基础工程课程设计汇本
一设计题目
高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1000×800mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9000kN ，M=380kN?m ，H=320kN ，采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-1.70m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。
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Q uk；
2.确定桩中心间距及承台平面尺寸；
3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力R Ha并验算；
4.确定单桩配筋量；
5.承台设计计算；
二 设计容
一、.确定持力层
根据地质条件，以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下
钻孔灌注桩。对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。
二、计算单桩极限承载力标准值Q uk
由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式 5.3.5
uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算，
桩周长
0.80.5u m π==
桩横截面积
2
2
0.80.54p mm A π==
计算得：
2.5[23(4.3 1.7)20
3.828 2.840 2.348 3.0
uk Q =??-+?+?+?+?
66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700?+?+?+?+?+?
=3555.5+350 =3905.5KN
三、确定桩中心间距及承台平面尺寸
由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6，由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=?=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm ）.承台平面尺寸为8.0 4.8m m ?.具体承台桩位布置如下：
承台桩位布置图（单位:cm ）
四、计算复合基桩承载力R 和各桩顶荷载设计值N ，并验算
（一） 单桩竖向承载力特征值
a R =1K
uk Q
1
3905.52
1952.75KN =?=
（二）计算复合基桩竖向承载力特征值R （1）复合基桩竖向承载力特征值R ，
可根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.2.5-2
a c ak c
f R R A η=+ 1.25a
ξ
和5.2.5-3 c ps =n /n A A A -（）
进行计算 中心距 3.2a
m S = 桩径d=0.8m 承台宽度 桩 4.8c
m B
=长
l=33m
按表5.2.5
/4a d S = /0.145c B l = 取c η=0.0151
承台下0.5宽度
1
2.42
c m B =的地基承载力特征值的厚度加权平均值
80ak KPa f =
c ps =n /n A A A -（）=4.462
m
根据《建筑抗震设计规》（GB5011-2001）
150 1.1
100ak a f ξ≤=≤的粘性土
2
2
2
20.80.54
(38.460.5)/6 5.98 4.838.4ps c A m A m A mm π===-?==?=
1.1
20151.251952.750.15180 5.9KN
R =∴=+???
验算
R=2015KN>R a =1952.75KN （满足
要求）
（2）桩顶荷载设计值N
根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.1.1-1
k k
k =
n
F G N +
进行计算，则：
8 4.8 1.7201305.6k KN G =???= 9000k F KN =
∴ 90001305.61717.66F G N KN
n ++===
验算 1.0o γ=二级建筑
1717.62019o a N KN R KN γ=<= （满足要求）
max
1
y i n
j
j F G M X N
X N
=+=+∑
min
1
y i n
j
j F G M X N
X N =+=-∑
,x y M M 作用于承台底面的外力对通过群桩形心x,y 轴的力矩设计值，KN m ? ,i i y x 第i 根桩分别至x,y 轴的距离，m 。
()max 2
380320 1.7 3.21717.6=1789.79 1.224184 3.2a KN R KN
N +??=+
<=?
()min 2
380320 1.7 3.21717.6=1645.410
4 3.2
KN
N +??=->?
以上两项均满足要求。
五、确定单桩配筋量
灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。钢筋选
用HRB400。由于水下灌注桩取保护层厚度=50s mm a 。
'14.3=1.43360c t y y MPa
MPa
f MPa f f f ===
该部分设计参考《混凝土结构》中国建筑工业，2008版 结构计算长度033l m l ==
由
0/41.25,5-1=0.213b l ?=查表，得。
选用8
28，2
'4926s mm A =
s'249260.00980.03800/4'=
A A πρ==
4-6知，
min min '=0.6%,''ρρρ>可以故
截面每一侧配筋率20.54926
=0.49800/4'=%0.2%πρ??>可以
\
故满足受压纵筋最小配筋要求，选用8
28，2
'4926s mm A =
六、计算基桩水平承载力并验算
根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.1.1-3
ik
H
H n
=
进行计算，得ik H =53.3KN
单桩配筋率不小于0.65%的灌注桩水平承载力特征值按下式计算：
3=EI
oa
X x R αν
桩顶水平位移允许值
=6,oa x mm h α换算深度
=0.85c o EI E I 抗弯刚度
45s =310,40021030c E MPa HRB E MPa C ?=?钢筋混凝土
2
00020(1)2232o E g W d d d I d a d πρ??==?+-??
扣除保护层厚度的桩直径0800505070mm d =--=