基础工程设计课程

基础工程课程设计计算书

一 设计资料 1.1 初始条件

东莞市常虎高速公路某高架桥梁，上部构造采用装配式钢筋混凝土简支T 梁，标准跨径25m ，计算跨径24m 。桥面宽度为5.172⨯米，参照《公路桥梁地基基础设计规范》进行设计计算。 1.2 设计荷载

汽车—超20级，挂—120，人群荷载3.53/m KN 。后台填土高度为8.5米。桥台竖直反力为8676KN 。 1.3 材料

台帽、耳墙、台身和基础（承台）为20号钢筋混凝土。31/00.25m KN =γ；后台及溜坡填土的32/00.17m KN =γ；填土的内摩擦角,35︒=φ粘聚力0=c 。 1.4 地质资料，上部尺寸见所附图纸。 二 基础类型的选择

由于采用浅基础的时候，其基础深度不会超过5米，一般在3米左右，但是，此处地形在5米深度内承载力很小，根本不能满足桥台稳定性的要求，故在此处选择桩基础作为承台基础。

另外，由于底下土层的极限摩阻力很下，不能满足要求，此外，在距离地层表面13.8米的地方含有承载力很大的持力岩层，故在本地形时，柱桩基础是最好的选择。 三 荷载计算

3.1 上部构造恒载反力及桥台台身、基础上的土重计算，其值列表如下：

m KN M ⋅-=∑21.6571

各序号含义及承台尺寸的设计见图。 3.2 土压力的计算

土压力按台背竖直，0=α；填土内摩擦角︒=35φ，台背（圬工）与填土间

的外摩擦角︒==5.172

1

φδ计算；台后填土为水平，0=β。

3.2.1 台后填土表面无活载时土压力的计算

台后填土表面无活载时土压力的计算 台后填土自重所引起的主动土压力计算式为

a a B H E μγ222

1

=

式中：2r =17.00kN/3m ；B 为桥台的有效宽度取2.4m ；H 为自基底至台土表面的距离等于10m ；a μ为主动土压力系数

[

]

)

cos(/)cos(/)sin()sin(1)cos(cos )

(cos 2

2βαδαβφδφδαααφμ-+-++

+-=

a

⎥

⎦

⎤

⎢⎣⎡︒︒︒+︒︒

=

5.17cos 355.52sin 15.17cos 35cos 22sian

=0.247

所以 88.035247.01000.172

1

2122=⨯⨯⨯==a a B H E μγkN

其水平向的分力

kN E E o a ax 56.4805.17cos 88.503)cos(=⨯=+=βα

离基础底面的距离：m e y 33.3103

1

=⨯=

对基底形心轴的弯距为

=ex M m KN ⋅=⨯26.160033.356.480 在竖直方向的分力

)sin(βα+=a ay E E =503.88kN o 52.1515.17sin =⨯

作用点离基底形心轴的距离：m e x 60.15.02

2

.4=-=

对基底形心轴的弯距：m kN M ey .43.24260.152.151-=⨯-= 3.2.2 台后填土表面有汽车荷载时

由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为：γ

0bl G

h ∑=

式中：0l 为破坏棱体长度，对于台背为竖直时，

θHtg l =0，而()()αφθtg tgw tgw ctg tgw tg -++

=

︒=++=15.52αδφw

所以有()83.5303.1303.1428.1303.1(100=++

-⨯=l m

又因为在破坏棱体内只能放一辆重车，因是4车道，故：

KN G 1540%)301(5504=-⨯⨯=∑

m h 20.117

83.5131540

=⨯⨯=

则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为

()()81.624247.04.2102.120.1000.175.022

1

2=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=a a B H h H E μγKN

其水平向的分力

kN E E o a ax 89.5955.17cos 81.624)cos(=⨯=+=δα 离基础底面的距离：m e y 66.320

.121020.1310310=⨯+⨯+⨯= 对基底形心轴的弯距为

=ex M m KN ⋅=⨯52.217866.389.595 在竖直方向的分力

)sin(βα+=a ay E E =624.81kN o 88.1875.17sin =⨯

作用点离基底形心轴的距离：m e x 60.15.02

2

.4=-=

对基底形心轴的弯距：m kN M ey .61.30060.188.187-=⨯-= 3.2.3 台后填土表面为挂车荷载时

由于m l 83.50=，在该长度范围内挂车荷载的轮重为KN G 1200=∑，换算的等代土层厚度为m h 931.017

83.5131200

=⨯⨯=

则土压力为

()()70.597247.04.210931.020.1000.175.022

1

2=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=a a B H h H E μγKN

其水平向的分力

kN E E o a ax 04.5705.17cos 70.597)cos(=⨯=+=δα 离基础底面的距离：m e y 59.3931

.0210931.0310310=⨯+⨯+⨯= 对基底形心轴的弯距为

=ex M m KN ⋅=⨯27.204959.304.570 在竖直方向的分力

)sin(βα+=a ay E E =570.70kN o 73.1795.17sin =⨯

作用点离基底形心轴的距离：m e x 60.15.02

2

.4=-=

对基底形心轴的弯距：m kN M ey .57.28760.173.179-=⨯-=

3.2.4 台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力

在计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1：1.5算得o 69.33-=β，则基础边缘至坡面的垂直距离为