基础工程课程设计
名 称：桩基础设计
姓 名：
班 级：
学 号：
指导老师：
桩基础设计题
高层框架结构(二级建筑)某柱截面尺寸1250×850mm 该柱传递基础顶面荷载：F9200kN M410kN∙m H300kN 采68根φ800水钻孔灌注桩组成柱独立桩基础设面标高±000m承台底标高控制200m 面土层分布设计参数见附表试设计该柱独立桩基础
设计计算容：
1确定桩端持力层计算单桩极限承载力标准值Quk
2确定桩中心间距承台面尺寸
3计算复合基桩竖承载力特征值Ra桩顶荷载设计值N验算基桩竖承载力计算基桩水承载力RHa验算
4确定单桩配筋量
5承台设计计算
6绘制桩基结构图
项
目
湿
重
度
g
kNm3
孔
隙
e
液性
指数
IL
压缩
模量
Es
MPa
承载力
特征值
faK
kPa
层
厚
m
钻孔灌注桩桩基参数
极限侧
阻 力
标准值
qsik
kPa
极限端
阻 力
标准值
qPK
kPa
基土水抗力系数例系 数
m（MNm4）
层①粉土
190
0902
60
80
43
23
6
层②粉细砂
196
0900
65
105
38
20
9
层③细砂
198
0860
78
125
28
28
13
层④粉土
196
0810
105
140
23
40
15
层⑤1粉细砂
197
085
70
115
44
28
12
层⑤粉细砂
197
0770
160
170
30
48
850
28
层⑥粉质粘土
198
0683
025
85
160
25
66
25
层⑦粉土
198
0750
137
170
29
58
25
层⑧粉质粘土
199
0716
046
61
145
57
60
14
层⑧1粉砂
200
0770
140
190
08
52
820
37
层⑧粉质粘土
199
0716
046
61
145
45
60
710
14
层⑨粉土
204
0700
130
195
35
62
36
层⑩粉质粘土
199
0706
027
82
170
48
68
28
层⑾细砂
202
0690
220
220
177
70
1500
45
设计容
．确定桩端持力层计算单桩极限承载力标准值
1确定桩端持力层桩长
根设计求知桩直径d 800mm
根土层分布资料选择层厚45m层⑧粉质粘土桩端持力层根建筑桩基技术规范规定桩端全断面进入持力层深度粘性土粉土宜2d初步确定桩端进入持力层深度2m桩长
43+38+28+23+44+30+25+29+57+08+2—2325m
2计算单桩极限承载力标准值
直径800mm桩属直径桩根建筑桩基技术规范中验公式计算单桩极限承载力标准值：
(1—1）
中桩周长2513m桩端面积0503㎡直径桩侧阻端阻尺寸效应系数11
根土层参数计算：
2513×1×[23×(43—2）+20×38+28×28+40×23+28×44+48×30+66×25+
58×29+60×57+52×08+60×2]+1×710×050338836kN
确定单桩极限承载力标准值式计算单桩竖承载力特征值
（12）
中安全系数取2
38836219418kN
二． 确定桩中心间距承台面尺寸
桩数F92001941847暂取桩数6根
根建筑桩基技术规范规定非挤土灌注桩中心距3d边桩中心承台边缘距离应桩直径边长桩外边缘承台边缘距离应150mm
取桩中心距25m边桩中心距承台边缘距离取08m
承台长度2×（25+08）66m承台宽度2×08+2541m
承台面示意图
三． 计算复合基桩竖承载力特征值桩顶荷载设计值验算基桩竖承载力计算基桩水承载力验算
1确定复合基桩竖承载力特征值
根建筑桩基技术规范中介绍方法类情况应式确定复合基桩竖承载力特征值：
（3—1）
中承台效应系数根等参数查表计算桩非正方形排列时A承台计算域面积桩数
212426550126
通查表取006
承台12承台宽度超5m深度范围基承载力特征值厚度加权均值资料80kPa
计算基桩应承台底净面积桩身截面面积(66×416×0503）64007㎡
复合基桩竖承载力特征值
19418+006×80×400719611kN
2确定桩顶荷载设计值验算基桩竖承载力
根建筑桩基技术规范中介绍方法桩顶荷载设计值式计算：
（32）
式中荷载效应标准组合作作承台顶面竖力桩基承台承台土重标准值稳定水位部分应扣水浮力处承台土重度取10kNm³分荷载效应标准组合作承台底面绕通桩群形心轴力矩分第基桩复合基桩轴距离
暂取承台高度18mM长边方（轴方）致桩左右序分记1~6号桩桩顶荷载设计值
(9200+2×66×41×10）6+[(410+300×18) ×25］(4×25×25）
17185kN
（9200+2×66×41×10）616235kN
（9200+2×66×41×10)6—[（410+300×18） ×25］(4×25×25)
15285kN
计算结果：
15285kN＞0基桩受拔力
17185kN＜12基桩竖承载力满足求
3计算基桩水承载力验算
根建筑桩基技术规范规定缺少单桩水静载试验资料时式估算桩身配筋率065灌注单桩水承载力特征值
（3—3)
桩水变形系数中基土水抗力系数例系数桩身计算宽度圆形桩直径≤1m时桩身抗弯刚度钢筋混凝土桩混凝土弹性模量桩身换算截面惯性矩圆形截面桩身换算截面受拉边缘截面模量处扣保护层桩直径钢筋弹性模量混凝土弹性模量值桩身配筋率 桩截面模型塑性系数圆形截面2桩身混凝土抗拉强度设计值桩身弯矩系数桩顶竖力影响系数竖压力取05桩身换算截面积圆形截面荷载效应标准组合桩顶竖力
［(43—2)×6+38×9+28×13+23×15+44×12+3×28+25×25+29×25+57×14
+08×37+2×14]3251625MN
09×（15×08+05)153m
桩身采C30混凝土弹性模量混凝土保护层厚度取60mm采HRB335规格钢筋弹性模量
800—2×60680mm
667
桩径300—2000mm时桩身正截面配筋率取06502％暂取桩身配筋率058
0053
05×0053×068001802
0558
C30混凝土抗拉强度设计值143MPa桩身弯矩系数根值查表获0926
0519
基桩水承载力
5169kN
群桩基础基桩水承载力特征值应考虑承台桩群土相互作产生群桩效应列公式确定
（3—4）
(35）
(36)
（3—7）
（3—8）
式中群桩效应综合系数桩相互影响效应系数桩顶约束效应系数承台侧土水抗力效应系数（承台外围回填土松散状态时取0）承台底摩阻效应系数水荷载方距径分水荷载方垂直水荷载方排桩中桩数承台底基土间摩擦系数承台底基土分担竖总荷载标准值
水荷载方距径25083125
水荷载方排桩中桩数3垂直水荷载方排桩中桩数2
桩相互影响效应系数0678
通查表205
承台侧土水抗力效应系数0
1154kN
通查表取承台底基土间摩擦系数03
0112
1502
群桩基础基桩水承载力特征值
776kN
基桩水力设计值50kN＜776kN基桩水承载力满足求
四． 确定单桩配筋量
配筋率058单桩中钢筋截面面积：
2915
根灌注桩配筋求选8根Φ22HRB335钢筋截面面积3041满足求
桩顶筋应锚入承台锚入长度取800mm
根混凝土结构设计规范规定柱受压构件中周边箍筋应做成封闭式间距绑扎骨架中应15（筋直径）应400mm构件横截面短边尺寸箍筋直径应4(筋直径)应6mm
根箍筋配置求箍筋选Φ8HPB235级钢筋采间距200mm螺旋式箍筋
五． 承台设计计算
1 承台构造
根建筑桩基技术规范求桩嵌入承台长度中等直径桩宜50mm直径桩宜100mm承台底面钢筋混凝土保护层厚度混凝土垫层时应50mm垫层时应70mm桩头嵌入承台长度
取承台高度18m桩头嵌入承台长度100mm承台底面钢筋混凝土保护层厚度取120mm
2抗剪切计算
建筑桩基技术规范规定柱独立桩基承台斜截面受剪承载力应列规定计算：
(5—1）
（52)
（5—3）
式中计承台土重荷载效应基组合斜截面剪应力设计值混凝土轴心抗拉强度设计值承台计算截面处计算宽度承台计算截面处效高度承台剪切系数计算截面剪跨处柱边(墙边）承台台阶处方计算排桩桩边水距离受剪切承载力截面高度影响系数
计算示意图：
效高度1800—1201680mm
0831
根建筑桩基技术规范规定圆柱圆桩计算时应截面换算成方柱方桩换算桩截面边长064m
柱边方计算排桩桩边水距离：
1555mm505mm
计算截面剪跨：
09260301
承台剪切系数
09091345
桩左右序分记1～6号桩
（1）Ⅰ—Ⅰ截面：
66m
48705kN
17722kN＞48705kN满足求
（2） ⅡⅡ截面：
41m
34370kN
7440kN＞34370kN满足求
3抗切计算
建筑桩基技术规范规定切破坏椎体应采柱(墙）边承台变阶处相应桩顶边缘连线构成椎体椎体斜面承台底面夹角应45°
椎体斜面承台底面夹角472°夹角满足求
（1） 承台受柱切承载力计算
柱矩形独立承台受柱切承载力列公式计算：
（54)
（55）
（5—6）
式中计承台土重荷载效应基组合作切破坏椎体切力设计值承台混凝土抗拉强度设计值承台受切承载力截面高度影响系数≤800mm时取10≥2000mm时取09间线性插法取值分方柱截面边长柱(墙）切系数垮柱边承台变阶处桩边水距离＜025时取025＞10时取10计承台土重荷载效应基组合柱(墙）底竖载荷设计值计承台土重荷载效应基组合切破坏椎体基桩复合基桩反力设计值
07461677
根线性插值法计算0917
切破坏椎体基桩0
切力设计值：
9200kN
承台受柱切承载力：
25179kN＞
承台受柱切承载力满足求
（2） 承台受基桩切承载力计算
根建筑桩基技术规范规定四桩（含四桩）承台受角桩切承载力列公式计算
(57）
(58）
（59）
式中计承台土重荷载效应基组合作角桩（含复合基桩）反力设计值角桩切系数承台底角桩顶边缘引45°切线承台顶面相交点角桩边缘水距离柱(墙）边承台变阶处位该45°线时取柱（墙）边承台变阶处桩边缘连线切椎体椎线角桩边缘承台外边缘距离承台外边缘效高度角桩垮值均应满足025～10求
1555mm505mm
09260301
角桩切系数0497
1118
1120mm
计承台土重荷载效应基组合作角桩反力设计值值：
16283kN
承台受基桩切承载力：
6176kN＞
承台受基桩切承载力满足求
4抗弯计算
桩基承台应进行正截面受弯承载力计算建筑桩基技术规范规定桩矩形承台弯矩计算截面取柱边承台变阶处列公式计算：
(510)
（511)
式中分绕轴绕轴方计算截面处弯矩设计值垂直轴轴方桩轴线相应计算截面距离计承台土重荷载效应基组合第基桩复合基桩竖反力设计值
根建筑桩基技术规范求承台受力钢筋直径应12mm间距应200mm柱独立桩基承台配筋率应015％
（1） 轴方：
64444kN·m
选HRB335级钢筋抗拉强度设计值300N
轴方布置钢筋面积
14207
规定选30根Φ25钢筋间距130mm截面面积14715采两层布置钢筋配筋率042＞015％符合求
（2） 轴方：
40182kN·m
轴方布置钢筋面积：
8858
选36根Φ18钢筋间距170mm截面面积9162采两层布置钢筋配筋率017％＞015符合求
六． 桩基结构图
中国质学课程设计
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基础工程课程设计
名 称：桩基础设计
姓 名：
班 级：
学 号：
指导老师：
桩基础设计题
高层框架结构(二级建筑)某柱截面尺寸1250×850mm 该柱传递基础顶面荷载：F9200kN M410kN∙m H300kN 采68根φ800水钻孔灌注桩组成柱独立桩基础设面标高±000m承台底标高控制200m 面土层分布设计参数见附表试设计该柱独立桩基础
设计计算容：
1确定桩端持力层计算单桩极限承载力标准值Quk
2确定桩中心间距承台面尺寸
3计算复合基桩竖承载力特征值Ra桩顶荷载设计值N验算基桩竖承载力计算基桩水承载力RHa验算
4确定单桩配筋量
5承台设计计算
6绘制桩基结构图
项
目
湿
重
度
g
kNm3
孔
隙
e
液性
指数
IL
压缩
模量
Es
MPa
承载力
特征值
faK
kPa
层
厚
m
钻孔灌注桩桩基参数
极限侧
阻 力
标准值
qsik
kPa
极限端
阻 力
标准值
qPK
kPa
基土水抗力系数例系 数
m（MNm4）
层①粉土
190
0902
60
80
43
23
6
层②粉细砂
196
0900
65
105
38
20
9
层③细砂
198
0860
78
125
28
28
13
层④粉土
196
0810
105
140
23
40
15
层⑤1粉细砂
197
085
70
115
44
28
12
层⑤粉细砂
197
0770
160
170
30
48
850
28
层⑥粉质粘土
198
0683
025
85
160
25
66
25
层⑦粉土
198
0750
137
170
29
58
25
层⑧粉质粘土
199
0716
046
61
145
57
60
14
层⑧1粉砂
200
0770
140
190
08
52
820
37
层⑧粉质粘土
199
0716
046
61
145
45
60
710
14
层⑨粉土
204
0700
130
195
35
62
36
层⑩粉质粘土
199
0706
027
82
170
48
68
28
层⑾细砂
202
0690
220
220
177
70
1500
45
设计容
．确定桩端持力层计算单桩极限承载力标准值
1确定桩端持力层桩长
根设计求知桩直径d 800mm
根土层分布资料选择层厚45m层⑧粉质粘土桩端持力层根建筑桩基技术规范规定桩端全断面进入持力层深度粘性土粉土宜2d初步确定桩端进入持力层深度2m桩长
43+38+28+23+44+30+25+29+57+08+2—2325m
2计算单桩极限承载力标准值
直径800mm桩属直径桩根建筑桩基技术规范中验公式计算单桩极限承载力标准值：
(1—1）
中桩周长2513m桩端面积0503㎡直径桩侧阻端阻尺寸效应系数11
根土层参数计算：
2513×1×[23×(43—2）+20×38+28×28+40×23+28×44+48×30+66×25+
58×29+60×57+52×08+60×2]+1×710×050338836kN
确定单桩极限承载力标准值式计算单桩竖承载力特征值
（12）
中安全系数取2
38836219418kN
二． 确定桩中心间距承台面尺寸
桩数F92001941847暂取桩数6根
根建筑桩基技术规范规定非挤土灌注桩中心距3d边桩中心承台边缘距离应桩直径边长桩外边缘承台边缘距离应150mm
取桩中心距25m边桩中心距承台边缘距离取08m
承台长度2×（25+08）66m承台宽度2×08+2541m
承台面示意图
三． 计算复合基桩竖承载力特征值桩顶荷载设计值验算基桩竖承载力计算基桩水承载力验算
1确定复合基桩竖承载力特征值
根建筑桩基技术规范中介绍方法类情况应式确定复合基桩竖承载力特征值：
（3—1）
中承台效应系数根等参数查表计算桩非正方形排列时A承台计算域面积桩数
212426550126
通查表取006
承台12承台宽度超5m深度范围基承载力特征值厚度加权均值资料80kPa
计算基桩应承台底净面积桩身截面面积(66×416×0503）64007㎡
复合基桩竖承载力特征值
19418+006×80×400719611kN
2确定桩顶荷载设计值验算基桩竖承载力
根建筑桩基技术规范中介绍方法桩顶荷载设计值式计算：
（32）
式中荷载效应标准组合作作承台顶面竖力桩基承台承台土重标准值稳定水位部分应扣水浮力处承台土重度取10kNm³分荷载效应标准组合作承台底面绕通桩群形心轴力矩分第基桩复合基桩轴距离
暂取承台高度18mM长边方（轴方）致桩左右序分记1~6号桩桩顶荷载设计值
(9200+2×66×41×10）6+[(410+300×18) ×25］(4×25×25）
17185kN
（9200+2×66×41×10）616235kN
（9200+2×66×41×10)6—[（410+300×18） ×25］(4×25×25)
15285kN
计算结果：
15285kN＞0基桩受拔力
17185kN＜12基桩竖承载力满足求
3计算基桩水承载力验算
根建筑桩基技术规范规定缺少单桩水静载试验资料时式估算桩身配筋率065灌注单桩水承载力特征值
（3—3)
桩水变形系数中基土水抗力系数例系数桩身计算宽度圆形桩直径≤1m时桩身抗弯刚度钢筋混凝土桩混凝土弹性模量桩身换算截面惯性矩圆形截面桩身换算截面受拉边缘截面模量处扣保护层桩直径钢筋弹性模量混凝土弹性模量值桩身配筋率 桩截面模型塑性系数圆形截面2桩身混凝土抗拉强度设计值桩身弯矩系数桩顶竖力影响系数竖压力取05桩身换算截面积圆形截面荷载效应标准组合桩顶竖力
［(43—2)×6+38×9+28×13+23×15+44×12+3×28+25×25+29×25+57×14
+08×37+2×14]3251625MN
09×（15×08+05)153m
桩身采C30混凝土弹性模量混凝土保护层厚度取60mm采HRB335规格钢筋弹性模量
800—2×60680mm
667
桩径300—2000mm时桩身正截面配筋率取06502％暂取桩身配筋率058
0053
05×0053×068001802
0558
C30混凝土抗拉强度设计值143MPa桩身弯矩系数根值查表获0926
0519
基桩水承载力
5169kN
群桩基础基桩水承载力特征值应考虑承台桩群土相互作产生群桩效应列公式确定
（3—4）
(35）
(36)
（3—7）
（3—8）
式中群桩效应综合系数桩相互影响效应系数桩顶约束效应系数承台侧土水抗力效应系数（承台外围回填土松散状态时取0）承台底摩阻效应系数水荷载方距径分水荷载方垂直水荷载方排桩中桩数承台底基土间摩擦系数承台底基土分担竖总荷载标准值
水荷载方距径25083125
水荷载方排桩中桩数3垂直水荷载方排桩中桩数2
桩相互影响效应系数0678
通查表205
承台侧土水抗力效应系数0
1154kN
通查表取承台底基土间摩擦系数03
0112
1502
群桩基础基桩水承载力特征值
776kN
基桩水力设计值50kN＜776kN基桩水承载力满足求
四． 确定单桩配筋量
配筋率058单桩中钢筋截面面积：
2915
根灌注桩配筋求选8根Φ22HRB335钢筋截面面积3041满足求
桩顶筋应锚入承台锚入长度取800mm
根混凝土结构设计规范规定柱受压构件中周边箍筋应做成封闭式间距绑扎骨架中应15（筋直径）应400mm构件横截面短边尺寸箍筋直径应4(筋直径)应6mm
根箍筋配置求箍筋选Φ8HPB235级钢筋采间距200mm螺旋式箍筋
五． 承台设计计算
1 承台构造
根建筑桩基技术规范求桩嵌入承台长度中等直径桩宜50mm直径桩宜100mm承台底面钢筋混凝土保护层厚度混凝土垫层时应50mm垫层时应70mm桩头嵌入承台长度
取承台高度18m桩头嵌入承台长度100mm承台底面钢筋混凝土保护层厚度取120mm
2抗剪切计算
建筑桩基技术规范规定柱独立桩基承台斜截面受剪承载力应列规定计算：
(5—1）
（52)
（5—3）
式中计承台土重荷载效应基组合斜截面剪应力设计值混凝土轴心抗拉强度设计值承台计算截面处计算宽度承台计算截面处效高度承台剪切系数计算截面剪跨处柱边(墙边）承台台阶处方计算排桩桩边水距离受剪切承载力截面高度影响系数
计算示意图：
效高度1800—1201680mm
0831
根建筑桩基技术规范规定圆柱圆桩计算时应截面换算成方柱方桩换算桩截面边长064m
柱边方计算排桩桩边水距离：
1555mm505mm
计算截面剪跨：
09260301
承台剪切系数
09091345
桩左右序分记1～6号桩
（1）Ⅰ—Ⅰ截面：
66m
48705kN
17722kN＞48705kN满足求
（2） ⅡⅡ截面：
41m
34370kN
7440kN＞34370kN满足求
3抗切计算
建筑桩基技术规范规定切破坏椎体应采柱(墙）边承台变阶处相应桩顶边缘连线构成椎体椎体斜面承台底面夹角应45°
椎体斜面承台底面夹角472°夹角满足求
（1） 承台受柱切承载力计算
柱矩形独立承台受柱切承载力列公式计算：
（54)
（55）
（5—6）
式中计承台土重荷载效应基组合作切破坏椎体切力设计值承台混凝土抗拉强度设计值承台受切承载力截面高度影响系数≤800mm时取10≥2000mm时取09间线性插法取值分方柱截面边长柱(墙）切系数垮柱边承台变阶处桩边水距离＜025时取025＞10时取10计承台土重荷载效应基组合柱(墙）底竖载荷设计值计承台土重荷载效应基组合切破坏椎体基桩复合基桩反力设计值
07461677
根线性插值法计算0917
切破坏椎体基桩0
切力设计值：
9200kN
承台受柱切承载力：
25179kN＞
承台受柱切承载力满足求
（2） 承台受基桩切承载力计算
根建筑桩基技术规范规定四桩（含四桩）承台受角桩切承载力列公式计算
(57）
(58）
（59）
式中计承台土重荷载效应基组合作角桩（含复合基桩）反力设计值角桩切系数承台底角桩顶边缘引45°切线承台顶面相交点角桩边缘水距离柱(墙）边承台变阶处位该45°线时取柱（墙）边承台变阶处桩边缘连线切椎体椎线角桩边缘承台外边缘距离承台外边缘效高度角桩垮值均应满足025～10求
1555mm505mm
09260301
角桩切系数0497
1118
1120mm
计承台土重荷载效应基组合作角桩反力设计值值：
16283kN
承台受基桩切承载力：
6176kN＞
承台受基桩切承载力满足求
4抗弯计算
桩基承台应进行正截面受弯承载力计算建筑桩基技术规范规定桩矩形承台弯矩计算截面取柱边承台变阶处列公式计算：
(510)
（511)
式中分绕轴绕轴方计算截面处弯矩设计值垂直轴轴方桩轴线相应计算截面距离计承台土重荷载效应基组合第基桩复合基桩竖反力设计值
根建筑桩基技术规范求承台受力钢筋直径应12mm间距应200mm柱独立桩基承台配筋率应015％
（1） 轴方：
64444kN·m
选HRB335级钢筋抗拉强度设计值300N
轴方布置钢筋面积
14207
规定选30根Φ25钢筋间距130mm截面面积14715采两层布置钢筋配筋率042＞015％符合求
（2） 轴方：
40182kN·m
轴方布置钢筋面积：
8858
选36根Φ18钢筋间距170mm截面面积9162采两层布置钢筋配筋率017％＞015符合求
六． 桩基结构图
中国质学课程设计
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