基础工程桩基础课程设计

基础工程课程设计

课程名称：桩基础课程设计

院系：土木工程系

专业：

年级：

姓名：

学号：

指导教师：

西南交通大学

目录

一、概述3

1.1 设计任务3

1.2设计资料错误!未定义书签。 二、设计计算错误!未定义书签。

2.1桩的计算宽度错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α错误!未定义书签。

2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力错误!未定义书签。

2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力错误!未定义书签。

3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩

y

M 及

y

σ错误!未定义书签。

3.2桩顶纵向水平位移计算错误!未定义书签。

一、概述

1.1 设计任务

本设计对象为某公路的特大型桥，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。要求同学选择一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：

（1）综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础、和沉井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。

（2）对选定的基础方案进行详细设计。

（3）初步决定修筑基础的施工方案。

（4）将以上全部成功整理成设计计算说明书和设计施工图。

1.1设计资料

（1）地质及水文资料

河床土质为鹅卵石，粒径为50-60mm约占60%，20-30mm约占30%，石质坚硬，空隙大部分由砂密实充填，卵石层深达58.6m。

地基比例系数m=120000KN/m^4；地基基本容许承载力

σ=1000Kpa;桩周土极限摩阻力τ=400Kpa；土的单位重度0

γ=20kn/m^3；土内摩擦角ϕ=400。

地面高程为69.54m，一般冲刷线高程为63.54m；最大冲刷线高程

60.85m；承台底高程67.54m；常水位高程69.85m。

（2）荷载

上部为等跨30m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，混凝土桥墩，承台用C20混凝土，尺寸为2.5m×5m×8.0m。

承台底总荷载为

∑N=8500.00KN

∑H=400.00KN

∑M=5000.00KN

(3)桩拟定采用直径d=1.1m。6根灌注桩，排列见下，为对称竖直双排桩基础，桩底高程采用50.54m

侧视图正视图

俯视图

二、设计计算

（1）桩的计算宽度 b1=K f ×K 0×K ×d=0.9(d+1)K K=b'+

55.16

9

.163.04.06.0110.6b'-1=⨯+=⨯h L 水平力作用方向上相邻两桩的净距L1=3-1.1=1.9m 桩的计算深度h1=3(d+1)=6.3m 桩排数n=2,所以取b ’=0.6

b1=0.9×（d+1）K=0.9×(1.1+1)×1.55=2.93m (2)桩的变形系数α

E=0.672^/7^10*6.2*67.0h m kn E =

4

4

0719.064

πd m I ==

49.00719

.0106.267.093

.2120000575

1=⨯⨯⨯⨯==EI mb αm 1-

桩在局部冲刷线以下深度为h=10.3,其计算长度为

h =ɑh=0.489×10.31=5.05>2.5。因此按弹性桩计算。

（3）桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。

ρ1=0

001ξh

l 1

A C EA

+

+ 0l (基底到局部冲刷线的距离)=6.19m,

局部冲刷线到底部h=10.31, ξ=0.5,A=4d 4

π=1.15m 2

0c =0m h=120000×10.31=610237.1⨯KN/m 3

A 0=

2

0440tan 31.1021.1⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯+π

按桩中心距计算面积，取A 0=234

⨯π

=7.07M 2

ρ1=1

6707.710237.11106.215.131.105.019.6-⎥⎦⎤

⎢⎣

⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+=2.025×106=1.617EI 已知：=h ɑh=0.49×10.31=5.05>4,取用4

=0l ɑ0l =0.49×6.19=3.0

查附表3-17,3-18，3-19得：，

，24691.010314.0==M Q X X 80158.0 ΦM =. ρ2=3

αEI Q X =0.0121EI

ρ3=2

αEI EI X M 0593.0=

ρ4=ɑEI EI 3928.0ΦM =

（4）计算承台底面形心O 点的位移a,b,β

2i aa ρn γi ∑==6×0.0121EI=0.0726EI

==∑i bb ρ1γi n 6×1.617EI=9.702EI

-6×0.0593EI=-0.3558EI

=6×0.3928EI+6×1.617EI ×1.5^2=186.24 EI

2

αβββαααβββγγγγγ--=

M H a =EI EI EI EI EI EI 7

.6965)

3558.0(186.240726.050003558.0400186.242=-⨯⨯+⨯

=

EI

EI 1

.876702.98500=

EI EI EI EI EI EI 63

.539)4712.0(64.17912.053004172.036064.172=

-⨯⨯+⨯

=

EI

EI EI EI EI EI 14

.310)3558.0(186.240726.04003558.050000726.02

=-⨯⨯+⨯ （5）.计算作用在每根桩顶上的作用力 因为桩均为竖直对称，所以有(EI=855322KN)

）（βb ρ1i i x N +==1.617EI((±1.876 1.5⨯310.14)/EI)=｛KN KN 9.21684.664

=i Q βραρ⨯-⨯32=

KN EI

EI EI EI 89.6514

.3100593.00121.07.6965=⨯-⨯ i M =a 34ρβρ-=0.3928×310.14-0.0593×6965.7=-291.24KN •M

校核： n =i Q