《基础工程》课程设计说明书某公路桥多排桩基础设计.docx

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《基础工程》课程设计说明书某公路桥多排桩基础设计

课程设计说明书

一、设计题目

某公路桥多排桩基础设计

二、设计资料

1．地质及水文

河床土质：

从地面至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m。

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

软塑粘土：

地基系数m=8，桩周土的极限摩阻力，土的内摩擦角，土的容重（已扣除浮力）。

密实粗砂：

地基系数m=25，桩周土的极限摩阻力，土的内摩擦角，土的容重（已扣除浮力）。

3．荷载

上部为等跨25m的预应力梁桥，砼桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：

恒载及一孔活载时：

（制动力及风力）

（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯距）

恒载及二孔活载时：

三、设计要求

承台及桩的材料均为C20砼，其受压弹性模量。

承台尺寸：

，拟定采用四根桩，设计直径1.0m，平面布置如下图。

四、设计计算

1、单桩容许承载力的确定；

桩（直径1.0m）自重每延米为：

故，作用在承台底面中心的荷载力为：

恒载及二孔活载时：

。

桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。

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h。

则，

当两跨活载时：

计算[P]时取以下数据：

桩的设计桩径1.0m，桩周长

现取h=10m，桩底标高为25.2m，桩的总长为13.3m。

由上式计算可知，h=10m时，,

桩的轴向承载力符合要求。

具体见如图1所示。

常水位

最大冲刷线

图1双排桩断面（a）纵桥向断面（b）横桥向断面

2、桩顶及最大冲刷线处荷载Pi、Qi、Mi及P0、Q0、M0的计算；

<1>、参数计算

1）、桩的计算宽度

2）、桩的变形系数α

桩在最大冲刷线以下深度h=10m，其计算长度则为：

3）、桩顶刚度系数值计算

4）、计算承台底面原点O处位移

<2>计算作用在每根桩顶上的作用力

3、最大弯距Mmax及最大弯距位置Zmax的计算；

现采用试算法列表计算（见表2）：

表2受压区高度系数ξ计算表

ξ

A

B

C

D

Nu（N）

Nj（N）

Nu/Nj

0.94

2.5343

0.4295

2.1433

0.7847

-0.00071

1.588

0.95

2.5618

0.4155

2.1726

0.7645

0.00194

1.722

0.96

2.5890

0.4011

2.2012

0.7446

0.005052

1.835

0.97

2.6158

0.3865

2.2290

0.7251

0.008675

1.965

由计算表可见，当ξ=0.95时，计算纵向力Nu与设计值Nj之比较为合理，故取ξ=0.95，=0.00194为计算值。

3）、计算所需纵向钢筋的截面积

由于=0.00194小于规定的最小配筋率则，

现选用16φ18，，布置如图2所示。

混凝土净保护层

纵向钢筋间净距为155mm>80mm

<2>对截面进行强度

由前面的计算结果，

1）、在垂直与弯矩作用平面内

则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为

在弯矩作用平面内的承载力为

5、桩顶位移验算；

6、承台结构设计计算

图3桩承台计算图（尺寸单位：

cm）

承台（见图3）的有效高度为：

1）、承台受冲切验算

桩边冲切，计算冲跨比：

计算冲切系数：

取

满足要求。

取

满足要求。

1、抗剪承载力计算

所以抗剪承载力满足要求。

2、承台受弯承载力计算

选用3228钢筋，间距为17+29×14+17cm，则实际钢筋=197.02cm，混凝土保护层为5cm，沿Y轴方向布置。

选用3128钢筋，间距为23cm，则实际钢筋=190.86cm，混凝土保护层为5cm，沿X轴方向布置。

【参考资料】

1、《基础工程》教材（人民交通出版社）

2、《公路桥涵地基与基础设计规范》

3、《公路钢筋混凝土与预应力桥涵设计规范》

4、《结构设计原理》教材