(整理)[课程设计]铁路桥墩桩基础设计
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铁路桥墩桩基础设计
工程概况：
该桥表层为０．５～２．５ｍ的粘性土硬壳层，其下为３～１３ｍ的淤泥、淤泥质粘土层，下面为粘土、亚粘土层，再下为花岗石片麻岩。其中软土淤泥层呈流塑状态，含水量大，压缩性大，透水性差，力学强度低等特点。软土地基上墩台型式的正确选用非常重要。本文仅针对该桥软基的轻型墩台进行简述：
１桥梁下部结构型式选用
１．１埋置式桩柱式桥台
台身埋入锥形护坡中，有单桩柱式与群桩框架式两种。采用该型式桥台，为保证路基稳定性，不能过多地压缩桥长，不少工程对此有深刻的教训。
１．２柱式桥墩
该型式桥墩适应性广、施工方便，为软基中最好的选择型式。分为①盖梁单排桩柱式桥墩，一般用于简支梁桥；②无盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩，用于连续现浇箱梁。
１．3选用墩台应注意以下两点
１．3 １为减少软基位移对结构的影响，尽可能减少超静定个数，适当加大桩距，减少桩根数。以上处理方法既可满足设计规范要求还可降低工程造价。
１．3．２当桩底接近基岩表面时，承载力接近设计要求，就没有必要再伸入基岩以求更加保险；若承载力不够时，可把桩径加大再算，尽可能用摩擦桩代替嵌岩柱桩。，当用１．２ｍ桩径时，桩需嵌入基岩１．５ｍ，改用１．５ｍ桩径时，位于基岩表面即可满足承载要求，降低了施工难度。
２下部结构内力计算
为减少软土地基位移对超静定结构的影响，上部工程多采用标准梁的先简支后连续构造，这样整个工程的计算工作主要集中于下部结构，故下部结构内力计算方法的选用是否正确，考虑因素是否全面，直接关系到工程的安危，为此作以下几点分析：
２．１盖梁内力计算
《墩台设计手册》中算例对墩台内力按下列方式计算：当荷载对称布置时，按杠杆法计算，当荷载偏心布置，按偏心压力法计算，两种布载状况的内力取大值控制设计。这种算法没有真正体会规范用意，仅为两种布载状况下的内力计算，不是各截面最不利状态的内
应该先画出各截面内力影响线，再对应影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载，求出各截面内力最大、最小值，然后根据内力包络图进行结构配筋。近几年，有的设计单位作了下简化计算，对多支座的板、箱梁桥的墩台帽计算，按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算，不考虑活载及二期
恒载的横向分布作用。
２．２桥台内力计算
除了桥墩内力计算项目外，桥台竖向荷载还要增加土压力、负摩阻力、搭板自重等项；水平荷载要增加土压力，其影响复杂，需注意以下几点：
（1）埋置式桥台土压力计算
土压力一般是以填土前原地面或冲刷线起算的，对较差土质，需根据实际土质验算，确定是否考虑地面以下台后深层土对桩水平压力的影响。
台后一定要选用透水、强度高、稳定性好的材料，否则，渗水后摩擦角及粘结力下降，自重增加，台实际受土压力远大于设计值，使桥台失稳。
（2）地震土压力计算
地震土压力随着桥梁等级的提高而加大；计算时不考虑活载作用；地震组合力对桥台影响不如对桥墩的影响大。
（3）搭板对土压力影响
设搭板桥台还应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响。
（4）桥头路基沉降、滑动验算
第一，路基沉降过大：台背和梁端过早损坏；加大竖向土压力及负摩阻力，桥台盖梁开裂及桩基不均匀下沉；铁路路基渗水，促使铁路路基失稳。第二，铁路路基滑动：导致桥台严重破坏，此时桥台所承受水平土压力已远大于正常计算，对于桥头路基加宽、加高或处于改河、填沟段或铁路路基外不远有沟、河的，更要注意深层滑动验算。上述两项如不满足要求，须采用切实可靠措施进行处理，尤以粉喷桩处理桥头软基效果为佳。
３下部结构配筋
下部结构配筋首先涉及配筋方法的选用问题，故在该项中对配筋方法、盖梁配筋、桩筋及桩长设计、桥台配筋等注意事项分别进行讨论：
３．１极限法及容许应力法应用分析
由于现行桥规将钢筋混凝土桥原容许应力法的弹性状态设计改按承载极限状态设计，大家对容许应力法有淡漠趋势。事实上，极限法是在等截面简支梁试验基础上获得的，其适用范围有限，有些方面还必须用容许应力法，设计者需注意根据实际情况合理选用。
３．３桩筋及桩长设计注意事项
（1）桩筋设计
目前均采用极限法进行桩体抗弯筋设计，这在规范中已有详细公式。对桩体抗裂还没有
明确要求，目前说法不一，有待进一步研讨。
对于基桩各截面的配筋，从理论上讲，应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。①节省大量钢筋；②钢筋笼少，受桩长的变更而变更；③减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。浇桩时，开始几米发生卡管等事故机率高，而采用第一种方式配筋，底部断桩后，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，因钢筋笼一通到底，只能采用扁担桩处理。
（2）桩长设计
桩长计算不同于桩基配筋，仍采用容许应力法，最大竖向力应按容许应力法要求计算，不需考虑极限荷载组合系数。
３．４桥台配筋注意事项
主要表现在桩基、台身、台帽、背墙、耳墙等开裂，尤以根部裂缝为多，该桥布设三孔（２０ｍ＋３０ｍ＋２０ｍ），处于软土地质中，西幅采用框架式桥台，东幅采用带基桩Ｕ型台，桥头填土５ｍ高，又处于改河、临河段，当时限于经费，存在压缩桥孔现象，桥台前移使墩、台缝全部顶死，背墙、耳墙、台帽、台身出现较大裂缝，桥头路基出现很大范围的不均匀沉降及滑动裂缝，后对该桥整治加固。以往桥台破坏多归结为超载，事实上也与设计时忽略某些因素有关：
（1）台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩是造成盖梁跨中附近侧面竖向裂缝的主要原因，而侧水平土压力易造成耳墙根部弯裂。
（2）桥台前移使有缝桥变成无缝桥，大梁就会对桥台背墙产生巨大推力去平衡台后的土压力，两个力作用的结果导致①背墙从根部剪裂；②盖梁挑出部分从支撑根部斜下弯裂；
③台身与盖梁、桩基与台身连接处弯裂。
（3）桥台在土压力、恒载、活载、梁反推力作用下将有很大的扭矩，使盖梁发生扭剪破坏。
（4）桥头路基下沉致使背墙受活载冲击力而过早破坏。
４施工中下部结构技术问题的处理
施工和设计是相互关联的，＂怎么设计，就怎么施工”，反过来对设计者而言，应该“怎么施工，就怎么设计”，设计者应保证设计方案的合理性、可实施性，对其提供的施工方案安全性应进行验算，有些施工方案的工艺、工序在设计文件中必须明确，否则对质量、安全有不良影响。施工中出现的问题也要通过设计来解决，以下针对施工中常遇到的几个大问题进行分析，并从设计上提出解决问题的方法及其预防措施。
４．１桩长变更
地质钻探资料仅反映局部地质情况，加之钻探描述与实际桩孔地质有所出入。因此，桩底碰到岩面难以钻进，地质较好时，应允许对桩长进行变更，但必须要求设计人员、监理人员根据岩层实际强度，设计者既不能轻易变更桩长，又要避免过于保守，在满足承载力情况下进行桩长调整。
４．２沉淀层厚度指标选用分析
①不要对沉淀层要求的太小，施工中难以控制。②清底系数ｍｏ值对桩长影响较大，以０．３ｄ～０．４ｄ为宜，个别桩底沉淀层厚度超标的，浇筑前可用反循环清孔法进行清孔。
４．３断桩处理
桩底设素混凝土段对底层断桩处理有很大帮助，对于上层断桩，可用挖孔接桩法处理，对于中层断桩，应重点控制；如出现断干桩可以接桩，水下浇筑可以采取扁担桩法进行处理，两桩挑一桩，三桩挑两桩。
５前期科学规划、合理方案对建桥的影响
桥梁前期方案设计，对节省工程费用，保证工程质量很重要。但很多时候，大家赶工期，前期工作不细，方案没有深度，等施工图搞好了，再重新完善方案，结果整个设计又从头开始，设计效率较低；若方案做得全面细致，科学合理，可以影响主管部门采纳而且较少变动。
５．１做好总体规划，初步正确框定下部结构的位置及型式
５．２做好桥宽规划，提高下部结构的设计质量及设计单位的设计效率
规划部门希望桥宽一步到位，而主管部门因资金所限常常不能一步实施到位。
５．３勘测是下部结构设计合理的前提和基础
现场地形、地质影响下部结构型式的选择及方案的合理性、可行性，对下部工程设计质量至关重要，如果前期调查不细，就会给工程实施造成设计变更、工期延长、费用增加等问题。
5、总结：
总之，设计者要善于结合工程实际分析问题、解决问题，并坚持在工程设计中推陈出新，以不断提高下部工程的设计质量及其使用效果。
一、设计资料
1、线路：双线、直线、坡度4‰、线距4.0m，双线线路中心至人行道栏杆3.0m。
2、桥跨：无渣无枕混凝土箱形梁，计算跨度L0=40.0m，梁全长L=40.6m,梁端缝0.1m。
轨底至梁底 3.36 m，梁底至垫石顶0.5m，梁底至支座中心0.09m，一孔梁总重
3100KN。
3、地质几地下水位情况：
标高（m）地质情况厚度
（m）
标高
（m）
地质情况厚度
（m）
16.5~16.2 耕地0.3 -24.4~-30.9 粗砂（中密） 6.5
16.2~11.3 软塑粘土 4.9 -30.9~-40.5 中砂（中密）9.6
11.3~3.2 粉砂8.1 -40.5~-45.6 砾砂（中密） 5.1
3.2~2.4 淤泥质砂粘土
（松软）
0.8 -45.6~-58.7 硬塑粘土13.1
2.4~24.4 细砂（中密）26.8
土层平均重度γ=20KN/m3，土层平均内摩擦角Φ=27。，
地下水位标高：+15.00m
4、成孔机具：Φ100cm、Φ125cm，Φ150cm旋转转机。
5、标高：轨底+29.88米，墩底+16.80米。
6、风力：w=800Pa（桥上有车）。
7、桥墩尺寸：如图1所示。
二、设计荷载：
1、承台底外力合计：
双线、纵向、二孔重载：
N=20442.5kN,H=936KN,M=12610.7kN.m;
双线、纵向、一孔重载：
N=18061.8kN,H=936kn,M=14674.37kN.m
2、墩顶外力：
双线、纵向、一孔重载：
H=911.7KN,M=5410KN.m
说明：如因布桩需要加大承台尺寸时，增加部分自重应计入。
三、设计要求：
1、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、双孔重载）；
2)群桩承载力检算（双线、纵向、双孔重载）；
3)墩顶位移检算（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）。
一、拟订尺寸
承台：C20混凝土
桩长：取桩长42米
桩数：按双孔重载估算桩数：
按照公式：]
[p N
μn ∑?
= 其中：μ=1.3~1.8
5
.0,
5.2,5:][/10204006)34(][10142.31][2
1
][0'223
202'
22200===-=∴=+-+=∴>=?==+∑=m k k k m KN KPa
d
k d k d
l d U A m l f P i i 折减系数：钻孔灌注桩桩底支承力查表得的深度修正系数浮重度，且为透水的，应采用在桩持力层在水面以下桩侧土的天然重度：基的基本承载力查（铁路桥规）得：地σγσγγσσππσμ 根
：
，按双孔重载估算桩数取）（载力：
单桩的轴向受压容许承极限承载摩力桩底面积：84.813
.31485.204423.1][3.113.31485
.23534410722432490142.32
1
600785.05.0)3.4808.26408.0301.840245(142.32
1
][21][80,40,30,40,45:785.04
6001505040016105.2)314(105400][0543212
2≈=?=∑===+++++??=??
+?+?+?+?+???=+∑========
=++=???+-???+=P N n KPa
A m l f P KPa
f KPa f KPa f KPa f KPa f f m d A KPa
i i i μμσμπ
σ
桩 的 布 置
图1所示
二、台底面形心处的位移计算
(1)、桩的计算宽度：
48
.1
2
82
.0
9.0
82
.0
6.3
2
4.0
6.0
6.0
)
1(
6.3
6.0
2
6
)1
(3
)1
(
9.0
1
1
'
'
1
1
1
=
?
?
=
=
?
+
=
-
+
=
=
<
=
=
+
=
+
?
=
=
b
h
l
b
b
k
m
h
m
l
m
d
h
d
k
kb
k
k
b
f
（2）、
4
2
2
2
2
1
2
2
1
1
4
2
4
1
2
1
2
2
1
2
2
1
1
6
7
7
7
4
4
52
.7
1.4
1.2
)1.2
4(
8
2
6000
)
2(
8000
,
6000
1.2
,
2
1.4
)1
05
.1(
2
)1
(2
)
2(
10
06
.1
10
16
.2
0491
.0
10
16
.2
10
7.2
8.0
8.0
0491
.0
64
-
-
-
?
=
?
+
?
+
?
=
+
+
=
?
=
?
=
=
=
=
+
?
=
+
=
+
+
=
∴
?
=
?
?
=
∴
?
=
?
?
=
=
=
=
m
MN
h
h
h
h
m
h
m
m
m
KN
m
m
KN
m
m
h
m
h
m
d
h
h
h
h
h
m
h
m
m
EI
KPa
E
E
m
dπ
I
m
m
h
例系数：
查表可知桩基系数的比
其中：
同土层：
由于基础侧面为数种不
（3）、地基系数
2
20000350535
007.74
,330.6427
tan 4214/1016.34252.75
.288.16424018.04018.010
06.148
.152.7m d π
A m d m
d φ
m KN ml c l αEI mb α====+=?=?==∴∴>=?==??==取大于桩间距径：
扩散角至桩底面得的半侧摩阻力以地基系数：为弹性地基
则桩的变形系数： （4）、下面求3321,,,ρρρρ
m
KN EI m KN EIY m KN EIY Y Y l l m
KN A C AE l l E m l l M M H M M H /1020.63484.11006.14018.0/1086.16985.01006.14018.0/1032.7064.11006.14018.0484
.1,985.0,064.11564
424018.0,/1094.607
.71016.31
785.0107.2425.001
1
1107.2,42,5.0,0464462234633205570
0017
0?=???==?=???==?=???=====->?=?=??+
???+=
++=
?====φαραραρφααξρξ得：查表已知：
（5）、承台位移a,b,B 承台的计算宽度：
求刚度系数：
：承台底面处的地基系数34
2
20/191842.3599555951
.48.3)8.33.02(60003.050001.4)1(23
.112
.30
.22.112.18.811m KN mh C m KN m d h b B h m =?==?=?+?+?=∴=+==?+?+
=+=- m KN ρn ρn γi bb /1052.551094.685511?=??===∑ m KN ρn ρn γi aa /1056.581032.784522?=??===∑
m KN ρn ρn γγi a ββa /103488.11086.1686433?-=??-==-==∑
m
KN x n ρρn x n ρρn γi i i i i ββ/1075.1)5.18(1094.61020.6387
2542
142
14?=???+??=
+=+=∑∑∑
则
m
KN h C B γ
γh aa
aa /1087.1072
2
.317.239573.1110856.52
450
'?=??
+?=+=
m
KN h C B γγγh βa a ββa /1068.886
2
.317.239573.111088.1346
42
42
0'
'
?-=??+?-=
+== m
KN h C B γγh ββββ/1072.182812
2
.317.239573.11108.17541243
43
0'
?=??+?-=
+=
由公式得：
桩基是竖自桩，桩群为对称布置
0====a βab βb ba γγγγ
由式（6-78）得：
???
?
?∑=+=∑=+M
βγγa N γb H βγγa ββa
βbb βa aa ''''
由上式可得承台位移：
bb
γN b ∑=
2''
''
'β
a ββ
aa βa ββγ
γγM
γH γa --=
∑∑
2''
''
'β
a ββ
aa βa aa γ
γγH
γM γβ--=
∑∑
利用上式公式即可算出两种外荷载作用下的位移：
荷载情况1（双孔重载）：
N=20442.5 H=936 M=12610.7
m b 00368.010
2.5555
.204424
=?=
m a 00159.0)1068.88(1072.18281087.101)7.126101068.88(9361072.18282
44444=?--?????--??= rad β000767.0)1068.88(1072.18281087.101)9361068.88(7.126101087.1012
44444=?--?????--??=
荷载情况2（一孔重载）
N=18061.8kN,H=936kn,M=14674.37kN.m
m b 00368.010
2.5558
.180614
=?=
m a 00169.0)1068.88(1072.18281087.101)37.146741068.88(9361072.18282
44444=?--?????--??= rad β00088.0)1068.88(1072.18281087.101)9361068.88(37.146741087.1012
44444=?--?????--??=
三、 墩身弹性变形引起的托盘底面水平位移'
d δ 转角'
β
假定墩帽，托盘和基础部分产生刚性
转动
1、P ∑和纵向风力引起的力矩 利用几何关系分别求出五部分的边长及中线 将桥墩墩身部分分成四部分，分别计算它们所受的风荷载：
?
KN
=
2.3=
=
?
M172
.1
.4
8.0
63
Ap
分别计算出四部分的上下底边长及中线长，然后既可计算出各个截面的弯矩，再求和即可得到托盘底面所受的总弯矩，列表如下：
算例：
墩帽风力H=10?1.2?0.8=9.6KN
托盘风力H=0.5?(9.4+6.7)?1.5?0.8=9.66KN
H1-2=1.63?3.2?0.8=4.1728KN
托盘顶面0处的弯矩:① 911.7?1.2=1094.04KN*m
② 9.6?1.2/2=5.76 KN*m
对各截面弯矩 M
水平力(KN) 托盘顶 0
托盘底 1
2
3
4
墩底5
墩顶水平力
7.911=∑P
1094.04
2461.59
3947.661
5433.732
6919.803
8405.871
墩帽风力H=9.6 5.76 20.16 35.808 51.456 67.104 82.752 托盘风力H=9.66 7.651 23.397 39.142 54.888 70.634 墩 身
H 1-2=4.1728 3.401 10.202 17.004 23.806 H 2-3=4.1728 3.401 10.202 17.004 H 3-4=4.1728 3.401 10.202 H 4-5=4.1728 3.401 墩顶弯矩5410KNm 5410 5410 5410 5410 5410 5410 总计
6509.8
7899.401
9420.267
10947.933
12482.402
14023.673
2. 计算托盘底面水平位移'd δ 转角'
β M i △h h i I i =2bh 3
/12
EI i β’
=M i △h/EI i
'd δ=β’?h i
单位 KN*m m
m
m
4 KN/m rad m 1-2段 8659.8
1.63 3.925 3.839 8.29?107
1.702?10-4 6.80?10-4 2-3段 10184.1 1.63 5.555 4.156 8.98?107 1.850?10-4 10.277?10-4 3-4段 11715.2 1.63 7.185 4.490 9.70?107 1.969?10-4 14.147?10-4 4-5段
13253.0 1.63 8.815
4.481
10.46?107
2.066?10-4 18.212?10-4 总计
7.587?10-4
49.316?10-4
式中：
2
下
上i i i M M M +=
m KN M ?=+=-85.86592
3
.94204.789921
m KN M ?=+=-1.101842
933.109473.94203
2
m KN M ?=+=-2.117152
402
.12482933.1094743
m KN M ?=+=-1.132532
673.14023402.1244825
4
m h 925.32
74
.411.31=+=
m h 555.5263
.163.17.241.02=+++=
m h 185.7263
.163.127.241.03=+?++=
m h 815.8263
.163.137.241.03=+?++=
431839.364326.26.1m I =?=
43
2156.464978.26.1m I =?=
43
3490.465630.26.1m I =?=
43
4841.46
6282.26.1m I =?=
1． 单桩承载力检算（按双孔重载计算）
N=20442.5 p 1=695000 x=1.5 β=0.767?10-3 则桩顶内力：
]
[2.11.34857.3638.49433547.36310424
05.1)1020(4246.494)1025(424)10(424335410767.05.11095.68
5
.20442''max 220'
'23
51
max
p G G N KN
d G KN
r d G KN
x n
N N <=-+=++=???=-??==-??=-??==????++=-∑则单桩承载力：桩周侧土的自重：
水层中，应采用浮重度
桩自重：桩位于地下透ππππβ
ρ
2、群桩承载力检算：
阴影部分为由于摩擦角而延伸的宽度
KN
G G N N KN
G KN G m bh W m A m
X 14856386.4947.1241635.204427.124163)107.12.1137.4205.12.1137.4107.194.1337.4205.194.1337.4(27.3638)1020(94.1394.196.4948.645694.1394.19627894.1394.1937.46.04
tan
420max 03
2
22
=?++=++=∴=???+???+???+???+?--??===?===?==-=桩侧土的自重：
桩自重：外伸宽度由于内摩擦角的影响：φ
KPa σKPa W M A N σ600][5543.195.5348
.6457.12610278148563=<≈+=+=+=
4、桩在土面处的位移检算：
m
m h βa 006.000452.02
.3000884.000169.0'<=?+=+=
5、墩顶位移检算：
mm
l mm m h βδH βa d 6.3140552.200202.011.310587.710316.4972.12000884.000169.044'==<==??+?+?+=+++=--6、桩身截面配筋设计：
利用最不利荷载组合：双线，纵向，单孔，重载
M M m M M z B A B B M A a H M ρa βρM βρρa H 224.27137.61224.2714018
.066
.24224.271936.28416.5561086.16109.16102.63108.866
.241086.16108.81032.7109.160044443404444320+-=+-=+=
∴=-=???-???=-=-=???-???=-=----桩身弯矩：A 、计算列表如下：
az z A m B m -61.37A m 271.224B m
M z 0 0 0 1 0
271.224
271.224
0.2 0.5 0.197 0.998 -12.0899 270.6816 258.5917 0.4 1 0.377 0.986 -23.1365 267.4269 244.2904 0.6 1.5 0.529 0.959 -32.4647 260.1038 227.6391 0.8 2 0.646 0.913 -39.645
247.6275 207.9825
1 2.5 0.723 0.851 -44.3705 230.8116 186.4411 1.
2
3 0.762 0.77
4 -46.7639 209.9274 163.1634 1.4 3.
5 0.765 0.687 -46.9481 186.3309 139.3828 1.
6 4 0.73
7 0.594 -45.2297 161.1071 115.8774 1.
8 4.5 0.685 0.49
9 -42.0385 135.3408 93.30233 2 5 0.614 0.407 -37.6812 110.3882 72.70699 2.2 5.5 0.532 0.32 -32.6488 86.79168 54.14284 2.4 6 0.443 0.243 -27.1869 65.90743 38.72052 2.6 6.5 0.355 0.175 -21.7864
47.4642
25.67785
2.8 7 0.27 0.12 -16.5699 32.54688 15.97698 3 7.5 0.193 0.076 -11.8444 20.61302 8.768614
3.5 8.7 0.051 0.014 -3.12987 3.797136 0.667266 4
10
B 、判别大小偏心
134
.050.09032.0060485.05.0060485.0011398.0049087.0)44.0(00785.0155.0)5.0(45.049032.000785.0157854.001
.07854.000785.0,00785.07854.0)5.02(4
)2(4004242402
02
222=?=====+=???+=+=
=?+=+======?==
y A I k m
R y m π
r nA R πI m nA A A A A μm A m π
R πA g g g h h g g h
为大偏心受压构件
∴>=?=?==-
==+=+===?===++=++
=
===k m ηe e l I E πα
KN ηm
αl l m d πI KPa E K h
e a m N M e c h h c h h 176.015.1154.015
.111
98.4)4018
.00.40(5.0)0.4(5.0,049.064,107.2,6.1442.016.000.1154
.02.01
.016.02.01.0154.01756
224
.2710220447
0min max 0
C 、配筋
按照最小配筋率224
'7.1500157.04
002.0002.0cm m d πA A A h g g
==?=== 352.0353.0)
(16)(24352
.05
.0176
.0893.6;535.36;975.6;866.013769.4025162
''2≈=-?+===-=====Q μn V R r πμn W R e R e Q W V K αcm φg 荷载偏心率度，查表得
经试算，令截面应力检算：
，面积用量表得：采用根据最小配筋率查钢筋
]
[6.565.0866.0244.0)1866.02(5.006.4152)12(]
[2.55.0866.0244
.0)866.021(5.006
.4152)21(0.706.4)
5
.044.0(01.014.31524535.36[)5.0(224
.271866.096)(
24[96'
2
32
3σMPa KR r K R σn σσMPa KR r K R σn σMPa
MPa R
r πμn W R KM σg h g g g
h
g g
h <=??+-??=+-=<=??+?-?=+-=<=???+??=
+=
][885.3)
00785.07.157854.0(95.03354
)(7
.1595.0,0.100.1/10/'
0a g h h σMPa mA A φN σm φd l <=?+=+=====，查表得稳定性计算：
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
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)
(整理)《路基工程》课程设计-某新建二级公路重力式挡土墙设计
2010-2011学年第一学期 《路基工程》课程设计 任务书 题目：某新建二级公路重力式挡土墙设计专业：交通土建 班级：道路071班 指导教师： 土木建筑工程学院 二零一零年十二月
1 课程设计的性质与任务 路基工程课程设计是对路基工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基的基本理论，设计理论体系，加深对路基设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。通过设计，培养学生分析问题和解决问题的能力。 路基工程课程设计以教师提供的设计资料为主，学生在查阅相关文献资料的基础上，结合当地的气候条件、地质条件、水文条件以及给定的交通条件，拟定挡土墙的设计方案，并对挡土墙的稳定性进行验算。课程设计要求设计计算条理清晰，计算的方法和结果能符合我国现阶段路基设计规范的要求。 2 设计要求 本课程设计适用交通土建专业。学生完成课程设计后，能够掌握路基工程的基础理论和基本知识，以便使学生具有分析问题和解决路基工程实际问题的能力。具体要求如下： （1）初步掌握路基工程设计的内容、设计计算步骤及方法； （2）设计任务书下达后，应立即着手进行资料的收集和教材、规范中相关内容的复习工作，使设计成果必须符合现阶段相关规范。 （3）要求每个学生充分发挥独立工作的能力和钻研精神，合理拟定设计方案，独立完成设计计算和验算，能够分析设计中存在的问题并能加以解决。 （4）每个学生的设计成果均不一样，如有雷同，一律计零分。 （5）设计开始后，应编排工作计划和进度表，合理安排设计时间，确保设计顺利完成。 3 路基工程课程设计内容 路基课程设计是以挡土墙设计为主的设计内容。 （一）设计资料 某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式挡土墙，具体设计资料列于下： 1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m，路面宽7.0m。 2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。 3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。
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
路基工程挡土墙课程设计
《路基工程》 课程设计 单位：土木工程学院 专业（方向）：铁道工程 班级：铁道08-2（土0801-2）姓名：王康 学号：20080045 指导教师：舒玉 二0一二年二月
《路基工程》课程设计 一、课程设计的思想、效果及课程目标 路基的课程设计是对路基工程课堂教学的必要补充和深化，通过设计让学生可以更加切合实际地和灵活地掌握路基工程的基本理论，设计理论体系，加深对路基设计方法和设计内容的理解，进而提高和培养学生分析、解决工程实际问题的能力。 二、课程设计内容 此次路基工程课程设计是以混凝土重力式挡土墙（仅线路左侧一侧进行设计）为主的设计内容。 1.1 设计资料 1.1.1 主要技术文件 1) 《铁路路基支挡结构设计规范》TB10025-2006(2009局部修订版) 2) 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005 3) 《铁路工程抗震设计规范》GB50111-2006(2009版) 4) 《铁路路基设计规范》TB10001-2005 5) 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 6) 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 7) 其他现行铁路建设相关技术标准、规范、规程、规定等技术文件； 1.1.2 线路资料 1) 铁路等级：I级 2) 轨道类型：重型 3) 直线地段：双线路堤 1.1.3 地基条件 1) 工点位置：邯郸丛台区 2) 地基为级配良好中密中粗砂，基本承载力=210Kpa。 1.1.4 路堤填料 自行设计
1.1.5 墙身材料：混凝土。 1.1.6 挡墙横断面布置及挡墙型式 1) 路肩设计高程：76.8m。 2) 路堤边坡坡率：1:1.5 3) 天然地面高程：67.5m。 4) 重力式挡土墙平面布置无限制，横断面型式自行确定。 三、具体要求 本次课程设计主要进行挡土墙横断面设计计算（不进行挡土墙的平面、立面等设计），大致步骤如下： 1) 挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸； 2) 凡本指导书中没有提供的设计参数，均自行查询上述技术文件，按其中 规定的设计参数或经验数据自行选定。 3) 挡墙土压力计算； 4) 验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性； 5) 验算基底应力及偏心距； 6) 验算墙身截面强度； 7) 抗震条件下挡墙土压力计算； 8) 抗震条件下验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性； 9) 抗震条件下验算基底应力及偏心距； 10) 抗震条件下验算墙身截面强度； 11) 挡土墙排水设计； 12) 绘制挡土墙横断面图； 13) 编写设计计算书 五、计算过程 选用参数：挡土墙混凝土等级采用C15，,γ=23KN/m，中心受压[]cσ=4.0Mpa，弯曲受压和偏心受压[]bσ=5.0Mpa，弯曲受拉[]1bσ=0.35Mpa 《铁路路基支挡结构设计规范》
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
路基课程设计--单线铁路
路基课程设计--单线铁路
路基工程课程设计 姓名：任闯闯 学号：09232054 班级：土木0911 专业：土木工程（铁道工程） 指导老师：冯瑞玲
目录 第一章概述............................ 错误!未定义书签。 一、设计任务 ........................ 错误!未定义书签。 二、基本资料 ........................ 错误!未定义书签。 第二章路基断面设计............ 错误!未定义书签。 一、绘制设计断面处的地形图错误!未定义书签。 二、路基横断面各部尺寸拟定错误!未定义书签。 三、路基面加宽量计算 ........ 错误!未定义书签。 四、绘制路基横断面图 ........ 错误!未定义书签。 第三章路基边坡稳定性验算错误!未定义书签。 一、路基面上的载荷 ............ 错误!未定义书签。 二、进行初步设计断面的边坡稳定性验算错误!未定义书签 三、最终设计断面边坡稳定性验算错误!未定义书签。 四、填土沿天然地面滑动稳定性验算错误!未定义书签。 五、绘制路基横断面设计图错误!未定义书签。
第四章施工方法及程序........ 错误!未定义书签。 一、基床表层和基床底层及下部填土的填料选 择 ............................................ 错误!未定义书签。 二、施工方法及主要机具设备错误!未定义书签。 三、质量检验方法及主要设备错误!未定义书签。 第一章绪论 一、设计任务和目的： 本课程设计的目的是培养同学们在课堂上已获得的知识和参阅其他文献的基础上，根据已有资料。设计曲线地段路基的横断面及验算边坡稳 定性的能力，以及确定施工程序。通过本设计，可以培养同学们在已学知 识的基础上，查阅文献，进行独立设计的能力。 二、基本资料： 1、线路资料 铁路等级：I级单线铁路 路基设计时速：160km/h 曲线半径：R=5000m 设计路肩标高：H=194.6m
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：
(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。