$
1. 初步拟定桩长
桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=，以冲抓锥施工。桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=。桩长初步拟定为18m ，桩底标高为。
2．桩群结构分析
承台底面中心的荷载计算
永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时：
407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+???=∑ ￥
358.60()
H kN =∑
4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+?=∑
永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时：
46788.009.8 5.6 2.025.049532()N kN =+???=∑
单桩桩顶荷载计算
桩的计算宽度1b
对于 1.0d m ≥时： 1(1)f b K K d =+
~
式中：f K ——桩形状换算系数，对于圆形截面，取；
d ——桩直径，取；
K ——平行于水平作用方向的桩间相互影响系数：
已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b ==；
对于110.6L h <的多排桩 ： 21
21
(1)0.8020.6b L K b h -=+
?= 所以： 10.90.802(1.21) 1.59()b m =??+=
·
桩的变形系数α
α=
0.8c EI E I =
式中： α——桩的变形系数；
EI ——桩的抗弯刚度，对以受弯为主的钢筋混凝土桩，根据现行规范采用； }
c E ——桩的混凝土抗压弹性模量，C20混凝土7
2.5510c E KPa =?；
I ——桩的毛面积惯性矩，4
40.1018()64
d I m π=
=
m ——非岩石地基水平向抗力系数的比例系数，4
120000/m kN m =；
所以，计算得：
10.62()m α-=
桩在最大冲刷线以下深度h=，其计算长度则为：
0.6211.317.02( 2.5)h h α==?=> 故按弹性桩计算
，
桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m == ；12ζ=
(根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12
ζ=)， 2
2
21.2 1.13()4
4
d A m ππ?=
=
=
630012000011.31 1.35710(/)C m h kN m ==?=?
22
2
0 1.240tan 11.31tan 21.14242
4d A h m φππ?????=+?=?+?= ? ?????,易知该值大于相
邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044
A m π
=
?=
∴ 1
176
00016.6911.311121
1.13
2.5510 1.357108.04h l h AE C A ρζ-??+???==+??+??????+
?
? 621.923100.925KN m EI =??=
已知：7.02h h α==（＞4），∴取h =4，000.62 6.69 4.15()l l m α==?=
(
查教材《桥梁基础工程》附表17、18、19得：Q x = m x = m ?=
所以 33
20.620.055680.0133Q EIx EI EI ρα==?=
22
30.620.164980.0634m EIx EI EI ρα==?=
40.620.658530.408m EI EI EI ραφ==?=
计算承台底面原点O 处位移0a 、0b 、0β 对于竖直桩，且各桩的直径相同时：
01434907836.0460.925N b n EI EI
ρ=
==? *
24131
02
222
24131
()16.66358.600.38045334.56116.42
0.079816.660.1447()()n
i i n
i i n x H n M
EI EI a EI EI EI EI
n n x n ρρρρρρρ==++?+?=
=
=?-?+-∑∑
2302
222
241310.07985334.50.3804358.60429.57
0.079816.660.1447()()n
i i n M n H EI EI EI EI EI
n n x n ρρβρρρρ=+?+?=
=
=?-?+-∑
计算作用在每根桩顶上作用力i P 、i Q 、i M ： 竖向力：1007884.10()
7836.04429.57()0.925(
1.6)661
2.57()
i i kN P b x EI kN EI EI ρβ?=+=?±?=?
?
水平力：20306116.42429.57
0.01330.063454.11()i Q a EI EI kN EI EI ρρβ=-=?
-?= 弯矩：4030429.576116.42
0.4080.0634212.52()i M a EI EI kN m EI EI
ρβρ=-=?-?=-?
$
校核：
654.11324.66()358.60()i nQ kN H kN =?=≈=∑
1
3(7884.106612.57) 1.66(212.52)4828.22()5334.50()
n
i i
i
i x p nM
kN m kN m =+=?-?+?-=?≈?∑1
3(7884.016612.57)43490.01()43490.00()n
i
i np
kN kN ==?+=≈∑
最大冲刷线深度处荷载计算
从单桩桩顶荷载计算中，已得出计算最大冲刷线深度荷载所需要的数据，计算如下：
弯矩 00212.5254.11 6.69149.48()i i M M Q l kM m =+=-+?=? 水平力 054.11()Q kN =
竖向力 07884.10 1.13 6.69(2510)7997.50()P kN =+??-=
—
最大冲刷线深度下沿桩长度方向弯矩、水平压应力的计算
桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算：
由：z Q =0 得：0
0.62149.48
1.71354.11
Q M C Q α?=
=
=
由 1.713Q C = 且h =＞4 取h =，查教材《基础工程》附表13得
max 0.813Z = 故 max 0.813
1.31()0.62
Z m =
= —
又由max Z = 及7.02h =＞4 取h =，查教材《基础工程》附表13得m K =
∴ max 01.296149.48193.73 (kN m)m M K M =?=?=?
最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力的计算：
采用无量钢法计算，由h =＞，所以用摩察桩公式计算：
0z m m Q M A M B α
=
+ 00z Q Q Q Q A M B α=+ 其中
54.11
87.27()0.62
Q kN α
=
= 0Q = 0M =
.
m A 、m B 、Q A 、Q B 的值查教材《基础工程》附表3、4、7、8 ，计算如下表：
【
:
桩顶纵向水平位移验算： 】
桩在最大冲刷线处水平位移0x 和转角0?的计算：
由 Z =0 7.02h =＞4 取 h =4 查教材《基础工程》附表1、2、5、6 得：
x A = A ?= x B = B ?=
00
032x x
Q M x A B EI EI αα=
+ 3727
54.11149.48
2.44066 1.62100.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018
=
?+??????? 30.57106m mm =?<
符合规范要求
00
02Q M A B EI EI ??
?αα=
+ }
277
54.11149.48
( 1.6210)( 1.75058)0.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018
=
?--?-??????
43.13110rad -=-?
由 7.02h m =＞4m ，取4，000.62 6.69 4.15l l α==?= 可查得：
169.91279x A = 1117.50091x A B φ== 1 5.90058B φ=
11
11
132372*********.11212.52
69.9127917.500910.62 2.04100.10180.62 2.04100.10183.010 3.0()54.11212.52
(17.50091)0.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018i i
x x i i Q M x A B EI EI m mm Q M A B EI EI
φφααφαα-=
+=?-???????=?==+=?--??????3( 5.90058)0.2110()
rad -?-=-?桩
顶的纵向水平位移1)x mm ＝3.0(
水平位移的容许值[]cm 74.2305.0 ==△=> 1x
故桩顶水平位移满足要求
/
3．桩身截面配筋及截面强度校核 各种参数及系数的计算
最大弯矩发生在最大冲刷线以下max 1.31z m =处，该处max 193.73M kN m =? 计算桩最大弯矩控制截面的轴向力
0max max 1
2
j i ik N p q l q z q c z =+?+?-??
式中 j N ——控制截面的轴向力；
i p ——单桩桩顶最大竖向力，已求出7884.10i p kN =；
《
q ——桩每延米的自重（包括浮力），()2
1.2251016.964
q kN π?=
?-=；
ik q ——桩周土摩阻力标准值，已知500ik q kPA =
c ——冲抓锥成孔面周长，'
1.3 4.08()c d m ππ==?= 所以，计算得：
0max max 1
5333.60()2
j i ik N p q l q z q c z kN =+?+?-??=
计算偏心距
0193.73
0.0363()36.3()5333.60
j j
M e m mm N =
=
==
.
桩的半径r=1200/2=600mm ，对于C20混凝土，保护层取80 g a mm =，
则
520/520/6000.867
s mm
g r r ====s r
桩的长细比：018
/151.2
L d =
=＞，所以，应考虑偏心距增大系数η 1000222012000.2 2.7/0.2 2.736.3/11200.288
181.150.01 1.150.0111.2
111(/)1(18/1.2)0.2881 2.428
1400/140036.3/1120
e h L h L h e h ??η??=+=+?==-?
=-?==+
=+???=?
故考虑偏心距增大系数后的偏心距为：
0' 2.42836.388.14()e e mm η==?=
计算配筋率 }
采用C20混凝土，钢筋拟采用HRB335钢筋，即：9.2cd f MPa = ；280sd f MPa = 计算受压区高度系数，根据经验公式得：
'
0'
cd sd f Ae Br f Dgr Ce ρ-=?- 22
u cd sd N Ar f C r f ρ=+ 采用试算法列表计算，根据规范，系数A 、B 、C 、D 查附表所得：
由表中计算可见，当0.85ξ=时，计算纵向力u N 与设计值j N 相近，且大于设计值。 且强度不要求配筋.现按构造要求取：0.2%ρ=。
,
配筋并绘制基桩构造及钢筋布置图 钢筋的面积为：
221.20.2%2261.944
S A mm π
=
??=
现选用9根18φ=的HRB335钢筋，钢筋的面积为：S A =22902
mm ；
、
实际配筋率为：
32
2290
2.021012004
ρπ-=
=??
绘制图形
桩基础圆截面配筋图 桩基础正截面配筋图
&
对截面进行强度复核
在垂直于弯矩作用平面内
长细比0/18/1.215l d ==，故稳定系数0.83?=；
混凝土截面积为22/41130400c A d mm π==，实际纵向钢筋面积2
2290S A mm =，则
在垂直于弯矩作用平面的承载力为：
'0.9()u cd c sd s N f A f A ?=+
|
0.90.83(9.211304002802290)=???+? 8247.54(5333.60)kN N kN =>=
在弯矩作用平面内
0cd sd
cd sd
Bf D gf e r Af C f ρηρ+=
?+
以下采用试算法列表计算，各系数查规范得：
)
有计算表可见，当0.98ξ=时，0()88.31e mm η=，与设计的088.14e mm η=很接近，故取0.98ξ=为计算值、
在弯矩作用平面内的承载力为：
22
u cd sd N Ar f C r f ρ=+
222.6424(600)9.2 2.25610.00202(600)280=??+???
9211.00(5333.60)kN N kN =>=
综上计算，均满足要求 （
4.桩基础验算
按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 对于钻挖孔灌注桩：
[][]{}00221
1(3)2n
a ik i p a i R u q l A m f k h λγ≥=++-∑
式中： []a R ——单桩轴向受压承载力容许值
u ——桩的周长，(0.1) 4.084u d m π=+=； p A ——桩端截面面积，22
/4 1.13 A d m π==； n ——土的层数，此处1n =；
…
i l ——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度，11.31i l m =； ik q ——与i l 对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值，500ik q kPa =； []0a f ——桩端处土的承载力基本容许值，[]01000a f kPa =； h ——桩的埋置深度，从一般冲刷线起算，即14h m = 2k ——地基土容许承载力随深度的修正系数，取；
2γ——桩端以上各土层的加权平重度，3
210.00/kN m γ=
0m ——修正系数，取； λ——修正系数，取；
!
所以，单桩轴向受压承载力容许值为：
[][]{}00221
1(3)2n
a ik i p a i R u q l A m f k h λγ≥=++-∑
12878.86kN =
计算最不利荷载
max 1
7884.10 6.6916.9611.3116.96
2
8093.47kN
N G +=+?+??= 故，满足
|
[]max 8093.47( 2.012878.8625757.72)a N G kN K R kN +=<=?=
所以，单桩轴向承载力满足要求。
承台冲切承载力验算
、
（
对于圆形截面桩换算为边长等于倍的圆柱直径的方形桩，即0.80.96a d m ==；
对于柱或墩台向下冲切承台的冲切承载力验算，由于作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值为0.故不进行验算；
对于柱或墩台向下的冲切破坏锥体以外的角桩和边桩，根据设计采用规范设计值： 即 0 2.00.1 1.9h m =-=
其向上冲切承台的冲切承载力按下列规定计算： 1）角桩
)]2
()2
([6.0''00x
x py y y px
td ld a b a a b a h f F +
++
≤γ '
2.08
.0'+=
x px a λ
2
.08
.0'+=
y py a λ
式中：ld F —角桩竖向力设计值，7884.10ld F kN =；
x b 、y b —承台边缘至桩内边缘的水平距离，根据上尺寸图，
计算得 1.6x b m =、 1.6y b m =
x a 、y a —冲跨，为桩边缘至相应柱或墩台边缘的水平距离，其值不应大于0h ，这里
取00.20.38x y a a h m ===；
x λ、y λ—冲跨比，0/0.2x x a h λ==，0/0.2y y a h λ== 'px a 、'py a —分别与冲跨比x λ、y λ对应的冲切承载力系数。
^
'0.80.8
20.20.20.2
px x a λ=
==++； '0.80.820.20.20.2py y a λ=
==++ 根据安全等级为二级进行验算，所以
''00.6[()()]2
2
y x
td px y py x a a f h a b a b +
++
()()60.6 1.0610 1.92 1.60.38/22 1.60.38/2=?????++?+????
08652.14( 1.07884.107884.10)ld kN F kN γ=≥=?=
所以，角桩满足要求
2）边桩 |
满足02 4.76( 5.6)p b h m b m +=≤=，进行下式验算：
)]2(667.0)([6.00'00x x p px td ld a b h b a h f F +?++≤γ
式中：ld F —边桩竖向力设计值；
x b —承台边缘至桩内边缘的水平距离；
p b —方桩的边长；
'000.6[()0.667(2)]td px p x x f h a b h b a ++?+
()()60.6 1.0610 1.920.8 1.90.6672 1.60.38=????++??+????
09410.85( 1.07884.107884.10)ld kN F kN γ=≥=?=
、
所以，边桩验算也满足要求
群桩基础承载力验算
摩擦群桩基础中心距d 3.1m 6 1.27.2m =
[]max (1)R a BL h N eA
p L h f A A W
γγγγ-
=+-
++≤ 由于008.6, B 4.4 , L m m ==所以
00a L 2(/4)8.6211.311012.5892(/4) 4.4211.31108.389ltg tg m b B ltg tg m
φφ=+=+???==+=+???=
%
计算面积得：2
12.5898.389105.609A ab m ==?=
偏心距： 05334.50
0.122743490
M e m N === 桩底以上土的平均容重：
22
22
3
66()(2010)11.31(2510)11.314411.31
6 3.14 1.26 3.14 1.2(105.609)(2010)11.31(2510)11.31
44105.60911.31
10.32/d d A r A kN m ππ-
-?-?+?-?=
?????-?-?+?-?=?=
而截面模量： 22311
8.38912.599221.93866
W ba m -
=
=??= 所以承载力验算得：
[]max 0(1)5.69.810 6.69434900.1227105.609
10.3211.3110 6.69(1)105.609105.609221.938
584.7kPa 1000a BL h N eA
p l h A A W
f kPa γγγ-
=+-
++????=?+?-+?+=<=
所以，结果符合规范要求。
桩基础毕业设计摘要 1.桩平面布置原则 （1）力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。 （2）在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。 （3）同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。 （4）大直径桩宜采用一柱一桩；筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。 （5）在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。（6）剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。 2.桩端进入持力层的最小深度 （1）应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d；对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d，且不小于0.5m。（2）桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0.2m。 （3）当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的
稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m，对其他非岩石土且不宜小于1.5m。（4）当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1.5m。 3.桩型选择原则 桩型的选择应根据建筑物的使用要求，上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。 （1）预制桩（包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩）适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层，且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土，穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。 （2）沉管灌注桩（包括小直径D<5O0mm，中直径D=500～600mm）适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土；对于桩群密集，且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定，故宜限制使用。 （3）在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响，必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广，通常适用于持力层层面起伏较大，桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬
第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 表一、土质指标 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量h E =2.6×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时： 5659.4N KN =∑、 298.8H KN =∑、 3847.7M KN m =∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2N KN =∑。桩（直径 1.0m ）自重每延米为： 2 1.01511.78/4 q KN m π?= ?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN =+???===+?=∑∑∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+???=∑ 桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度 为3h ，则：002221 []{[](3)}2 h i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842 h N h =+?+? 计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，桩周长 2 22 02021211.15 3.6,0.485,0.7 4 0.9, 6.0,[]550,12/40,120, a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ?=?== ======== 1 [] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852 [550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m =??+-?+??? +??+-==+∴= 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
桩 基 础 设 计 目录 前言 1、建筑设计资料 （1）、设计原始资料 （2）、建筑基地平面图 2、选择桩型、桩端持力层、承台埋深 （1）、选择桩型 （2）、选择桩的几何尺寸以及承台埋深 3 、确定单桩极限承载力标准值 （1）确定单桩极限承载力标准值 （1）、桩身结构设计计算 （2）、确定复合基桩竖向承载力设计值 （3）、九桩承台承载力计算（①—C承台）
（4）桩顶作用验算，桩承台验算（①—C承台） 6、承台设计 （1）、柱对承台的冲切 （2）、角桩对承台的冲切 （3）、斜截面抗剪验算 （4）、受弯计算 7．桩基础沉降验算 8. 结论与建议 结束语 参考文献 1、建筑设计资料 （1）、设计原始资料 拟建三明大酒店工程位于三明市东兴五路以南，其东临电子商城，西侧为居民住宅，房地产公司。南侧为儿童服装设计公司。拟建建筑物为一框架结构，地面以上9层，地下2层，总建筑面积27000m2。基坑长约60m，宽约40m，基坑开挖深度6m。本次设计主要是对酒店的某根柱进行桩基础设计，作用于该柱（600mm×400mm）柱底面（基础顶面）处的荷载基本组合设计值有两类： 最大轴力组合：轴向力F=6200 kN，柱底弯矩为M= 510 kN·m ，水平荷载V =285 kN；桩身采用C30的混凝土浇筑。 最大弯矩组合：轴向力F=4715 kN，柱底弯矩为M= 670 kN·m ，水平荷载V =385 kN；（M、H作用于柱的长边方向且均为从左指向右）。
基坑周边无复杂管线，有利于基坑施工。 根据钻探揭露，拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，场地四周均无特殊情况分布。在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层： ①-1层填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。 ②层粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑，含少量铁锰结核，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。 ③层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。 ④层细砂：褐黄，黄色，细砂为主，含少量粘性土，分选性较好，成分多为石英质，含云母，很湿~饱和，稍密状态。 ⑤砂土状强风化花岗岩（γ52（3）c）：浅肉红色，原岩结构基本保留，岩芯呈砂土状，岩芯手可掰碎，遇水易散、易软化，干钻困难，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层全场地分布，层厚5.00-16.50m 测得孔内初见水位埋深2.00～6.50m，稳定水位埋深2.20～6.20m。地下水位埋深按3米计算，场地地下水对混凝土无腐蚀性影响。 场地土体情况一览
一方案比选优化 公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。 1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。 （1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为 (1-1) 或(1-2) γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为1.1、1.0和0.9； γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=1.2； 对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》； γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。 γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝1.4,但风荷载的分项系数取γQ1＝1.1； Sgik、Sgid－第i个永久作用效应的标准值和设计值； SQjk－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值；
桥梁桩基础设计计算部 分 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一方案比选优化 公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。 1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。 （1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为 (1-1) 或(1-2) γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为、和； γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=；对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》； γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。 γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝,但风荷载的分项系数取γQ1＝；
基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学
目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。
目录 引言 2 1 桩基础分类 2 2 施工前的准备工作 2 2.1按施工方法桩可分为预制桩和灌注桩两大类 2 2.2桩基础施工前的一般准备工作 2 2.2.1 施工现场及周边环境的踏勘 2 2.2.2 技术准备 3 2.2.3机械设备准备 3 2.2.4现场准备 3 2.2.5现场放线定位 4 3 钻斗钻成孔灌注桩技术简介 4 3.1钻斗钻成孔法的介绍 4 3.1.1钻斗钻成孔法的优点5 3.1.2钻斗钻成孔法的缺点5 3.2 施工程序 5 3.3 施工要点 5 4 桩基础施工技术发展趋向 6 结论7 后记8 参考文献9
引言 随着我国改革开放的深入，社会经济的发展，工业化和都市化程度的提高，地面空间显得越来越紧，为了充分利用国土资源，人们不得不将眼光投向高层空间和地下空间。桩基础是一种既古老又现代的高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于工业厂房、桥梁、水利等工程中。下面笔者将对桩基础的施工进行简要分析。 1 桩基础分类 (1)按材料可分为木桩、钢筋混凝土桩、钢桩及组合材料桩等,其中钢筋混凝土桩又可分为普通钢筋混凝土桩(简称RC桩,混凝土强度等级C15~C40);预应力钢筋混凝土桩(简称PC桩,混凝土强度等级为C40~C80);预应力高强度混凝土桩(简称PHC桩,混凝土强度等级不低于C80)。钢筋混凝土桩使用最广泛。 (2)桩按形状可分为圆形桩、角形桩、异形桩、螺旋桩、带扩大头的钢筋混凝土预制桩等。 (3)桩按施工方法可分为非挤土桩、部分挤土桩。 选择桩型与工艺时,应对建筑物的特征(建筑类型、荷载性质、桩的使用功能,建筑物的安全等级等),地形、工程地质(穿越土层桩端持力层岩土特性)及水文地质条件(地下水类别、地下水位),施工机械、施工环境、施工经验,各种桩施工法的特征、制桩材料供应条件,造价以及工期等进行综合性研究,并进行技术经济分析比较,最后选择经济合理,安全适用的桩型和成桩工艺。 2 施工前的准备工作 2.1按施工方法桩可分为预制桩和灌注桩两大类 预制桩用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。灌注桩则在就地成孔，而后在钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。根据成孔的方法，又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。工程中一般根据土层情况、周边环境状况及上部荷载等确定桩型与施工方法。 2.2桩基础施工前的一般准备工作 施工前应做好现场踏勘工作，做好技术准备与资源准备工作，以保证打桩施工的顺利进行。桩基础施工前的一般准备工作包括以下几个方面： 2.2.1 施工现场及周边环境的踏勘 在施工前，应对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。现场踏勘调查的主要容如下： (1)查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件。 (2)查阅地质勘察报告，了解施工现场成桩深度围土 层的分布情况、形成年代以及各层土的物理力学性能指标。 (3)了解施工现场地下水的水位、水质及其变化情况。 (4)了解施工现场区域人为和自然地质现象，地震、溶岩、 矿岩、古塘、暗滨以及地下构筑物、障碍物等。 (5)了解邻近建筑物的位置、距离、结构性质、现状以及目 前使用情况。 (6)了解沉桩区域附近地下管线（煤气管、上水管、下水管、电缆线等）的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构 情况等。 2.2.2 技术准备 其主要容包括如下几个方面：
桥梁桩基础课程设计任务书
1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)d 。局部冲刷线处设置横系梁。 2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限 %7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量 %8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。 3、桩身材料：桩身采用25号混凝土浇注，混凝土弹性模量 αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。 4、计算荷载 ⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN ⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷公路Ⅱ级 ： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 人群荷载： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）； 柱风力：W 2=10kN （8）。采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。W 2的力臂为11.25m 。
图4 5、设计要求 ⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 ⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。 ⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。 ⑷用A3纸绘出桩的钢筋布置图。 二、应交资料 1、桩基础计算书 2、桩基础配筋图 3、桩基础钢筋数量表
2.1 设计资料 2.1.1 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（局部10m，内有10t桥式吊车），其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。 2.1.2 建筑物场地资料 拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置见图2-1。 图2-1 建筑物平面位置示意图 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2.1. 表2.1地基各土层物理，力学指标 土 层 编 号 土层名 称 层底 埋深 （m） 层厚 （m） 3 (kN/m) γ e(%) ω L I(kPa) c () ? ?(MPa) s E (kPa) k f MPa s P （） 1 杂填土 1.8 1.8 17.5 2 灰褐色粉质 粘土 10.1 8.3 18.4 0.90 33 0.95 16.7 21.1 5.4 125 0.72 3 灰褐色泥质 粘土 22.1 12.0 17.8 1.06 34 1.10 14.2 18.6 3.8 95 0.86
4 黄褐色粉土夹粉质粘土 27.4 5.3 19.1 0.88 30 0.70 18.4 23.3 11.5 140 3.44 5 灰-绿色粉质 粘土 >27.4 19.7 0.72 26 0.46 36.5 26.8 8.6 210 2.82 2.2 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 2.2.1 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。 2.2.2 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，且比较后，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m h h 1.231123.88.1,=+++= 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 ，桩基得有效桩长即为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2-2。 2.3 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 按图2-3确定桩侧极限阻力标准
灌注桩基础课程设计 1、设计资料 （1）设计题号6，设计轴号○B （○A 轴、○C 轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数）。 （2）柱底荷载效应标准组合值如下 ○A 轴荷载：N k 165V m kN 275M kN 2310F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 162V m kN 231M kN 2690F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 153V m kN 238M kN 2970F k k k =?==；； （3）柱底荷载效应基本组合值如下 ○A 轴荷载：N k 204V m kN 286M kN 2910F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 188V m kN 251M kN 3790F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 196V m kN 266M kN 3430F k k k =?==；； （4）工程地质条件 ①号土层：素填土，层厚1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值ak f =95kPa 。 ②号土层：淤泥质土，层厚3.3m ，流塑，承载力特征值ak f =65kPa 。 ③号土层：粉砂，层厚6.6m ，稍密，承载力特征值ak f =110kPa 。 ④号土层：粉质粘土，层厚4.2m ，湿，可塑，承载力特征值ak f =165kPa 。 ⑤号土层：，粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值ak f =280kPa 。 （5）水文地质条件 地下水位于地表下3.5m ，对混凝土结构无腐蚀性。 （6）场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7级，场地内无可液化砂土、粉土。 （7）上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m ，宽9.6m 。室外地坪高同自然地面，室内外高差450mm ，柱截面尺寸400mm ×400mm ，横向承重，柱网布置图如下：
一引言 桩基础是一种重要的基础型式，在房屋建筑、桥梁、海洋等工程中都有广泛的应用。但桩基础的设计和计算过程比较复杂，手工计算十分麻烦、且很难得到满意的结果。目前，有关桩基础设计与分析的软件非常少见。本研究根据现有桩基础设计与分析理论，以VisualB++6.0为开发平台，研制了能够设计与分析单桩或群桩基础的程序。程序设计主要包括界面设计与计算程序两个方面。界面除了起交换数据作用外，更重要是直观、方便，能够有效地减少设计中的错误。计算程序分别采用静力触探法、经验公式法、按土的抗剪强度指标法计算单桩竖向承载力，能够简单分析单桩和群桩的桩基础受力与变形。。 随着计算机的普遍应用，国内外工程师加快了桩基础设计分析软件的开发和设计，国内外桩基础设计软件成果如下：国外桩基础程序设计起步较早，现在发展成熟的常见的软件有FAD3DPG，AllPile，mPile等国内桩基础程序设计起步较晚，当经过几年的发展桩基础设计程序日趋完善，国内有代表性的软件有：①湖南大学桩基础辅助设计软件PFCA D； ②浙江大学某设计院以Visual C++6.0为平台开发设计横向承载桩基础分析软件；③华侨大学开发的PFOD系统；④同济大学启明星桩基础设计计算软件 Pile 2009等桩基础是目前在高层建筑，桥梁港口设计中应用极为广泛的一种基础形式，本设计的目的是为了使设计人员从枯燥的计算中解脱出来，并能够有效的减少人为设计错误
二桩基础设计计算 2.1 桩基础设计一般步骤： 桩基础的设计应力求选型适当、经济合理、安全适用，对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性；对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力和不产生过量变形，其设计内容如下图所示： 场地勘察 提出勘察报告 确定桩基持力层 确定桩型、外形尺寸和构造 确定单桩承载力 确定桩数和布桩 拟定承台尺寸和埋深 根据荷载条件验算 作用于桩上的力 验算承台的结构强度 验算桩基整体强度 计算桩基 沉降量 验算下卧 层强度 最后确定承台的 尺寸、配筋构造 单桩设计 绘制桩、承台施工图 结束 无必 要验 算整体强度变 形 ， 且 无 软 弱 下 卧 层 Y Y Y Y Y Y Y N N N
桥梁桩基础课程设计
桥梁桩基础课程设计 一、恒载计算（每根桩反力计算） 1、上部结构横载反力N1 N1= 1 2 ?2350=1175kN 2、盖梁自重反力N2 N2= 1 2 ?350=175kN 3、系梁自重反力N3 1 2 ?25 ?3.5 ?0.8 ?1=35kN 4、一根墩柱自重反力N4 KN N 94.222)1025(5.01.5255.0)1.54.13(224=-???+???-=ππ（低水位） KN N 47.195255.08.4155.06.8224=???+???=ππ （常水位） 5、桩每延米重N5（考虑浮力） m KN N /96.16152.14 25=??= π 二、活载反力计算 1、活载纵向布置时支座最大反力 ⑴、公路二级：7.875/k q kN m = 193.2k P kN =
Ⅰ、单孔布载 55.57822.1932 875 .74.24=?+?=）（R Ⅲ、双孔布载 24.427.875 (193.2)2766.3082R kN ??=+?= （2）、人群荷载 Ⅰ、单孔布载 11 3.52 4.442.72R kN =??=
1、计算墩柱顶最大垂直反力R 组合Ⅰ：R= 恒载 +（1+u ） 汽 ?∑i i y P + 人?ql = 1175+175+（1+0.2）?1.245?766.308+1.33?85.4 =2608.45kN （汽车、人群双孔布载） 2、计算桩顶最大弯矩 ⑴、计算桩顶最大弯矩时柱顶竖向力 R= 1N +2N +（1+u ）汽 ?∑i i y P + 人 ?ql 2 1 = 1175+175+1.2?1.245?578.55+1.33?42.7 = 2271.14kN （汽车、人群单孔布载） ⑵、计算桩顶（最大冲刷线处）的竖向力0N 、水平力0Q 和弯矩0M 0N = max R +3N + 4N （常水位） = 2608.45+35+195.47=2838.92 kN 0Q = 1H + 1W + 2W = 22.5+8+10=40.5 kN 0M = 14.71H + 14.051W + 11.252W + 0.3活max R = 14.7?22.5+14.05?8+11.25?10+0.3?(2608.45-1175-175) = 933.185kN.m 活max R ——组合Ⅰ中活载产生的竖向力。 四、钻孔灌注桩单桩承载力及强度计算 1、单桩承载力计算 桩长计算：
桩基础设计
目录 前言 1、建筑设计资料 （1）、设计原始资料 （2）、建筑基地平面图 2、选择桩型、桩端持力层、承台埋深 （1）、选择桩型 （2）、选择桩的几何尺寸以及承台埋深 3 、确定单桩极限承载力标准值 （1）确定单桩极限承载力标准值 4、确定桩数和承台底面尺寸 （1）①—C柱桩数和承台的确定 （2）计算桩顶荷载 5、桩身结构设计计算 （1）、桩身结构设计计算 （2）、确定复合基桩竖向承载力设计值（3）、九桩承台承载力计算（①—C承台）（4）桩顶作用验算，桩承台验算（①—C承台） 6、承台设计 （1）、柱对承台的冲切 （2）、角桩对承台的冲切
（3）、斜截面抗剪验算（4）、受弯计算7．桩基础沉降验算 8. 结论与建议 结束语 参考文献
1、建筑设计资料 （1）、设计原始资料 拟建三明大酒店工程位于三明市东兴五路以南，其东临电子商城，西侧为居民住宅，房地产公司。南侧为儿童服装设计公司。拟建建筑物为一框架结构，地面以上9层，地下2层，总建筑面积27000m2。基坑长约60m，宽约40m，基坑开挖深度6m。本次设计主要是对酒店的某根柱进行桩基础设计，作用于该柱（600mm×400mm）柱底面（基础顶面）处的荷载基本组合设计值有两类： 最大轴力组合：轴向力F=6200 kN，柱底弯矩为M= 510 kN·m ，水平荷载V =285 kN；桩身采用C30的混凝土浇筑。 最大弯矩组合：轴向力F=4715 kN，柱底弯矩为M= 670 kN·m ，水平荷载V =385 kN；（M、H作用于柱的长边方向且均为从左指向右）。 基坑周边无复杂管线，有利于基坑施工。 根据钻探揭露，拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，场地四周均无特殊情况分布。在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层： ①-1层填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。 ②层粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑，含少量铁锰结核，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。 ③层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。 ④层细砂：褐黄，黄色，细砂为主，含少量粘性土，分选性较好，成分多为石
桩基础毕业设计实例 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
目录 1 .建筑设计资料 (1) 上部结构资料 (1) 建筑物场地资料 (1) 2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (1) 选择桩型 (1) 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2) 3 .确定单桩极限承载力标准值 (3) 确定单桩极限承载力标准值 (3) 4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4) ①—C柱的桩和承台的确定 (4) 5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5) 四桩承台承载力计算（①—C承台） (5) 6 .桩顶作用验算 (6) 四桩承台验算（①—C承台） (6) 7 .桩基础沉降验算 (7) C柱沉降验算 (7) 8 .桩身结构设计计算 (9) 桩身结构设计计算 (9) 9 .承台设计 (10) 四桩承台设计（C柱） (10) 10.参考文献 (13)
1．建筑设计资料 建筑上部结构资料 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（局部10m，内有10 t桥式吊车），其余层高 3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。 建筑物场地资料 拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,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1.2.1。 表1.2.1地基各土层物理、力学指标
2. 选择桩型、桩端持力层、承台埋深 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。 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 依据地基土的分布，第②层是灰褐色粉质粘土，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土，所以第④层是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。 故：m h8. + + = 5.1= + 3.8 1 22 12 由于第①层厚1.5m，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0.6m，即承台埋深为2.1m，桩基得有效桩长即为20.7m。 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,故取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
1. 初步拟定桩长 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=1.2m ，以冲抓锥施工。桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=11.31m 。桩长初步拟定为18m ，桩底标高为49.54m 。 2．桩群结构分析 2.1承台底面中心的荷载计算 永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时： 407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+???=∑ 358.60()H kN =∑ 4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+?=∑ 永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时： 46788.009.8 5.6 2.025.049532()N kN =+???=∑ 2.2单桩桩顶荷载计算 桩的计算宽度1b 对于 1.0d m ≥时： 1(1)f b K K d =+ 式中：f K ——桩形状换算系数，对于圆形截面，取0.9； d ——桩直径，取1.2m ； K ——平行于水平作用方向的桩间相互影响系数： 已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b ==； 对于110.6L h <的多排桩 ： 21 21 (1)0.8020.6b L K b h -=+ ?= 所以： 10.90.802(1.21) 1.59()b m =??+=
桩的变形系数α α= 0.8c EI E I = 式中： α——桩的变形系数； EI ——桩的抗弯刚度，对以受弯为主的钢筋混凝土桩，根据现行规范采用； c E ——桩的混凝土抗压弹性模量，C20混凝土7 2.5510c E KPa =?； I ——桩的毛面积惯性矩，4 40.1018()64 d I m π= = m ——非岩石地基水平向抗力系数的比例系数，4 120000/m kN m =； 所以，计算得： 10.62()m α-= 桩在最大冲刷线以下深度h=11.31m ，其计算长度则为： 0.6211.317.02( 2.5)h h α==?=> 故按弹性桩计算 桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m == ；12ζ= (根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12 ζ=)， 2 2 21.2 1.13()4 4 d A m ππ?= = = 630012000011.31 1.35710(/)C m h kN m ==?=? 22 2 0 1.240tan 11.31tan 21.14242 4d A h m φππ?????=+?=?+?= ? ? ????,易知该值大于相邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044 A m π = ?= ∴ 1 176 00016.6911.311121 1.13 2.5510 1.357108.04h l h AE C A ρζ-?? +???==+??+??????+ ? ? 621.923100.925KN m EI =??= 已知：7.02h h α==（＞4），∴取h =4，000.62 6.69 4.15()l l m α==?=
一、课程设计（论文)的内容 在学习桥梁基础工程等课程的基础上,根据给定基本资料(地质及水文资料，荷载）进行桥梁群桩基础的设计，初步掌握桥梁桩基础的设计与计算方法。 二、课程设计(论文）的要求与数据 （一)基本资料 1 地质及水文资料 河床土质为卵石土，粒径５０－60ｍm 约占6０%，20-３0mm 约占30％,石质坚硬,孔隙大部分由砂填充密实, 卵石层深度达5８.6ｍ; 地基比例系数4/120000m kN m =(密实卵石）； 地基承载力基本容许值[]01000a f kPa =; 桩周土摩阻力标准值kPa q ik 500=; 土的重度320.00/kN m γ= (未计浮力)； 土内摩擦角40?=。 地面(河床）标高6９.50ｍ;一般冲刷线标高6３．5４ｍ；最大冲刷线标高60.８５m ；承台底标高67．54m ；常水位标高６9．80m ，如图1。承台平面图如图2所示。 纵桥向断面 横桥向断面 图1 桩基剖面图（单位:m ） 图２ 单位:m
2 作用效应 上部为等跨３0m 的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下。 永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时： ∑N=4０７46kN 358.60H kN =∑(制动力及风力) ∑M=4６17.3０k Ｎ．m(竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩） 永久作用及二孔可变作用（控制桩入土深度荷载)时: ∑N ＝4６788.０0kN 3 承台用C20混凝土，尺寸为9.8×5．6×2.0m ，承台混凝土单位容重 325.0/kN m γ=。 4 桩基础采用高桩承台式摩擦桩,根据施工条件，桩拟采用直径m d 2.1=，以冲抓锥施工。 (二)主要设计依据规范 1 公路桥涵地基及基础设计规范(JTG Ｄ6３-200７ ) ２ 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J ＴGD62-20０4) 三、课程设计(论文)应完成的工作 设计满足要求的群桩基础,并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容: 1. 群桩结构分析 （1） 计算桩顶受力 （2） 计算沿桩长度方向弯矩,水平压应力,并画出相应分布图 （3） 桩顶纵向水平位移验算 2. 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图(横截面，立面），进行桩截面强度校核 3 按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 4.承台验算 验算项目:承台冲切承载力验算 四、课程设计（论文）进程安排
目录 1 .建筑设计资料 (1) 1.1 上部结构资料 (1) 1.2 建筑物场地资料 (1) 2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (1) 2.1 选择桩型 (1) 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2) 3 .确定单桩极限承载力标准值 (3) 3.1 确定单桩极限承载力标准值 (3) 4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4) 4.1 ①—C柱的桩和承台的确定 (4) 5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5) 5.1 四桩承台承载力计算（①—C承台） (5) 6 .桩顶作用验算 (6) 6.1 四桩承台验算（①—C承台） (6) 7 .桩基础沉降验算 (7) 7.1 C柱沉降验算 (7) 8 .桩身结构设计计算 (9) 8.1 桩身结构设计计算 (9) 9 .承台设计 (10) 9.1 四桩承台设计（C柱） (10) 10.参考文献 (13)
1．建筑设计资料 1.1 建筑上部结构资料 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（局部10m，有10 t桥式吊车），其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。 1.2 建筑物场地资料 拟建建筑物场地位于市区，地势平坦,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1.2.1。 表1.2.1地基各土层物理、力学指标
2. 选择桩型、桩端持力层、承台埋深 2.1 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。 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 依据地基土的分布，第②层是灰褐色粉质粘土，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土，所以第④层是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。 故：m + + + = 5.1= 12 h8. 22 1 3.8