基础工程课程设计

基础工程课程设计计算书

一设计资料

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T梁，标准跨径25米, 桥面宽2×17.5米，参照《公路桥梁地基基础设计规范》进行设计计算。设计荷载为公路I级，人群荷载3.5kN/m3。台后填土高度8.5米。

材料：台帽、耳墙、台身和基础（承台）为C20钢筋混凝土。

地质资料，上部尺寸见所附图纸。

帽梁以上荷载见下表：

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20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：

KN

P 68.17736=∑

m

KN M

⋅-=∑62.6774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

1φδ

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 μγ2

22

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

2

βαδαβφδφδαααφμ

-+-+++-=a

⎥

⎦

⎤

⎢⎣

⎡︒︒︒+

︒︒

=

5.17cos 35sin 5.52sin 15.17cos 35cos

2

2

=0.246 所以 84

.015246.04.210

00.172

12

12

2

=⨯⨯⨯⨯=

=a a

B H E μγkN

其水平向的分力 kN

E E o

a ax

61.4785

.17cos 84.501)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 ⋅=⨯77.159333.361.478

在竖直方向的分力

)

sin(βα+=a ay E E =501.84kN

o

91.1505.17sin =⨯

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

.46.24160.191.150-=⨯-=

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，

θ

tan 0H l =，而()()αφθ

tan tan tan cot tan tan -++

=w w w

︒

=++=5.52αδφw

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

()()28

.622246.04.2102.120.1000.175.022

12=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=

a a B H h H E μγKN

其水平向的分力 kN

E E o

a ax

48.5935.17cos 28.622)cos(=⨯=+=δα

离基础底面的距离： m

e y 66.320

.121020.13103

10=⨯+⨯+⨯

=

对基底形心轴的弯距为 =ex

M

m

kN ⋅=⨯14.217266.348.593

在竖直方向的分力

)

sin(βα+=a ay E E =622.28kN

o

12.1875.17sin =⨯

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

.39.29960.112.187-=⨯-=

3.2.3 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

97

.55

.175

.08.610'

=--

=H

m ，取δ为土的内摩擦角35o ，主动土压力系数a μ为：