(整理)基础工程计算书 -

基础工程

课程设计

题目:铁路桥墩桩基础设计****:***

姓名:

专业:

学号:

2014年9月28日

基础工程课程设计任务书

——铁路桥墩桩基础设计一．设计资料

1. 线路：双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道及双侧1.7m 宽人行道，其重量为44.4kN/m。

2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m；梁高3m，梁宽1

3.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09m。

3. 建筑材料：支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C30混凝土。

4. 地质及地下水位情况：

土层平均重度γ＝20kN/m3，土层平均内摩擦角ϕ =28°。地下水位标高：＋30.5。

5. 标高：梁顶标高+53.483m，墩底＋35.81。

6. 风力：w＝800Pa (桥上有车)。

7. 桥墩尺寸：如图1。

二．设计荷载

1. 承台底外力合计：

双线、纵向、二孔重载：

N=18629.07kN，H=341.5kN，M= 4671.75kN·m

双线、纵向、一孔重载：

N=17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN·m

2. 墩顶外力：

双线、纵向、一孔重载：

H=253.44 kN，M ＝893.16 kN·m。

三．设计要求

1. 选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。

2. 检算下列项目

(1) 单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；

(2) 群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；

(3) 墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）；

(4) 桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）；

(5) 桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。

3. 设计成果：

(1) 设计说明书和计算书一份

(2) 设计图(计算机绘图) 一张

四．附加说明

1. 如布桩需要，可变更图1中承台尺寸；

2. 任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖向荷载进行相应调整。

图1 桥墩及承台尺寸示意图

基础工程课程设计计算说明书

——铁路桥墩桩基础设计1.铁路桥墩桩基础设计中所依据规范有

《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB1002.5

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB1002.3-99

2．铁路桥墩桩基础设计内容及步骤

①收集资料

②拟定桩的尺寸及桩数

③承台底面形心处的位移计算

④墩身弹性水平位移计算

⑤承载力、位移、稳定性、抗裂性检算及桩身截面配筋设计

⑥绘制桩基础布置及桩身钢筋构造图

一、拟定基桩尺寸及桩数

1、承台及桩身采用C30混凝土。

2、设计桩径取m d 0.1=，钻孔灌注桩；钻孔机具为Φ100cm 旋转钻机。

3、考虑选择较硬土层作为桩端持力层（强度较高、压缩性较低的粘性土、粉土、中密或密实的砂土、砾石土以及中风化或微风化的岩层，是常用的桩端持力层），根据地质条件，将桩端定在粗砂层。桩端全截面进入持力层的深度，对于砂土不宜小于1.5d ，所以选择桩长l=40m ，标高为-6.69m 处，桩端进入持力层深度为3.18m 。

4、确定桩数n ：∑=]/[P N n μ，其中μ为经验系数，桥梁桩基采用1.3～

1.8。计算单桩容许承载力[]P ：[][]σA m l f U i i 021=P +∑其中2

2785.04m d A ==π（A 按设计桩径计算），m U 299.3)05.00.1(=+⨯=π（U 按成孔桩径计算，旋转

钻成孔桩径比设计桩径增大30～50mm ），i f 为钻孔灌注桩极限摩阻力。 查《基础工程》表6—21，得： 软 塑 砂粘土：m l 5.51= ， KPa f 451=； 粉 砂：m l 5.92= ， KPa f 402=； 淤泥质砂粘土：m l 4.13= ， KPa f 253=； 细砂（中 密）：m l 4.234=， KPa f 604=； 粗砂（中 密）：m l 18.35=， KPa f 805=；

查《基础工程》表6—20，取4.00=m ；查《桥规》表4.1.2～4.1.2-9，中

密粗砂[]KPa 4300=σ；查《桥规》表 4.1.3，52=k ，5.22

1

'

2

==k k ；32/101020m KN =-=γ。

当l>10d 时，[]()d k d k 2'

2

220634γγσσ+-+=，则： []()()KPa d k d k 6301102.563-14105+430 6342'2220=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+-+=γγσσ

[]()630

785.04.018.3804.23604.1255.9405.545299.32

1⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=p KN 145.4026= 取5.1=μ，则[]941.6145

.402607

.186295.15

.1=⨯==P N n ，取n=8根。 二、确定桩在承台底面的布置

1、承台尺寸采用图1中所示尺寸。

2、查《桥规》知，当m d 1≥时，最外一排柱至承台底板边缘的净距不得小于d 3.0且不得小于0.5m ，且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于d 3，根据承台尺寸及以上布桩原则，桩的分布如下图所示：