双排式钢筋混凝土钻孔桩桥墩桩基础设计

河南理工大学

基础工程课程设计计算书

课题名称：“m”法弹性多排桩基础设计

学生学号： 321407020422

专业班级：道桥1204

学生姓名：连帅龙

指导教师：任连伟

课题时间： 2015-7-1 至 2015-7-10

课程设计任务书及指导书

一、课题：“m”法弹性多排桩基础设计

二、目的：

通过“m”法弹性多排桩基础设计，能进一步了解桩基础的设计方法与步骤，能拟定设计方案，能进行基桩和承台以及群桩基础的强度、稳定性、变形验算。

三、要求：

在10天时间内，完成《任务书》中的全部内容，构造合理，计算思路正确，计算结果准确。参考书目：

(1)《基础工程》（第四版）教材，王晓谋主编

(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）

要求；

课程设计计算书

一﹑设计资料

1地质及水文资料

河床地质为卵石，粒径50到60毫米，约占60%，20到30毫米约占30%。石质坚硬，孔隙大部分由砂密实填充，卵石深度达到58.6米。地基土水平方向抗力系数的比列系数m 120000=4/kN m ，地基容许承载力基本容许值[]0a f =1000kPa.桩侧摩阻力标准值400k q kPa =.土

的重度3

20.000/kN m γ=土内摩擦40ϕ=地面（河床）高程69.54m;一般

冲刷线高程63.54m;局部冲刷线高程60.85m;承台底高程67.54m;常水位高程69.80m.如下图

局部冲刷线 60.85

一般冲刷线 63.54

河床 69.54

常水位 69.80

二﹑荷载

恒载加一孔荷载为

82713595015N KN H KN M KN

∑=∑=∑= 恒载加两孔荷载为9278N KN ∑= 三﹑持力层选择及桩型

河床土质为卵石，卵石层深度达58.6m ，可作为较好的持力层。 初步选桩长17m ，桩直径1m ，拟定承台埋深为河床下2m 。 桩型选用方型钻孔灌注桩。

四﹑单桩承载力

按《建筑地基基础设计规范》经验公式计算单桩承载力特征值： []

)}3(]{[21

R 322001

a

-++=∑=h K A m U l i n

i i γσλτ 计算得到：[]a R

]10)313(61000[4

1

8.065.0114.331.10400114.3212⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=

=7291kN

五﹑确定桩数和桩布置

拟定6根桩，进行单桩承载力验算。单桩布置图如下：

计算桩顶荷载： 桩顶竖向力：

9278

1546.3372916

a F G P R n +=

==<= 2

m a x

22.55015

()y 2m a x

1546.332214.991.2

2.562

a i M k H k h P P K N R y ⨯+=+=+=<⨯

∑

=723.7KN>0 单桩水平力：

1359

606

H H KN n =

== 此值小于估算的单桩水平承载力特征值（Ha R ≈100kN ），满足要求。

扣除承台和填土后桩顶竖向力设计值： 8271 1.35

1860.986

F N KN n ⨯=

==

()2max min 2

5015 1.35 1.353592()y 8271 1.35 2.5max 1860.981622.562

2892.92829.04i

Mk Hkh N P y KN KN

⨯+⨯⨯+⨯⎛⎫

=±

=±⨯=± ⎪⎝⎭⨯

==∑

六﹑桩的内力及位移计算 （一）群桩计算： 1﹑桩的计算宽度1

b ：

m

b h L ab b b k k

d kd k k b j 38.1767.0)11(9.0767.06

5

.16.04.06.01)1(9.011110=⨯+⨯==⨯+=⨯'-+

'=+== 2﹑桩的变形系数α：

15

72

0.80.8 2.5510/h b m

EI

E E KN m α=

==⨯⨯ 44

0491.064

m d I ==

π

-11

5

5

7

120000 1.38

0.6980.8 2.55100.0491

mb m EI

α⨯===⨯⨯⨯ 桩在最大冲刷线以下深度10.31m ，其计算长度则为：

0.69810.317.20 2.5h h α==⨯=> 故按弹性桩计算。

3﹑桩顶刚度系数pp ρ﹑HH ρ﹑MH ρ﹑MM ρ值的计算： 0

00pp 1

1

A C E A h l ⨯+

⨯⨯+=

ξρ

22

0785.04

,5.0,31.10,69.6m d A m h m l ==

===πξ

63002

2

012000010.31 1.23710/140(10.31tg )16.8824

C m h kN m A m π==⨯=⨯=+⨯=

按桩中心距计算面积，故取：

2

2091.45.24

m A =⨯=

π

6pp 761

1.1110 1.1086.690.510.311

0.7850.8 2.5510 1.23710 4.91

EI

ρ=

=⨯=+⨯+

⨯⨯⨯⨯⨯

已知参数:

0.69810.317.204h h α==⨯=>（＞4），取用4； 00l 0.698 6.69 4.67l α==⨯= 查表得：

0.04360Q χ= 0.14047m χ= 0.60846m ϕ=

3HH 0.0148Q EIx EI ρα== 20.0684MH m EIx EI ρα== 0.425MM m EI EI ραϕ==

4﹑计算承台地面远点O 初位移0a ﹑0b ﹑0β（单孔活载+恒载+制动力等）：

0pp

N 82711244.13

b n 6 1.08EI

EI ρ==

==⨯