基础工程课程设计(桩基础)(西南交通大学)

课程名称：基础工程设计题目：2#桥墩桩基础设计院系：专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2017年6月5日1目录一、基础工程课程设计任务书...........................................................................................................21.1设计题目..................................................................................................................................21.2设计目的..................................................................................................................................21.3基本资料..................................................................................................................................21.3.1设计的任务及建筑物的性质和用途..................................................................................21.3.2基本资料...............................................................................................................................31.4设计依据..................................................................................................................................41.5设计要求..................................................................................................................................51.6其它..........................................................................................................................................5二、承台上部荷载计算........................................................................................................................8三、高承台桩基地基和基础的设计与计算.....................................................................................93.1桩基设计..................................................................................................................................93.1.1确定承台尺寸..............................................................................................................92.1.2桩的设计.......................................................................................................................93.2桩的内力及位移计算............................................................................................................113.2.1桩的内力和变位计算................................................................................................113.2.4群桩承载力的检算....................................................................................................143.3桩顶水平位移检算...............................................................................................................153.3.1桩在局部冲刷线处的水平位移和转角....................................................................153.3.2在桩顶处的水平位移和转角....................................................................................153.4桩与承台的联接强度检算...................................................................................................163.5河床底面以下墩身及承台和桩的工程量计算...................................................................17附录一：桩身的弯矩、剪力及土的横向抗力计算表及其分布图.................................................18附录二：桩基础横断面、平面及立面图.........................................................................................222一、基础工程课程设计任务书——铁路（公路）桥墩浅基础设计1.1设计题目本课程的题目是“1#桥墩独立基础设计”1.2设计目的柱下独立基础是桥梁工程中的常用基础形式之一，在工程中应用范围较广。为系统掌握此类基础的设计方法，通过本次课程设计应全面掌握柱下独立基础设计计内容与步骤及主要验算内容与方法，了解现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）和《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60——2004）的有关规定，并初步具备独立进行该类基础设计的能力。1.3基本资料1.3.1设计的任务及建筑物的性质和用途设计任务：根据已有建筑物的图样，所受上部结构的荷载、地质和水文地质情况，遵照“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5—2005”（公路桥涵设计通用规范JTGD60——2015）设计某铁路（公路）干线上跨越某河流的桥梁之1#号桥墩的地基和基础。建筑物的性质和用途：该桥梁为等跨度32M，梁全长32.6m，梁端缝0.1m，梁高3.0m，梁宽铁路按单线布置，公路按双线布置m，梁及上部体系自重按870KN计，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。桥面系为无渣桥面（公路不管有砟无砟），并设双侧人行道人行道宽1m，荷载定为3KN/m2，桥墩为混凝土实体桥墩，该桥位于直线平3坡段上，与河流正交，该地区无流冰及地震，该河道不通航。该桥除了为铁路（公路）客货运服务外，亦为附近居民来往的通道。设计依“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5—2005”（“公路桥涵设计通用规范JTGD60——2015”）进行设计，活载按铁路标准活载，即“中—活载”或（公路标准荷载）。1.3.2基本资料一、建筑物的立面示意图如下：二、建筑物场地地形图及钻孔布置图如下：场地地形图及钻孔布置图（单位：m）水平比例尺1：1000高水位：142.0m施工水位：132.0m常水位：132.0m1#4一般冲刷深度：河底以下1.50m局部冲刷深度：河底以下5.50m水文情况：高水位：142.0m施工水位：132.0m常水位：132.0m一般冲刷深度：河底以下1.50m局部冲刷深度：河底以下5.50m三、墩帽尺寸简图及墩身坡度墩帽宽δ=240cm墩帽长b=546cm墩帽厚d=52cm墩身坡1:m=1:20如右图：单位cm四、补充资料墩帽顶面在高水位以上3.72m。风力：w=800Pa八、设计方案该基础拟采用刚性基础或柔性基础，分别进行设计。1、采用刚性基础，试确定基础埋深，并设计该刚性基础2、采用柔性基础，高度取0.8m，基础埋深与基底尺寸同1，试设计该柔性基础（验算基础高度，进行抗弯检算与配筋）。1.4设计依据1、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）或（“公路桥涵设计通用规范JTGD60——2004”）51.5设计要求检算相关内容，设计满足要求的刚性及柔性基础，绘制基础横断面、平面及配筋图。该课程设计主要按如下步骤进行：1、熟悉地基条件及上部结构资料；2、确定合理的基础埋置深度；3、确定地基承载力；4、确定基础底面尺寸，验算地基承载力；5、基础其它验算（偏心距、抗倾覆）；6、确定基础高度和构造尺寸；7、绘制基础横断面、平面及配筋图（柔性基础）。1.6其它本课程设计应于2014年月日前提交。根据学号尾号不同选择下列方案学号尾号单数双数备注铁路规范公路规范刚性基础任意检算3种组合即可；柔性的选取一种荷载组合即可学号倒数第二位单数刚性基础柔性基础双数柔性基础刚性基础1.6.1参照2#号桥墩绘制设计资料总图设计资料总示意图：（单位cm）61.6.2参照2#号桥墩复合各层土的名称、确定其允许承载力一、地基承载力修正系数K经查表，结果如上表：二、各土层的地基的允许承载力的计算由于地基的尺寸和埋深还没有确定，暂时无法确定地基的容许承载力。等后边地基的尺寸和埋深确定后，再进行计算。1.6.3桩基础设计1、选定桩基类型考虑桩基采用高承台还是低承台，考虑采用打入桩还是钻孔桩等施工方法，确定设计为柱桩还是摩擦桩，设计应说明理由。2、选择桩径与桩材确定桩所采用的材料；桩径选择时应考虑施工机具或预制定型产品的直径。3、承台设计拟定承台底面和顶面标高，确定承台平面尺寸。4、估算桩长和桩数（1）、按纵向主+附两孔重载（低水位）和单孔重载（低水位）计算承台底面以上全部外力，7得出∑N、∑H、∑M。（2）、桩长确定：①、柱桩：桩尖需插入硬层一定深度（如1.0米）；②、摩擦桩桩：先按材料强度定出桩的材料轴向承载力[P材],然后假定不同的桩长，通过试算确定由土阻力确定的轴向承载力[P土]，当[P土]接近[P材]时，所对应的桩长即为合适的桩长。[P材]一般应按实际材料强度计算得到，也可近似取以下值：钢筋混凝土预制桩：Φ=40㎝[P材]=80