土力学之桩基础.doc

土力学与地基基础 2010级市政工程技术专业土力学与地基基础课程设计课 程 桥梁工程钻孔灌注桩基础设计班 级 市政10-3 姓 名 汪 波 学 号 31100303 指导教师 梁师俊 城 市 建 设 工 程 系i目录地质及水文资料1第1章桩基础类型的选择11.1.承台地面标高的考虑11.2.柱桩桩基和摩擦桩桩基的考虑11.3.柱型与成桩工艺1第2章桩径、桩长拟定22.1.桩径拟定22.2.桩长的拟定2第3章估算单桩承载力特征值3第4章确定基桩根数及其平面布置44.1.桩的根数n的估算44.2.桩间距d的确定44.3.桩的平面布置：采用单排桩桩行列式的布置，如图:5第5章内力计算65.1.桩的计算宽度65.2.基础变形系数65.3.单排桩式桥墩承受桩柱顶荷载时的作用效应及位移基础计算75.3.1.底面或局部冲刷线处桩的作用效应:75.3.2.底面或局部冲刷线处作用单位“力”时，该截面产生的变位75.3.3.地面或局部冲刷线处桩变位85.3.4.地面或局部冲刷线以下深度z处桩各截面内力8第6章验算桩的受力106.1.桩身的轴向受力106.2.验算桩身的截面强度和配筋计算106.2.1.主筋，截面配筋106.2.2.箍筋与骨架钢筋11第7章桩基础整体 承载力验算127.1.地基强度验算12【参考资料】131地质及水文资料选取第层，密实粗砂；地基土的密实粗砂浮重度=19.5KN/m3；地基土比例系数m=100 KN/m4；地基土的极限摩擦阻力=120kPa;内摩擦角=40。；黏聚力0=500 kPa；河底底面标高为5m;常水位标高为8.5m;局部冲刷线标高为-1.0m；一般冲刷线标高为2.0m。第1章 桩基础类型的选择1.1. 承台地面标高的考虑根据规范JTJO24-85，承台的高度不宜小于1.5m，取承台高度为1.5m结合分析所给的地质要求和现场的条件，选择低桩承台。根据构造要求，设计承台台顶标高在1.5m处，承台底面标高为0m处。1.2. 柱桩桩基和摩擦桩桩基的考虑柱桩和摩擦桩的选择主要根据地质和受力情况确定。柱桩桩基础承载力大，沉降量小，较为安全可靠。因当地埋置较深，受施工条件的限制不宜采用柱桩，根据设计要求和现场的条件，并考虑各种类型桩基础具有的特点，选择摩擦桩,并且选第层为持力层。根据构造要求，高桩承台基础桩底需在最大水位线以下4m处，且在持力层以下1m处,所以设计桩长为25m，桩底标高为-25m。1.3. 柱型与成桩工艺根据所给的资料，分析得可采用钢筋混凝土灌注桩，成孔机具选用旋转钻机，所以采用回旋方式钻进。第2章 桩径、桩长拟定2.1. 桩径拟定根据规范JTJ024-85，钻孔桩设计直径不宜小于80cm，因此按照截面大小和根据常用尺寸，选用钻头直径为100cm，所以选用桩径直径为100cm。2.2. 桩长的拟定将持力层选择在第层，设置桩长为25m。2第3章 估算单桩承载力特征值式中：由水文资料得 13第4章 确定基桩根数及其平面布置4.1. 桩的根数n的估算 4.2. 桩间距d的确定 中心距Lp的要求为大于2.5d且小于6d，将中心距确定为Lp=4m;边桩外侧与承台边缘的距离c,因为d1m,所以襟边宽度的要求为c=0.5d且c0.25m,则c取1m4.3. 桩的平面布置：采用单排桩桩行列式的布置，如图:第5章 内力计算5.1. 桩的计算宽度5.2. 基础变形系数 因为,桩的相对刚度较小，所以必须考虑桩的实际刚度，故按弹性构件来计算。5.3. 单排桩式桥墩承受桩柱顶荷载时的作用效应及位移基础计算根据规范JTG D63-2007，由于h2.5,单排桩柱式桥墩桩柱顶受力的单排桩柱式计算如下：桩顶自由，桩底支撑柱在非岩石类土面上的单排桩式桥墩5.3.1. 底面或局部冲刷线处桩的作用效应: 弯矩 M0=M+H(h2+h1) =4824.5+364.71=5189.2 剪力 H0=H=364.75.3.2. 底面或局部冲刷线处作用单位“力”时，该截面产生的变位 H01作用时，水平位移：转 角： M0=1作用时，水平位移： 转 角: 5.3.3. .地面或局部冲刷线处桩变位 水平位移： 转 角： =(364.71035189.2103) 0.01574m5.3.4. 地面或局部冲刷线以下深度z处桩各截面内力 弯 矩： 1.024108 剪 力： 5.71013第6章 验算桩的受力6.1. 桩身的轴向受力 固桩身轴向受力符合要求。6.2. 验算桩身的截面强度和配筋计算根据灌注桩构造要求，桥梁桩基主筋宜采用光圆钢筋，主筋直径不宜小于16mm，净距不宜小于120mm，主筋净保护层不因小于60mm，在满足最小间距的情况下，尽可能采用单筋、小直径的钢筋。以提高桩的抗裂性，所以，主筋采用I级钢筋。桩身混凝土为C30，根据桥规规定，取min=0.2%。设计荷载：根据计算和构造要求，初步配筋为：桩与承台联结方式为主筋伸入式，桩身伸入承台板0.1m，主筋伸入承台的长度对光圆钢筋不得不小于45倍主筋直径，取1m；主筋应配到4/a处以下2m处，故可主筋在桩中的长度为取为21m,箍筋采用单8，间距为200mm。为增加钢筋笼刚度，顺钢筋笼长度每隔2m加一道25的骨架钢筋。为预防施工中钢筋笼被混凝土顶起，使2根25主筋伸到桩底。下面对以上配筋进行具体计算分析。6.2.1. 主筋，截面配筋根据灌注桩构造要求，桥梁桩基主筋宜采用光圆钢筋，主筋直径不宜小于16mm，净距不宜小于120mm，主筋净保护层不小于60mm，在满足最小间距的情况下，尽可能采用单筋、小直径的钢筋。以提高桩的抗裂性，所以，主筋采用I级钢筋。桩身混凝土为C25，根据桥规规定，取min=0.5%,则：此处采用对称配筋，按照最小配筋率初定钢筋截面面积，即 选取620的一级钢筋，取净保护层厚度为70mm。此时主筋间距为：经截面校核符合要求。6.2.2. 箍筋与骨架钢筋箍筋采用8，间距为200mm，为增加钢筋笼刚度，顺钢筋笼长度每隔2m加一道18的骨架钢筋。则综合上述计算得出设计配筋为：根据计算和构造要求，初步配筋为：桩与承台联结方式为主筋伸入式，桩身伸入承台板0.1m，主筋伸入承台的长度对光圆钢筋不得不小于45倍主筋直径，取1m；主筋应配到4/a处以下2m处，故主筋在桩中的长度取为21m,箍筋采用单肢8，间距为200mm。为增加钢