铁路桥墩桩基础设计(中南大学)
铁路桥墩桩基础设计
学院：土木工程学院
班级：
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指导老师：
基础工程课程设计任务书
——铁路桥墩桩基础设计
一、设计资料：
1. 线路：双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道及双侧1.7m宽人行道，其重量为44.4kN/m。
2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m，梁高3m，梁宽1
3.4m，每孔梁重8530kN，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。
3. 建筑材料：支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。
4. 地质及地下水位情况：
土层平均容重γ＝20kN/m3，土层平均内摩擦角?=28°。地下水位标高：＋30.5。
5. 标高：梁顶标高+54.483m，墩底＋33.31m。
6. 风力：ω＝800Pa (桥上有车)。
7. 桥墩尺寸：如图1。
二、设计荷载：
1. 承台底外力合计：
双线、纵向、二孔重载：
N=18629.07kN H=341.5kN M= 4671.75kN
双线、纵向、一孔重载：
N 17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN.m
2. 墩顶外力：
双线、纵向、一孔重载：
H=253.44 kN，M＝893.16 kN.m。
三、设计要求：
1、选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。
2、检算下列项目
（1）单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；
（2）群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；
（3）墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）；
（4）桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）；
（5）桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。
3、设计成果：
（1）设计说明书和计算书一份
（2）设计图纸（2号图，铅笔图）一张
（3）电算结果
四、附加说明：
1、如布桩需要，可变更图1中承台尺寸；
2、任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖
向荷载进行相应调整。
基础工程课程设计计算书
——铁路桥墩桩基础设计
一、确定基桩几何尺寸及桩数
1、承台及桩身采用C25混凝土。
2、设计桩径取m d 0.1=，钻孔灌注桩；采用旋转式钻头。
3、考虑选择较硬土层作为桩端持力层，根据地质条件，将桩端定在粗砂层。桩端全截面进入持力层的深度，对于砂土不宜小于 1.5d ，所以选择桩长
40l m =，标高为-6.69m 处，桩端进入持力层深度为3.18m 。
4、确定桩数n ：[]
N
n P μ=
∑，其中，μ为经验系数，桥梁桩基采用1.3～1.8。
计算单桩容许承载力[]P ：[][]σA m l f U i i 02
1
=P +∑
其中：22785.04
m d A ==
π
（A 按设计桩径计算），
m U 299.3)05.00.1(=+?=π 钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数4.00=m
由于10l d >，故[]()'
02222436k d k d σσγγ=+-+
查《铁路桥规》，地基基本承载力0400KPa σ=;深度修正系数25k =，
'2
2 2.52
k k =
=，桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均。 32/7.1040
10
)5.3031.3340(20)5.3031.33(m kN =?+-+?-=
γ
[]()()'02222436 400+510.741-36 2.510.71614k d k d KPa
σσγγ=+-+=???+???= 软塑砂粘土：m l kPa f 52.24511==，
粉砂：22459.5f kPa l m ==，
淤泥质砂粘土：m l kPa f 4.13033==，
细砂：445523.4f kPa l m ==，
粗砂：m l kPa f 18.38055==，
∴单桩的轴向受压容许承载力：
01
[][]
21
3.229(45 2.52459.530 1.45523.480 3.18)0.40.7856143622.922
i i P U f l m A kPa σ=?+=???+?+?+?+?+??=∑取 1.3μ=，则[]
18629.07
1.57.71362
2.92N n P μ==?=，取n=8根。
二、承台尺寸及布桩
1、承台尺寸采用图1中所示尺寸。
2、查《桥规》知，当1d m ≤时，最外一排柱至承台底板边缘的净距不得小于0.5d 且不得小于0.25m ，且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于2.5d ，根据承台尺寸及以上布桩原则，取桩距为33d m =，桩的分布如下图所示：
三、承台底面形心处位移计算 1、桩的计算宽度0b 和变形系数α
kb k k b f 0
0= 其中，()0
0.9,1/2f k k d d ==+=
桩间距114.51 3.50.60.63(1) 3.6L h d =-=<=??+= ∴989.06
5
.36.06.016.06.0111=?-+=?'-+
'=h L b b k ，其中6.02='=b n 时， 因此，00.920.9891 1.8b m =???=
4
4
410.049164
64
d I m ππ?=
=
=
查《铁路桥规》，桩身采用C25混凝土时73.0010h E KPa =?
7640.80.8 3.0100.0491 1.1810/h a EI E I KP m ==???=?
假定为弹性桩，承台底面下计算深度为()m d h m 1.4105.12)1(2=+?=+=，此深
度内存在软塑砂粘土和粉砂需要换算m 值。查表，取416000/m KN m
=，m h 52.279.3031.331=-=；429000/m KN m =， ，m h 58.152.21.42=-=。
()2211212242
226000 2.529000(2 2.52 1.58) 1.587866.675/4.1m m h m h h h m KN m h ++??+??+?===
故0.413α=== 0.4134016.48 2.5l m m α=?=>，是弹性桩，故假设成立。 2、单桩桩顶刚度的计算 公式：1000
11
l l EA c A ρξ=
++，其中
5.0=ξ，00=l ，m l 41=，KN A E EA h 74
7
103562.24
11000.3?=??
?==π，
30025000401000000c m l KN m ==?=，侧摩阻力以
4
?
扩散角至桩底平面得出半径28tan 0.540tan
5.411424R l d m ?=+=+?=
，大于桩间距1.5m ，取03d m =， 2
2
2
0037.0694
4
d A m ππ?=
=
=610700
11
1.00981000.5401
1
2.35621010000007.069
KN m l l EA c A ρξ=
=
=?++?+
+??
0.4134016.52 4.0l m α=?=>查表得：484.1985.0064.1===M M H Y Y φ，， 则：336420.413 1.1810 1.0648.84510H EIY KN m ρα==???=??
226530.413 1.18100.985 1.98310M EIY KN ρα==???=?
6540.413 1.1810 1.4847.23210/M EI KN m rad ρα?==???=??
2、承台刚度系数的计算 因为桩是对称布置，故
6618 1.0098108.07810/bb n KN m γρ==??=? 45288.845107.07610aa n KN m γρ==??=??
5638 1.98310 1.58610a a n KN ββγγρ==-=-??=-?
2
25
6
7
41 4.587.2321081009810 4.668102i
i n x n KN m rad
ββγρρ??=+=??+???=?? ???
∑ 由于是低承台桩基，故承台计算宽度m b B 2.1212.1110=+=+=
承台处于耕地软塑砂粘土中，取46000/m KN m =，
46000 2.5 1.510/h C m h KN m =?=?=?
4'5
50242''6
60343'7
70 1.510 2.57.0761012.29.36410221.510 2.51.5861012.2 1.39510661.510 2.54.6681012.2 4.69210/1212
h aa
aa h a a a h C h B KN m
C h B KN
C h B KN m rad
βββββββγγγγγγγ???=+?=?+?=?????==+=-?+?=-????=+?=?+?=??3、承台底面形心处位移计算
双线、纵向、二孔重载：
N=18629.07KN, H=341.5KN, M=4671.75KN ?m
()()3
6
76''
4
2'''25765''
'''2
18629.07 2.306108.07810
4.69210341.5 1.395104671.75
5.369109.36410 4.69210 1.395109.364104671.75 1.3951bb
a aa a aa a aa a N
b m H M a m M H ββββββββββγγγγγγγγβγγγ--=
=
=????--??-===?-???--???--?-==-∑∑∑∑∑()()
6425760341.5 1.155109.36410 4.69210 1.39510rad -?=????--?
双线、纵向、一孔重载：N=17534.94KN, H=341.5KN, M=4762.57kN ?m
()()36
76''
42'''2
5765''
'''2
2.171108.07810
4.69210341.5 1.395104671.7517
5.399109.36410 4.69210 1.395109.364104671.75534.94
1.3951bb
a aa a aa a aa a N
b m H M a m M H ββββββββββγγγγγγγγβγγγ--=
=
=????--??-===?-???--???--?-==-∑∑∑∑∑()()
6425760341.5 1.176109.36410 4.69210 1.39510rad -?=????--?
4、托盘底面水平位移'
d δ 及转角'β计算
假定墩帽、托盘和基础部分仅产生刚性转动，将墩身分为四部分，基本风荷载强度KPa 800=ω，桥上有车时风荷载强度采用ω8.0，纵向水平风力等于风荷载强度乘以受风面积。
(1)∑H 和纵向风力引起的力矩
墩帽所受风力：KN H 88.28.08.06.05.7=???=墩帽 托盘所受风力：()KN H 6.248.08.05.12
1.79.5=???+=
托盘
墩身风力：12(5.9 6.02)/230.80.811.443H kN -=+???= 23(6.02 6.14)/230.80.811.674H kN -=+???= 34(6.14 6.26)/230.80.811.9H kN -=+???= 45(6.26 6.34)/2 2.020.80.88.145H kN -=+???= 梯形形心轴距下边缘的距离计算公式为：
)
(3)
2(b a b a h y ++?=
，其中a 为下边长度，b 为上边长度。
故m y 727.0=托盘，m y y y 495.1342312===，m y 008.145= 将墩身分为四部分，如下图：
风力及截面弯矩值计算表
（2）计算托盘底面的水平位移'd δ和转角'β
由2
_
下
上i i i M M M +=得：
121536.7682341.556
1939.1622M KN m -
-+==?
232341.5563181.017
2761.2872M KN m -
-+==?
343181.0174055.841
3618.4292
M KN m --+=
=?
454055.8414964.763
4510.3022
M KN m -
-+=
=?
托盘水平位移'd δ和转角'β计算表：
四、桩基检算
1、单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）
N 18629.07KN = x 2.25m = 4 1.15510rad β-=? 6
1 1.009810/KN m ρ=?
6
4max
1
18629.07 1.009810
2.25 1.155102591.0568
N N x KN n
ρβ-=+=+????=∑
查规范，桩的容重3
125KN m γ= 土平均重度3
220KN m γ=， 桩身自重：
21 1.05[2.812537.19(2510)]543.8734
G kN π
=
???+?-=
与桩入土部分同体积的土重为：
KN G 229.336)]1020(19.372081.2[14
22=-?+???=
π
则：max 122591.056543.873336.2292798.7N N G G KN =+-=+-=
[]1.2 1.23622.924347.504P KN <=?= 所以，单桩承载力合格
2、群桩承载力验算（双线、纵向、二孔重载）
桩中心距为4.5米，小于6d=6米，考虑群桩效应。将桩群看作一个实体基础，则实体基础为一台体，台体底面由于内摩擦角（ 28=?）较顶面放大，如下图：
28331240tan 19.8234a m =?++??=
284.51240tan 15.3234b m =++??=
219.82315.323303.748A ab m ==?=
22
319.82315.323775.72166
ab W m ?===
桩身自重：1543.87384350.984G KN =?= 桩侧土重：
kN G 983.1270688692.370)1019.372081.2(748.3032=?-?+??= 承台重：kN G 49005.272.11253=???=
承台部分土重：kN G 39205.272.11203=???='
kN
G G G G N N 037.15102939204900983.127068984.435007.186293
3210=-+++='
-+++=
kPa kPa W M A N 644][245.503721
.77575
.4671748.303037.1510290=<=+=+=
σσ 所以，群桩承载力合格。
3、墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）
m H17
4.0
6.0
5.1
12
5.2=
+
+
+
+
=
444
' 5.39910 1.1761017 5.13010
3.051527.88
d
a H
mm mm
βδ---
?=++=?+??+?
=<==
故墩顶水平位移满足要求。
4、桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）
在《桥规》中查m、m
时，只适用于结构在地面处的最大位移为6mm，若超过6mm 就不能采用“m”法进行计算，故需要对桩在土面处的位移进行检算。
'44
5.39910 1.17610(3
6.7933.31)0.9496
a h mm mm
β--
?=+=?+??-=<
故可用m法进行计算。
5、桩身配筋计算（双线、纵向、一孔重载）
（1）计算桩身弯矩
z
M
4445 023
5.399108.84510 1.17610 1.9831024.434
H a KN
ρβρ--
=-=???-???=
4545
043
1.176107.23210 5.39910 1.983102
2.014
M a KN m βρρ--
=-=???-???=-?
任意深度z处桩身截面弯矩
24.434
22.01459.16222.014
0.413
Z M M M M M M H
M A M B A B A B α
=?+?=-=-
桩身弯矩
z
M计算表
max z 64min 117534.94 1.009810 2.25 1.176101924.6748
N N x KN n ρβ-=
-=-????=
桩身弯矩分布图
（2）求偏心矩e
max 0min 30.526
0.01591924.674
z M e m N =
== 偏心距放大系数：221
1c c c
KN l E I ηαπ=
?-
00.10.1
0.160.160.6230.0159
0.20.21e h
α=
+=+=++
0.4134016.52 4.0l α=?=>
所以0 4.0 4.00.50.50 4.8430.413c l l m α???
?=?+=?+= ? ????
?
主力加附加力，所以K=1.6
2
2
2227
1
1
1.0081.61924.674 4.8431110.623 3.001064
c c c
KN l E I ηπαππ=
=
=???--
?????
'0 1.0080.01590.0160e e m η==?= （3）配筋
根据灌注桩构造要求，桥梁桩基主筋宜采用光钢筋，主筋直径不宜小于16mm ，净距不宜小于120mm ，主筋净保护层不应小于60mm ，在满足最小间距的情况下，尽可能采用单筋、小直径钢筋，以提高桩的抗裂性。所以，主筋采用Ⅰ级钢筋，桩身混凝土为C25，根据《桥规》规定，取min 0.5%u =，则：
2
2,min min 10000.00539274
s c A u A mm π?==?
=，选用16φ18的Ⅰ级钢筋，则
24072s A mm =,实。取净保护层厚度60s a mm =，采用对称配筋此时主筋净距为：()02500609218151.253120816R d mm mm ππ?--??-=-=> ???
，满足。 桩与承台的联结方式为主筋伸入式，桩身伸入承台板0.1m ；主筋伸入承台的长度不小于45倍的主筋直径即4518810mm ?=，取900mm 。主筋应配到4/α处一下2m 处，取主筋在桩中长度为12m ；箍筋采用mm 200@8φ，为增加钢筋笼刚度，顺钢筋笼长度每隔2m 加一道18?的骨架钢筋。 （4）判别大小偏心 取15n =
换算截面面积：2
2
2010001540728464782s A R nA mm ππ??=+=?+?= ?
??
换算截面惯性矩：4
4
220104
110001
154072(500609)42422
5.47610s s R I nA r mm ππ??=+=?+???-- ???=? 10
00 5.47610129.38'16846478500I k mm e mm A y ?===>=?，故属于小偏心受压构件。
（5）截面应力核算
小偏心构件，全截面受压，则
3310
002764.237102764.237100.016500 3.27[]9.5846478 5.47610c b N M y MPa MPa A I σσ???=+=+?=<=?
3310002764.237102764.237100.016[()]15[(500609)]846478 5.4761048.99[]160s s s N M n y a A I MPa MPa
σσ???''=+-=?+--?=<=故桩的截面应力满足要求。 （6）稳定性验算
桩的计算长度 4.843c l m =，m d 1=，/ 4.8437c l d =<，查《混凝土结构设计原理》表11-4查得φ=1.0，查表11-3得m=12.4，按轴心受压构件检算桩的稳定性。
()()[]3'
22764.237101.01000/412.440723.3077.6c c s c N A mA MPa MPa σ?πσ?==+??+?=<= 所以，桩的稳定性满足要求。 （7）桩的抗裂验算
由于桩属于小偏心受压，全截面受压，钻孔灌注桩现场浇灌，不需吊装，施工期间桩截面一般不出现拉应力，所以桩不产生裂缝。
五、电算结果 （1）输入文件 2 5 2
0 0.5 3.5 30000000 6000 28 2.52 9000 28 9.5 5000 28 1.4 15000 28 23.4 25000 28 8.8
4 1.0 1.0 0 40 0 -2.2
5 4 1.0 1.0 0 40 0 2.25 2.5 11.2 0 0 0
341.5 17534.94 4762.57
341.5 18629.07 4671.75
（2）输出文件
**************************************************
* 第一部分原始数据 *
**************************************************
桩类型组数土层数作用力H方向上一排桩的桩数
2 5 2
桩端嵌固类型 MD=.0 桩传力类型系数 XS=0.5000
最小桩间净距 LS= 3.50(米) 桩材砼弹性模量 E= 0.3000E+08(kN/m2)
地基比例系数(kN/m4) 内摩擦角(度) 第I土层的厚度(米)
6000. 28.0 2.52
9000. 28.0 9.50
5000. 28.0 1.40
15000. 28.0 23.40
25000. 28.0 8.80
I IT D DB LO LI AH X
1 4 1.000 1.000 0.000 40.000 0.0000 -2.2500
2 4 1.000 1.000 0.000 40.000 0.0000 2.2500
承台埋入地面或局部冲刷线以下的深度： 2.5
承台的实际宽度： 11.2
荷载类型I 水平力H(kN) 轴向力N(kN) 弯矩M(kN.m)
1 0.0 0.0 0.0
2 341.5 17534.9 4762.6
3 341.5 18629.1 4671.8
**************************************************
* 第二部分计算结果 *
**************************************************
基础的变形系数a及桩顶刚度系数
I AF LO1 LO2 LO3 LO4
1 0.41
2 1096849.12 87424.84 196804.41 720065.38
2 0.412 1096849.12 87424.84 196804.41 720065.38
承台刚度矩阵
I K1 K2 K3
1 1018543.120010 0.000000 -1308481.608325
2 0.000000 8774793.000000 0.000000
3 -1308481.608325 0.000000 50236103.290835
*******************************
荷载类型NP= 1 (单孔轻载)
*******************************
承台位移
水平位移(毫米) 竖向位移(毫米) 转角(rad)
0.00 0.00 0.0000E+00
I= 1
第 1 根桩的桩顶位移
1 0.00 0.00 0.000000
2 0.00 0.00 0.000000
3 0.00 0.00 0.000000
第 1 根桩桩身内力
J H(m) My(kN.m) Qy(kN) dy(kN/m)
1 0.49 0.000 0.000 0.000
2 0.97 0.000 0.000 0.000
3 1.46 0.000 0.000 0.000
4 1.94 0.000 0.000 0.000
5 2.43 0.000 0.000 0.000
6 2.92 0.000 0.000 0.000
7 3.40 0.000 0.000 0.000
8 3.89 0.000 0.000 0.000
9 4.37 0.000 0.000 0.000
10 4.86 0.000 0.000 0.000
11 5.35 0.000 0.000 0.000
12 5.83 0.000 0.000 0.000
13 6.32 0.000 0.000 0.000
14 6.80 0.000 0.000 0.000
15 7.29 0.000 0.000 0.000
16 7.78 0.000 0.000 0.000
17 8.26 0.000 0.000 0.000
18 8.75 0.000 0.000 0.000
19 9.23 0.000 0.000 0.000
20 9.72 0.000 0.000 0.000
I= 2
第 2 根桩的桩顶位移
1 0.00 0.00 0.000000
2 0.00 0.00 0.000000
3 0.00 0.00 0.000000
第 2 根桩桩身内力
J H(m) My(kN.m) Qy(kN) dy(kN/m)
1 0.49 0.000 0.000 0.000
2 0.97 0.000 0.000 0.000
3 1.46 0.000 0.000 0.000
4 1.94 0.000 0.000 0.000
5 2.43 0.000 0.000 0.000
6 2.92 0.000 0.000 0.000
7 3.40 0.000 0.000 0.000
8 3.89 0.000 0.000 0.000
9 4.37 0.000 0.000 0.000
10 4.86 0.000 0.000 0.000
11 5.35 0.000 0.000 0.000
12 5.83 0.000 0.000 0.000
13 6.32 0.000 0.000 0.000
14 6.80 0.000 0.000 0.000
15 7.29 0.000 0.000 0.000
16 7.78 0.000 0.000 0.000
17 8.26 0.000 0.000 0.000
18 8.75 0.000 0.000 0.000
19 9.23 0.000 0.000 0.000
20 9.72 0.000 0.000 0.000 *******************************
某铁路桥梁桥墩基础设计
《基础工程》课程设计 目录 一、概述 (2) 1、工程概况和设计任务 ......................................................................................................... 2 二．方案设计 .. (3) 1.基础类型和尺寸 .................................................................................................................... 3 2.地基持力层 ............................................................................................................................ 3 三、技术设计 .. (6) 1.荷载设计 (6) 2.计算变形系数α ................................................................................................................... 6 3.计算刚度系数1234ρρρρ ..................................................................................................... 6 4.电算求解承台变位..a b β和桩顶内力i i i N H M ................................................................. 7 5．绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图 ......................................................... 8 6.桩身配筋计算 ...................................................................................................................... 13 7.桩水平位移检算 .................................................................................................................. 13 8.桩单位转角检算 .................................................................................................................. 14 9.承台结构设计计算 .............................................................................................................. 17 四．施工方案 (19) 1.基础施工方式 ...................................................................................................................... 19 参考资料.. (21)
某桥梁桩基础设计计算
第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 表一、土质指标 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量h E =2.6×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时： 5659.4N KN =∑、 298.8H KN =∑、 3847.7M KN m =∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2N KN =∑。桩（直径 1.0m ）自重每延米为： 2 1.01511.78/4 q KN m π?= ?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN =+???===+?=∑∑∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+???=∑ 桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 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3h ，则：002221 []{[](3)}2 h i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842 h N h =+?+? 计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，桩周长 2 22 02021211.15 3.6,0.485,0.7 4 0.9, 6.0,[]550,12/40,120, a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ?=?== ======== 1 [] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852 [550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m =??+-?+??? +??+-==+∴= 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
工程桩基础设计计算书
基 础 工 程 课 程 设 计 计 算 书 系别：土木工程系 姓名：盛懋 目录 1 .设计资料 (3) 1.1 建筑物场地资料 (3) 2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (3)
2.1 选择桩型 (3) 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (3) 3 .确定单桩极限承载力标准值 (4) 3.1 确定单桩极限承载力标准值 (4) 4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4) 5 .确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和 (5) 5.1 四桩承台承载力计算 (5) 6 .桩顶作用验算 (6) 6.1 四桩承台验算 (6) 7 .桩基础沉降验算 (6) 7.1 桩基沉降验算 (6) 8 .桩身结构设计计算 (9) 8.1 桩身结构设计计算 (9) 9 .承台设计 (10) 9.1 承台弯矩计算及配筋计算 (10) 9.2 承台冲切计算 (11) 9.3承台抗剪验算 (12) 9.4 承台局部受压验算 (12) 1. 工程地质资料及设计资料 1) 地质资料 某建筑物的地质剖面及土性指标表1-1所示。场地地层条件：粉质粘土土层取q sk＝60kpa，q ck＝430kpa；饱和软粘土层q sk＝26kpa；硬塑粘土层q sk＝80kpa，q pk＝2500kpa；设上部结构传至桩基顶面的最大荷载设计值为：V=2050kn，M=300kn?m，H=60kn。选择钢筋混凝土打入桩基础。柱的截面尺寸为400mm?600mm。已确定基础顶面高程为地表以下0.8m，承
台底面埋深1.8m 。桩长8.0m 。 土层的主要物理力学指标 表1-1 编号 名称 H m W % ? kn/m 3 ? ° S r e I p I L G s E s mpa f ak kpa a 1-2 mpa -1 1 杂填土 1.8 16.0 2 粉质粘土 2.0 26.5 19.0 20 0.9 0.8 12 0.6 2.7 8.5 190 3 饱和软粘土 4.4 42 18.3 16.5 1.0 1.1 18.5 0.98 2.71 110 0.96 4 硬塑粘土 >10 17.6 21.8 28 0.98 0.51 20.1 0.25 2.78 13 257 2）设计内容及要求 需提交的报告：计算说明书和桩基础施工图: (1)单桩竖向承载力计算 (2)确定桩数和桩的平面布置 (3)群桩中基桩受力验算 (4)群桩承载力和 （5）基础中心点沉降验算（桩基沉降计算经验系数为1.5） (6)承台结构设计及验算 2 .选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 1）、根据地质勘察资料，确定第4层硬塑粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，为400mm ×400mm ，桩长为8米。桩顶嵌入承台50cm ，则桩端进持力层1.55米。承台底面埋深1.8m ，承台厚1m 。 2）、构造尺寸：桩长L ＝8m ，截面尺寸：400×400mm 3）、桩身：混凝土强度 C30、 c f ＝14.3MPa 4φ16 y f ＝210MPa 4）、承台材料：混凝土强度C20、 c f ＝9.6MPa 、 t f ＝1.1MPa 3.确定单桩竖向承载力标准值 （1）单桩竖向承载力标准值Quk
铁路工程高桥墩施工
路桥分公司 铁路桥墩施工技术研究 路桥分公司工程技术部 2016年8月15日
铁路桥墩施工技术研究 1 前言 随着科技进步，高性能混凝土结构设计不断涌现，随着高速铁路的迅速发展，跨越深沟峡谷的建筑物也越来越多，施工高建筑物的技术水平就越来越重要了。本文提出了一点肤浅的认识与见解，从施工经验上进行了总结，以指导现场施工。 2 铁路高桥墩类型 2.1实心高桥墩：单线或双线，都有圆型、矩形和园端型。 2.2 空心高桥墩：单线或双线，都有圆型、矩形和园端型。 3 高桥墩施工工艺 3.1 实心高桥墩施工，在近年的施工技术当中，都有一次浇筑成型的要求。正是采取一次浇筑成型，就有很多问题需要解决。 3.1.1实心高桥墩模板加工的技术要求 近年来，施工单位都采用钢模板厂制（定型钢模），根据规范要求，钢模板的刚度、强度、稳定性必须满足施工需要。厂家对钢模板加工来说，属于非标产品，加工精度要求就要施工单位确定，厂家根据施工单位的要求加工。施工技术人员如何确定呢？计算是很复杂的过程，需要查阅大量资料和施工经验。 3.1.1.1钢模板的刚度、强度远高于木模板，但是根据钢板加工工艺，钢板厚度和支撑间距是根据混凝土对模板侧面的侧压力大小来确定的。 3.1.1.2 侧压力大小确定，混凝土作用于模板的侧压力，随着混凝土
浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一个临界值时，侧压力就不再增加了，此时的侧压力即为新浇混凝土的最大侧压力。采用插入式振捣器时，有专家推导出下面二个公式：F=0.22Уc t0β1β2v1/2 和F=Уc H 式中F—新浇混凝土对模板的最大侧压力（Kn/m2）； Уc—混凝土的重力密度； t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可实测确定。当缺乏试验资料时，可以采用t=200/(T+15)计算； T—混凝土的温度(°)； V—混凝土的浇筑速度（m/h）； H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）； β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2； β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm 时，取0.85；50~90mm时取1.0；110~150mm时取1.15。 钢板一般采用3～8mm作为面板。 3.1.1.3模板加劲肋的布置间距，由人工配合机械吊装，人在高空作业，受到空间条件限制，安全带的固定作用影响，人员移动难度大。吊机吊起一块模板，人在高空要让一块模板稳定（静止），是很困难的事情。质量大，惯性也大，所以，只有减轻模板重量，在吊机的配合下，人在高空才容易让模板处于静止状态，迅速安装、定位模板。
桩基础设计计算书
课程设计(论文) 题目名称钢筋混凝土预制桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名李宇康 学号124100161 系、专业城市建设系土木工程 指导教师周卫 2015年5 月
桩基础设计计算书 一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： V=1765, M=169KN·m，H = 50kN； 柱的截面尺寸为：800×600mm； 承台底面埋深：D ＝ 2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m 3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa，弯曲强度设计值为 f m ＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y ＝310MPa 4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa，弯曲抗压强度设 计值为f m ＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。 附表一： 土层的主要物理力学指标表1-1 土 层代号名称 厚 度 m 含水 量w (%) 天然 重度 (kN/m3 ) 孔 隙 比 e 侧模 阻力 桩端 阻力液性 指数 I L 直剪试验 (直快) 压缩 模量 E s (MPa) 承载力 特征值 f k(kPa) q sk kPa q pk kPa 内摩 擦角 ?? 粘聚 力c (kPa) 1 杂填土 2.0 20 18.8 2 2 6.0 90 2 淤泥质土9 38.2 18.9 1.02 22 1.0 21 12 4.8 80 3 灰黄色粉 质粘土 5 26.7 19. 6 0.75 60 2000 0.60 20 16 7.0 220 4 粉砂夹粉 质粘土 >10 21.6 20.1 0.54 70 2200 0.4 25 15 8.2 260 附表二：
桩基础的设计计算
1 第四章桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，
2 使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 z zx Cx =σ （4-1） 式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3； z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。 （2）确定方法 地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测z x 及zx σ后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。
桩基础课程设计计算书范本
桩基础课程设计计 算书
土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师：
地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为 2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。
图1 框架结构柱网布置图 （预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm 。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件
注：地下水位在天然地面下2.5米处 目录 地基基础课程设计任务书............................................................................ - 0 -工程概况....................................................................................................... - 1 - 1.设计资料.................................................................................................... - 4 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深...................................... - 4 - 3.确定单桩极限承载力标准值..................................................................... - 5 - 4.确定桩数和承台尺寸 ................................................................................ - 6 - 5.桩顶作用效应验算 .................................................................................... - 7 - 6.桩基础沉降验算 ........................................................................................ - 8 - 6.1 求基底压力和基底附加压力 ........................................................... - 8 - 6.2 确定沉降计算深度 ........................................................................... - 8 - 6.3 沉降计算........................................................................................... - 8 -
桥墩桩基础设计计算书
桥墩桩基础设计计算书 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
基础工程课程设计一．设计题目：00 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，计算跨径，桥面宽13m （10+2×），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，河床标高为，一般冲刷线标高，最大冲刷线标高处，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*=150KN （2）活载 一跨活载反力：N5=，在顺桥向引起的弯矩：M1= kN·m； 两跨活载反力：N6=+8×100kN； （3）水平力 制动力：H1=300kN，对承台顶力矩； 风力：H2= kN，对承台顶力矩 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×。承台平面尺寸：长×宽=7×，厚度初定，承台底标高。拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径，成孔直径，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=，荷载组合系数φ=，恒载分项系数γG=，活载分项系数γQ= 6、设计荷载 （1）桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：××初步拟定采用四根桩，设计直径1m，成孔直径。桩身及承台
铁路曲线桥墩台中心坐标计算
浅析铁路曲线桥墩台中心坐标计算
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浅析铁路曲线桥墩台中心坐标计算 （中交 广东 广州） 摘 要：结合在建的某铁路设计资料，采用坐标计算法计算铁路曲线桥梁工作线偏角，并推算出桥梁墩台中心坐标，全过程采用VB 语言程序结合Excel 电子表格自动计算。 关键词：曲线桥梁工作线；偏距E 值；交点距L ；桥梁偏角α；桥梁偏角坐标计算法 Abstract ： Key words ： 1引言 高速铁路采用的桥梁部份所占比例较大，需要计算的曲线桥梁墩台坐标计算工作量繁重。与直线桥相比，曲线桥墩台坐标的计算要复杂的多，涉及的内容也较多，如何能快速准确计算出曲线桥梁墩台坐标对测量内业计算至关重要。传统的采用前后视偏角计算法计算桥梁偏角，F B A δδα+=，δB 前视偏角，δB 后视偏角，由于梁体在线路上的位置不同，δB 、δF 的计算方法也不一样，不同情形下桥梁线路偏角的计算公式也不同，计算起来繁琐。 本文结合在建的某铁路，谈谈自已采用坐标计算法计算桥梁偏角，推算曲线桥梁墩台坐标的一些快速计算方法及编程实现。 2 基本原理 2-1． 梁和桥台在曲线上的布置形式 桥梁位于曲线上，线路中线为具有一定半径的圆曲线或缓和曲线，而预制梁的中线为直线，这就要求梁中线必须随着线路中线的弯曲形成与线路曲线基本相符的连续折线，如图2-1-1所示。这条连续折线称为曲线桥梁的工作线，其顶点为相邻两梁中线的交点，相邻两交点之间的水平距离，称为交点距，亦称墩中心距或跨距，以L 表示。 在曲线桥上，桥梁工作线为折线，线路中线为曲线，两者并不重合，列车通过时，桥梁必然承受偏心荷载。为了使桥梁承受较小的偏心荷载，桥梁设计中，每孔梁中心线的两个端点并不位于线路中心线上，而必须将梁的中线向曲线外侧移动一段距离。根据跨长及曲线半径，梁中线向曲线外侧所移动的距离，可以等于以梁长为弦线的中矢值，此布置方式称为切线布置，如图2-1-2（a ）所示；也可以等于该中矢值的一半，称为平分中矢布置，如图2-1-2（b ）所示。两种布置形式比较，平分中矢布置较为有利，铁路曲线桥基本上都采用这种布 图2-1-1
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
深基础课程设计计算书 (1)
深基础课程设计计算书 学校：福建工程学院 层次：专升本 专业：土木工程＿＿＿＿姓名：林飞＿＿＿＿ 2016年09 月16 日
目录 一、外部荷载及桩型确定 (1) 二、单桩承载力确定 (1) 三、单桩受力验算 (4) 四、群桩承载力验算 (5) 五、承台设计 (6) 六桩的强度验算 (9)
一、 外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载：F= 3000kN 、M = 600kN ·m 、H = 60kN 2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩； 2）、构造尺寸：桩长L ＝10.0m ，截面尺寸：400mm ×400mm 3）、桩身：混凝土强度等级 C30、c f ＝14.3 N/mm 2 、 4Φ16 y f ＝300 N/mm 2 4）、承台材料：混凝土强度等级C30、c f ＝14.3 N/mm 2 、 t f ＝1.43 N/mm 2 二、单桩承载力确定 1、单桩竖向承载力的确定： 1）、根据桩身材料强度（?＝1.0，配筋Φ16） ()() kN A f A f R S y p c 1.25298.8033004003.140.12=?+??=''+=? 2）、根据地基基础规范公式计算： ①、桩尖土端承载力计算： 粉质粘土，L I ＝0.60，入土深度为12.0m 由书105页表4-4知，当h 在9和16之间时，当L I =0.75时，1500=pk q kPa,当L I =0.5时，2100=pa q ，由线性内插法： 75 .06.01500 75.05.015002100--=--pk q 1860=pk q k P a ②、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1： 1.0L I = ，由表4-3，sik q =36～50kPa ，由线性内插法，取36kPa 粉质粘土层2： 0.60L I = ，由表4-3，sik q =50～66kPa ，由线性内插法可知，
基础 工程设计
基础工程课程设计二 一、设计题目 本课程设计的题目是“铁路桥墩桩基础设计” 二、设计目的 通过本次课程设计应全面掌握铁路墩台桩基础设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》（TB 10002.5-2005）的有关规定，并初步具备独立进行桩基础设计的能力。三、设计资料 （一）线路及桥梁 1、线路：双线、直线、坡度4‰、线距5m，双块式2无石渣轨道 及双侧1.7m人行道，其重量为44.4kN/m。 2、桥跨：等跨L=31.1m无渣桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长 32.6m，梁端缝0.1m。梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN， 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0.09。 3、建筑材料：支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采 用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。 （二）地质资料 墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下： 地层号岩层名称标高() m 厚度 ()m 基本 承载力 （kPa） 容重 （kN/m3） 内摩擦 角 （°）
1-1 耕地 36.79～36.29 0.5 60 18 10 1-2 粉砂（中密） 36.29～23.31 12.98 200 19.5 18 1-3 粗砂（中密） 23.31～ 未揭穿 400 20.5 22 地下水位高程为-50m 。 地层分布情况见图1 23.31 粉 砂 粗 砂 比例 1：1000 图1 地质横断面示意图 （三）荷载资料 该墩柱与承台布置详见图2。
土木5桥梁桩基础课程设计word文档
桥梁桩基础课程设计任务书
1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)d 。局部冲刷线处设置横系梁。 2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限 %7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量 %8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。 3、桩身材料：桩身采用25号混凝土浇注，混凝土弹性模量 αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。 4、计算荷载 ⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN ⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷公路Ⅱ级 ： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 人群荷载： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）； 柱风力：W 2=10kN （8）。采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。W 2的力臂为11.25m 。
图4 5、设计要求 ⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 ⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。 ⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。 ⑷用A3纸绘出桩的钢筋布置图。 二、应交资料 1、桩基础计算书 2、桩基础配筋图 3、桩基础钢筋数量表
桩基础设计计算书
基础工程桩基础设计资料 ⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰ 竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表： 表1 地基各土层物理、力学指标
基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：
下穿铁路工程桩板结构设计
下穿铁路工程中桩板结构的设计和应用 【摘要】铁路工程下穿客运专线，采用桩板结构通过下穿区域，防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响。桩板结构形式灵活，结果计算复杂，介绍和探讨桩板结构的设计和计算方法，为桩板结构提供了设计参考和实践经验。 1、工程概况 某新建国铁I级单线以浅挖路堑下穿既有秦沈客运铁路专线的桥梁工程，既有桥梁为明挖基础，埋深较浅。新建铁路距既有铁路桥梁基础较近，中心线距既有铁路基础2.17m。为防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响，本处设置桩板结构通过下穿区域，并沿线路纵向在桩板结构两侧设置素混凝土过渡段，减少不均匀沉降。 2、桩板结构的设计 2.1结构选型 桩板结构是一种较为灵活的结构，分为桩基与承台板直接刚性连接的独立墩柱式；桩基与托梁刚性连接，托梁连接横向桩基，其上再与承台板相连，承台板与托梁固接或铰接的托梁式桩板结构；还有独立墩柱式和托梁式组合的复合式桩板结构。 本工程顶部为既有桥梁工程，净空受限，宜将道碴和轨道结构直接作用于承台板上，沿线路纵向单排布置桩基，四跨一联，中间跨桩与承台板间不设托梁，直接刚性连接，两端边跨端部设置托梁，桩与托梁刚性连接，板与托梁搭接，采用复合式桩板结构。标准承载板长18m，厚1.0m，宽3.9m，桩纵向跨距4.5m，
承载板底采用钢筋混凝土灌注桩。每联布置5根C40钢筋混凝土钻孔桩，桩径1.25m。根据地质情况，桩基嵌入基底强风化岩层中。 2.2结构计算 2.2.1设计荷载 作用在桩板结构上的荷载分为恒载、活载、附加力和特殊力。恒载主要为结构构件及轨道结构自重、混凝土收缩及徐变影响。本工程承载板埋深浅，需要考虑列车活载作用较多，如列车竖向静活载、列车竖向动力作用、横向摇摆力、离心力。作用在结构上的附加力主要为制动力和牵引力。结构在实际使用过程中，各种荷载并非同时作用于结构上，应按荷载可能出现的最不利组合情况进行计算。荷载计算参考《铁路桥涵设计基本规范》进行计算。 2.2.2计算方法 桩板结构为超静定结构，结构形式较为复杂，计算时以下假设为基础：（1）结构各构件本身轴力方向为刚体，忽略构件轴向变形以及剪切变形对内力的影响。（2）列车活载重复作用下时，承台板与板底土体完全脱离，不考虑土体对承台板的支撑作用。（3）土体为地基系数随深度增长的弹性变形介质。 计算过程中，将桩板结构简化为平面桁架结构，将桩板结构的纵横向分开考虑，承台板当做梁考虑，不考虑扭矩影响。采用地基系数法来考虑桩土相互作用。本工程利用Midas Civil建立桩板结构模型进行有限元分析计算，结构模型如图3：由Midas Civil模拟结果见表1：
铁路桥墩深基坑开挖防护工程施工组织设计方案
1. 编制依据 （1）铁道第四勘察集团桥梁施工图； （2）铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）； （3）铁路路基工程施工安全技术规程（TB10302-2009）； (4) 国家、铁道部现行施工规、规程、质量检验标准及验收（技术指南）规等； （5）国家、铁道部、省有关安全、环境保护、水土保持等方面的法律、法规、条例、规定。 2. 工程概述 新建至铁路工程QNZJZQ-1标二分部，我分部管段地处省市衢江区境，施工线路总长9.3km，其中桥梁6座，合计1.87Km。桥梁基础采用桩基础，桩基础施工完毕进行承台开挖施工，承台基坑开挖深度2-6m，属深基坑开挖，需进行边坡防护。 3.地质条件 根据桥梁总布置图，承台基坑围表层覆盖主要第四系全新粉质黏土，表层下覆盖含砾粉质黏土，下伏泥质粉砂岩描述如下： 1、粉质粘土层：灰黄色，灰褐色，软塑，成分以黏粒、粉粒含少量砂砾，包含物多为地表植物腐蚀根须，此层厚度在0.5—1之间，分布普遍。 2、砾粉质黏土层：灰黄色，灰褐色，硬塑，，成分为粉粒、粘粒为主，含砂砾、；砾石及角砾，此层厚度在0.8—2之间，此层分布广泛厚度均匀。 3、泥质粉砂岩：灰色、灰黑色局部含少量砾石，，埋深一般2.0—6m之间，分布普遍，此层较稳定。 4.基坑支护设计 针对本工程的特点，大桥0.5—2地下水丰富。墩台开挖深度一般在4—6m，红线用地宽度13，基坑开挖足以放坡开挖，现场采用1：0.7坡度开挖，局部特殊地段边坡在基坑一半的位置设置平台，保证边坡的稳定性。边坡部位见基坑剖面图。 基坑排水采取基坑设置集水井进行抽排，集水井设置在结构物外侧，由潜水泵排至河道。具体情况见下图所示
(整理)基础工程计算书 -
基础工程 课程设计 题目:铁路桥墩桩基础设计指导教师:郑国勇 姓名: 专业: 学号:
2014年9月28日 基础工程课程设计任务书 ——铁路桥墩桩基础设计一．设计资料 1. 线路：双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道及双侧1.7m 宽人行道，其重量为44.4kN/m。 2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m；梁高3m，梁宽1 3.4m，每孔梁重8530kN，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。 3. 建筑材料：支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C30混凝土。 4. 地质及地下水位情况： 土层平均重度γ＝20kN/m3，土层平均内摩擦角? =28°。地下水位标高：＋30.5。 5. 标高：梁顶标高+53.483m，墩底＋35.81。 6. 风力：w＝800Pa (桥上有车)。 7. 桥墩尺寸：如图1。 二．设计荷载
1. 承台底外力合计： 双线、纵向、二孔重载： N=18629.07kN，H=341.5kN，M= 4671.75kN·m 双线、纵向、一孔重载： N=17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN·m 2. 墩顶外力： 双线、纵向、一孔重载： H=253.44 kN，M ＝893.16 kN·m。 三．设计要求 1. 选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。 2. 检算下列项目 (1) 单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）； (2) 群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）； (3) 墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）； (4) 桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）； (5) 桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。 3. 设计成果： (1) 设计说明书和计算书一份 (2) 设计图(计算机绘图) 一张 四．附加说明 1. 如布桩需要，可变更图1中承台尺寸； 2. 任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖向荷载进行相应调整。