墩台基础课程设计---某大桥低桩承台基础设计.doc

概述 1.1基本资料 本设计资料是江阴市某大桥低桩承台基础设计，该桥上部结构型式采用变截面连续箱梁双幅桥，荷载标准公路——I级，桥面双幅并立，中央空间9m,单幅横向布置为0.35m（栏杆）+5m（非机动车道）+0.4m（隔离栅）+12.25m（车行道）+0.5m（防撞护栏）=18.5m，总宽46m.桩的型式采用钻孔灌注桩，桩身采用C25混凝土，承台采用C30混凝土。 本设计是针对15#墩（左幅），对应的地质钻孔是ZKB4，其设计控制荷载分别为：N=60000kN（↓）、H=600kN（→）、M=6204kN·m(↖)。 1.2施工方法 1.2.1施工方法简介及机具设备 本设计工程桩基础采用钻孔灌注桩。施工时直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼、灌注混凝土而成。 正循环旋转钻进是泥浆由泥浆泵压进泥浆笼头，通过钻杆从底端钻头射出而输入孔底，泥浆挟钻渣上升，从护筒顶溢流口不断流出排至沉淀池内，钻渣沉淀，泥浆流入泥浆池循环使用。 由于是在粘土中钻孔，采用自造泥浆护壁。钻孔达到要求的深度后，测量沉碴厚度，进行清孔。清孔采用射水法，此时钻具只转不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格。 钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。用垂直导管灌注法水下施工。水下灌注混凝土至桩顶处，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除含有泥浆的桩段后，桩顶标高和质量能符合设计要求。 施工后的灌注桩的平面位置和垂直度都需要满足规范的规定。 2.2桩数的确定 摩擦桩单桩轴向力受压容许承载力：（桩孔灌注桩） 其中，桩的周长;（桩径D=2m,采用旋转钻，则直径增大5cm） （具体数据参见表一） 面积： 修正系数： 深度,故取米； 桩底土的容许承载力; 桩侧土的平均容重 故 估算桩数： n取整数，即;桩的具体分布及承台尺寸见图二； 表一 桩埋置深度范围内土的相关数据 土层 深度 地基系数 内摩擦角Φ ① 1.40 18.70 15 7.10 120 40 ② 8.60 17.73 4 15.60 90 24 ③ 1.70 19.60 15 13.80 200 66 ④ 14.40 19.56 15 16.58 230 57 ⑤ 4.80 19.85 15 16.10 240 70 ⑥ 6.00 18.55 55 27.00 160 45 ⑦ 5.10 19.20 4 20.40 220 55 2.3桩长的确定 假设桩基插入最底层的高度为h，，则 ;; 假设埋置深度小于等于40，则; 解之，可得 h,=4.51m; 则桩长 取整，可得桩长 L=42米；又因为4240，故假设不成立。所以取h=40米； 则 解之，可得.故桩长 米。 取整，得出确定的桩长为。 第三章 桩基内力及位移计算 3.1桩的计算宽度的计算 桩的计算宽度 其中，形状换算系数 受力换算系数 因为桩间净距,则 （b`查表，可得） 所以，桩的计算宽度：； 3.2地基系数的确定 此桩总长42米，共经过七层不同的土层，具体数据见表一。 地基系数的确定采用等效面积换算法，其计算图示见图四。 等效面积计算m值： 又因为所以 地基系数 3.3桩的变形系数ɑ的确定 变形系数的计算公式： 其中， 基础计算刚度 所以，桩的计算刚度 = 3.4桩的刚度系数的确定 3.4.1单位“力”作用，桩在该处变位 因桩底是非岩石类土，且所以则 3.4.2单位“力”作用在桩顶时桩顶变位计算 其中. 3.4.3桩顶发生单位变位时桩顶发生内力的计算 其中，； 摩擦角 侧摩阻力以扩散角至桩地面得的半径为：； ∴；∴桩身截面 ；则： 3.5每桩的桩顶作用的计算 3.5.1承台发生单位变位时，所有桩顶对承台作用反力之和的计算 其中，为每排的桩数，为各桩至承台中心处的距离。 3.5.2承台变位的计算 3.5.3任一桩顶分配作用效应组合设计值计算 校核： 3.6桩身弯矩最大值计算 3.6.1局部冲刷线处桩柱变位计算 此设计中，桩顶即为承台底面， 3.6.2局部冲刷线以下深度Z处桩身各截面内力计算 弯矩 其中， ; 则有 ; 桩身截面配筋只需要弯矩，不会发生剪力破坏，在此只计弯矩。 可从书附录II中按查取，其计算列于表二，绘制的桩身弯矩图见图5。 表二 桩身弯矩计算表 αZ Z 0.2 0.704 -0.00133 -0.00013 0.99999 0.20000 6608.106 0.4 1.408 -0.01067 -0.00213 0.99974 0.39998 6915.610 0.6 2.113 -0.