一、桩基础设计题目 ................................................................................ 1 二、桩的初步确定 .................................................................................... 2 三、确定单桩竖向承载力 ........................................................................ 3 四、确定桩数及布桩 ................................................................................ 4 五、基桩承载力验算 ................................................................................ 6 六、承台计算 ............................................................................................ 8 七、桩身结构强度计算及配筋 .............................................................. 12 八、桩顶位移验算 .................................................................................. 13 九、绘制桩基础施工详图 ...................................................................... 13 主要参考资料 .......................................................................................... 14
一、桩基础设计题目
1.1 设计内容
桩基础设计：桩基持力层；桩型；承台埋深；桩数；承台尺寸；桩身砼强度及配筋；承台砼强度及配筋；绘制桩身及承台配筋图。
1.2 设计资料
某二级建筑物采用桩基础，作用在桩基承台顶部的荷载：
F k =7460+500KN ，M k =840+800KN ⋅m ，H k =250+750KN ，相应于荷载
效应基本组合时作用于柱低的荷载设计值为：F=1.35F k =10746KN, M=1.35M k =2214KN ⋅m ,H=1.35H k =1350KN , 柱的截面尺寸为
600mm ⨯800mm ，土层分布及物理力学指标情况见下表。地下水位离地
表1.0m ，基桩水平承载力特征值R h =60KN ，试设计此桩基础。（建议采用方形变截面承台，承台顶部高1.5m ，承台边缘高1.0m, 基桩采用钢筋砼预制桩，其截面尺寸为:450mm ⨯450mm ，采用第6层土为软弱下卧层，其地基承载力特征值f ak =126kpa）
表1-2-1土层分布及物理力学指标表
二、桩的初步确定
2.1 计算各土层地基承载力
根据比贯入阻力计算地基承载力的公式：f ak =0. 104p s +0. 0269，使用范围为0. 3Mpa ≤p s ≤6Mpa ，公式来源：勘测规范（TJ21-77）。各层土计算地基承载力如表2-1-1所示
表2-1-1地基承载力计算表
2.2 工程地质条件评价
① 褐黄色粉质黏土，处于中密、湿状态，可塑，厚度不大，不宜作为桩基础持力层；
② 灰色淤泥质粉质黏土，处于稍密、软塑状态，流塑，抗剪强度低，不宜作为基础持力层；
③ 灰色淤泥质黏土，含水量高，孔隙比大，抗剪强度低，属于高压缩性土，不宜作为基础持力层；
④ 灰～褐色粉质黏土，含水量高，处于稍密、软塑状态，具有一定的承载力，可作为基础持力层；
⑤草绿色粉质黏土，含水量较低，孔隙比较小，处于可塑状态，承载力较高，可作为基础持力层；
⑥ 灰色粉质黏土，处于很湿，稍密、软塑状态，属软弱土层。 暂选定第5层土为持力层——草绿色粉质黏土为该桩基础持力层，f ak =522kPa 。
2.3 桩型及承台埋深
初步设基桩采用钢筋砼预制桩，桩截面形式采用正方形，边长为：
b p =450mm ，桩端进入持力层深度为1.2m ；取桩尖长为1. 5b p =1. 5⨯0. 45m =0. 7m ；桩顶嵌入承台深度为0.1m ；由于地下水位离
地表1.0m ，选择承台埋深1.0m ，
则桩长为l=0.1m+1m+4m+8.9m+2.3m+0.7m=17m
取桩身材料：混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335，初选钢筋
8Φ25
三、确定单桩竖向承载力
Ps1000 KPa 时，qsk ＝0.025 Ps +25；桩端阻力计算公式为：q pk =αp sk =0. 5⨯α⨯(p sk 1+β⋅p sk 2) 。
根据桩尖入土深度，取桩端阻力修正系数α=0. 8；p sk 1为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；p sk 2为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；β为折减系数，因为
p sk 1/p sk 2
桩径b p =450mm ，8b p =3. 6m ，4b p =1. 8m
P s1=0.59 MPa=590KPa1000 KPa，q s4k =0.025Ps4+25=81.75 KPa P
=4.76 MPa=4760KPa>1000 KPa，s5k =0.025P+25=144 KPa Psk1=（2.27+4.76）/2=3.515 MPa=3515kpa Psk2=4.76 MPa=4760kpa
q pk =0.8*0.5*(3515+4760)=3100kpa Q uk =μ∑q sik *li + qpk *Ap
=4*0.45*（29.5*1+28.5*4+31*8.9+5.1*81.75+1.2*144）+3100*0.45*0.45
=2486.7kpa
R=
1K
=2486.7/2=1240kpa
四、确定桩数、布桩及承台尺寸
4.1确定桩数n
则桩数为 n ≥(1. 1～1. 2)
F K 7460+500
=(1. 1～1. 2)⨯=7. 01～7.. 70 R 1240
取桩数n=9根。3⨯3对称布置。
4.2初选承台尺寸
布桩由设计要求，桩的中心距要求s =3b p =3⨯450mm =1350mm ， 承台边长：2⨯(1. 35+0. 4) =3. 5m ；承台高度：h =1. 5m 高出地面0.5m ，桩顶伸入承台 50mm ，钢筋保护层取 35mm ，则承台有效高度为：
h 0=1. 5-0. 050-0. 035=1. 415m ，将承台设计为变截面，边缘高度取1m ，
承台顶部高1.5m 。
G =3. 5⨯3. 5⨯1. 5⨯20=367. 5KN
五、基桩承载力验算
5.1验算基桩竖向承载力验算
N =
F K +G K 7460+500+367. 5
==925. 3KN
N max =
F K +G K My ⨯x max 7460+500+367. 5(1640+1000⨯1. 5) ⨯1. 35
+=+=1312. 9KN 22
n 9x 6⨯1. 35i
F K +G K My ⨯x max 7460+500+367. 5(1640+1000⨯1. 5) ⨯1. 35
-=-=537. 6KN 22
n 96⨯1. 35x i
N min =
N max =1312. 9KN
N min >0
5.2基桩水平承载力验算
H 1=H k /n =1000/9=111KN
因此无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力设计值
5.3软弱下卧层验算
F k =7960KN , G k =367.5KN , A 0=B 0=3. 15m
∑q
sik i
l =29. 5⨯1+28. 5⨯4+31⨯8. 9+81. 75⨯5. 1+144⨯4=1412
t =4m >0. 5B 0=1. 575m ，E s 1/E s 2=7. 8/4. 9=1. 6→θ=15. 3︒
σz =
γm =
(7960+367. 5) -3/2(3. 15+3. 15) ⨯1412
=-939. 6Kpa 2
(3. 15+2⨯4⨯tan 15. 3︒) 18⨯1+8⨯1+7. 8⨯4+7⨯8. 9+8⨯5. 1+8. 5⨯4
=8. 1KN /m 3
1+1+4+8. 9+5. 1+4
z =23m ，σz +γm z =-939. 6+8. 1⨯23=-753. 3kpa
6.4 基桩沉降验算
采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基的桩距S
计算矩形桩基中心沉降时，桩基沉降量可按下式简化计算：
s =ψ∙ψc ∙s ' =4⨯ψ∙ψ⨯p 0∑
i =1n
-
-
z i a i -z i -1a i -1
E si
式中p --在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加应力；
a i 、a i -1--平均附加应力系数根据矩形长宽比a /b 及深宽比z i 2z i z i -12z i -1
，可按规范附录D 选用 =, =
b B c b B c
-
-
竖向荷载标准值：F k =7960KN 基底处压力：p =
F k +G 7960+20⨯3. 5⨯3. 5⨯1. 5
==679. 8kpa A 3. 5⨯3. 5
基底自重压力：γ⨯d =1⨯18=18kpa
基底处的附加应力： p 0=p -γ⨯d =679. 8-18=661. 8kpa 桩端平面下的土的自重应力σc 和附加应力σz (σz =4αp 0) 计算如下：
①z =0：
σC =∑γI h i =18⨯1+8⨯1+7. 8⨯4+7⨯8. 9+8⨯5. 1+8. 5⨯1. 2=170. 5kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =0，α=0. 25
σz =4αp 0=4⨯0. 25⨯661. 8=661. 8
②σc =4-1. 2=2. 8m ：
σC =∑γI h i =170. 5+2. 8⨯8. 5=194. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯2. 8/3. 5=1. 6，α=0. 112
σz =4αp 0=4⨯0. 112⨯661. 8=296. 5kpa
③σc =2. 8+2=4. 8m ：
σC =∑γI h i =194. 3+2⨯8=210. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯4. 8/3. 5=2. 7，α=0. 0535
σz =4αp 0=4⨯0. 0. 0535⨯661. 8=141. 6kpa
④σc =4. 8+2=6. 8m ：
σC =∑γI h i =210. 3+2⨯8=226. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯6. 8/3. 5=3. 9，α=0. 0285
σz =4αp 0=4⨯0. 0285⨯661. 8=75. 4kpa
⑤σc =6. 8+2=8. 8m ：
σC =∑γI h i =226. 3+2⨯8=242. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯8. 8/3. 5=5. 0，α=0. 018
σz =4αp 0=4⨯0. 018⨯661. 8=47. 6kpa
⑥σc =8. 8+2=10. 8m ：
σC =∑γI h i =242. 3+2⨯8=258. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯10. 8/3. 5=6. 2，α=0. 012
σz =4αp 0=4⨯0. 012⨯661. 8=31. 8kpa
⑦z =10. 8+2=12. 8m ：
σC =∑γI h i =258. 3+2⨯8=274. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯12. 8/3. 5=7. 3，α=0. 009
σz =4αp 0=4⨯0. 009⨯661. 8=23. 8kpa
在z =12. 8m 处，所以本基础取z =12. 8m 计
σz /σc =23. 8/274. 3=0. 087
(其中∆S i =
4p 0(αi z i -αi -1z i -1)
) 。
E si
所以S ' =∑∆S i =325.43mm
桩基础持力层性能良好，沉降经验系数ψ=1.0，短边布桩数n b =3，由群桩距径比
L c
c
S a
==3，长径比l ==35.56，及基础长宽比
=1.375，查《建筑桩基技术规范(JGJ 94-08)》附录E 得，C 0=0.0659，
C 1=1.6082，C 2=9.1805。
桩基等效沉降系数：
ψe =C 0+
n b -13-1
=0.0659+=0.2272
C 1(n b -1) +C 21.6082(3-1) +9.1805
所以S =ψψe S ' =1⨯0.2272⨯325.43=73.95mm
六、承台计算
1、承台高度的验算
承台高度为h=1500mm，采用C30混凝土，f c =13.8N /mm 2；钢筋为HRB335，f t =1.1N /mm 2；f y =300N /mm 2
按构造要求，承台保护层厚度≥70mm ，主要考虑桩顶深入承台的
（35+50）mm =85mm ≥70mm ；其中：钢筋保护层部分。取保护层厚度为
厚度为35mm ；桩顶深入承台的厚度50mm 。则承台的有效高度为
h 0=(1500-35-50) mm =1415mm
γ0F l ≤2[β0x (b e +α0y +β0y (h e +α0x )]f t h 0
F l =F -∑N i =F -0=20000kN
10
M y =(3000+500⨯3) kN m =4500kN m
∑x
2
i
=(4.42⨯4) m 2=77.44m 2
N F M y x a 200004500⨯4.4a =n -x 2=(-) =2244.32kN
i 877.44N b =
F n +M y x a 200004500⨯4.4x 2=(+) =2755.68kN i 877.44
a 45000x =(4400-
2-600
2) mm =1850mm a (4400-4500600
0y =2-2) mm =1850mm
冲垮比 λ0x =λa ox 0y =h =1850
=1.31>1 01415
则 λ0x =λ0y =1
冲击系数 β0x =β0y =
0.72λ+0.2=0.72
1+0.2
=0.6
0x 2[β0x (b c +a 0y ) +β0y (h c +a 0x )]f t h =2[0.6(3.5+1.85) +0.6(4.5+1.85)]⨯1230⨯1415
=24435.918kN
γ0F l =20000kN
C 1=(600+300) =900mm , 同理C 2=900mm
则角桩冲跨比 λ1x =λ0x =1; λ1y =λ0y =1 角桩冲跨系数
β1x =
0.48λ=0.48
1+1.2
=0.4
1x +0.2
β0.480.48
1y =λ+0.2=1+1.2
=0.4
1y a 1x =a 0x =1850mm ; a 1y =a 0y =1850mm
11
[β1x (c 2+
a 1x
)]f t h 0
221.851.85
=[0.4⨯(0.9+) +0.4(0.9+)]⨯1230⨯1.415kN
22
=2863.04kN
) +β1y (c 1+
a 1y
γ0N max =γ0N b =2755.68kN
角桩对承台的冲切承载力满足要求。
3、承台承载力验算。剪跨比同上，即取λx =1 λ1x =λ0x =1; λ1y =λ0y =1，则
η=
0.120.12
==0.092 λx +0.31+0.3
承台有效计算宽度b 0=b =10m , 则
ηf c b 0h 0=0.092⨯13800⨯10⨯1.415kN =17964.84kN
在I-I 截面右侧最外三根桩均为b 桩，承台抗剪承载力满足要求。 七、桩身结构强度计算及配筋
m I-I 截面 M I -I =2⨯N b ⨯2.15=2⨯2755.68⨯2.15kN
=11849.4kN m
m II 截面 M II -II =3⨯N b ⨯2.65=(3⨯2755.68⨯2.65) kN
=21907.66kN m
A II -IIs
M 21907.66⨯106
==mm 2=57342.39mm 2 0.9f y h 00.9⨯300⨯1415
2
m m ，配置沿塔柱长边方向，均匀布置，A I -Is =31015.31
90φ22，A I -Is =34209mm 2；
mm ，配置沿塔柱短边方向，均匀布置，A II -IIs =57342.39
2
12
94φ28，A II -IIs =57885.2mm 2
八、桩顶位移验算
m 1h 12+m 2(2h 1+h 2) h 28.8⨯32+10(2⨯3+10) ⨯10m ===7.5622
h m 14.9
b 0=0.9(1.5d +0.5) =0.9⨯(1.5⨯0.6+0.5) m =1.26m
EI =0.8EI =0.8⨯3.00⨯104⨯
π⨯0.64
64
=
152.68MPa
α=
==0.574 H M x z =3A x +2B x
αEI αEI
5003000
=⨯0.3559+⨯0.009225m 320.574⨯152.680.574⨯152.68
=0.671m
九、绘制桩基础施工详图
13
主要参考资料:
14
1、JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范（条文部分）之“5 桩基础”。
2、JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范（条文部分）之“附录P 按m 法计算弹性桩水平位移及作用效应”。 3、课件“基础工程---7.ppt ”。 4、桩基础课程设计报告 样本。 5、教材“基础工程”。 6、桩基础设计流程。 15
一、桩基础设计题目 ................................................................................ 1 二、桩的初步确定 .................................................................................... 2 三、确定单桩竖向承载力 ........................................................................ 3 四、确定桩数及布桩 ................................................................................ 4 五、基桩承载力验算 ................................................................................ 6 六、承台计算 ............................................................................................ 8 七、桩身结构强度计算及配筋 .............................................................. 12 八、桩顶位移验算 .................................................................................. 13 九、绘制桩基础施工详图 ...................................................................... 13 主要参考资料 .......................................................................................... 14
一、桩基础设计题目
1.1 设计内容
桩基础设计：桩基持力层；桩型；承台埋深；桩数；承台尺寸；桩身砼强度及配筋；承台砼强度及配筋；绘制桩身及承台配筋图。
1.2 设计资料
某二级建筑物采用桩基础，作用在桩基承台顶部的荷载：
F k =7460+500KN ，M k =840+800KN ⋅m ，H k =250+750KN ，相应于荷载
效应基本组合时作用于柱低的荷载设计值为：F=1.35F k =10746KN, M=1.35M k =2214KN ⋅m ,H=1.35H k =1350KN , 柱的截面尺寸为
600mm ⨯800mm ，土层分布及物理力学指标情况见下表。地下水位离地
表1.0m ，基桩水平承载力特征值R h =60KN ，试设计此桩基础。（建议采用方形变截面承台，承台顶部高1.5m ，承台边缘高1.0m, 基桩采用钢筋砼预制桩，其截面尺寸为:450mm ⨯450mm ，采用第6层土为软弱下卧层，其地基承载力特征值f ak =126kpa）
表1-2-1土层分布及物理力学指标表
二、桩的初步确定
2.1 计算各土层地基承载力
根据比贯入阻力计算地基承载力的公式：f ak =0. 104p s +0. 0269，使用范围为0. 3Mpa ≤p s ≤6Mpa ，公式来源：勘测规范（TJ21-77）。各层土计算地基承载力如表2-1-1所示
表2-1-1地基承载力计算表
2.2 工程地质条件评价
① 褐黄色粉质黏土，处于中密、湿状态，可塑，厚度不大，不宜作为桩基础持力层；
② 灰色淤泥质粉质黏土，处于稍密、软塑状态，流塑，抗剪强度低，不宜作为基础持力层；
③ 灰色淤泥质黏土，含水量高，孔隙比大，抗剪强度低，属于高压缩性土，不宜作为基础持力层；
④ 灰～褐色粉质黏土，含水量高，处于稍密、软塑状态，具有一定的承载力，可作为基础持力层；
⑤草绿色粉质黏土，含水量较低，孔隙比较小，处于可塑状态，承载力较高，可作为基础持力层；
⑥ 灰色粉质黏土，处于很湿，稍密、软塑状态，属软弱土层。 暂选定第5层土为持力层——草绿色粉质黏土为该桩基础持力层，f ak =522kPa 。
2.3 桩型及承台埋深
初步设基桩采用钢筋砼预制桩，桩截面形式采用正方形，边长为：
b p =450mm ，桩端进入持力层深度为1.2m ；取桩尖长为1. 5b p =1. 5⨯0. 45m =0. 7m ；桩顶嵌入承台深度为0.1m ；由于地下水位离
地表1.0m ，选择承台埋深1.0m ，
则桩长为l=0.1m+1m+4m+8.9m+2.3m+0.7m=17m
取桩身材料：混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335，初选钢筋
8Φ25
三、确定单桩竖向承载力
Ps1000 KPa 时，qsk ＝0.025 Ps +25；桩端阻力计算公式为：q pk =αp sk =0. 5⨯α⨯(p sk 1+β⋅p sk 2) 。
根据桩尖入土深度，取桩端阻力修正系数α=0. 8；p sk 1为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；p sk 2为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；β为折减系数，因为
p sk 1/p sk 2
桩径b p =450mm ，8b p =3. 6m ，4b p =1. 8m
P s1=0.59 MPa=590KPa1000 KPa，q s4k =0.025Ps4+25=81.75 KPa P
=4.76 MPa=4760KPa>1000 KPa，s5k =0.025P+25=144 KPa Psk1=（2.27+4.76）/2=3.515 MPa=3515kpa Psk2=4.76 MPa=4760kpa
q pk =0.8*0.5*(3515+4760)=3100kpa Q uk =μ∑q sik *li + qpk *Ap
=4*0.45*（29.5*1+28.5*4+31*8.9+5.1*81.75+1.2*144）+3100*0.45*0.45
=2486.7kpa
R=
1K
=2486.7/2=1240kpa
四、确定桩数、布桩及承台尺寸
4.1确定桩数n
则桩数为 n ≥(1. 1～1. 2)
F K 7460+500
=(1. 1～1. 2)⨯=7. 01～7.. 70 R 1240
取桩数n=9根。3⨯3对称布置。
4.2初选承台尺寸
布桩由设计要求，桩的中心距要求s =3b p =3⨯450mm =1350mm ， 承台边长：2⨯(1. 35+0. 4) =3. 5m ；承台高度：h =1. 5m 高出地面0.5m ，桩顶伸入承台 50mm ，钢筋保护层取 35mm ，则承台有效高度为：
h 0=1. 5-0. 050-0. 035=1. 415m ，将承台设计为变截面，边缘高度取1m ，
承台顶部高1.5m 。
G =3. 5⨯3. 5⨯1. 5⨯20=367. 5KN
五、基桩承载力验算
5.1验算基桩竖向承载力验算
N =
F K +G K 7460+500+367. 5
==925. 3KN
N max =
F K +G K My ⨯x max 7460+500+367. 5(1640+1000⨯1. 5) ⨯1. 35
+=+=1312. 9KN 22
n 9x 6⨯1. 35i
F K +G K My ⨯x max 7460+500+367. 5(1640+1000⨯1. 5) ⨯1. 35
-=-=537. 6KN 22
n 96⨯1. 35x i
N min =
N max =1312. 9KN
N min >0
5.2基桩水平承载力验算
H 1=H k /n =1000/9=111KN
因此无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力设计值
5.3软弱下卧层验算
F k =7960KN , G k =367.5KN , A 0=B 0=3. 15m
∑q
sik i
l =29. 5⨯1+28. 5⨯4+31⨯8. 9+81. 75⨯5. 1+144⨯4=1412
t =4m >0. 5B 0=1. 575m ，E s 1/E s 2=7. 8/4. 9=1. 6→θ=15. 3︒
σz =
γm =
(7960+367. 5) -3/2(3. 15+3. 15) ⨯1412
=-939. 6Kpa 2
(3. 15+2⨯4⨯tan 15. 3︒) 18⨯1+8⨯1+7. 8⨯4+7⨯8. 9+8⨯5. 1+8. 5⨯4
=8. 1KN /m 3
1+1+4+8. 9+5. 1+4
z =23m ，σz +γm z =-939. 6+8. 1⨯23=-753. 3kpa
6.4 基桩沉降验算
采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基的桩距S
计算矩形桩基中心沉降时，桩基沉降量可按下式简化计算：
s =ψ∙ψc ∙s ' =4⨯ψ∙ψ⨯p 0∑
i =1n
-
-
z i a i -z i -1a i -1
E si
式中p --在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加应力；
a i 、a i -1--平均附加应力系数根据矩形长宽比a /b 及深宽比z i 2z i z i -12z i -1
，可按规范附录D 选用 =, =
b B c b B c
-
-
竖向荷载标准值：F k =7960KN 基底处压力：p =
F k +G 7960+20⨯3. 5⨯3. 5⨯1. 5
==679. 8kpa A 3. 5⨯3. 5
基底自重压力：γ⨯d =1⨯18=18kpa
基底处的附加应力： p 0=p -γ⨯d =679. 8-18=661. 8kpa 桩端平面下的土的自重应力σc 和附加应力σz (σz =4αp 0) 计算如下：
①z =0：
σC =∑γI h i =18⨯1+8⨯1+7. 8⨯4+7⨯8. 9+8⨯5. 1+8. 5⨯1. 2=170. 5kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =0，α=0. 25
σz =4αp 0=4⨯0. 25⨯661. 8=661. 8
②σc =4-1. 2=2. 8m ：
σC =∑γI h i =170. 5+2. 8⨯8. 5=194. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯2. 8/3. 5=1. 6，α=0. 112
σz =4αp 0=4⨯0. 112⨯661. 8=296. 5kpa
③σc =2. 8+2=4. 8m ：
σC =∑γI h i =194. 3+2⨯8=210. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯4. 8/3. 5=2. 7，α=0. 0535
σz =4αp 0=4⨯0. 0. 0535⨯661. 8=141. 6kpa
④σc =4. 8+2=6. 8m ：
σC =∑γI h i =210. 3+2⨯8=226. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯6. 8/3. 5=3. 9，α=0. 0285
σz =4αp 0=4⨯0. 0285⨯661. 8=75. 4kpa
⑤σc =6. 8+2=8. 8m ：
σC =∑γI h i =226. 3+2⨯8=242. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯8. 8/3. 5=5. 0，α=0. 018
σz =4αp 0=4⨯0. 018⨯661. 8=47. 6kpa
⑥σc =8. 8+2=10. 8m ：
σC =∑γI h i =242. 3+2⨯8=258. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯10. 8/3. 5=6. 2，α=0. 012
σz =4αp 0=4⨯0. 012⨯661. 8=31. 8kpa
⑦z =10. 8+2=12. 8m ：
σC =∑γI h i =258. 3+2⨯8=274. 3kpa
l /b =3. 5/3. 5=1，2z /b =2⨯12. 8/3. 5=7. 3，α=0. 009
σz =4αp 0=4⨯0. 009⨯661. 8=23. 8kpa
在z =12. 8m 处，所以本基础取z =12. 8m 计
σz /σc =23. 8/274. 3=0. 087
(其中∆S i =
4p 0(αi z i -αi -1z i -1)
) 。
E si
所以S ' =∑∆S i =325.43mm
桩基础持力层性能良好，沉降经验系数ψ=1.0，短边布桩数n b =3，由群桩距径比
L c
c
S a
==3，长径比l ==35.56，及基础长宽比
=1.375，查《建筑桩基技术规范(JGJ 94-08)》附录E 得，C 0=0.0659，
C 1=1.6082，C 2=9.1805。
桩基等效沉降系数：
ψe =C 0+
n b -13-1
=0.0659+=0.2272
C 1(n b -1) +C 21.6082(3-1) +9.1805
所以S =ψψe S ' =1⨯0.2272⨯325.43=73.95mm
六、承台计算
1、承台高度的验算
承台高度为h=1500mm，采用C30混凝土，f c =13.8N /mm 2；钢筋为HRB335，f t =1.1N /mm 2；f y =300N /mm 2
按构造要求，承台保护层厚度≥70mm ，主要考虑桩顶深入承台的
（35+50）mm =85mm ≥70mm ；其中：钢筋保护层部分。取保护层厚度为
厚度为35mm ；桩顶深入承台的厚度50mm 。则承台的有效高度为
h 0=(1500-35-50) mm =1415mm
γ0F l ≤2[β0x (b e +α0y +β0y (h e +α0x )]f t h 0
F l =F -∑N i =F -0=20000kN
10
M y =(3000+500⨯3) kN m =4500kN m
∑x
2
i
=(4.42⨯4) m 2=77.44m 2
N F M y x a 200004500⨯4.4a =n -x 2=(-) =2244.32kN
i 877.44N b =
F n +M y x a 200004500⨯4.4x 2=(+) =2755.68kN i 877.44
a 45000x =(4400-
2-600
2) mm =1850mm a (4400-4500600
0y =2-2) mm =1850mm
冲垮比 λ0x =λa ox 0y =h =1850
=1.31>1 01415
则 λ0x =λ0y =1
冲击系数 β0x =β0y =
0.72λ+0.2=0.72
1+0.2
=0.6
0x 2[β0x (b c +a 0y ) +β0y (h c +a 0x )]f t h =2[0.6(3.5+1.85) +0.6(4.5+1.85)]⨯1230⨯1415
=24435.918kN
γ0F l =20000kN
C 1=(600+300) =900mm , 同理C 2=900mm
则角桩冲跨比 λ1x =λ0x =1; λ1y =λ0y =1 角桩冲跨系数
β1x =
0.48λ=0.48
1+1.2
=0.4
1x +0.2
β0.480.48
1y =λ+0.2=1+1.2
=0.4
1y a 1x =a 0x =1850mm ; a 1y =a 0y =1850mm
11
[β1x (c 2+
a 1x
)]f t h 0
221.851.85
=[0.4⨯(0.9+) +0.4(0.9+)]⨯1230⨯1.415kN
22
=2863.04kN
) +β1y (c 1+
a 1y
γ0N max =γ0N b =2755.68kN
角桩对承台的冲切承载力满足要求。
3、承台承载力验算。剪跨比同上，即取λx =1 λ1x =λ0x =1; λ1y =λ0y =1，则
η=
0.120.12
==0.092 λx +0.31+0.3
承台有效计算宽度b 0=b =10m , 则
ηf c b 0h 0=0.092⨯13800⨯10⨯1.415kN =17964.84kN
在I-I 截面右侧最外三根桩均为b 桩，承台抗剪承载力满足要求。 七、桩身结构强度计算及配筋
m I-I 截面 M I -I =2⨯N b ⨯2.15=2⨯2755.68⨯2.15kN
=11849.4kN m
m II 截面 M II -II =3⨯N b ⨯2.65=(3⨯2755.68⨯2.65) kN
=21907.66kN m
A II -IIs
M 21907.66⨯106
==mm 2=57342.39mm 2 0.9f y h 00.9⨯300⨯1415
2
m m ，配置沿塔柱长边方向，均匀布置，A I -Is =31015.31
90φ22，A I -Is =34209mm 2；
mm ，配置沿塔柱短边方向，均匀布置，A II -IIs =57342.39
2
12
94φ28，A II -IIs =57885.2mm 2
八、桩顶位移验算
m 1h 12+m 2(2h 1+h 2) h 28.8⨯32+10(2⨯3+10) ⨯10m ===7.5622
h m 14.9
b 0=0.9(1.5d +0.5) =0.9⨯(1.5⨯0.6+0.5) m =1.26m
EI =0.8EI =0.8⨯3.00⨯104⨯
π⨯0.64
64
=
152.68MPa
α=
==0.574 H M x z =3A x +2B x
αEI αEI
5003000
=⨯0.3559+⨯0.009225m 320.574⨯152.680.574⨯152.68
=0.671m
九、绘制桩基础施工详图
13
主要参考资料:
14
1、JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范（条文部分）之“5 桩基础”。
2、JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范（条文部分）之“附录P 按m 法计算弹性桩水平位移及作用效应”。 3、课件“基础工程---7.ppt ”。 4、桩基础课程设计报告 样本。 5、教材“基础工程”。 6、桩基础设计流程。 15