-+⨯-+⨯+⨯==∑ii c hγσ=206.9kPa kPa p bz b ls 7.4967.49625.044,25.0,02,10=⨯⨯=====ασα ②．在m z 2=时： kPa hii c 1.2251.929.206=⨯+==∑γσkPa p b z b ls 16.1567.4960786.044,0786.0,1.29.142,10=⨯⨯======ασα ③．在m z 8.2=时：kPa h i i c 38.2321.98.29.206=⨯+==∑γσkPa p b z b l s 8.887.4960447.044,0447.0,39.16.52,10=⨯⨯======ασα ④．在m z 3.4=时kPa h i i c 2461.93.49.206=⨯+==∑γσkPa p b z b l s 5.437.4960218.044,0218.0.0,5.49.16.82,1=⨯⨯======ασα 将以上计算资料整理于表2.4表2.4 z c σσ,的计算结果在z=4.4m 处，2.0176.02465.43<==czσσ，所以本基础取m Z n 3.4=计算沉降量。

计算如表2.5表2.5计算沉降量S ’=59.1+7.1+9.3=75.5mm桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数0.1=ψ。

短边方向桩数2=b n ，等效距径比4.235.049.19.1886.0886.0=⨯⨯==b n Ae d Sa ，长径比6035.021==d l ，承台的长宽比0.1=BcLc，查表：59.17,9.1,031.0210===C C C 082.059.17)12(9.11231.0)1(210=+--+=+-+=C n C n C b b e ψ所以，四桩桩基础最终沉降量'S S e ψψ==mm 21.65.75082.00.1=⨯⨯ 满足要求7、桩身结构设计计算两端桩长各11m,采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计。