一、工程概况某工业厂房，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距6米，纵向总长度72m ，室内外地面高差0.30米。
柱截面5001000mm mm ⨯。
建筑场地地质条件见表1。
表1 建筑场地地质条件注：地下水位在天然地面下2.5米处，本场地下水无腐蚀性。
桩身参考资料： 混凝土为35C ，轴心抗压强度设计值16.7c a f MP ＝ ，弯曲强度设计值为16.5y a f MP ＝，主筋采用：416Φ，强度设计值：210y a f MP =承台设计参考资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为14.3c a f MP ＝，弯曲抗压强度设计值为 1.5m f MPa = 。
桩静载荷试验曲线1、设计桩基础（包括桩、承台设计及验算、群桩中基桩的受力验算，群桩基础计算等）；2、绘制施工图，包括基础平面布置图、桩身弯矩、剪力图；和及必要的施工说明（配筋、施工）等；（A1图纸594mm×841mm）。
3、计算书内容应详尽，数据准确，排版规范（按附件的排版规范执行）。
图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确。
参考设计步骤：1）、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层）、截面尺寸，初步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求）；2）、确定单桩承载力；3）、确定桩数及布置；4）、群桩基础计算；5）、桩身设计；6）、承台设计；7）、绘制施工图和桩身内力图。
4、需要提交的报告：计算说明书和图示。
由上结构传至桩基的最大荷载设计值为：3368N kN =，123 M kN m =，72V kN =表1 建筑场地地质条件注：地下水位在天然地面下2.5米处 二、设计内容1、选择桩端持力层、承台埋深根据表1地质条件，以粉质粘土层为桩尖持力层，采用预制混凝土方桩，桩长20L m =，截面尺寸为450450mm mm ⨯，桩尖进入粉质粘土层为2m 。
桩身材料：混凝土，35C 级， 216.7/c f N mm =；钢筋，二级钢筋，2'210/y y f f N mm ==。
承台用30C 混凝土，214.3/c f N mm =；21.43/t f N mm =，承台底面埋深 2.0d m =。
2、确定单桩极限承载力标准值 根据地基基础规范经验公式uk sk pk p sik i pk P Q Q Q u q l q A =+=+∑桩侧土的极限侧阻力标准值kPa （）查表得： 淤泥质粘土层：12230s k Pa q k =-，取121.34s k q kPa =。
灰色粘土层： 1.00L I =时，24055s k Pa q k =-，取255s k q kPa =。
亚粘土层：60.0=L I 时，35570s k Pa q k =-，取357.14s k q kPa =。
粉质粘土层：60.0=L I 时，45570s k Pa q k =-，取457.14s k q kPa =。
桩的极限端阻力标准值，可按查表取值：粉质粘土层，60.0=L I （可塑），混凝土预制桩桩长20m 取19002800pk kPa q -=，取2028.57pk q kPa =240.45(23.1410.655 3.757.14 2.757.142)2028.570.451702.001uksk pk p sik i pk PQQ Q u q l q A kN=+=+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑单桩竖向承载力特征值：a R =/1702.001/2851uk Q K kN == 水平承载力特征值：300.75Haa xEIR X V α=α=085.0EcI EI =，4012b I = (1(1)11.50.5)1f fk b b m b k b b m +>⎧=⎨+≤⎩由于混凝土预制桩桩型为方形，故f k 取1.0m 地基土横向抗力系数的比例系数，取331070.450.450.85 3.1510=9.1491012EI ⨯=⨯⨯⨯⨯0.502a === OX V 桩顶水平位移系数，0.5022010.044h α=⨯=>取4h α=，则0.940OX V =则370.750.5029.149100.0192.3510.94HaR kN ⨯⨯⨯=⨯=3、确定桩数和承台尺寸 1.1 1.23368 5.22851k a F n R ⨯⨯≥==,取6n = 桩距440.45 1.8s d m ≥=⨯=,取 1.8s m = 。
承台尺寸(0.4 5 1.45m 28).a ⨯+==2(0.450.9) 2.7b m =⨯+=承台高取0.8m 。
确定承台平面尺寸及桩的排列如图1所示。
图14、桩顶作用效用验算单桩所受的平均作用力（取承台及其上的土的平均重度3/20m kN g =γ):33682.7 4.520(20.30)1.35508.9528516k k a k F G N kN R kN n +⨯⨯⨯++===<=单桩所受的最大作用力：maxmax 2212380(0.8) 1.8() 1.35 1.35508.9524 1.8528.191 1.21021.2k k k k i a M H h x N N x kN R kN+⨯⨯+=+=+⨯=<=∑基桩水平力设计值18013.33392.3516k k Ha H H kN R kN n ===<= 故无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力。
5、桩基础沉降验算（1）求基底压力和基底附加压力基底压力：33682.7 4.520(20.3)1.35251.3342.7 4.5k k F G p kPa A +⨯⨯⨯++===⨯基底附加压力：0251.334202211.334P d a P kP γ-⨯==-= （2）确定沉降计算深度因不存在相邻荷载影响，故：(2.50.4ln ) 2.7(2.50.4ln 2.7) 5.7n Z b b m =-=⨯-⨯= 取 6.0n Z m=（3）沉降计算将基础底面以下地基土分成若干薄层，每薄层的厚度不宜超过0.4b ，即每薄层厚度不宜超过0.4 2.7 1.08m ⨯=。
因压缩层厚度为6m ，取6层，每层厚度为1m 。
表6-1 计算桩基础最终沉降量等效沉降系数：群桩距径比：00.0699C =，长径比1 1.6343C =，基础长宽比：28.0317C =e 0121(1)0.06990.257b b n C C n C ψ-=+-+=+= 桩基沉降经验系数：0.65s ψ=（查桩基规范5.5.11）桩基沉降为：1'01....0.650.2570.20710.0345120ni i i e e i siz z S S p E m mm ααψψψψ---=-===⨯⨯=<∑满足规范要求。
6、桩身结构设计计算两段桩长为10m 和10m ，采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。
吊点位置在距桩顶、桩端平面0.207L 处，起吊时桩身最大正负弯矩2max 0.0214M kqL =，其 1.3k =，20.4525 5.06q kN m =⨯=，为每延米桩的自重，故：2max 0.0214 1.3 5.062056.753M kN m =⨯⨯⨯=⋅ 2max0.0214 1.3 5.062056.753M kN m '=⨯⨯⨯=⋅ 桩身截面有效高度00.450.040.41h m =-=6max 22056.753100.04516.7450410s c M f bh α⨯===⨯⨯ 6max 22056.75310'0.04516.7450410s cm M f bh α'⨯===⨯⨯ 查《混凝土结构设计规范》(1089GBJ -)附表3得10.046ξ==，'0.046ξ=，桩身受拉主筋配筋量：2101.016.74504100.046675210c s yf bh A mm f αξ⨯⨯⨯==⨯=2101.016.7450410'0.064675210c s yf bh A mm f αξ⨯⨯⨯'==⨯=为便于配筋，上下两段桩都采用相同的配筋，选用2416(804)mm Φ，因此整个截面为2816(1608)mm Φ,配筋率min 16085%0.87%0.8%450410ρρ>==>=⨯，其他构造钢筋见施工图，桩的吊装图如图3所示。
图3桩身强度：'(0.9) 1.0(0.8516.74504500.92101256)3111.9715c c p y g f A f A kN Rϕψ+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>上段桩吊点位置：距桩端0.2070.20720 4.14l m =⨯=处 下段桩吊点位置：距桩端0.2070.20720 4.14l m =⨯=处箍筋采用8@200Φ,在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图。
桩尖长1.4 1.50.450.675b m =⨯=，取0.7m ，桩顶设置三层8@50Φ钢筋网，层距50mm7、承台设计计算承台高0.8m ，桩顶伸入承台50mm ，钢筋的保护层取35mm ，则承台有效高度：00.80.0500.0350.715715h m mm =--==。
（1）承台受冲切承载力验算1）柱边冲切冲切力l F : 1.353368l k i F F Q kN =-=∑ 由公式可求得冲垮比λ与冲切系数o β01025x a mm =，375oy a mm =，故：00010251.433 1.0715x x a h λ===>，取0 1.0x λ= 0.840.840.70.2 1.00.2ox ox βλ===++0003750.5240.25715y y a h λ===>，取00.524y λ= 0.840.841.1600.20.5240.2ox ox βλ===++因800h mm =，故取0.1=hp β。
2[()()]2[0.7(0.50.375) 1.160(1.0 1.025)] 1.014300.7156055.971()ox c oy oy c ox l hp t b a a f h N F h k βββ+++=⨯⨯++⨯+⨯⨯=>⨯满足 2）角柱对承台的冲切桩顶的竖向力设计值为：max 590.291l N N kN == 从柱角内边缘至承台外边缘距离120.725C C m ==，1x ox a a =，10x x λλ=，1y oy a a =，1y oy λλ=。
110.560.560.4670.210.2x x βλ===++，110.560.560.7730.20.5240.2y y βλ===++ 1211110[(/2)(/2)][0.467(0.7250.375/2)0.773(0.725 1.025/2)] 1.014300.715978.489x y y x hp t lc a c a f h kN N βββ+++=⨯++⨯+⨯⨯⨯=>（满足） （2）承台受剪承载力计算对Ⅰ-Ⅰ斜截面： 计算剪跨比01.433xx a h λ== 故 1.75 1.750.7191.0 1.433 1.0αλ===++ 因0.1,800h ,800715==<=hs o o mm mm mm h β取00max1.00.71914302.70.715198421180.582hp t f b h kN N kN βα=⨯⨯⨯⨯=>=（满足）。