基础工程设计桥梁桩基修改

1、精心整理基础工程指导教师：季羡军班级：0814511姓名：学号：设计时间：2011、12、24桥梁桩基础设计一、初步桩基础拟定尺寸1. 桩基础类型的选择因为基础位于湖中，考虑到冲刷及潮水，且最高水位差为 95.5-91.4=4.1m,施工时排水困难， 应采用高桩承台式摩擦桩。本设计采用桥梁整体式墩台多排桩基础，墩台联结及承台板与群桩的连 接均为刚性连接（见附图）。2. 桩底标咼经过初步计算，并考虑单桩承载力、局部冲刷线的影响，结合设计区域桩身穿过密实砂砾石层 5m，桩底标高拟采用78.6m。3. 桩长、桩径拟定精心整理精心整理由公路桥涵地基与基础规范，钻孔灌注桩混凝土等级不应小于C25o在满足

2、规范要求的情况下，采用桩径为1.2m的钢筋混凝土桩。桩身采用C25混凝土，R235级钢筋，每桩18根主筋，主 筋直径20mm，钢筋保护层净距80mm,箍筋采用闭合式直径8mm，箍筋间距200mm，详见配筋 图。4. 基桩根数及其平面布置N 10200X L2 = 306经过初步试算，拟采用6根钻孔灌注桩，对称竖直双排桩基础（即 2X 3）。查规范知：钻孔灌注桩的摩擦桩中心距不得小于2.5倍成孔直径，所以取钻孔桩中距为3.0m。二、初拟承台尺寸1. 承台尺寸由规范，承台的厚度为桩径的一倍及以上，且不宜小于1.5m，混凝土强度等级不应低于八；-_J .-i、/ yC25o本例采用厚度为2.0m，C

3、25混凝土。采用板式实体承台板，考虑到墩底尺寸为：3.5mX 7m,结合桩间中心距，所以拟定承台形状为矩形4.5m （纵桥向）X 8m。2. 配筋构造要求根据板式刚性承台板的受力特性，于承台底部高出承台板地面约15cm处设置一层钢筋网，网孔为100mmX 100mm，钢筋直径采用 12mm，钢筋网应通过桩顶主筋且不应截断。承台的顶面和侧面应设置表层钢筋网，每个面在两个方向的截面面积均不宜小于400mm2/m，钢筋间距不应大于400mm，本例按250mm X250mm布置，钢筋为 12mm。3. 承台与桩基础的连接基桩与承台的连接用桩顶主筋伸入承台，桩身嵌入承台的深度为 100m m ；伸入承台

4、内的桩顶 主筋做成喇叭形（与竖直线倾斜 15）。伸入承台主筋为带肋钢筋 22mm，伸入长度650mm。 箍筋间距采取160mm， 10mm钢筋。4. 承台标高承台应位于一般冲刷线以上，本例为砂砾石层，有比较好的特性，所以将承台顶部与河床平齐， 初拟承台底部标高为88.9m。三、桩基础的设计计算与验算精心整理精心整理1单桩承载力采用钻孔灌注桩单桩承载力公式式中：Ra 单桩轴向受压承载力容许值（kN）,桩身自重标准值与置换土重标准值的差值作为荷载考虑；u桩身周长（m）；Ap桩端截面面积；n 土的层数；li 承台底部或局部冲刷线以下各土层厚度，扩孔部分不计；qik 各土层与桩侧的摩阻力标准值，按表

5、5、3、3 1取值；qr 桩端处土的承载力容许值；f 0 桩端处土的承载力基本容许值，按 3、3、3确定；h桩端的埋置深度，对于有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算；对无冲刷的桩基, 埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线起算；k2 容许承载力随深度的修正系数，按表3、3、4取值；2桩端以上各土层的加权平均重度，若持力层在水位以下且不透水时，不论桩端 以上土层的透水性如何，一律取饱和重度；当持力层透水时则水中部分取浮 重度；修正系数，按规范中表5、3、32选用；呛清底系数，按表选用。各个参数的取值：1）冲抓成孔直径应比桩径大 0.2m，故d=1.4m2 22）u d 4.40m， Ap1.13m3

6、）砂砾石层 =0.7,淤泥 =0.65； k2=10.0,呛=0.8w wp4）液性指数Il- 1.5Wl Wp精心整理精心整理5)查规范砂砾石层 f 0 =400kPa , Qk =100kPa ;淤泥层f 0 =90kPa ,likqik =25 kPa ;密室砂5 x 22 + 0.8 x 17.5 + 6.2 x 22卵层 f 0 =500 kPa , Qk =300 kPa ,12=1L314.41.8 100 0.8 252单桩容许承载力为4000.97kN。5 3000.7 0.81.13 500 1011.3 7.6 34000.97即所以2 桩的计算宽度b查公路桥涵设计手册得

7、从本设计中:J 1.8m ； h 7.1m ； h查规范，得,b0.6 , K bb 0.9(d 1)K3.桩-土变形系数b 0.9(d1)K3(d 1) 6.6m ； L0.6h ； n2，圆形截面kf=0.9。0.6 Ch10.781.54m ； nb 2 1.36桩在最大冲刷线以下3.09 B1 5.2aC25 混凝土 Ec=2.8X 107对于三层土的m系数换算方法采公式,算长度为m孜按弹性桩计算agi 0.5722.54 桩顶刚度10.5A按桩中心距计A2 mC0 A01.096EIl02.4m ；1.92 105 7.074所以11 loAEc2.50 106h ach 4.35m

8、2.5m; l02.40.572 1.373m精心整理精心整理查手册得：Xq 0.3183 ； Xm 0.5055 ； m 1.124。所以5. 单孔活载+恒载+制动力的计算由于承台和桩身均采用C25混凝土，作用在承台底面中心的荷载如下。恒载加一孔活载（控 制桩截面强度荷载）时：二孔活载时6. 计算承台底面原点O处位移ao,bo, o查手册标准公式得：7. 计算作用在每根桩顶上作用力P，Qi，M查手册标准公式得：单位都为（kN）校核：8. 计算最大冲刷线处桩身弯矩Mo、水平力Qo、轴向力Po9. 桩身最大弯矩位置及最大弯矩计算由Qz0 得：CqaM0.572 42.062 03570.35 7

9、Q。67.33由Cq0.357 及 h4.35，查手册得：z 1.157。故0.98z 0.5722.023m由z1.157 及 h4.35，查手册得：Km 4.148即最大弯矩在最大冲刷线以下 2.023m处。10.配筋计算最大弯矩在最大冲刷线以下 2.023m处，该处Mmax 174.47MNgm。查结构设计原理：已知一跨活荷载为3100kNe0M jNj273.482286.50.1196 m ；鱼空96 0.0997d 1.2ae0.143 0.393 ； Ip I。h 2.4 7.6 10m0.3 eLd4Eh 2.8 107kPa : Ih 0.10264匸 &33 7精心整理精心

10、整理故应考虑偏心距增大系数，根据公路桥规1 Ip 21（上）2 , 2 ； ho r rs 1.2+0.54 1.74 ； h 2r 1.21400色 hho1 0.2 2.7鱼 0.39 1.0 ；2 1.15 0.01 1.13 1.0取 2 1hoh所以由已知条件得：fcd 11.5MPa ； fsd 195MPa。计算受压区高度系数查结构设计原理得采用试算法列表计算，各系数查规范ABCD0.230.39690.3103-1.34861.53612333.-0.0070581计算得当0.23 ；0时Nu接近N，故只需配置构造钢筋，构造钢筋如本说明书第二章桩的构造所述（桩身采用 C25混凝

11、土，R235级钢筋，每桩18根主筋，主筋直径20mm，钢筋保护层 净距80mm，箍筋采用闭合式直径8mm，箍筋间距200mm，见配筋图）。11. 桩的容许承载力验算根据前面所算P 4000.97kN Nh 2181.67kN,所以单桩承载力满足要求。12. 桩身强度验算（1 ）桩身稳定性验算_ . - . / z . - : I屈曲临界荷载为：故桩身稳定性满足要求。（2）桩身材料强度的验算由初拟方案得 e,130mm ； a$ 90mm ；*540mm;g 0.9配筋率 A 18 314.20.005 min 0.005A 1.13 10按偏心受压构件计算，查手册得公式在弯矩作用平面内仍然采用

12、试算法精心整理精心整理ABCD0.890.4951.98460.893131.9952.39272由计算表可见，当0.89时，eo 131.995m m,与设计的 e 130mm接近，故取之计算。故桩身强度满足规范要求。13. 群桩基础承载力验算基础底部无软弱下卧层，故不需考虑软弱下卧层强度验算。在本例中桩间中心距I 3 6d 6.0， 故按照规范要求需要进行桩底持力层承载力验算。查手册知：摩擦型群桩基础当桩间距小于 6倍桩径时，将桩基础视为实体基础，认为桩侧 外力以/4角向下扩散，按下列公式计算：桩底实体矩形基础的尺寸由 maxlBL h NeAh(1)hlAAWh l0K（b 2）心2（h

13、 3）（相关系数查规范）故桩底平面处最大压应力满足要求。14. 桩基沉降量验算当桩的中心距大于6倍桩径的摩擦型群桩基础，可以认为其沉降量等于同样土层中静载试验的 单桩沉降量。本例将桩基看做实体基础考虑，采用分层总和法计算沉降量。规范规定墩台基础 沉降量应满足S墩台基础的均匀沉降值；l 相邻墩台间的最小跨径长度，本例取 30m由于桩基底部为密实夹卵石层， 按一般工程查规范可以不计算基地沉降量，现暂时取压缩 模量 Esi 70MPa。分布在基地为梯形荷载将它看成327.5kPa的均布荷载及最大值为167.4kPa的三角形荷载，分层厚度hi 0.4b4.3，取 h=2m。（1）均布荷载下精心整理精心

14、整理计算中心点下各层面处的自重应力在基底8m处所以将土层分为4层，0-2, 2-4, 4-6, 6-8,计算最终沉降量(2)三角形荷载下在4m处,z 28.5c 237.5Zn 4m0.12 0.2z (2Kt! 2Kt2 2Kc)Po/2 , 心、心、Kc为均差系数表。计算最终沉降量综合1, 2即桩底沉降量满足规范要求。四、承台的验算与设计前面已述及承台的构造验算，为方便起见，这里引用第二篇初拟方案中的尺寸。根据板式刚性 承台板的受力特性，于承台底部高出承台板地面约15cm处设置一层钢筋网，网孔为100mmx100mm，钢筋直径采用 12mm。承台的顶面和侧面应设置表层钢筋网，每个面在两个方

15、向的截面面积均不宜小于400mm2/m，钢筋间距不应大于400mm,本例按250mmx 250mm布置，钢筋为12mm。基桩与承台的连接用桩顶主筋伸入承台，桩身嵌入承台的深度为 100m m ；伸入承台内的桩顶 主筋做成喇叭形(与竖直线倾斜 15)。伸入承台主筋为带肋钢筋 18mm,伸入长度650mm。 箍筋间距采取160mm, 10mm钢筋。1. 桩顶处的局部受压验算桩顶作用于承台混凝土的压力，如不考虑桩身与承台混凝土间的粘着力， 局部承压时按下式计 算故桩顶处的局部受压验算满足要求。2. 桩对承台的冲剪验算桩顶到承台顶面的厚度to，应根据桩顶对承台的冲剪强度，按下式近似计算确定由于基桩伸入承台较短，在承台的布置范围不超过墩台边缘以刚性角向外扩散范围，可不验算桩基对承台的冲剪强度。精心整理精心整理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度。承台在桩反力作用下，作为双向受弯构件尚无统一验算方法，本例采用的承台内力在两个方向上分别进行单向受力的近似计算方 法。（1）承台抗弯验算承台最大弯矩将发