桩基础课程设计土木工程专业毕业设计.docx
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桩基础课程设计土木工程专业毕业设计
2.1设计资料
2.1.1上部构造资料
某教学实验楼，上部构造为七层框架，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〕
c
3
（kN/m）e（%）IL（kPa）
E
s
（MPa）
f
k
P
s
（kPa）MPa
〔〕
1杂填土1.81.817.5
灰褐色粉质
210.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.72
粘土
6
灰褐色泥质
322.112.017.81.06341.1014.218.63.8950.86
粘土
黄褐色粉土
427.45.319.10.88300.7018.423.311.51403.44
夹粉质粘土
灰-绿色粉质
5>27.419.70.72260.4636.526.88.62102.82
粘土
2.2选择桩型、桩端持力层、承台埋深
2.1.3选择桩型
因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大，
不宜采用浅根底。
根据施工场地、地基条件以及场地周围环境
条件，选择桩根底。
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
工设备以及材料供给也为采用静压桩提供可能
性。
2.1.4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，且比拟后，而第④层是粉土夹粉质粘
土，所以第④层是比拟适合的桩端持力层。
桩端
全断面进入持力层1.0m〔>2d〕，工程桩入土深度
为h,h1.88.312123.1m
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：
由于经历关系建议：
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，采用经历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Ps按图2-3确定桩侧极限阻力标准
）
a
P
k
（
k
s
q
140
120
100
80
60
40
a
ps
5
2.4
d
20
g
25
+
ps
5
.02
2.1.55
0
6ps+
ps
1.02
15
b
125
e100
c
f
h
0
6001000200030004000500060007000
ps（kPa）
图2-3
pq曲线图2-4
ssk
由于除去杂土外,第②,③,④,⑤层土都是粘土,那么采取图2.3中的折线oabc来确定桩侧极限阻力
的标准值：
即：
PkPa
s1000时，qsk0.05Ps
PkPa
s1000时，qsk0.025Ps25
桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式
Q
ukQQuqlPA
skpkskiisk
p
1
其中：
Psk（PP）
sk1sk2
2
u――桩身截面周长，m。
l――桩穿过第i层土的厚度。
i
A――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，
p
2
m，――桩端阻力修正系数，查表
2.2。
由于桩尖入土深度H=23.1m（15表2.2桩端阻力修正系数值
桩入土深度〔m〕H<15150.750.75-0.90.9
P为桩端全断面以上8倍桩径X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
sk1
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Psk，Psk2为桩端全断面以下4倍桩径
X围以内的比贯入阻力平均值，故Psk1860KPa，Psk23440KPa，为折减系数，因为
Psk/P25，取＝1。
1sk
根据静力触探法求qsk，根据图2-3和表2.1的数据〔各层土的Ps值〕,有如下：
第二层：
h6m,qsk15kPa;
6h10.1m,qsk0.05Ps0.0572036kPa;
第三层：
10.1h22.1m,qsk0.05ps0.0586043kPa；
第四层：
22.3h27.6m,qsk0.025ps250.025344025111kPa
依据静力触探比贯入阻力值和按照土层及其物理指标查表法估算的极限桩侧，桩端阻力标准值列于
下表：
表2.3极限桩侧、桩端阻力标准值
静力触探法经历参数法
层序
qsk（kPa）
qsk（kPa）
qskq（kPa）
（kPa）
pk
○2粉质粘土
15（h≤6）
36
35
○3淤泥质粉质黏土4329
○4粉质黏土1111784.5552200
按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：
QQQuqlPA
ukskpkskiiskp
2
＝40.35〔15〔6-2.1〕＋364.1＋4312＋1111〕＋0.351784.5
＝1166.34+218.6
＝1385kN
估算的单桩竖向承载力设计值〔1.60
s〕
p
QQ1385
skpk
R865.6kN
1
1.6sp
按经历参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：
2
QQQ＝40.35〔358+2912＋551〕＋0.352200
ukskpk
＝＋
2.1.6269.5
＝1226kN
估算的单桩竖向承载力设计值〔1.65
s〕
p
QQ1226
skpk
R743kN
2
1.65sp
由于R1>R2,所以最终按经历参数法计算单桩承载力设计值，即采用RR743kN
2，初步确定桩数。
2.5确定桩数和承台底面尺寸
下面以①—B,①—C的荷载计算。
2.1.7B柱桩数和承台确实定
最大轴力组合的荷载：
F＝2294kN,M=78kNm，Q＝47kN
初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规X中建议取1.1~1.2，
现在取1.1的系数，即：
n
F
R
2
1
.1
2294
743
2.
3
.4
根
取n＝4根，桩距3d＝1.05m
S,
a
桩位平面布置如图2-5，承台底面尺寸为1.9m1.9m。
2.1.8C柱柱桩数和承台确实定
最大轴力组合的荷载F＝3254kN,M=41kNm，Q＝56kN
F3254
初步估算桩数n1.11.1＝4.6〔根〕
R743
取n＝5根，3d＝1.05m
S，取Sa1.6m，那么承台底尺寸为2.3m2.3m。
a
桩位平面布置如图2-6（四个角上的桩与中间桩的d80021130mm1050mm）
10
图2-5四桩桩根底图2-6五桩桩根底
2.6确定复合基桩竖向承载力设计值
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设计值。
目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。
?
地基规X?
采用等代实体法，?
桩基规X?
采用群桩效
应系数法。
下面用群桩效应系数法计算B,C复合基桩的竖向承载力设计值
2.1.9四桩承台承载力计算〔B承台〕
图2-7
11
承台净面积：
240.353.12
22
A1.9m
c。
承台底地基土极限阻力标准值：
qfKPa
ck22125250
k
Q
qA2503.2
ckc
ck195
n4
kN
Q
sk956.2
uqlkN
skii
Q
pkAq269.5
pp
kN
分项系数1.65,1.70
spc
因为桩分布不规那么，所以要对桩的距径比进展修正，修正如下：
S
a
d
nb40.35
A
1.91.9
e
0.8860.8862.4
Bc
l
2.1.10
9
21
0.09
群桩效应系数查表得：
0.8,1.64
sp
承台底土阻力群桩效应系数:
c
i
c
i
A
c
A
c
e
c
A
A
e
c
c
承台外区净面积
A
e
c
22
3.（1.90.35）1.2m
2
Aiem
2
承台内区净面积cAA3.121.21.92
c
c
ie
查表0.11,0.
cc
c
i
c
i
A
c
A
c
e
c
A
A
e
c
c
0.11
2.392
0.76
0
.63
1.2
3.12
0.31
那么，B复合桩基竖向承载力设计值R:
R
Q
QQ956.2269.5195
pk
skck
s767
pc
0.81.640.31
1.651.651.70
spc
kN
2.5.2五桩承台承载力计算〔C承台〕
承台净面积：
Ac
22
2.350.354.6775m
2
承台底地基土极限阻力标准值：
qck2fk2125250KPa
Q
qA2504.6775
ckc
ck234
n5
kN
Q
sku956.5kN
ql
skii
Q
pkAq269.5
pp
kN
分项系数1.65,1.70
spc
因为桩分布不规那么，所以要对桩的距径比进展修正，修正如下：
S
a
A
2.32.3
e
0.8860.8862.6
dnb50.35
Bc
l
2.1.11
21
0.1095
群桩效应系数查表得：
s0.8,p1.64
承台底土阻力群桩效应系数:
c
i
c
A
i
c
e
e
A
c
c
AA
c
c
承台外区净面积
A
e
c
2（2.30.35）1.4875
2
4.m
2
Aiem
承台内区净面积cAA4.67751.48753.19
cc
2
ie
查表0.11,0.63
cc
c
i
c
i
A
c
A
c
e
c
e
A
c
A
c
2.411
4
3.19
.6775
0
.63
2.54875
0.776775
0.275
那么，C复合R:
R
Q
QQ956.2269.5234
pk
skck
s769
pc
1.31.640.275
1.651.651.70
spc
kN
3.13桩顶作用验算
2.7四桩承台验算〔B承台〕
〔1〕荷载取B柱的
N组合：
F＝2294kN,M=78kNm，Q＝47kN
max
承台高度设为1m等厚，荷载作用于承台顶面。
本工程平安等级为二级，建筑物的重要性系数0=1.0.
由于柱处于①轴线，它是建筑物的边柱，所以室内填土比室外高，设为0.3m，即室内高至承台底
1
2.1.12m，所以承台的平均埋深d（2.12.4）2.25m
2
。
作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G的分项系数取为1.2.
2
FG22941.92.25201.222941952489
kN
作用在承台底形心处的弯矩M78471125kN
桩顶受力计算如下：
My
FG24891250.6
max
N674kN
max
22
n（y）440.6
i
N
min
My
FG24891250.6
max
2
2
n（y
）
4
4
5.
i
570
kN
FG2489
N622
n4
kN
Nmax674kN1.2R0
0N
min
0
0满足要求
N622kNR767kN
〔2〕荷载取Mmax组合：
F＝1977kN,M=254kNm，Q＝38kN
FG19771952172kN
M254381292kN
桩顶受力计算如下：
My
FG21722920.6
max
kNN543121.7664.7
max
22
n（y）440.6
i
14
N
min
My
FG21722920.6
max
2
2
n（
y
）
4
4
0
.6
i
543
121
.
7
421
kN
.3
FG2172
N543
n4
kN
Nmax664.7kN1.2R0
0N
min
0
0满足要求
N543kNR767kN
2.8五桩承台验算〔C承台〕
〔1〕荷载取B柱的
N组合：
F＝3254kN,M=41kNm，Q＝56kN
max
承台高度设为1m等厚，承台的平均埋深d2.25m。
作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G的分项系数取为1.2.
2
FG32542.32.25201.232542863540
kN
作用在承台底形心处的弯矩M4156197kN
桩顶受力计算如下：
My
FG3540970.8
max
N738.3kN
max
22
n（y）540.8
i
N
min
My
FG3540970.8
max
2
2
n（y
）
5
4
2.1.13
8
i
677
.7
kN
FG3540
N708
n5
kN
Nmax738kN1.2R0
0N
min
0
0N708kNR769kN满足要求
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