基础工程课程设计计算书桥台扩大基础设计.docx

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《基础工程》课程设计无筋扩展矩形基础计算书

土木建筑工程学院

道路桥梁 121 班

陈召桃1203110210

目录

一、设计资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

二、设计资料分析

三、荷载计算及组合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

1、台自重及上部构造恒算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

2、土力算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5

3、支座活反力算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8

4、支座摩阻力算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

5、荷合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11

四、地基承载力验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

1、台前、台后填土基底生的附加力算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

2、基底力算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

3、地基度算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14

五、地基变形验算（沉降计算）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15

六、基底偏心距验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17

七、基础稳定性验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17

1、覆定性算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17

2、滑定性算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18

八、结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19

一、设计资料

1、基本概况

某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土 T 形梁。标准跨径 20.00m，计算跨径

19.5m。摆动支座，桥面宽度为 7+2×1.0m，双车道，参照《公路桥涵地基与基

础设计规范》进行设计。

设计荷载：公路 - Ⅰ级，人群荷载为 3.5kN/m2。

材料：台帽、耳墙及截面 a-a 以上均用 20 号钢筋混凝土，125.00kN / m3；

台身（自截面 a-a 以下）用 7.5 号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石

料强度部少于30 号），223 .00kN / m3基础用15 号素混凝土浇筑，

324.00kN / m 3；台后及溜坡填土417.00kN / m 3；填土的内摩擦角350，

粘聚力 c=0。

基础类型：无筋扩展矩形基础

基础材料：混凝土强度等级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。

2、水文地质资料

水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为 6.5m（即在 a-a 截面处）。地基

土的物理、力学性质指标见下表：

表1

取土深天然状态下土的物理指标土粒密度塑性界限液压缩系数直剪试验度自地含水量天然容重孔液塑塑性1-2粘聚力 C内摩

a

面算起（ %）

( kN / m3 )隙so限限性指

(mm2 / N )

（kN/m 2）擦角

（m）比

(t / m3 )指数

e L P数I L

I P

3.2~3.62619.700.7 2.724424200.100.155520

4

6.4~6.82819.100.8 2.713319150.60.262016

2

3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图）

初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m，襟边和台阶宽度相等，取 0.4m，基坑边坡系数可取 m=0.75~1.0。

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图 1

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4、荷载组合情况

表 2作用效应组合汇总表

荷载组合水平力 (kN)竖向力 (kN)弯矩 (kN.m)

主要1179.178129.51-2371.30（一）

附加

1221.378129.51-2740.18

主要1421.537854.90-3683.11（二）

附加

1463.737854.90-4051.99

主要1421.537620.87-3835.24（三）

附加

1463.737620.87-4204.12（四）1482.287640.02-4110.24（五）1179.178380.24-2208.32（六）1179.176696.44-3302.79

二、设计资料分析

设计洪水位高程离基底的距离为 6.5m（在 a-a 截面处），地基土的物理、力学指标见下表：

表 3各土层物理力学指标

重度直剪试验压缩性指标层厚含水量液塑性液性

序号土层名称kN/m孔隙比比重Cφa1-2E s1-2 m％限％指数指数

3

kPa度MPa-1MPa 1硬塑粘土 6.52619.70.74 2.7244200.155200.1511.6

软塑亚

2 4.12819.10.82 2.7134150.620160.267

粘土

3软质基岩

21.5

由表可知上层粘土的液性指数远小于0.75 属于硬塑土，中层软塑亚粘土相对的承载力较弱，则该基础应浅埋，采用无筋刚性扩展基础，初步拟定埋深 2.0m，见图 1。

基础分两层，每层厚度为0.5m，襟边和台阶等宽，取0.4m。根据襟边和台阶构造要求初拟出平面较小尺寸，见图 1.1 ，经验算不满足要求时再调整尺寸。

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基础用 C15的素混凝土浇筑，混凝土的刚性角max 40 。基础的扩散角为：

40

tan 1 0.838.66max

1.0

满足要求。

三、荷载计算及组合

1、上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算。

参照图一基础台身结构和给出的材料特性，可得出以下计算。

、桥台 a-a 截面以上自重计算：

竖向力 F1=0.8 ×1.34 ×7.7 ×25.00=206.36kN, 弯矩 M1=206.36 ×

1.35=278.59kN.m ；

竖向力 F2=0.5 ×1.35 ×7.7 ×25.00=129.94kN, 弯矩 M2=129.94 ×

1.075=139.69kN.m ；

竖向力 F3=0.5 ×2.4 ×0.35 ×25.00 ×2=21.00kN, 弯矩 M3=21.00 ×

2.95=61.95kN.m ；

竖向力 F4=0.50.2 ×24× 0.5 ×(0.35+0.7) × 25.00 ×2=63.00kN, 弯矩

W4=63.00 × 2.55=160.65kN.m；

竖向力 F5=1.66 × 1.25 × 7.7 ×25.00=399.44kN, 弯矩 M5=399.44×

1.125=449.37kN.m 。

、a-a 截面以下台身及基础自重计算：

竖向力 F6=1.25 × 5.5 ×7.7 ×23.00=1217.56kN, 弯矩 M6=1217.56×

1.125=1369.76kN.m；

竖向力 F7=0.5 ×1.85 ×5.5 ×7.7 × 23.00=901.00kN, 弯矩 M7=901.00 ×

（-0.12 ）=-108.12kN.m ；

竖向力 F8=0.5 ×3.7 ×8.5 × 24.00=377.40kN, 弯矩 M8=377.40 ×

0.1=37.74kN.m ；

竖向力 F9=0.5 ×4.3 ×9.3 × 24.00=479.88kN, 弯矩 M9=479.88 ×0=0kN.m。

、台后及溜坡填土自重计算：