基础工程施工课程设计指导书.doc

'湖北国土资源职业学院实训指导书2012-2013学年第一学期实训名称基础工程施工课程设计课程性质□技能训练■课程设计□课程实习□综合实习□生产实习□毕业实习实训时间第18周-第18周主训教师教研室监理系（部）地质工程系 一、基本信息实训性质□技能训练■课程设计□课程实习□综合实习□生产实习□毕业实习实训周数1周实训学时30学时实训学分1.0学分实训场所起始周次18周结束周次18周实训方式■自组□插入□产训结合实训对象班　级人数分组组数指导教师第1组第2组第3组第4组第5组子课题或子项目序号子课题、子项目名称训练时间测试方式、内容1设计主体内容的讲解及格式要求并收集资料。4学时通过课堂提问及收集资料的检查掌握学生学习情况2讲解设计任务，学生进行工程概况的编写，老师指导。2学时检查工程概况要点编写的完整性和专业性3讲解单桩竖向承载力标准值和设计值的计算方法，学生进行编写，老师指导。16学时当场考核对计算公式的运用能力，检查承载力计算的正确性4讲解桩数的计算及布桩方法，学生进行编写，老师指导。6学时提交设计结果，检测对桩数计算及布桩方法的掌握程度5讲解桩身强度验算方法，学生进行编写，老师指导。2学时提交验算过程及结果，考核对桩身强度验算方法的掌握6讲解群桩中基桩的受力验算方法，学生进行编写，老师指导。2学时当场考核对群桩中基桩的受力验算的过程及其正确性，考核对验算方法的掌握7讲解承台结构设计及验算方法，学生进行编写，老师指导。12学时提交设计结果及验算过程，检测承台结构设计及验算方法的掌握程度8讲桩身及承台配筋方法，学生进行编写，老师指导。8学时提交设计过程及现场考核相结合，考核学生对桩身及承台配筋方法的掌握9整理相关图件，要求电脑出图，老师指导。4学时现场考核与提交电脑图件相结合，考核对电脑制图及出图方法的掌握10整理并提交设计报告和并进行考核，老师现场提问。4学时现场考核及提交设计，考核对本次课程设计的学习及掌握情况二、教学目标 1、巩固所学基础理论和专业技术知识，主要包括《基础工程施工技术》、《土力学》、《建筑材料》、《建筑结构》、《工程识图》等。2、掌握桩基础的设计步骤与方法，重点掌握承载力计算。3、学会相关规范的使用以及资料的收集方法。三、环境与条件1．地点、场所条件2．设施、设备条件课桌、照明系统。3．场景、生活、软件条件提供绘图工具。4．材料、劳保、安全条件基本满足要求。四、实训准备1．教学资料准备印制课程设计指导书。2．预备知识准备复习《基础工程施工技术》理论课，预习课程设计指导书。3．生活、学习用具准备准备至少两份报告本和计算器。五、纪律及安全要求1．纪律要求学生不能迟到、早退。不能无故旷课，实习期间不能喧哗，有问题举手向教师提问。2．安全要求实习期间不得无故外出，按学校正常作息时间进行。六、分组情况1.分组情况七、过程组织与安排在课程设计前一周，召开实习动员会，并印制课程设计指导书，安排指导教师到堂指导。八、实训报告要求1、 编写前，可以互相讨论，收集和共享资料，正式编写时应该独立思考，不得照搬现抄及互相抄袭。2、字迹工整，语句通顺，图件美观，专业术语恰当，计算准确。九、技能测试标准要求学生在二周时间内按照实习指导书要求独立完成设计报告。十、考核及评分考核方法采用平时考勤（30%）＋设计报告（70%）为最终成绩。十一、内容及过程指导实训子课题（项目）一：设计主体内容的讲解及格式要求并收集资料（一）教学目的 了解熟悉设计的对象及其分析方法，掌握设计对格式的要求，掌握收集资料的方法。（二）任务及时间安排分析设计对象，讲解格式的要求，按要求收集资料。共4学时。（三）内容、步骤与指导1、分析设计对象建筑桩基安全等级为2级。已知上部框架结构由柱子传来的荷载：F=2000kN，M=400kN×m，V=50kN。柱的截面尺寸为400mm´600mm。承台底面埋深D=2.0m。采用预制桩，桩截面尺寸为300mm×300mm。桩身材料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc=15mpa，弯曲抗压强度设计值fm=16.5mpa；主筋采用f16，其强度设计值fy=310mpa.承台材料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc=15mpa，弯曲抗压强度设计值fm=16.5mpa；抗拉强度设计值ft=1.5mpa.教师结合本次参加实习学生已学课程进行分析。2、格式要求(1)报告包括内容:①封面；封面必需注明设计的名称、学生姓名、班级、指导老师、实习时间及提交报告时间；②前言；以简短的篇幅介绍设计的目的及内容，引出本文的主题；③目录：标注重要章节所在页码；④正文;文字通顺，语言流畅，无错别字，内容真实可靠。重点突出、条理清晰,语言简洁、通俗易懂。涉及图的名称采用中文，图名在图片下面，图号以章为单位顺序编号；涉及表格的名称采用中文，表名在表格上面。表号以章为单位顺序编号，表内必须按规定的符号标注单位；涉及公式的书写应在文中另起一行，居中排列。公式序号按章顺序编号。⑤总结及体会：要求条理清楚、逻辑性强；着重写出对设计内容的总结、体会和收获。（四）测试形式、标准及要求课堂提问及收集资料的检查，要求资料详实，针对性强，所有学生都必须独立完成。（五）思考与提高怎样正确区分所收集资料的有用程度？ 实训子课题（项目）二：讲解设计任务，学生进行工程概况的编写（一）教学目的掌握工程概况的编写方法及技巧。（二）任务及时间安排对本次设计工程概况进行编写。共2学时。（三）内容、步骤与指导对所附设计内容进行整理及编写。编写过程中要求结合专业知识进行分析。（四）测试形式、标准及要求现场检查编制的报告，考核工程概况及要点编写的完整性和专业性。（五）思考与提高工程概况编写时怎样注意其专业性？实训子课题（项目）三：单桩竖向承载力标准值和设计值的计算（一）教学目的掌握单桩竖向承载力标准值和设计值的计算方法。（二）任务及时间安排对单桩竖向承载力标准值及设计值进行正确计算。共16学时。（三）内容、步骤与指导1、持力层的确定（1）持力层是一个相对概念，它与建筑物要求（荷载大小、沉降量）、桩的直径长度、施工方法等密切相关。如粘土可以作为某些小荷载建筑物的持力层，而强风化岩层则不能作为某些高层建筑物的持力层。（2）密实的砂土层、卵砾石层、基岩等在不同情况下均可作为持力层使用，同时应注意地层面起伏对桩承载力的不良影响。（3）选择持力层时还应注意是否有软弱下卧层以及其对建筑物稳定、沉降的影响。（4）一般应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土,不宜小于1d。当存在软弱下卧层时,桩基以下硬持力层厚度不宜小于3d。2、确定桩的尺寸（1）桩的尺寸包括桩的直径、长度、桩底与桩顶的标高、桩身截面与剖面形式等。 （2）桩的尺寸受制于建筑物荷载大小、地层、桩的类型、施工设备条件等。如钻孔灌注桩其桩径、桩长相对不受限制，还可以据需要将桩身设计成扩大头状；而预制桩常用桩径有：250mm×250mm，300mm×300mm，350mm×350mm，400mm×400mm，且桩长一般在20米以内；又如摩擦桩主要通过增加桩的长度来提高桩的承载力，而端承桩则主要通过加大桩端的直径来提高桩的承载力。（3）桩尺寸的确定还应考虑施工难易、施工工期等。如相同条件下可以有设计成大直径桩（桩数较少）及小直径桩（桩数多）两种选择方案，但到底选用哪一种还需结合工程造价以及工程施工难易程度考虑（4）承台最小宽度不应小于500mm，承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于150mm。对于条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm；（5）条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于300mm；（6）筏形、箱形承台板的厚度应满足整体刚度、施工条件及防水要求。对于桩布置于墙下或基础梁下的情况，承台板厚度不宜小于250mm，且板厚与计算区段最小跨度之比不宜小于1/20；（7）柱下单桩基础，宜按连接柱、连系梁的构造要求将连系梁高度范围内桩的圆形截面改变成方形截面。（8）桩顶嵌入承台的长度对于大直径桩，不宜小于100mm；对于中等直径桩不宜小于50mm。（9）承台埋深应不小于600mm。3、单桩极限承载力值标准计算当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp式中qsik—桩侧第I层土的极限侧阻力标准值，可按表取值。qpk—极限端阻力标准值，可按表取值。Ap——桩端面积。li——桩的第i段长度。u—桩身周长。桩的极限侧阻力标准值qsk（kpa）土的名称土的状态混凝土预制桩泥浆护壁钻（冲）孔桩干作业钻孔桩填土—22～3020～2820～28淤泥—14～2012～1812～18淤泥质土—22～3020～2820～28黏性土流塑Il>124～4021～3821～38软塑0.750.926～4624～4224～42中密0.75≤e≤0.946～6642～6242～62密实e<0.7566～8862～8262～82粉细砂稍密103066～8864～8664～86中砂中密153074～9572～9472～94粗砂中密153095～11695～11698～120砾砂稍密510116～138116～130112～130圆砾、角砾中密、密实N63.5>10160～200135～150135～150碎石、卵石中密、密实N63.5>15200～300140～170150～170全风化软质岩—3010160～240140～200140～220强风化硬质岩—N63.5>10220～300160～240160～260注：1、对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力；2、αW为含水比，αW=ω/ωl，ω为土的天然含水率，ωl为土的液限；3、N为标准贯入击数；N63.5为重型圆锥动力触探击数；4、全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk≤15Mpa、frk>30Mpa的岩石。泥浆护壁钻（冲）孔桩桩长（m）30≤L300～450750～8001200～14001600～1800750～850110～1200650～7501100～12001500～18001900～21002600～280015≤L<30300～450600～7501000～12001400～1600650～750900～110600～700900～11001200～15001500～19002400～2600 10≤L<15250～300450～600900～10001200～1400500～650750～950450～600750～900900～12001100～15002100～24005≤l<10150～250350～450800～9001100～1200300～500650～900350～500600～750650～850850～10501500～1800混凝土预制桩桩长（m）I>301300～19002300～36003600～44006000～68002500～34003600～4402100～30003800～55005300～70007500～90009500～110001615N>15软塑可塑硬可塑硬塑中密密实稍密中密、密实中密、密实土名称黏性土粉土粉砂细砂中砂粗砂 桩的极限端阻力标准值qpk（kpa）注：1、砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度，桩端进入持力层的深径比hd/d,土愈密实，hd/d愈大，取值愈高；2、预制桩的岩石极限端阻力指桩端支承于中、微风化基岩表面或进入强风化岩、软质岩一定深度条件下极限端阻力；3、全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩指其母岩分别为frk≤15Mpa、frk>30Mpa的岩石。4、复合基桩的竖向承载力设计值计算：（1）基桩承载力的确定对于端承型群桩，对于桩数不超过3根的非端承桩基中的桩，由于桩数少，侧阻、端阻的群桩效应较小，可以不考虑，并且忽略承台底土抗力，以作为安全储备，仍将其作为基桩看待，基桩的竖向承载力设计值按下式计算：R=Ra当根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，基桩的竖向承载力设计值为:R=1/2×QukQuk——竖向极限承载力标准值。（2）复合基桩承载力的确定承台底土提供反力，且考虑群桩效应的单桩竖向承载力设计值按下式求算：R=Ra+hcfakAc当根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，其复合基桩的竖向承载力设计值为:R=1/2Quk+hcfakAc式中hc——承台底土阻力群桩效应系数,按下表取值Ac——承台底地基土净面积fak——承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层图的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；承台效应系数hcsa/dBc/l3456>6≤0.40.06～0.080.14～0.170.22～0.260.32～0.380.50～0.800.4～0.80.08～0.100.17～0.200.26～0.300.38～0.44>0.80.10～0.120.20～0.220.30～0.340.44～0.50单排桩条形承台0.15～0.18025～0.300.38～0.450.50～0.60注：1.表中sa/d为桩中心距与桩径之比；Bc/l为承台宽度与桩长之比。当计算基桩为非正方形排列时，sa=A/n开二次方，A为承台计算域面积，n为总桩数； 2、对于桩布置于墙下的箱、筏承台，ηc可按单排桩条形承台取值；3、对于单排桩条形承台，当承台宽度小于1.5d时，ηc按非条形承台取值。4、对于采用后注浆灌注桩的承台，ηc宜取低值。5、对于饱和黏性土中的挤土桩基、软土地基上的桩基承台，ηc宜取低值的0.8倍。（四）测试形式、标准及要求对设计过程以提交报告形式进行批改，考核对计算公式的运用能力，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。实训子课题（项目）四：确定桩数及桩的平面布置（一）教学目的 掌握确定桩数的方法及步骤并能对桩进行合理的布置。（二）任务及时间安排通过计算确定桩数并布桩；共6学时。（三）内容、步骤与指导1.桩的数量估算当承台处于轴心受压作用下时：当承台处于偏心受压作用下时:式中：F——作用于桩基承台顶面的竖向力；G——承台及承台上土自重标准值；R——单桩竖向承载力设计值；μ——系数，取1.1～1.4；n——预估桩数。2.桩的平面布置1）桩的中心距通常桩的中心距宜取（3～4）d（桩径）。若桩的中心距过小，桩施工时互相挤土影响桩的质量；反之，桩的中心距过大，则桩承台尺寸太大，不经济。桩的最小中心距应符合下表的规定。对于大面积桩，尤其是挤土桩宜按下表列值适当加大。桩的最小中心距土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩基其它情况非挤土和部分挤土灌注桩3.0d3.0d部分挤土桩非饱和土、饱和非黏性土3.5d3.0d饱和黏性土4.0d3.5d挤土桩非饱和土、饱和非黏性土4.0d3.5d饱和黏性土4.5d4.0d注:d为桩直径或边长。对于扩底灌注桩，除应符合上表外尚应满足下表要求：成桩方法最小中心距钻、挖孔灌注桩2D或D+2.0m（当D＞2m时）沉管夯扩灌注桩非饱和土、饱和非黏性土2．2D且4.0d（D为扩大端直径） 饱和黏性土2.5D且4.5d2）桩的平面布置：①布置原则：1.尽量使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合；2.并使桩基受水平力和力矩较大方向及承台]的长边，有较大的截面模量。3.桩离桩承台边缘的净矩应不小于0.5d。4.同一结构单元,宜避免用不同类型的桩。②桩的平面布置形式矩形网格状、梅花形(三角形)、网格状、按荷载要求还可采用不等距的排列方式，如图所示。烟囱、水塔基础通常为圆形，桩的平面布置成圆环形。 （四）测试形式、标准及要求指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。训子课题（项目）五：桩身强度验算方法（一）教学目的掌握桩身受力验算方法，并能独立进行验算。（二）任务及时间安排独立完成桩身受力验算，共2学时。（三）内容、步骤与指导（1）按桩身强度验算承载力设计值①当桩顶以下5d范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm，且符合规范4.1.1条规定时：N≤ψcfcAps+0.9fy/As/②当桩身配筋不符合上述规定时：N≤ψcfcApsN-荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值；ψc-基桩成桩工艺系数fc-混凝土抗压强度设计值；fy/-纵向主筋抗压强度设计值As/-纵向主筋截面面积计算混凝土桩在轴心受压荷载和偏心受压荷载下的桩身承载力时，应将混凝土的轴心抗压强度设计值和弯曲抗压强度设计值分别乘以下列基桩施工工艺系数ψc:混凝土预制桩ψc=0.85；干作业非挤土灌注桩ψc=0.9；泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩ψc=0.7～0.8；软土地区挤土灌注桩ψc=0.6（四）测试形式、标准及要求 指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。实训子课题（项目）六：群桩中基桩的受力验算（一）教学目的掌握群桩中基桩的受力验算方法及步骤。（二）任务及时间安排独立完成群桩中基桩的受力验算，共2学时。（三）内容、步骤与指导按《建筑桩基技术规范》，验算基桩竖向承载力时按荷载效应基本组合及地震作用效应组合两种情况考虑。1.竖向力计算（1）轴心竖向力作用NK=（Fk+Gk）/n（2）NiK=（Fk+Gk）/n±Mxkyi/∑yj2±Mykxi/∑xj2Fk:荷载效应标准组合下,作用于承台顶面的竖向力Gk：桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力；NK：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；Mxk，Myk：荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩；xi、xj、yi、yj：第i、j基桩或复合基桩至y、x轴的距离2.当考虑荷载效应基本组合时: 在轴心竖向力作用下，要求每根桩实际承受的荷载不大于单桩竖向承载力设计值。按下式验算：N≤R在偏心竖向力作用下，除满足上式外，还应满足下式要求:Nmax≤1.2R式中Nmax—基桩或复合基桩最大竖向力设计值；R—基桩或复合基桩竖向承载力设计值。（四）测试形式、标准及要求指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。 实训子课题（项目）七：承台结构设计及验算（一）教学目的掌握承台的结构设计和验算的方法、步骤。（二）任务及时间安排对承台结构进行设计及验算，共12学时。（三）内容、步骤与指导1、承台的作用：（1）把多根桩联结成整体，共同承受上部荷载。（2）把上部结构荷载通过桩承台传递到各根桩的顶部；（3）桩承台为现浇钢筋混凝土结构，相当于一个浅基础。因此，桩承台本身具有类似于浅基础的承载能力，即桩承台效应。2、承台的材料与施工（1）桩承台应采用钢筋混凝土材料，采用现场现浇施工；（2）承台的混凝土强度等级不低于C15；（3）承台配筋按计算确定；（4）钢筋保护层厚度不宜小于50mm。3、承台的尺寸（1）承台的平面尺寸承台的平面尺寸依据桩的平面布置，承台每边由桩的外围外伸不小于d/2,承台的宽度不宜小于500mm。（2）承台的厚度承台的厚度要保证桩顶嵌入承台，并防止桩的集中荷载造成承台的冲切破坏。承台的最小厚度不宜小于300mm。对大中型工程承台厚度应进行抗冲切计算确定。4、承台的形式：柱下独立桩基承台板式承台柱和墙下满堂桩基承台 梁式承台5、承台的破坏形式：（1）板式承台受弯开裂破坏板式承台受荷载作用后其破坏特征可能是：冲切或剪切破坏当承台厚度不够，配筋率较低时，常会发生受弯破坏；当厚度较小，则可能产生冲切破坏，即沿柱边或变阶处形成近45°的破坏锥体,或者在角桩处形成近45°的破坏锥体，也可能产生剪切破坏。可见，承台应有足够厚度，且底部应配置足量受力钢筋。 （2）梁式承台对于梁式承台，则分别按墙下承台梁和柱下承台梁考虑其抗冲切、抗剪切及抗弯承载力。承台受力计算6.承台受弯计算（1）板式承台受弯计算①多桩矩形承台经大量模型试验表明，柱下独立桩基承台受荷载作用后，挠曲裂缝在平行于柱边的两个方向交替出现，承台在两个方向交替呈梁式承担荷载，最大弯矩产生于平行柱边两个方向的屈服线处，即柱下独立桩基承台呈梁式破坏。因此，多桩矩形承台弯矩计算截面应取在柱边和承台高度变化处(杯口外侧或台阶边缘)，见下图。承台正截面弯矩设计值可按下式计算：式中：Mx、My——垂直X轴和Y轴方向计算截面处弯矩设计值；xi、yi——垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；Ni——第i桩竖向净反力设计值(扣除承台和承台上土自重) ；当处于不考虑承台效应的情况时，则为第i桩竖向总反力设计值。②柱下三桩承台其受弯破坏模式也呈梁式破坏，屈服线也位于柱边两正交方向，见下图。故三桩三角形承台弯矩设计值可按下式进行计算：由于三角形承台主筋一般平行于承台边呈三角形配置，此时弯矩计算截面与一边或二边的主筋呈非正交关系，在进行抗弯承载力计算时，则应将主筋方向角进行换算。③筏形承台和箱形承台计算弯矩时宜考虑地基土性质、基桩的几何特征、承台和上部结构形式及刚度，按地基——桩——承台——上部结构共同作用的原理进行分析计算。1）筏形承台若桩端持力层坚硬均匀，上部结构的刚度较好，且柱荷载及柱间距的差异不大于20%时，可仅考虑局部弯曲作用，按倒楼盖法计算弯矩。若桩端以下有中、高压缩性土，或非均匀土层，上部结构刚度较差或柱荷载及柱间距变化较大时，则应按弹性地基梁板进行计算。2）对于箱形承台，若桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土，且持力层性状较均匀时；或者当上部结构为剪力墙、12层以上框架、框剪体系且箱形承台的整体刚度较大时，箱形承台的顶、底板计算可只考虑局部弯曲作用。（2）梁式承台受弯计算梁式承台有：柱下条形承台梁墙下条形承台梁 1）柱下条形承台梁可按倒置的连续梁对待，即将桩顶反力作为承台梁上的集中荷载，柱作为梁支座，即可按普通连续梁分析其内力。当桩端持力层较硬且桩与柱的轴线不重合时，则可将桩视为不动支座，按连续梁计算。2）墙下条形承台梁由于对梁上墙体荷载的分布假定不同，即产生不同的内力计算方法：a不考虑墙梁的共同作用，将墙体荷载作为承台梁上的均布荷载，按普通连续梁计算弯矩及剪力。b按钢筋混凝土过梁的荷载取值方法确定承台梁上的荷载；例如:当首层门窗洞口下墙体高度hw≤L/3(L为桩的净距)时，取hw范围内全部墙体重作为均布荷载，当hw>L/3时取L/3高度范围内全部墙体重作为均布荷载，按连续梁计算弯矩、剪力。c倒置弹性地基梁法。即将承台梁上墙体视作半无限平面弹性地基，承台梁视为桩顶荷载作用下的倒置弹性地基梁，按弹性理论求解梁的反力，经简化后作为承台梁上的荷载，再按连续梁计算弯矩和剪力。对于承台上的砖墙，还应验算桩顶以上部分砌体的局部承压强度。计算简图见下图。 7、受冲切计算（1）受柱（墙）冲切承载力可按下列公式计算：FL≤βhpβ0umfth0FL=F-∑Qiβ0=0.84/（λ+0.2） βhp-承台受冲切承载力截面高度影响系数，当h≤800mm时，取1.0，h≥200mm时，取0.9，其间用内插法取值。λ：冲跨比，λ=a0/h0,a0为柱（墙）边或承台变阶处到桩边水平距离当λ<0.25，取λ=0.25；当λ>1.0时，取λ=1.0（2）柱（墙）下桩基承台受冲切承载力的计算，应符合规定：冲切破坏锥体应采用自柱（墙）边和承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的截锥体，锥体斜面与承台底面之夹角不小于45°（见下图）。 图柱对承台的冲切计算示意①对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按下列公式计算：FL≤2[βox（bc+a0y）+βoy（hc+a0x）]βhpfth0βox、βoy由β0=0.84/（λ+0.2）求得，λ0x、λ0y均应满足0.25～1.0的要求。hc、bc：分别为x、y方向的柱截面的边长a0x、a0y：分别为x、y方向柱边至最近桩边的水平距离。②对于柱下矩形独立阶形承台受上阶冲切的承载力可按下列公式计算：FL≤2[β1x（b1+a0y）+β1y（h1+a1x）]βhpfth10β1x、β1y由β0=0.84/（λ+0.2）求得，λ1x、λ1y均应满足0.25～1.0的要求。h1、b1：分别为x、y方向的承台上阶边的长 a1x、a1y：分别为x、y方向承台上阶边至最近桩边的水平距离。对位于柱（墙）冲切破坏锥体以外的基桩，应按下列规定计算受基桩冲切的承载力。③四桩（含四桩)以上承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：NL≤2[β1x（c2+a1y/2）+β1y（c1+a1x/2）]βhpfth0β1X=0.56/（λ1X+0.2）β1Y=0.56/（λ1Y+0.2）NL-不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合作用下角桩（含复合基桩）反力设计值；β1X、β1Y：角桩冲切系数a1x、a1y：从承台底角桩内边缘引450冲切线与承台顶面交点至角桩内边缘的水平距离；当柱（墙）边或承台边阶处位于该450线以内时，则取由柱（墙）边或承台边阶处与桩内边缘连线为冲切椎体的锥线；h0：承台外边缘的有效高度；λ1X、λ1Y：λ1X=a1x/h0、λ1y=a1y/h0，其值均应满足0.25～1.0的要求。（四）测试形式、标准及要求指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。 实训子课题（项目）八：桩身及承台配筋方法（一）教学目的掌握桩身及承台的配筋方法。（二）任务及时间安排对桩身及承台进行配筋，共8学时。（三）内容、步骤与指导1、受剪计算承台斜截面受剪承载力可按下式计算V≤βhSαftb0h0α=1.75/(λ+1)βhS=(800/h0)1/4. 承台斜截面受剪计算示意图式中V—不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下，斜截面的最大剪力设计值；ft—混凝土轴心抗拉强度设计值；b0—承台计算截面处的计算宽度；h0—承台计算截面处的有效高度；α—承台剪切系数；λ：计算截面的剪跨比，λX=ax/h0,λy=ay/h0,此处，ax，ay为柱（墙）边或承台变阶处y,x方向计算一排桩的桩边的水平距离，当λ<0.25，取λ=0.25；当λ>3时，取λ=3（2）当柱边（墙边）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，对每一个斜截面都应进行受剪承载力计算。（3）对于柱下矩形独立承台，应按下列规定分别对柱的纵横（X-X,X-Y）两个方向的斜截面进行受剪承载力计算。 （4）承台配有箍筋，但未配弯起钢筋时，斜截面的受剪承载力可按下列公式计算：（5）承台配有箍筋和弯起钢筋时，斜截面的受剪承载力可按下列公式计算：（6）局部受压计算 对于柱下桩基承台(板式承台或梁式承台)，当承台混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时，应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力，计算按混凝土结构设计规范要求进行。当需对承台进行抗震验算时，则应按抗震设计规范的要求，对承台的受弯，受剪切承载力进行调整。（四）测试形式、标准及要求指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须掌握其计算方法和独立完成计算。（五）思考与提高让学生独立完成设计后谈谈自己的心得体会并答疑。实训子课题（项目）九：桩及承台的施工图设计（一）教学目的根据独立设计内容进行施工图的设计。（二）任务及时间安排利用计算机手段绘制桩及承台配筋图，共4学时。（三）内容、步骤与指导 （四）测试形式、标准及要求指导后进行辅导并检查，要求所有学生都必须独立完成。（五）思考与提高绘图时应该注意哪些问题？哪些是容易忽略的细节？ (10)实训子课题（项目）十：整理并提交设计报告（一）教学目的整理并提交设计报告。（二）任务及时间安排整理并提交设计报告，共4学时。（三）内容、步骤与指导通过对本次设计进行整理，利用计算机手段绘制所需图表，教师通过现场提问的方式，确认学生对所做报告的掌握程度。（四）测试形式、标准及要求现场提问，提交报告。（五）思考与提高思考对桩设计的体会。 桩基础课程设计任务书一工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为4层，物理力学性质指标见下表，勘察期间测得地下水混合水位埋深为2.0m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。土层的主要物理力学指标土层代号名称厚度m含水量w(%)天然重度g(kn/m3)孔隙比e塑性指数Ip液性指数IL直剪试验(直快)压缩模量Es(mpa)承载力标准值fk(kpa)Psmpa内摩擦角j°粘聚力c(kpa)1-2杂填土2.018.82-1灰色粉质粘土9.038.218.91.020.3419.80.7821124.61202-2灰黄色粉质粘土4.026.719.60.750.6150.5220167.02203粉砂夹粉质粘土>1021.620.10.541.0120.325158.2260二桩基础设计资料建筑桩基安全等级为2级。已知上部框架结构由柱子传来的荷载：F=2000kN，M=400kN×m，V=50kN。柱的截面尺寸为400mm´600mm。承台底面埋深D=2.0m。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面尺寸为300mm×300mm。桩身材料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc=15mpa，弯曲抗压强度设计值fm=16.5mpa；主筋采用f16，其强度设计值fy=310mpa.承台材料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc=15mpa，弯曲抗压强度设计值fm=16.5mpa；抗拉强度设计值ft=1.5mpa.'