基础工程课程设计—张华帅

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1、基础工程课程设计铁路桥梁高承台桩基础设计一、收集设计资料某单线桥位于直线上，冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，其容重γ=2000KN，内摩擦角=38º，地基的基本承载力σ0=900KPa。局部冲刷线标高为19.200m，承台底与水位线平齐，设计标高为26.800m。采用钻孔灌注桩施工，桩基直径为1.0～1.8m。设计时，桩侧土极限摩阻力f=180KPa，横向地基系数的比例系数m=80MN/m4。基桩混凝土采用C30，其受压弹性模量Eh=2.65×107KPa。二、设计荷载该桥墩由主力加附加力双孔活载控制桩基设计。作用于承台底面的竖向力：N=2000KN、水平

2、力H=400KN，力矩M=6900KNm。三、基桩选择1.基桩类型与尺寸（1）基桩类型——钻孔灌注桩根据设计资料知：考虑挤土效应和基桩的强度、刚度，选择灌注桩。而冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，有含水层，不宜采用人工挖空桩，考虑经济因素，采用钻孔灌注桩。在桩位就地钻孔，成孔后将钢筋笼置入孔内灌注混凝土而成桩。（2）基桩尺寸—1.25×（7.6+12.4）本设计中冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，承载力高，可作为持力层，从承台底面到局部冲刷线长度为7.6m，故上部桩长取7.6m，总桩长不妨取为为20m，桩地标高6.8m处。故基桩尺寸为：桩长取为20

3、m，上部长度7.6m,下部长度为12.4m；桩径1.25m。（3）混凝土等级基桩采用C30混凝土，承台采用C25。2.基桩数量按双孔重载估算桩数：式中：µ为经验系数，桥梁桩基采用1.3～1.8。（1）计算单桩容许承载力式中:——桩底面积，此处为——桩底支撑力折减系数，按规范6.2.2-6，取——桩身截面周长，（按旋转锥计算）——极限摩阻力，——土层厚度，——桩底地基土的容许承载力，按公式式中：——地基基本承载力，——由铁路桥涵规范4.1.3，取，根据规范4.2.2，主力加附加力时，可以把地基容许承载力提高20%（1）确定桩数n暂取，验算后在做必要调整。3.基桩布置根据

4、铁路桥涵规范6.3.2，钻孔灌注桩的中心距不应小于2.5倍成孔桩径；各类桩的承台板边缘至最外一排桩的净距，当桩径时，不得小于，且不得小于0.5m。根据承台及以上布桩原则，基桩的布置图如下：图1基桩布置图四、每根桩顶内力计算1.单桩的计算宽度b0形状换算系数圆形截面，=0.9；受力换算系数桩间相互影响系数故，单桩计算宽度2.桩的变形系数桩的抗弯刚度：基础的变形系数：桩的入土深度：可见，此桩按弹性桩计算。3.单桩桩顶刚度（1）轴向刚度系数该桩为钻孔灌注桩，故。，由公式大于桩间中心距4m，故，取则，（2）轴向刚度系数、、按式6-57计算，由表6-15可知：2.承台刚度系数与

5、承台底面形心处位移计算按公式6-63计算各反力和反力矩按公式6-62计算b,a,β5.桩顶内力计算按公式6-64计算。分别以代入第一式，可以求得桩顶的最大和最小轴向力：==此外,校核：五、局部冲刷线处桩身的横向位移和转角因桩下端在土层内，且，故和可利用式6-38和6-39计算，即其中系数、、、可根据（地面处）及则六、桩身内力计算1.求任意深度z处桩身截面上的弯矩系数、值可根据值及从表6-11查得。将局部冲刷线以下任意深度z处的值表计算如下表所示。1.求任意深度z处的桩侧土的抗力则，和列表计算如下表1，并将计算结果绘于图2。表1和计算表Z/m0.000.0000.000

6、1.0000.000303.890303.8900.0000.0000.0000.0000.0000.200.3180.1970.99820.881303.282324.1630.4240.2588.90215.50924.4110.400.6360.3770.98639.960188.701339.5950.7210.40015.13824.04539.1830.600.9540.5290.95956.071183.533347.5010.9020.45018.93827.05045.9890.801.2720.6460.91368.472174.730345.92

7、40.9790.43020.55525.84846.4031.001.5900.7230.85176.634162.864335.2440.9700.36120.36621.70042.0671.201.9080.7620.77480.767148.128315.9780.8950.26318.79115.80934.6011.402.2260.7650.68781.085131.478289.8580.7720.15116.2099.07725.2861.602.5440.7370.59478.118113.680258.6280.6210.039