基础工程课程设计方案——低桩承台基础设计方案.docxVIP

基础工程课程设计 ----低桩承台基础设计 一、基本资料 1．某跨线桥主桥上部结构为预应力混凝土连续梁，跨径组成为（60+100+60）m，桥面净宽11m，设计荷载标准为公路Ⅰ级。采用盆式橡胶支座、等截面单箱双室薄壁桥墩（如下图示）。 2．主墩高度18m，箱壁厚度0.75m，纵隔板厚度0.8m，墩身顶部1.5m及底部2m均为实心段，矩形墩底截面尺寸为(4×14)m2 ，采用30号混凝土。作用于墩身底截面中心处的设计荷载为： 竖直力Nz=74958kN 水平力Hx=2895kN 纵桥向弯矩 My=38209 kN·m （坐标规定：纵桥向x轴、横桥向y轴、竖向z轴） 3．主墩基础拟采用12根钻孔灌注桩群桩基础，混凝土标号25。承台顶面与地面平齐，厚度为3.5m。 4．地质资料 自地面向下16m深度范围内为中密细砂加砾石（土层Ⅰ），往下为密实中粗砂加砾石（土层Ⅱ）。地基土的物理力学性质指标为: 土层Ⅰ：=55kpa ，=19.8kN/m3 ， m=10000kN/m4, 土层Ⅱ：=70kpa,=500kpa,=21.8KN/m3 m=20000kN/m4 5. 设计参数 承台及基桩材料重度 =25kN/m3， 基桩设计有关参数为：Ec=2.8×107kN/m2,λ=0.85, m0=0.8, K2=6 班级 桩径（m） 纵桥向（排） 横桥向（排） 桥1 1.2 3 4 桥2、4 1.5 3 4 桥3 1.8 3 4 二、主墩群桩基础设计要求（以纵桥向控制设计） （一）设计计算内容： 1.根据已知条件拟定承台平面尺寸； 2.进行基桩的平面布置； 3.拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力； 4.判断是否弹性桩； 5.桩顶荷载分配并校核； 6.确定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力； 7.单桩内力及位移计算与验算； 8.桩身截面配筋设计及桩截面强度验算； 9.群桩基础承载力和沉降量验算。 （二）设计完成后应提交的文件及图表 1．低桩承台群桩基础设计计算书（应附计算小图）； 2. 桥墩及基础结构构造图； 3. 基桩钢筋构造图。 三、设计依据规范及参考书 1．公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63-2007 ） 2．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004） 3. 王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社，2004 4. 叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，2004 5. 江祖铭等主编.墩台与基础.北京：人民交通出版社，1994  一、拟定承台平面尺寸 钻孔灌注桩属于摩擦桩中的钻孔桩，根据规范要求，其中心距不应小于桩径的2.5倍，此处，横、纵向桩中心距均取桩径的2.5倍 即：横、纵向桩的中心距为1.8*2.5=4.5m 根据规范，为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂，并考虑桩顶位置允许的偏差，边桩外侧到承台边缘的距离，对于桩径大于1.0m的桩不应小于0.3倍桩径并不小于0.5m。 故： 承台长 承台宽 二、进行基桩的平面布置 桩的排列形式采用行列式，基桩布置如图1所示： 三、拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力 承台每延米自重： 土层Ⅰ中桩每延米自重： 土层Ⅱ中桩每延米自重： 设：第二层土中桩长为 根据要求，一般应将桩底至于岩层或坚硬的土层中，已得到较大的承载力和较小的沉降量，若在施工条件允许的深度内没有坚硬土层的存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层作为持力层，要避免是桩底坐落在软土层上或离软弱下卧层的距离太近，以免桩基础发生过大的沉降。显然，土层Ⅱ相对于土层Ⅰ更适合成为持力层。 桩底所承受的最大竖向荷载最大值为： 计算时取以下数据： 桩的周长，，,, 所以承载力： 解之的 取 因此拟定桩长为： 桩端以上各土层的加权平均重度值为： 桩端处土的承载力容许值： 因为,所以取 单桩轴向受压承载力容许值的计算： 桩底所承受的最大竖向荷载 因为,不满足要求，所以需重新拟定桩长。 取=6.5m。 验算单桩轴向受压容许承载力 桩端以上各土层的加权平均重度值为： 桩端处土的承载力容许值： 因为,所以取 单桩轴向受压承载力容许值的计算： 桩底所承受的最大竖向荷载 因为,满足要求。此时拟定的桩长为： 四、判断是否为弹性桩 当，故桩的计算宽度为： 平行于水平力作用方向的桩间净距为 地面线以下桩的计算埋入深度，且。所以 计算可得： 故整个深度的地基系数比例系数m取第一层土的m， 惯性矩 抗弯刚度 桩的入土深度，故按照弹性桩计算。 五、桩顶荷载分配并校核 桩顶刚度系数值的计算： 式中： ， 即： 已知：取用4。 查附表17、附表18、附表19得：,由下式可得：