岩土工程灌注桩毕业设计.doc

河南理工大学本科毕业设计（论文） 摘要
摘 要
地基基础是建筑工程的根基,是决定其整体质量、使用年限等主要因素之一,对保证工程安全和控制工程造价至关重要.建筑物的基础设计方案所选择的基础形式与建筑物的使用性质、上部结构类型、地质情况、抗震性能、对周围建筑物的影响及施工条件等有密切的关系，为节约投资应该对地基基础多方案比较进行优化设计。桩基础是被认为适用于各种土质的一种基础形式，正受到越来越多的关注。随着工业技术和岩土工程建设的发展，桩的类型和成桩工艺、桩的设计理论和设计方法、桩的承载力和桩体结构的检测技术等方面均有发展，表现出很强的生命力,桩基础的应用也更为广泛。
本次设计的主要思路是根据地质勘察资料、施工条件、工程要求和相关规范,确定桩基础的桩型、桩的断面尺寸和长度、单桩容许承载力、桩的数量和平面布置以及承台的尺寸和构造，再根据承受的荷载验算桩基承载力和桩承台的强度。通过设计桩基础达到掌握桩基设计计算的具体原理及主要设计步骤，深入地理解桩基工程特性,把所学的力学知识和基础课程与具体工程紧密结合,真正实现理论应用于实践，增强动手能力,为今后解决工作中的实际问题提供帮助。
关键词：岩土工程;地基基础;桩基础；钻孔灌注桩

河南理工大学本科毕业设计（论文） Abstract
Abstract
The foundation is the key parts of building engineering, and it is one of the main factors that determine the overall quality and life of the bridge， and it is very important to guarantee the engineering safety and control engineering cost.。 Foundation design scheme of building foundation forms and buildings use nature, upper structure type, geological conditions， seismic performance， on the surrounding buildings and construction conditions have close relationship, in order to save investment should be of foundation and scheme comparison， optimization design。 The pile foundation is considered as a basic form of all kinds of soil， and is receiving more and more attention。. With the development of industrial technology and engineering construction， type of piles and pile technology, pile design theory and design method, pile bearing force and pile body structure detection technology have been developed, in order to make the application of pile and pile foundation is more widely， has a strong vitality。
This design is the the main idea of this design is according to the geologicalexploration data， construction conditions and engineering requirements， determine the pile foundation pile type, pile section size and length， the number of allowablebearing capacity of single pile, pile and plane arrangement and the size and structureof the cofferdam， again according to withstand the load calculation of pile foundationbearing capacity， estimating and calculating the pile settlement and the strength ofthe pile caps. Through the design of pile foundation to master the pile foundation design and calculation of the specific principles and main design steps， in-depth understanding of pile foundation engineering characteristics, combine the mechanical knowledge and basic course bind to specific engineering and theory applied to the practice truly， and enhances the beginning ability， help solve practical problems in work for the future.
Key words：Geotechnical engineering； Foundation； Pile foundation； Bored pile
目 录
第一章 绪 论1
1。1 选题的目的与意义 1
1。2 国内外研究综述 1
1。3 本次设计的内容 2
第二章 工程地质概况3
2。1 工程概况 3
2。2 地形、地貌及地质构造 3
2。3 地基土类别及其岩土工程特性 3
2。3 场地水文地质条件 5
2。4 岩土物理力学指标及设计参数 5
2。5 场地岩土工程评价 6
2。6 场地地震效应评价 7
2。7 地基沉降评价 8
2。8 地基方案论证8
2.8.1 预制桩 8
2.8。2 灌注桩 9
2.8.3 方案比选9
第三章 灌注桩基设计10
3.1上部结构资料 10
3.2 设计荷载 10
3。3 单桩承载力计算 11
3。4 桩基的验算 12
3。5 四桩承台设计 15
3。6 四桩承台桩身结构设计 20
3.7 五桩承台设计 23
3。8 五桩承台桩身结构设计 28
3.9 六桩承台设计 31
3。10 六桩承台桩身结构设计36
第四章 施工方法及施工质量检测40
4.1 施工准备 40
4。2 施工工艺流程及技术措施40
4。2。1 测量定位 40
4。2。2 埋设护筒 40
4.2.3 泥浆制备 41
4.2。4 钻孔 41
4。2.5 清孔 41
4。2。6 灌注水下混凝土 42
4.3 钢筋笼制作安装 42
4。4 水下混凝土灌注施工 42
4.5 承台施工43
4。5。1 基坑开挖和回填 43
4.5。2 钢筋和混凝土施工 43
4。6 桩基工程质量检查和验收 44
4。6.1 一般规定44
4。6.2 施工前检验 44
4。6.3 施工检验 44
4。6。4 施工后检验 44
4。6。5 基桩及承台工程验收资料 45
4.7 质量问题的预防及应急处理措施 46
4。7.1 成孔问题 46
4.7。2 安装问题 46
第五章 结 论48
参考文献49
附 录50
致 谢51
河南理工大学本科毕业设计（论文） 第一章 绪 论
第一章 绪 论
1。1 选题的目的与意义
桩基础是建筑工程、桥梁工程、港口工程和海洋工程中的主要基础形式之一,有着广泛的应用。对于土木工程专业学生来说桩基础是最重要的课程之一，实践性和理论性都很强。桩基础设计是综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤，是巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段,也是锻炼我们理论联系实际能力和提高工程设计能力的必经之路。
为了很好的学习桩基础这一施工技术和施工方法，接触国外和国内最新的新桩型、新工艺、新设计、新理念和新成果，故本次设计特选择桩基础进行设计.通过本次设计可以对大学四年的专业课知识和工程施工经验进行一次系统的梳理，并对自己作为一名土木工程专业毕业生进行全面考核,找到自己的不足,为毕业后走上工作岗位做好充分的准备.
1。2 国内外研究综述
桩基础(简称桩基）是一种古老的基础形式．它的力学原理正确，通过桩的形式可以充分发挥深部土层的承载能力,同时它又具有施工简便的特点,因此桩基不仅延续至今，而且结合现代的施工技术还获得了进一步的发展，成为当前基础工程中一种普遍采用的重要基础形式。
据资料记载，在桩的发展过程中最早使用的是木桩，早在新石器时代，人类在湖泊和沼泽里，栽木桩搭台作为水上依据，汉朝已用木桩修桥。到宋朝，桩基技术已比较成熟,今上海市的龙华塔和山西太原的晋祠圣母殿,都是现存的北宋年代修建的桩基建筑.在英国也保存有一些罗马时代修建的木桩基础的桥和居民点,经过不断地发展，逐渐开始出现沉管灌注混凝土桩.上海在十八世纪初修建的一些高层建筑的础，就曾采用沉管灌注混凝土桩.到上世纪中期,随着大型钻孔机的发展，出现了孔灌注混凝土或钢筋混凝土桩。后来，随着社会主义建设的发展，又根据地质条件和施工工艺,发展了钻、挖、冲孔灌注桩和爆扩桩，桩型多样化，直径向大型化发展,桥梁和高层建筑已用到直径为3.0m和3。2m的灌注桩。就打入桩来说,我国的著名建筑钱塘江大桥，就采用过木桩和钢筋混凝土桩基础，桩型也多样化，有管桩、方桩、三角形桩、锥形桩和上部为钢筋混凝土、下部为H型钢桩的组合桩。就桩的长度来说，有整根预制的，也有分段预制拼接而成的.为了解决钢管桩用钢量大、易锈蚀和造价高的缺点，在改革开放初期,又研制了后张法预应力大管桩,应用于码头和海洋工程,近十多年来,在华南和华东地区,在建筑工程和高速公路建设中广泛用一种新型的先张法预应力混凝土管桩,管桩的规格多，应用极为方便。在我国，打入桩与灌注桩的应用同时并举,一般陆上的桩基工程，如工业与民用建筑和桥梁工程以灌注桩为主，海上或内河港口工程和固定式海上平台的桩基工程以打入桩为主。
我国幅员辽阔,地质和水文条件复杂，各地区间的差异很大，因此在桩基础的选择和使用上也是多种多样的,各种桩型在我国都有合适的地层土质、环境与需求，也有发展、完善和创新的条件。说到具体的入桩和成桩方法,因施工条件与环境的不同,可能多达数百种，足可见桩基础在我国的应用范围之广。在这些施工方法的大混合,大交汇中，可以看到旧与新、传统与现代、落后与先进在工艺与设备之间展开的较量，也可以窥见未来发展的端倪。总之,尽管我国的建筑市场很大，工程规模也不小，但在施工工艺方面很少有重大的突破和创新，一些先进的工法技术多数是从国外传进来的,在质量和科技创新上，还有一定的差距.从另一方面说，差距本身就是一定的时间与空间,这为我国桩基础的发展与自强奠定了无限的可能.
1.3本次设计的内容
(1）绪论部分主要对本次设计的目的和意义、桩的国内外发展历程和本次设计的设计内容进行大致的陈述，工程地质条件部分对拟建建筑物的场地条件进行详细的说明,并对不良地质情况进行显著标明。
(2）桩基础设计的计算部分主要完成确定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置,进行桩身和承台的计算并满足构造设计要求,绘制桩基础平面布置图，桩和承台大样图，并提出必要的技术说明，最后编写设计论文。
(3）施工技术和施工要求部分对钻孔灌注桩的施工准备，施工方案流程,主要技术要求，如果保证施工质量进行详细的论述,然后完成本次设计所得到的结论和成果，并对设计过程中所查阅的参考文献进行说明，最后对指导过作者完成本论文的指导老师表示感谢。
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河南理工大学本科毕业设计（论文） 第二章 工程地质概况
第二章 工程地质概况
2。1工程概况
拟建工程为焦作常绿·林溪谷小区1#住宅楼,该工程位于焦作市民主南路与太极路交叉口，地上26层，地下1层，长40。6m,宽23。6m。工程重要性等级为二级,场地复杂程度等级为二级（中等复杂场地)，建筑工程抗震设防分类标准划分为标准设防类（丙类)。根据建筑地基基础设计等级要求表2—1,本工程桩基础设计为乙级。
表2—1 建筑桩基设计等级
设计等级
建筑类型
甲级
（1）重要的建筑物；
（2）30层以上活高度超过100m的高层建筑;
（3）体型复杂且层数相差超过10层的高低层(含地下室)连体建筑物；
（4）20层以上框架—核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑物;
(5）场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑物及坡地、岸边建筑；
（6）对相邻既有工程影响较大的建筑
乙级
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物
丙级
场地和地基条件简单,荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑
2。2地形、地貌及地质构造
拟建场地位于焦作市，地形相对平坦,最大高差2.09m，地貌单元属山前冲洪积平原下部.场地内无滑坡、崩塌及泥石流等影响场地稳定的不良地质作用。
2。3地基土类别及其岩土工程特性
根据场地野外探井、钻探和原位测试结果,按地层的成因类型、岩性及工程地质特性将其划分为9个工程地质单元层和5个亚层，现分述如下：
第①层(）：耕土，层厚0。3m，褐黄色，稍湿,稍密。无光泽,干强度低，韧性低,孔隙发育,粘粒含量较高，该层分布不稳定.
第①层():杂填土，层厚1。17m,褐黄色，稍湿,稍密，主要成份为粉土,含少量砖渣、生活垃圾，较多植物根系等.该层分布不稳定.
第②层（):粉质粘土，层厚5.99m，黄褐色～灰褐色，稍有光泽，可塑、个别地段坚硬.无摇振反应，干强度低及韧性中等,含白色钙丝少量，偶见零星小钙核,粘粒稍低,局部接近粉土。该层分布稳定，。
第②层（）:细砂，层厚1。45m,黄褐色，饱和,中密.矿物成分以石英、长石为主,云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状.该层分布稳定，.
第③层（)：粉质粘土，层厚8。58m,黄褐色，可塑、个别地段坚硬。无摇振反应，干强度及韧性为中等，含有白色的钙丝少量.该层分布稳定，。
第③层（）：细砂,层厚1。57m,黄褐色，饱和，中密。矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片，颗粒呈星点状。该层分布稳定，。
第④层(）:粉质粘土,层厚3。56m，黄褐色,硬塑、有光泽，个别地段坚硬或可塑。无摇振反应，干强度级韧性中等,含白色钙丝少量。该层分布稳定，.
第④层（)：细砂，5。24m，黄褐色，饱和,中密。矿物成分以石英、长石为主，云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片,颗粒呈星点状。该层分布稳定,。
第⑤层()：粉质粘土,层厚9。81m,黄褐色，可塑、有光泽，个别地段坚硬。无摇振反应，干强度级韧性中等，含白色钙丝少量。该层分布稳定，。
第⑥层（）：粉质粘土,层厚6。00m，黄褐色，可塑、有光泽，个别地段坚硬。无摇振反应，干强度级韧性中等，含有含白色的钙丝少量.该层分布稳定，.
第⑦层（)：粉质粘土,层厚12。22m，浅棕红色、棕红色，有光泽，可塑、个别地段坚硬。无摇振反应,干强度及韧性中等，含白色钙丝少量。该层分布稳定，。
第⑧层（):粉质粘土，层厚7。21m，浅棕红色、棕红色，有光泽,可塑、个别地段坚硬.无摇振反应，干强度低及韧性中等,含白色钙丝少量。该层分布稳定，.
第⑧层(）：细砂，层厚2。76m,黄褐色，饱和，中密。矿物成分以石英、长石为主,云母、角闪石次之。偶含砾石及蜗牛壳碎片,颗粒呈星点状。该层分布稳定，。
2。3场地水文地质条件
根据勘察资料可知，该场地地下水为第四纪冲积层孔隙潜水，主要由大气降水、地表渗水及侧向迳流补给，由侧向迳流、大气蒸发及人工抽水排泄。勘察期间，场地初见水位埋深3.50m,稳定水位埋深3。00m，年变化幅度1.00～1。50m，近年最高水位埋深0。50m。
1地下水腐蚀性评价
（1）水质分析成果
现将本场地40＃及68#孔水质分析指标列表2—2列表如下:
表2—2 腐蚀介质含量表
腐蚀介质及PH值
腐蚀介质含量（mg/L）
40＃孔
68＃孔

19。75
16.59

165.41
176。45

75。93
74.81

0。00
0。00

412。48
（6.76mmol/L）
415.46
（6。81mmol/L）

2.16
2.15
PH值
6.80
6。90
(2)场地地下水腐蚀性评价
依据焦作气象台资料,焦作地区干燥度指数K＞1。5,所在场地环境类别为Ⅱ类,依据本场地40＃及68＃孔水质分析报告资料,地下水按环境类型水评价对混凝土结构具微腐蚀性，按地层渗透性水评价对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水条件下具微腐蚀性，在干湿交替条件下具弱腐蚀性.
2地下水对基础施工的影响
本次勘察期间场地地下水埋深较浅，基础施工期间需采取降水措施.
2。4岩土物理力学指标及设计参数
岩土物理力学指标中抗剪强度c、φ值及标贯参数取标准值,压缩指标及其它物理力学指标取平均值。地基土的物理力学指标及原位测试参数成果统计结果见表2-3.桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值见表2—4。
表2—3 各层土物理性质指标统计表
编号
岩土名称
天然含水量
孔隙比
液性指数
标准入锤击数N
压缩模量

层厚
（）

杂填土
-
—
-
—
-
0.3
1
杂填土
-
—
—
-
—
0。87
②
粉质粘土
24。3
0。723
0。38
7.7
6.61
5。99
②1
细砂
-
—
—
—
14.45
1。45
③
粉质粘土
23。4
0。695
0.35
7。4
7。02
8.58
③1
细砂
-
—
-
—
16。01
1。57
④
粉质粘土
23。2
0.693
0。33
10.3
7。04
3.56
④1
细砂
—
—
-
17。3
15。48
5。24
⑤
粉质粘土
23.3
0.695
0.36
11.5
7。34
9。81
⑥
粉质粘土
24.0
0。719
0。39
12。2
6。93
6。00
⑦
粉质粘土
23。5
0。701
0.38
12.5
7。36
12.22
⑧
粉质粘土
24。2
0。724
0.40
13。6
7。13
7。21
⑧1
细砂
-
—
—
17。0
15。43
2。76
表2—4 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值
土层层号
岩土名称
极限侧阻力标准值
极限端阻力准值
②
粉质粘土
76

②1
细砂
56

③
粉质粘土
78

③1
细砂
58

④
粉质粘土
80

④1
细砂
60

⑤
粉质粘土
82
1400
⑥
粉质粘土
84
1400
2。5场地岩土工程评价
（1）不良地质作用
场地内无滑坡、崩塌及泥石流等影响场地稳定的不良地质作用。
（2）场地冻结厚度
根据《中国季节性冻土标准冻深图》,焦作市的最大冻结深度小于60cm，一般为20～30cm。
(3）场地稳定性与适宜性评价
场地地形平坦、开阔，不存在不良外动力地质作用条件，无断裂带分布，为稳定场地,适宜建筑。
（4） 地基土承载力确定及地基土压缩性评价
根据物理指标及原位测试参数，结合当地工程经验,综合确定地基土承载力特征值；据地基土压缩性系数a1—2及压缩模量Es1—2，评价其压缩性，见表2-5.
表2-5 各层土承载力特征值及压缩性评价一览表
序号
岩性
承载力特征值()
压缩模量建议值

压缩性评价
②
粉质粘土
120
6。61
中压缩性
②1
细 砂
140
14。45
中压缩性
③
粉质粘土
130
7.02
中压缩性
③1
细 砂
150
16。01
低压缩性
④
粉质粘土
150
7。04
中压缩性
④1
细 砂
170
15.48
低压缩性
⑤
粉质粘土
180
7。34
中压缩性
⑥
粉质粘土
200
6。93
中压缩性
⑦
粉质粘土
220
7。36
中压缩性
⑧
粉质粘土
230
7.13
中压缩性
⑧1
细 砂
190
15.43
低压缩性
⑨
粉质粘土
260
7.09
中压缩性
2。6场地地震效应评价
（1) 建筑物抗震设防分类
据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2008）,拟建建筑物抗震设防分类标准为标准设防类(丙类）。
（2) 场地抗震设防参数
根据勘察资料提供，本场地土层等效剪切波速平均为219。89m/s,场地覆盖层厚度为56.0～60。0m，按《建筑抗震设计规范》（GB50011－2010）规范第4。1。3条及第4。1。6条，判定本场地属Ⅲ类场地。按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011－2010）规范第5。1。4条，本场地的特征周期值为0。55s.依据规范,本场地为可进行建设的一般场地。
（3)场地地震液化及岩土地震稳定性评价
根据本场地地层结构、土性特征，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010）4.3.2及4。3。3条,对②细砂、③细砂、④层细砂及⑧层细砂进行地震液化判别，为不液化土，故本场地可不考虑地震液化影响.场地内无断裂通过,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010）规范第4.1.7条,本工程可不考虑活动断裂错动对地面建筑的影响；场地属可进行建设的一般场地；按照第4。1。6条,判定本场地属Ⅲ类场地。综合评价认为本场地是稳定的，适宜建筑。
2。7 地基沉降评价
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第3。1。4条，对于等级为乙级的体形复杂、荷载分布明显不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基应进行沉降计算.因为本工程设计等级为乙级，体形简单,荷载分布均匀，无软弱下卧层，所以不需进行地基沉降验算，仅需沉降观测至建筑物沉降稳定为止。
2.8 地基方案论证
由《焦作市常绿•林溪谷地质勘查报告》及该工程相关资料可知,拟建工程1＃住宅楼为地上26层，地下1层，基地平均压力为450kPa，基础埋深5.40～7.77m，地基持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差大于0。05b，地基为不均匀地基.采用天然地基基础则持力层选用土层②粉质粘土,根据表2-5各层土承载力特征值及压缩性评价一览表可知，②层粉质粘土的承载力特征值为。根据场地工程地质条件和建筑物特征分析，基底平均压力450kPa大于地基承载力特征值450kPa,天然地基强度不够，需进行地基地基处理.
根据场地工程地质条件及当地同类工程情况,地基基础方案建议采用桩基础.桩基础按照施工方式可分为预制桩和灌注桩。
2。8.1 预制桩
预制桩可集中生产，单节长10m左右，桩的单位面积承载力较高。由于其属挤土桩，桩打人后其四周的土层被挤密，从而提高地基承载力.预制桩桩身质量易于保证和检查,适用于水下施工，桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强施工工效高.
预制桩的缺点是单价较高，其配筋是根据搬运、吊装和压人桩时的应力设计的，远超过正常工作荷载的要求，用钢量大，接桩时，还需增加相关费用。锤击和振动法下沉的预制桩施工时，震动噪音大，影响四周环境,不宜在城市建筑物密集的地区使用，一般需改为静压桩机进行施工.预制桩是挤土桩，施工时易引起四周地面隆起,有时还会引起已就位邻桩上浮。受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长,一般为10m左右。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，如不能确保全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力,甚至还会在打桩时出现断桩。预制桩不易穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预钻孔等.
2。8。2 灌注桩
灌注桩一般支承于坚硬的或较硬的持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载。桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩)或群刚度(摩擦桩）,在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。灌注桩凭借巨大的单桩侧向刚度或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，可抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性.灌注桩桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜.灌装桩适用于不同土层,桩长可因地改变，没有接头.单桩承载力大；正常情况下，比预制桩经济;桩身质量不易控制，轻易出现断桩、缩径、露筋和夹泥的现象,孔底沉积物不易清除干净；桩身直径较大,因而单桩承载力变化较大。
2。8.3 方案比选
本次桩基础设计的拟建工程场地位于市区，需尽量的减小噪音污染,场地内及附近无预制桩工厂；预制桩单价较高，其配筋是根据搬运、吊装和压人桩时的应力设计的，远超过正常工作荷载的要求,用钢量大，接桩时,还需增加相关费用所以工程造价较灌注桩大.钻孔灌注桩施工方便，质量可靠，对周边环境影响小,场地内虽存在局部胶结卵石，但对施工影响较小.对于桩基的选择,结合实际情况和经济成本等进行优化选择确定为钻孔灌注桩.
桩基础施工前建议进行试桩,由载荷试验确定单桩承载力及各项施工参数.单桩承载力与施工质量密切相关,故施工时应严格执行《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》（JGJ40—80）。
河南理工大学本科毕业设计（论文） 第三章 灌注桩桩基设计
第三章 灌注桩基设计
3。1 上部结构资料
拟建建筑物为26层钢筋混凝土框剪结构，地下一层，长40.6m,宽23。。6m基底平均压力为450kPa.室外地坪高同自然地面，室内外高差500mm，室内标高为±0.0m.柱截面尺寸为800mm×800mm,横向承重，柱网布置图如图3—1所示.
图3—1 柱网布置图
建筑物基础设计方案采用泥浆护壁钻孔灌注桩，具体设计方案如下:室外地坪标高为—0。50m，自然地面标高同室外地坪标高.根据建筑类型，该建筑桩基设计等级为乙级建筑桩基,拟采用直径为800mm的泥浆护壁钻孔灌注桩，选用⑤号土层粉质粘土层为持力层，桩尖深入持力层8。64m（对于砂土不小于2d=1600mm），设计桩长31m，桩尖长0。5m，初步设计承台高2.0m，承台底面埋置深—5。9m，桩顶伸入承台100mm。
3。2 设计荷载
根据勘察资料知，柱底荷载效应标准组合如下:
A轴荷载：
B轴荷载:
C轴荷载：
D轴荷载：
柱底荷载效应基本组合值如下:
A轴荷载：
B轴荷载：
C轴荷载：
D轴荷载：
3。3 单桩承载力计算
根据以上设计，桩顶标高为-5.8m，桩底标高为—36。8m，桩长31m。
1。 单桩竖向极限承载力标准值计算
单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：
(3.1）
式中：
—-单桩总极限侧阻力标准值，；
——单桩极限端阻力标准值，;
—-桩身周长，m；
—-桩周第i层土的厚度，m；
-—桩端面积，；
--桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，；
--桩端极限端阻力标准值，;
、为大直径灌注桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数，按表3—1取值.
表3-1 大直径灌注桩侧阻力、端阻力尺效应系数

黏性土、粉土
砂土、碎石土

由于，则
（3。2）
（3.3）
2。基桩竖向承载力设计值计算
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5。2。4条规定，不考虑承台土效应，即承台效应系数,则有:
（3.4）
由公式
（3。5）
根据上部荷载初步估计桩数,
A轴桩数
B轴桩数
C轴桩数
D轴桩数
初步设计A轴、D轴桩数为4根,C轴桩数为5根，B轴桩数为6根。
3.4 桩基的验算
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008）,当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基所处的场地抗震设防烈度为7度，且场内无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验 算。下面进行桩基竖向承载力验算。
对于A轴、D轴根据桩数确定方形承台,边长为4。0m×4。0m，方形布桩，桩中心距取2.4m，桩心距承台边缘均为800mm.承台及其上填土总重为
A轴:（满足要求）
D轴（不符合要求）
所以A轴取4桩合适、D轴取4桩不满足要求，对A轴进行桩基验算
(3.6）
（3。7）
因此
满足设计要求,故初步设计A轴取4桩承台是合理的。
C轴，D轴取5桩方形承台，边长为5.0m×5。0m，矩形布桩,桩中心距取2.4m,桩心距承台边缘均为800mm。
承台及其上填土的总重为
计算时取荷载的标准组合
C轴：（满足要求)
D轴:(满足要求）
对C轴进行桩基的验算
因此
满足设计要求，故初步设计C轴取5桩承台是合理的。
对D轴进行验算
因此
满足设计要求,故初步设计D轴取5桩承台是合理的.
对于B轴,初步设计取6桩承台，承台尺寸为6.4m×4.0m，矩形布桩，桩中心距取2。4m，桩心距承台边缘均为800mm。
承台及其上填土的总重为
B轴:（满足要求）
则B轴初步设计桩数6根.
B轴桩基的验算
因此
满足初步设计要求,所以初步设计B轴取6桩承台是合理的。
3。5 四桩承台设计
图3.2 四桩承台布置图及承台计算简图
根据桩基设计及构造要求，承台尺寸为4。0m×4。0m，初步设计承台厚2.0m，（见图3-2）承台混凝土选用C25，，，承台钢筋选用HRB335级，。
A轴柱底荷载效应标准组合值和基本组合值见表3—2。
表3—2 柱底荷载效应标准组合值及基本组合值
荷载

标准组合值
11839
451
223
基本组合值
14207
541
267
1。 承台内力计算
承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值,则基桩净反力设计值为
（3.8)
(3。9)
（3。10）
2。 承台厚度及受冲切承载力验算
为防止承台产生冲切破环，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚2.0m，承台保护层厚100mm，则。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。
由于基桩为圆形桩，则换算成等效方桩截面边宽为
(1）柱对承台冲切
承台受桩冲切的承载力应满足
（3。11)
式中:
-—不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，;
——承台受冲切承载力截面高度影响系数，当时，取1。0，时，取0。9，其问按线性内插法取值；
—-承台混凝土抗拉强度设计值，；
——承台冲切破坏锥体的有效高度，m；
、--、方向柱的冲切系数;
、——冲跨比，其值均应满足0。25~1。0的要求；
、——、方向柱边至最近桩边的水平距离,m；
、--、方向柱截面的边长，m；
—-不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合作用下柱（墙)底
的竖向荷载设计值,;
——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下冲切破坏锥体内各基桩或复合基桩的反力设计值之和，。
由于，冲跨比
（在0。25～1。0之间)
冲切系数
截面高度影响系数
故厚度为2。0m的承台能够满足柱对承台的冲切要求.
(2)角桩冲切验算
承台受角桩冲切的承载力应满足下式
(3。12)
式中：
—-不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合作用下角桩反力设计值,；
—-承台外边缘的有效高度,m；
、--角桩冲切系数；
、——从角桩内侧边缘至承台外边缘的距离，m；
、——角桩冲跨比．，；其值均应满足0.25~1.0的要求；
、-—从承台底角桩顶内边缘引冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离;当柱（墙）边或承台变阶处位于该冲切线以内时，则取由柱(墙）边或承台变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。
由于，从角桩内边缘到承台外边缘的距离为
故厚度为2。0m的承台能够满足角柱对承台的冲切要求。
3. 承台受剪承载力计算
承台剪切破环发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于Ⅰ—Ⅰ截面,其计算公式如下：
(3。13)
式中:
—-不计承台及其上土自重，在荷载效应基本组合下，斜截面的最大剪力设计值，；
—-凝土轴心抗拉强度设计值,;
-—台计算截面处的计算宽度，m；
—-台计算截面处的有效高度,m；
—-台剪切系数;
-—截面的剪跨比,，；此处,，为柱边（墙边）或承台变阶处至、方向计算一排桩的桩边的水平距离，时，取；当时，取。
--受剪切承载力截面高度影响系数;当时，，当时,取；期间按线性内插法取值。
剪切系数
受剪切承载力高度影响系数
(3。14）
Ⅰ—Ⅰ截面剪力为
（3。15）
则
故满足抗剪切要求。
4. 承台受弯承载力计算
承台计算截面弯矩如下:
对于Ⅰ—Ⅰ截面，取基桩净反力最大值进行计算,则
（3.16）
（3.17）
因此,承台长边方向选用B25＠180,则钢筋根数，实配钢筋，满足要求。
对于Ⅱ-Ⅱ截面,取基桩净反力平均值进行计算,
此时
则
（3。18）
（3。19）
因此，承台长边方向选用B22@130,则钢筋根数,实配钢筋，满足要求。
5. 承台构造设计
混凝土桩桩顶伸入承台100mm，两承台间设置联系梁,连系梁顶面标高—3。90m,与承台顶齐平，梁宽250mm，梁高600mm，连系梁梁内部主筋为上下4A12通长配筋和2A12通长腰筋,箍筋采用A6@200.承台底做100mm厚C10素混凝土垫层，挑出承台边缘100mm.
3.6 四桩承台桩身结构设计
泥浆护壁钻孔灌注桩选用C30混凝土，预制桩尖选用C30混凝土,钢筋选用HPB300级。
1。 桩身轴向承载力验算
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008)第5。8。2条的规定，桩顶轴向压力应符合