基础工程设计说明书

1、设计说明书一、设计资料1、地址及水文河床土质：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口河床标高为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 土质指标地基系数m（kn/m4）极限摩阻力p （kpa）内摩擦角小容重丫（kn/m5）软塑粘土8 x1034020 012密实粗砂25 x10312038 0123 、桩、承台尺寸与材料承台尺寸：7.0mx 4.5mx 2.0m。拟定采用四根桩，设计直径1.0m。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量eh 2.6 104mpa 。4 、荷载情况上部为等跨25m的预应力梁

2、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：n05659.4knh。298.8kn （制动力及风力）m0 3847.7kn m （竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯矩）恒载及二孔活载时：n06498.2kn桩（直径1.0m）自重每延米为：1 02q 4 15 11.78kn/m （已扣除浮力）4故，作用在承台底面中心的荷载力为：n 5659.4 （7.0 4.5 2.0 25） 7234.4knh 298.8knm 3847.7 298.8 2.0 4445.3kn m恒载及二孔活载时：n 6498.2 （7.0 4.5 2.0 25 8073.2kn。桩基础采用冲抓锥钻孔灌注

3、 桩基础，为摩擦桩。二、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,一 1，、nh p 1u l i m0a 0 k2 2m 3)当两跨活载时：nh 8073.2 3.3 11.78 - 11.78h(kn)42计算p时取以下数据：桩的设计桩径1.0m ,冲抓锥成孔直径为1.15m，桩周长122u 1.15 3.61m, a 0.485m2,0.70, m0 0.9, k2 6.0,4o 550kpa,2 12kn /m2(已扣除浮力)，i 40kpa,2 120kpa

4、。1p - 3.61 2.7 40 (h 2.7) 120 0.70 0.9 0.785 550 6.0 12 (h 3.3 3)nh 2057.17 5.89 h 8.78m现取h=9m桩底标高为26.2m。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图 1 所示。、桩顶及最大冲刷线处荷载 pi、qi、mi及p0、q0、m0的计算8< 一、参数计算1 、桩的计算宽度”b1kf k0 k d 0.9 (d 1)k0.9 1 1 k 1.8k又，l1 1.5m; h1 3 d 1 6m;n 2; b 0.6故，k b 工l10.60.6h1b10.99 0.767 1.381 0.60.61.50.7

5、67、桩的变形系数ae 0.67ehm1h1 m2 2h11hm-317.25 10 kn /0.67 2.6 107 knh2 h28 103 2.7 25 1032 2.7 1.3421.33 m /m2i 0.0491m4640.489m517.25 103 1.380.67 2.6 107 0.0491桩在最大冲刷线以下深度h=9m其计算长度则为:h h 0.489 9 4.401 2.5故按弹性桩计算3、桩顶刚度系数1、2、3、4值计算l03.3m; h 9m;(0.785m2c0 10m010 25 1032.5 105 kn /m3按桩中心距计算面积,故取 a0 2.52 4.9

6、1m1 241-52.5 104.91l0l00.489 3.3 1.614查附表17、18、19得：xq0.262564；xm 0.448403；m 1.0631813eixq0.031ei2eixm0.107eiei m0.520ei4、计算承台底面原点o处位移a。、bo、n 7234.41851.42bo n 14 0.977 ei eimn 41xi2 4 0.50ei0.977ei 4 1.252 8.185ei1 1n 240.031ei0.124ein 340.107ei0.429ei2 _ _2_2n 30.429ei0.184eiaom2n 41 xi h n 3mi 1m2

7、2n 2 n 41xin 3i 1n 2m n 3hm22n 2 n 41 xi n 3计算作用在每根桩顶上的作用力竖向力'pi1 b0xi0.977ei水平力qi2a00.031ei8.185ei 298.8 0.429ei 4445.3 5299.6620.124ei 8.185ei0.184 eiei0.124ei 4445.3 0.429ei 298.8 820.8020.124ei 8.185ei0.184 eieipq1851.425299.66弯矩mi3a00.520eimi1.25 820幽820.800.107ei 2810.87 kn806.33kn74.7kn82

8、0.800.107ei5299.66ei141.50kn ?m校核nqi74.7298.8knh 298.8knxipi1nm i 2 2810.87806.33 1.25 4141.504445.3knmm 4445.3knmnnpii 12 2810.87 806.337234.4knp 7234.4kn计算最大冲刷线处桩身 弯矩m °,水平力q0及轴向力'p0m0m i qil0141.50 74.7 3,3 105.00knmq0四、74.7kn最大弯矩mp02810.87 0.785 3.3 15 2849.73knmax及最大弯矩位置zmax的计算 maxmax0

9、.489h 0.489 9 4.401cq q0m00.489 105.000.68774.7查得附表13得,z 1.043z 必 2.1320.489查得附表13得,km 1.972所以，m max m°km 105.00五、桩顶纵向水平位移验算1.972 207.06 knm桩在最大冲刷线处水平位移x0和转角ax2.44066, bx1.62100, a -1.62100, b-1.75058x0q0汨axm 074.7bx %2.440662 x3ei 0.489 ei105 2 1.62100 0.489 eixqxm2.644101.027ql33eiml 22ei3 m

10、2.644mm 6mm符合规范要求处bei一 3.10 rad74.70.4892 ei-1.621001050.489ei-1.75058374.7 3.353 8.588 10_ _ 2141.50 3.31.042 101.042m2 8.5881058.9710 4 m0.897m桩顶纵向水平位移x12.6441.027 12.3 1.04230.897 1015.4310 3 15.43mm水平位移容许值 六、桩身截面配筋的计0.5.252.5cm,符合要求。一配筋的计算最大弯矩截面在z2.132 处,次处设计最大弯矩为mj 207.06 knm设计最大弯矩为 n j 2849.73

11、2.13211.78 40 3.6112.132 2708.36 kn2由截面强度的计算公式njb2一ra arcb2-rg c rsnje°m jb3ra bracb3-rgd grs取以上两式的临界状态分析,整理得:rabr ae。rg现拟定采用20号混凝土， i级钢筋,c e°dgrra 11mpa, rg240mpa1、计算偏心距增大系数eom j207.06 76.5mmn j 2708.394 04.401 4.0,故桩的计算长度 lp 0.5 3.3 一 5.740mmp0.489长细比574010005.740 7,可不考虑纵向弯曲对 偏心矩的影响，取1。2

12、、计算受压区高度系数e01d76.5 76.5mm1000500mm2设g0.9,则%gr0.90500 450mmra 可11bra e0c 4 dgrb 500 a 76.5240c 76.5 d 4505500b 841.5a18360c 108000dnuraar2cbrgc r2s照11 1.252a 5000.952240 c 5001.252090000a 45600000cr2 0.002726225002141mm2现采用试算法列表计算（见表2）: 表2受压区高度系数己计算表abcdnu (n)nj (n)nu/nj0.962.58900.4011 2.3359 0.6>

13、;847 -0.0008835317 1032708 101.9630.972.61580.3865 2.3690 0.6>590 0.0()27265761 1032708 1032.1270.982.64240.3717 2.4012 0.6>339 0.00)73536328 1032708 1032.3360.992.66850.3566 2.4324 0.6>094 0.01343537067 1032708 102.6091.002.6943 03413 2.4627 0.5856 0.0216378061 1032708 1032.976由计算表可见，当己=0.

14、97时，计算纵向力nu与设计值nj之比较为合理, 故取己=0.97 , = =0.002726为计算值。3 、计算所需纵向钢筋的截面积10*18现选用10（|）18, a 25.45cm1 2 ,布置如图2所示混凝土净保护层20c 60 - 50mm 25mm,纵向钢肋间净 2距为 256mm80mm二 对截面进行强度复核由前面的计算结果,e076.5mm,a 60mm, rg4 ag筋率g-d450mm,4 25.45502g 0.9,实际配0.01296010图2牺筋布置示意图（尺寸单位：cm）1 、在垂直与弯矩作用平面内10长细比！p 5.740 7,故纵向弯曲系数 d1。混凝土截面积为

15、ah4785398mm1.25,实际纵向钢筋面积 ag 2545mm2',则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为nub - ra ahc工 rg ags11 7853981c c c240 25451.257030.137knn j 2708kn2、在弯矩作用平面内e。brad grgrara c rgb 11 d 0.01296 0.9 240“500a 11 c 0.01296 2405500b 1327.95d78.99mm,与设计的 q 76.5mm11a 3.110c同样采用试算法可得，当0.98寸，e0很接近，故取0.9曲计算值。在弯矩作用平面内的承载力为nu 上 ra ar2

16、 rqc r2uagcs0.95211 2.6424 5001.256327.73kn nj 2708kn0.952240 2.3690 0.007353 5001.25mu -rabr3cgr2rg蟠110.37171.25484.07knm m j500 30952-240 0.6339 0.007353 5001.25207.06knm15桩截面符合强度要求。七、承台结构设计计算同 i 100 i 100 i 现 i 100图3桩承台计算图（尺寸单位： cm）承台（见图3）的有效高度为：ho20020 3177cm、承台受冲切验算桩边冲切，计算冲跨比:0xaox ho1001770.56

17、50yaoy ho251770.14102 取 0.2计算冲切系数:box0.84aox0.20.84aoy0.20.841.0980.565 0.20.842.1000.2 0.2hp1.0，则:2 0x bc a0y0 y hca0xhp ft h02 0.565 10.25 2.100 2 1.5 1.0 1100 1.7732371.04kn2810.87kn才两足要求。桩向上冲切,c1 c2 150cm; a1x100cm； a1y 25cm,所以,1x 0.565；1y0.2,计算冲切系数:0.560.561xx 0.20.565 0.20.732bly0.560.560.20.2

18、0.21.400hp1.0,所以:p1x c2a1y1 y c1a1x2hp f t h00.7321.500.1251.4001.50 0.5 1.0 11001.777767.56kn 满足要求。3、抗剪承载力计算2810.87knax 100cm, ay 25cm,所以,axh0著 o'5,ayh025今 0.141,取 0.2。177h。177cn,剪切承载力截面高度影响系数hs1.0。1.75hs ft b0 h01.01.75 1.0 11000.2 1.019875.63kn7 1.77298.8kn所以抗剪承载力满足要求。4、承台受弯承载力计算m maxmynixi 2 2810.871.50 8432.61knmmxni yi2 2810.87 0.754216.31knm1.08432.61 1060.55 17701770 3402219327.34mm2 193.27cm2选用32_28钢筋，间距为17+29x 14+17c 则实际钢筋=197.02cm2 ,混凝土保 护层为5cm, 7ft x轴方向布置asy4216.31 3847.7 1061.017700.55 177023402218482.51mm2