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基础工程课程设计 1 基础工程 结构物的地基和基础的设计与施工 基础 浅基础 深基础 桩基础 沉井基础 课程设计题目 小桥桩基础设计 2 设计要求 1 通过课程设计 要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面地了解和掌握 熟悉基础工程的设计规范 规程 手册和工具书 2 按设计任务书的要求进行设计计算 3 在教师指导下 独立完成课程设计任务指导书规定的全部任务 4 设计说明书要求计算正确 步骤清晰完整 文理通顺 字迹工整 施工图布置合理 表达清晰 比例合理 字体端正 线条清晰 符合制图标准 5 设计说明书手写 图纸手绘 不准用计算机输出 不准用透明纸绘图 设计说明书用A4纸 图纸要求用A3 装订成册 3 设计图纸要求 一 设计图纸 桩基础平面布置图 桩身配筋图 承台配筋图 含承台和桩的连接方式 和设计说明 设计依据 尺寸说明等设计中在图上未表现的内容 二 图纸要求 1 手绘 2 图幅A3 3 图框 b l297 420a25c54 比例尺 能清晰表现设计内容 一般1 100或1 50 设计图较大 且内容无变化时可采取省略的方式表达 5 会签栏放在底端 内容 图名 专业班级 设计者 审核者 日期 4 进度计划 课程设计时间 一周时间课程设计内容1布置设计任务熟悉设计资料2计算3计算绘图4计算绘图5上交课设说明书和有关图纸 答辩 5 成绩评定办法 评定考核项目为设计说明书 包括设计图纸 70 和答辩 30 两部分 考核根据设计说明书和设计图纸成绩分优 良 中 及格 不及格五等 6 桩基础设计思路 验算 1 首先应该搜集必要的资料 包括上部结构型式与使用要求 荷载的性质与大小 地质和水文资料 以及材料供应和施工条件等 2 综合分析设计资料 拟定出设计方案 包括选择桩基类型 桩长 桩径 桩数 桩的布置 承台位置与尺寸等 3 然后进行基桩和承台以及桩基础整体的强度 稳定 变形验算 设计原则是保证承台 基桩和地基在强度 变形及稳定性方面满足安全和使用上的要求 并同时考虑技术和经济上的可能性与合理性 最后确定较理想的设计方案 7 8 1 综合分析设计资料 1 荷载为轴向荷载 因此不考虑桩在水平力作用下的基桩内力和位移问题 按桩身材料和桩周土进行承载力验算即可 2 根据地质情况 本次设计应选择摩擦桩 不存在负摩阻力问题 3 不考虑河水的冲刷问题4 属于低承台桩 但由于无水平荷载 不用考虑承台侧面土的水平抗力 设计要点 9 2 选择持力层 一般都希望把桩底置于岩层或坚硬的土层上 以得到较大的承载力和较小的沉降量 如在施工条件容许的深度内没有坚硬土层存在 应尽可能选择压缩性较低 强度较高的土层作为持力层 要避免使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 10 3 拟定桩基础尺寸 构造及施工工艺 拟定桩基础尺寸 构造应满足规范 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJD63 2007 5 2条的要求 施工工艺 1 沉桩 预制桩 按沉桩方式分 1 打入式 2 振动下沉式 3 静力压桩2 灌注桩 分钻挖孔灌注桩 沉管灌注桩 爆扩桩灌注桩 3 管桩 直径较大1 5m的预制桩 11 4 确定单桩容许承载力 按土的支撑力的确定单桩轴向容许承载力 按设计规范经验公式确定 按施工方法选择计算公式 沉桩 预制桩 灌注桩管桩 12 摩擦桩 1 沉桩式 式4 5 式中 Ra 单桩轴向受压容许承载力 KN 当荷载组合为附加或临时施工荷载时 容许承载力可适当提高 u 桩的周长 m 按成孔直径计算 li 承台底面或局部冲刷线以下低i层土的厚度 m qik 与li对应的各土层与桩壁的极限摩阻力 KPa 按表 4 4 采用 qrk 桩端处土的极限承载力 KPa 可查表4 5 Ap 桩底横截面面积 m2 13 2 钻 挖孔 灌注桩 式4 3和4 4 式中 m0 清底系数 按表4 1采用 考虑桩入土深度影响的修正系数 见表4 2 fa0 桩端处土的容许承载力 kPa 按表2 17 2 23的数值采用 14 5 确定桩数和桩的平面布置 一 桩的根数估算基础所需桩的根数可根据承台底面上的竖向荷载和单桩容许承载力按下式估算 二 桩间距的确定应满足规范 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJD63 2007 5 2条的要求 15 6 基桩桩身受力验算 荷载为轴向荷载 因此不考虑桩在水平力作用下的基桩内力和位移问题 按桩身材料进行承载力验算考虑轴向受压即可 P122 16 7 群桩承载力及沉降验算 由基桩群 2根以上基桩 与承台组成的桩基础叫群桩基础 规范规定 对于摩擦桩群桩基础 桩中心距小于 倍桩径时 考虑群桩效应 群桩效应 群桩不同于单桩的工作状态所产生的效应 主要表现为对群桩承载力和沉降的影响 是由于承台 桩 土相互作用而产生 按所给资料 本次桩基设计必须考虑群桩效应问题 进行群桩承载力及沉降验算 17 桩底持力层的允许承载力验算 P166 桩群作为整体基础时 桩基可视为如4 46中的cdef范围内的实体基础 18 按下式验算 4 107 持力层下有软弱土层时 还应验算软弱下卧层的承载力 19 2 群桩基础沉降验算 桩中心距 倍桩径时 摩擦桩群桩基础则作为实体基础考虑 用分层总和法计算桩端以下持力层的沉降量 图4 47 墩台基础的沉降应满足 20 8 承台结构设计及验算 承台是桩基础的一个重要组成部分 承台应有足够的强度和刚度 以便把上部结构的荷载传递给各桩 并将各单桩联结成整体 承台设计包括承台材料 形状 高度 底面标高和平面尺寸的确定以及强度验算 并要符合构造要求 除强度验算外 上述各项均可根据本章前叙有关内容初步拟定 经验算后若不能满足有关要求 仍须修改设计 直至满足为止 承台按极限状态设计 一般应进行局部受压 抗冲切 抗弯和抗剪验算 21 1 桩顶处的局部受压验算 P168式 4 115 结构重要性系数取0 9 桥梁安全等级为三级 即混凝土轴轴心抗压强度设计值 A1桩截面积Ab承台内计算底面积 22 2 桩对承台的冲剪验算 P1691 柱或墩台向下冲切承台式 4 117 2 桩对承台的向上冲切承台角桩式 4 118 边桩式 4 119 23 3 承台抗弯及抗剪强度验算 承台应有足够的厚度及受力钢筋以保证其抗弯及抗剪切强