铜 陵 学 院 课 程 设 计 任务书

课程名称：基础工程 设计课题：某住宅楼桩基础设计 系 别：土木建筑系 专 业：建筑工程 姓 名：谢吉鸿 学 号：0811111148 指导老师：吴文明老师 下发时间：2011年5月 基础工程课程设计 ————某住宅楼桩基础设计 一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载：

KF3200KN, KM442KN.M，H =48kN； 柱的截面尺寸为：350×350mm； 承台底面埋深：D ＝ 2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m

3、桩身资料： 混凝土为C35，轴心抗压强度设计值fc＝ 16.7MPa，弯曲强度设计值为

fm＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：fy＝210MPa

4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为fc＝14.3MPa，弯曲抗压强度设计值为fm＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。

附表一： 土层代号 名称 厚 度 m 含 水 量 w % 天 然 重 度 r KN/m3 孔 隙 比 e PS MPa 塑性 指数 IP 液性 指数 IL 直剪 试验 （快剪） 压缩 模量 Es（kPa） 承载力标准值 fk (kPa) 内摩擦角° ψ° 粘聚力

C（kPa） 1－2 杂填土 2.0 18.8

2－1 粉质粘土 9.0 38.2 18.9 1.02 0.34 19.8 1.0 21 12 4.6 120

2－2 粉质粘土 4.0 26.7 19.6 0.75 0.6 15 0.60 20 16 7.0 220

3 粉沙夹粉质粘土 >10 21.6 20.1 0.54 1.0 12 0.4 25 15 8.2 260 附表二： 桩静载荷试验曲线

二：设计要求： 1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算； 2、确定桩数和桩的平面布置图； 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算； 5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图， 承台配筋和必要的施工说明； 6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。 三：桩基础设计 （一）：必要资料准备 1、建筑物的类型机规模：住宅楼 2、岩土工程勘察报告：见上页附表 3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，Q—S曲线见附表 （二）：外部荷载及桩型确定

1、柱传来荷载：KF3200KN,KNMK442，H = 48kN； 2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩； 2）、构造尺寸：桩长L＝10.0m，截面尺寸：300×300mm

3）、桩身：混凝土强度 C35、cf＝16.7MPa、mf＝16.5MPa

4φ16 yf＝210MPa 4）、承台材料：混凝土强度C30、cf＝14.3MPa、mf＝16.5MPa

tf＝1.43MPa

（三）：单桩承载力确定 1、 单桩竖向承载力的确定： 1）、根据桩身材料强度（＝1.0，配筋 4φ16）

(sycaAfAfR

=1.0（16.73002+210804） =1672KN 2）、根据地基基础规范公式计算： 1°、桩尖土端承载力计算：

粉质粘土，LI＝0.60，入土深度为12.0m 100800(800)8805pakPaq

2°、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1：1.0LI ， 17~24sakPaq 取18kPa

粉质粘土层2： 0.60LI ， 24~31sakPaq 取28kPa

8800.340.3(189281)307.2pippasiaRakPaqqlA 3）、根据静载荷试验数据计算： 根据静载荷单桩承载力试验Qs曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力

550ukNQ

单桩承载力标准值：55027522ukkNQR 根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力标准值 275akNR

单桩竖向承载力设计值1.21.2275330kkNRR 4）、确桩数和桩的布置： 1°、初步假定承台的尺寸为23m2

上部结构传来垂直荷载： KNFK3200 承台和土自重： G=2（32) 20=240KN

n 1.1aKRGF =1.12752403200=13.26暂取 n=15根

桩距 ：3~43~40.30.9~1.2Sdm 取 1.0Sm 2°、承台平面尺寸及柱排列如下图： 桩立面图

9.0m 标注：承台埋深为2m，暂取承台高h为1.5m。钢筋保护层取100mm。 承台有效高度为 h0=1.5-0.1=1.4m。 （四）：单桩受力验算： 1、单桩所受平均力：

NnGF=KNRKNa27524515

2026.46.23200

2、单桩所受最大及最小力：

maxminNnGF2max)(iKKxxhHM=245)21(62)5.148442(22=KNRKN211

a2.12792

3、 单桩水平承载力计算： KPanHHi2.31548， KNFi3.213153200

1216615.2142.3KFH即iF与iH合力 与iF的夹角小于5

单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。

（五）：群桩承载力验算： 1、根据实体基础法进行验算： 1）、实体基础底面尺寸计算：

桩所穿过的土层的摩擦角：121 9m，220 1m 取1215.2544 ， tan=0.0914 边桩外围之间的尺寸为：2.3 4.3m2 实体基础底面宽：b=b0+2ltan=2.3+2100.0914=4.13m 实体基础底面长：a=a0+2ltan=4.3+2100.0914=6.13m 2）、桩尖土承载力设计值： 1° 实体基础埋深范围内的土的平均重度（地下水位下取有效重度）

30

18.8218.910919.610110.612mkN

2° 实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为： 根据书上表2－4 取0.3b ， 1.6d

)5.012()3(mdbakabff =220+0.39.6（4.13-3）+1.610.6（12-0.5） =418.3KPa

3°取 320GkNm ，3m/6.10mKN ， 基础自重为： G=4.136.13(220+1010.6)=3696KN 4°实体基础底面压力计算：

○1当仅有轴力作用时：

KPafKPaAGFPaa3.4181.27314.514.436963217 ○2考虑轴力和弯矩时计算：

613.613.45.19.474421.2732maxWHMAGFPKK =293KPa<1.2KPafa96.5013.4182.1 由以上验算，单桩及整体承载力满足要求。 （六）、承台设计： 承台尺寸由图1所示，无垫层，钢筋保护层厚取100mm。 1、单桩净反力的计算： 相应与荷载效应基本组合的作用与柱底的在和设计值为：

F=1.35KF=1.353200=4320KN M=1.35KM=1.35442=597KN H=1.35KH=1.3548=64.8KN 扣除承台和其上填土自重后的柱顶竖向力设计值： KNFN288154320n

max2maxmin)(xxhHMNNiX

=289.52)21(6)5.18.64597(22 =KN7.2413.334 2、承台冲切验算： 1）、柱边冲切：

冲切力：KNNFFL432004320i

受冲切承载力截面高度影响系数hp的计算： 942.0)15002000(80020009.019.0hp

冲夸比与系数的计算：

)0.1(482.04.1675.00hox

ox



23.12.0482.084.02.084.0oxox

)2.0(482.04.1675.0ooy

oyh



23.12.0482.084.02.084.0oyoy



othpoxcoyoycoxhfhb)()(2=

)(43207.11104.11670942.0)675.035.0(23.1)675.035.0(23.1满足要求KNFKNL