桥墩桩基础设计计算书..

基础工程课程设计

一．设计题目：

某桥桥墩桩基础设计计算

二．设计资料：

某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径30m，梁长29.9m，计算跨径29.5m，桥面宽13m（10+2×1.5），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。

1、水文地质条件：

河面常水位标高25.000m，河床标高为22.000m，一般冲刷线标高20.000m，最大冲刷线标高18.000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下：

（1）地质情况c（城轨）：

2、标准荷载：

（1）恒载

桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN；

箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN；

墩帽自重：N3=800kN；

桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*2.5=150KN

（2）活载

一跨活载反力：N5=2835.75kN，在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kN·m；

两跨活载反力：N6=5030.04kN+8×100kN；

（3）水平力

制动力：H1=300kN，对承台顶力矩6.5m；

风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩4.75m

3、主要材料

承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋；

4、墩身、承台及桩的尺寸

墩身采用C30混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×6.5m 3。承台平面尺寸：长×宽=7×4.5m 2，厚度初定2.5m ，承台底标高20.000m 。拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径1.0m ，成孔直径1.1m ，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm 。

5、其它参数

结构重要性系数γso =1.1，荷载组合系数φ=1.0，恒载分项系数γG =1.2，活载分项系数γQ =1.4

6、 设计荷载

（1） 桩、承台尺寸与材料

承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.5m 初步拟定采用四根桩，设计直径1m ，成孔直径1.1m 。桩身及承台

混凝土用30号，其受压弹性模量h E =3×4

10MPa 。

（2） 荷载情况

上部为等跨30m 的预应力箱梁桥，混凝土桥墩，作用在承台底面中心的荷载为： 恒载及一孔活载时：

1.2(158054008009751507 4.5

2.515 1.42835.751571

3.55N KN =⨯+++-+⨯⨯⨯+⨯=∑）

1.4(300

2.7)42

3.78H KN

=⨯+=∑

[3334.3300(2.5 6.5) 2.7 4.75 2.5 1.48475.425M KN =+⨯++⨯

+⨯=∑（）] 恒载及二孔活载时：

1.2(158054008009751507 4.5

2.515N =⨯+++-+⨯⨯⨯⨯∑）+1.45830.04=19905.556KN

桩（直径1m ）自重每延米为：

q= 2

11511.781/4

KN m ⨯⨯=π（已扣除浮力） 三、计算

1、根据《公路桥涵地基与基础设计规范》反算桩长

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 2，则：

[][]{}

)3(2

1

22200-++==∑h k A m l U P N i i h γσλτ

桩的设计桩径1m ，冲抓锥成孔直径为1.1m ，桩周长和面积为 U=π×1.1=3.456m ，

21

0.7854

m π⨯=，

假定桩长<20m 取λ=0.70 t/d<0.3取0m =0.80 查表得2K =6.0 已知 []0σ=550KPa

h 019905.556

0.55058.856 5.8914

N q l q h h =

+⋅+⋅=+ 216 4.617 3.8h 2 4.6 3.82029.8

1010h 2h 2γ⨯+⨯++--⨯=-=-

++（）土换算加权重度

[][]{}

0022221

(3)0.5 3.456[

2

4.620 3.850(2 4.6 3.8)240]0.70.80.785[55029.81

6(10)(1)](441.0961147.9163829.416)

22

h i i N P U l m A k h h h h h h h ==++-=⨯⋅⨯+⨯++--⨯+⨯⨯⋅+⋅-⋅-=⋅--++∑τλσγ

令

[]

h N P =得：

2435.2056218.55413947.128016.26(h h h m --=⇒=舍去负值）

现取h=17m<20m,满足取λ=0.70，则，桩低标高为1.00m

2.单桩竖向允许承载力

代入数据h=17m

得

[][]{}

002221

(3)5480.672

i i P U l m A k h KN =

++-=∑τλσγ 加权重度3229.829.8

10108.432/h 2172

KN m γ=-=-=++

3、桩的平面布置图