中南大学《基础工程》课程设计

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1、中南大学土木工程学院基础工程课程设计《基础工程》课程设计设计说明书班级：交建1305班姓名：王俊杰学号：04031305261中南大学土木工程学院基础工程课程设计一、设计资料1、地质及水文（1）河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30米。（2）水文：地面（河床）标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m。2、土质指标表1土质指标类型地基系数m（KN/m4）极限摩阻力τ（KPa）内摩擦角ф容重（扣除浮力）（KN/m3）软塑粘土8×

2、1033020º12密实粗砂25×10311038º123、桩、承台尺寸与材料规范规定：钻（挖）孔灌注的摩擦桩中心距不得小于2.5倍成孔直径，所以取：承台尺寸：7.0m×5.0m×2.0m。（1）拟定采用四根桩，设计直径为1.0m。（2）桩身及承台混凝土用20号，其受压弹性模量Eh=2.6×104Mpa。（3）平面布置图如下图1所示：图1平面布置图4、荷载情况(1)上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时：∑N=6103.4KN∑H=310.25KN(制动力及风力)∑

3、M=4123.6KN（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯矩）1中南大学土木工程学院基础工程课程设计恒载及二孔活载时∑N=6503.24KN（2）桩（直径1.0m）自重每延米为KN/m(已扣除浮力)(3)故,作用在承台底面中心的荷载力为:∑N=6103.4+(7.0×5.0×2.0×25)=7853.4KN∑H=310.25KN∑M=4123.6+310.25×2.0=4744.1KN•M恒载及二孔活载时:∑N=6503.24+(7.0×5.0×2.0×25)=8253.24KN(4)则拟定桩基础采用冲抓钻孔灌

4、注桩基础,为摩擦桩。一、单桩容许承载力的确定根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为h3，则：Nh=[P]=U∑+λm0A{[σ0]+K2γ2(h3-3)}当两跨活载时：Nh=+(38.5-35.2)×11.78+×11.78h(kN)=2102.18+5.89h(kN)计算[P]时取以下数据：桩的设计桩径为1.0m，冲抓锥成孔直径为1.15m，U=π×1.15=3.61m，A=π×1.02/4=0.785㎡,λ=

5、0.70,m0=0.8,K2=6.0，[σ0]=550kpaΥ2==(kN/㎡)(已扣除浮力)τ1=30kpa,τ2=110kpa[P]=×3.61×[2.7×30+(h-2.7)×110]+0.7×0.8×0.785×{550+6.0×(h+3.3-3)}=Nh=2102.18+5.89h所以，则解一元二次方程得：h=9.99m1中南大学土木工程学院基础工程课程设计现取h=10m，桩底标高为25.20m，桩的轴向承载力符合要求。具体见如下图2所示图2双排桩断面图（a）横桥断面图（b）纵桥断面图三、桩顶及最大

6、冲刷线处荷载Pi、Qi、Mi及P0、Q0、M0的计算（一）参数计算1、桩的计算宽度b1b1=Kf·K0·K·d∵Kf=0.9K0=1+1/d=2.0d=1.0∴又；；n=2；=0.6又有=2.0<0.6=3.6m故K==0.6+×=0.8221中南大学土木工程学院基础工程课程设计∴b1=0.9×2.0×0.822×1.0=1.48m2、桩的变形系数α最大冲刷线以下hm=2(d+1)=2×2=4,h1=2.7m,h2=4-2.7=1.3mm=[m1h12+m2(2h1+h2)h2]/hm2=[8.0×103×2

7、.72+25×103×(2×2.7+1.3)]/42=17.25103KN/3I=πd4/64=π×14/64=0.049m4受弯构件：EI=0.67EhI=2.6×107×0.0491×0.67=8.5358×105故m-1桩在最大冲刷线以下深度h=10m。其换算深度则为=0.496×10=4.96m(>2.5m)故按弹性桩计算1、桩顶刚度系数ρ1、ρ2、ρ3、ρ4值计算l0=3.3mh=10mξ=1/2(钻孔桩)A==0.785∵h=10m∴C0=10m0=10×25×103=2.5×105KN/按桩中心

8、距计算面积，故取A0=1中南大学土木工程学院基础工程课程设计=0.999EI又已知：=0.496×10=4.96m=0.496×3.3=1.637m由和查附表17、18、19，并用双内插法得:(，取4m)=0.25830;=0.44373;=1.057941、计算承台底面原点0处位移、、1中南大学土木工程学院基础工程课程设计(二)计算作用在每根桩顶上的作用力、、竖向力:=水平力：=弯矩：校核：校核正