基础工程课程设计---桩基础设计指导老师：徐辉班级：土木0702学号：U200715360姓名: 朱良日期：2010.7土木工程与力学学院目录1 .设计资料 (1)1.1 地质资料 (1)2 计算 (1)2.1 选择桩型桩端持力层承台埋深 (2)2.2 确定单桩极限承载力标准值 (2)2.3 确定桩数和承台底面尺寸 (5)2.4 确定桩基竖向承载力特征值 (5)2.5 桩顶作用验算 (6)2.6 桩基础沉降验算 (7)2.7 桩身结构设计计算 (9)2.8 承台设计 (10)3.参考文献 (12)《基础工程》课程设计1 设计资料1.1地质资料：地下水位离地表1.0m；1.2荷载设计值：N=5800+50n（kN）M=680+5n（kNm）n=601.3柱截面尺寸：600mm×800mm2计算2.1 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深2.1.1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。
2.1.2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<10时,桩边长取300～400,400mm ×400mm ，由施工设备要求，桩分为两节，上段长10m ，下段长10m （不包括桩尖长度在内）。
图2-2桩基及土层分布示意图依据地基土的分布，第一层为褐黄色粉质粘土但离地面太近不能作为持力层。
而二三四六层都是流塑或软塑的粘土，五层是暗绿草黄色粉质粘土，是可塑的，所以选择第五层为持力层。
但持力层不是非常厚不能满足桩端全断面进入持力层深度到达该土层桩端阻力的临界深度。
选用低承台基础（低承台桩基础，一般初选d =1~2 m ），因为地下水是埋深是1m ，而上部荷载较大，初选承台埋深为2m 。
桩端全断面进入持力层2.0m （>2d ）。
桩尖到持力层底面面的距离Z 为2.0m （>4d ）。
故工程桩入土深度为：m h 220.220=+=桩基得有效桩长即为m 200.222L =-=。
2.2 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P s 确定桩侧极限阻力标准。
5p +40c801007000g15a h d1000200030004000500060000.0psp s (kPa)fe0.025s251251000.016p s +20.450.02p s q s k (k P a )1401206020b600 图2-3 s sk p q -曲线图2-4由于除去杂土外,第②,③,④,⑤层土都是粘土,则采取图2.3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=22m(15<H<30),查表2.2，由线性插值法求得修正系数α=0.83 表2.2 桩端阻力修正系数α值桩入土深度（m ）H<15 15<H ≤30 30<H ≤60 α0.750.75-0.90.91sk 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 22701=，KPa P sk 47602=，β为折减系数，因为5477.0/21<=sk sk P P ，取β＝1。
桩端阻力的计算公式为：)(2121sk sk ppk p p q ⋅+=βα 10.8(227014760)28122pk q kPa=⨯⨯+⨯=根据静力触探法求sk q ，根据图2-3和表1.1（各层土的Ps 值）,有如下：层数 ps qsk1 0.59 15 0 02 0.57 15 4 603 0.62 31 8.9 275.94 2.27 81.75 5.1 416.925 54.761442288 iski lq∑1040.83按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：2 40.401040.830.42812 1665.32449.92 2115.24uk sk pk ski i sk p Q Q Q u q l P A kNα=+=+⨯⨯⨯+∑＝＋＝＝按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：uk sk pk ski i p pk Q Q Q u q l q A =+=+∑其中如无当地经验，均可以查表得到。
查《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中表5.3.5—1得：土层 液限指数I L1 0.48 71.28 0 02 1.18 38 4 1523 1.29 38 8.9 338.24 0.8 52 5.1 265.2 50.3182.162164.32 iski lq∑919.72查《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中表5.3.5—2得：33001000(0.310.25)/0.253060pk q kPa =-⨯-=所以：2 40.40919.7230600.41471.55489.60 1961.15uk sk pk ski i p pk Q Q Q u q l q A kN=+=+⨯⨯⨯ =+∑＝＋＝确定单桩竖向承载力特征值：综上比较可知，应取静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值1961.15uk Q kN =（取小值）。
则： kN K 6.981215.1961Q R uk a ===最小边距：=>d,且=>300 最佳桩距：s=3.5d查新规范：桩数估计和承载力验算均取上部荷载的标准值。
2.3 确定桩数和承台底面尺寸下面以①—B,①—C 的荷载计算。
柱荷载设计值：8800,9800N kN M kNm H kN =＝，＝荷载标准值：8800/1.356519,980/1.35726k k N kN M kNm===＝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3.71.16.98065191.1n =⨯=⨯≥a K R N 取n ＝8，桩距 1.2m 3=d S a ＝, 承台底面尺寸为3.1m 3.1m ⨯2.4 确定基桩竖向承载力特征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特征值。
（《建筑桩基技术规范》JGJ94-20085.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
）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复合基桩的竖向承载力特征值。
（不考虑地震作用）考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时：c ak c A f η+=a R R承台净面积：22204.18/)40.081.3(m A c =⨯-=。
34.02.1.==d a S 155.0201.3==l Bc 注：Sa/d 为桩中心距与桩径之比；Bc/l 为承台宽度与桩长之比。
查表5.2.5 承台效应系数11.0=c ηak f ：承台下1/2承台宽度且不超过5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值； 第一层 a S ak kP P f 26.869.26104=+⨯= 第二层aS ak kP P f 18.869.26104=+⨯=平均值为52.87=ak f那么，复合桩基基桩竖向承载力设计值R:kPa A f R R c ak c a 6.99104.152.8711.06.981=⨯⨯+=+=η2.5 桩顶作用验算（1）荷载取柱的k max N 组合：8800/1.356519,980/1.35726k k N kN M kNm===＝ 荷载作用在承台顶面。
本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数0λ=1.0. 承台的平均埋深m d 2=。
作用在承台底形心处的竖向力有F,G.kN G k 3.288)110120(1.32=⨯+⨯⨯=kN G N k k 3.68073.2886519=+=+桩顶受力计算如下：kN nG F N kk k 9.850=+=kN y y M n G F N i k k k k 7.9512.162.172683.6807)(22max max=⨯⨯+=⨯++=∑∑ kN y y M n G F N i k k k k 0.7502.162.172683.6807)(22max min =⨯⨯-=⨯-+=∑∑ kN R kN N k 6.9919.8500=<=γkN R kN N k 9.11896.9912.12.17.951max 0=⨯=<=γ 0min 0>N γ满足要求2.6桩基础沉降验算采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合进行桩基础的沉降计算。
但是本题因条件有限，采用正常使用极限状态下是标准组合计算，这是偏于安全的。
（《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 5.5.6 对于桩中心距不大于6 倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。
等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。
等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论）竖向荷载标准值8800/1.356519k N kN=＝kNG N k k 3.68073.2886519=+=+基底处压力kPa A G F p k k 4.7081.31.33.6807=⨯=+=基底自重压力kPa c 261)0.100.18(10.18=⨯-+⨯=σ 基底处的附加应力kPa P P c 4.682264.7080=-=-=σ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：1.5)100.18(9.8)100.17(4)108.17(0.1)1018(0.118⨯-+⨯-+⨯-+⨯-+⨯==∑i i c h γσ0.2)105.18(⨯-+kPa 3.177=kPa p bz b ls 4.6824.68225.044,25.0,02,10=⨯⨯=====ασα 其他各点的计算结果如下表：表2.4 z c σσ,的计算结果在m Z 5.9=处，2.019.03.2541.49<==c zσσ，所以本基础取m Z n 5.9=计算沉降量。