河南理工大学
基础工程课程设计计算书
课题名称：“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号： 2
专业班级：道桥1204
学生姓名：连帅龙
指导教师：任连伟
课题时间：2015-7-1 至2015-7-10
埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书
1.设计资料及基本数据
某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁，标准跨径上20.00m ，计算跨径L=19.60m ，摆动支座，桥面宽度为净7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63—2007）进行设计计算。
1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。
材料：台帽、耳墙及截面a —a （设计洪水位）以上混凝土强度等级为C20，3125kN m γ=，台身（自截面a-a 以下）
，3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑，3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ，填土的内摩擦角35??=，粘聚力C=0。
水文、地质资料：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、力学指标见表1.1
表1.1 各土层物理力学指标
2桥台与基础构造及拟定的尺寸
桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示，基础分两层，每层厚度为0.5m ，
襟边和台阶等宽，取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑，混凝土的刚性角
max 40α=?。基础的扩散角为：
1
max 0.8
tan 38.66401.0
αα-==?<=? 满足要求。
图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸（高程单位m）
3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，其值列于表1.2。
表1.2 恒载计算表
（2）土压力计算
土压力按台背竖直，0α=?，填土内摩擦角35?=?，则台背与填土之间的外摩擦角17.52
?
δ=
=?计算，台后填土水平0β=。
① 台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 台后填土自重引起的主动土压力计算式为：
241
2
a a E B H μγ=
已知：台后及溜坡填土的重度34/18m KN =γ，B 为桥台宽度取7.7m ，H 为自基底至填土表面的距离，等于10.0m ；a μ为主动土压力系数。
22
2
2
2
cos ()
cos cos()1cos 350.247cos17.51a ?αμααδ-=
??+???
==????? 20.517.00107.70.2471616.62()a E KN =????=
其水平向分力：
0cos()1616.62cos17.51541.80()ax a E E KN δα=?+=?=
离基础底面的距离：
)(33.33
10
m e y ==
对基底形心轴的力矩：
1541.80 3.335134.19()ax ax y M E e KN m =-=-?=-?
其竖直向分力：
0sin()1616.62sin17.5486.13()ay a E E KN δα=+=?=
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
486.13 1.75850.72()
ay M KN m =?=?
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：
0G h Bl γ
=∑
式中：0l ——破坏棱体长度，当台背竖直时，0tan l H θ=，m H 10=。
由
tan tan 0.583θω=-=
其中52.5ω?δα=++=?， 得：)(83.5583.0100m l =?=
在破坏棱体长度范围内只能放一列汽车，因是双车道，故
kN G 5602802=?=∑
560
0..734()7.7 5.8317
h m =
=??
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：
11
(2)1710(20..73410)7.70.2471853.93()
22a a E H h H B kN γμ=+=????+??= 其水平向分力：
0cos()1853.93cos17.51768.12()ax a E E kN δα=+=?=
作用点离基础底面的距离：1`
101030.734
3.55()31020.734
y e m +?=
?=+? 对基底形心轴的力矩：
1768.12 3.556276.83(/)ax M kN m =-?=-
其竖直向分力：
0sin()1853.93sin17.5557.49()ay a E E kN δα=+=?=
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
557.49 1.75975.61()ay M kN m =?=?
③台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
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，33.69β=-?，则基础边缘至坡面的垂直距离为,13.65
.18
.510m H =-='，若取35δ?==?（土与土之间的摩擦角），主动土压力系数：
22
2
2
2
cos ()
cos cos()1cos 350.180cos351a ?αμααδ-=
??+???
==???+?? 2211
17.00 6.137.70.18442.69()22
a
a E H B kN γμ'==????= 其水平向分力：
0cos()442.69cos35422.20()ax
a E E kN δα''=+=?= 离基础底面的距离：
)(04.23
13
.6m e y ==
对基底形心轴的力矩：
422.20 2.04861.29()ex
M kN m '=?=? 其竖直向分力：
0sin()442.69sin17.5133.12()ay
a E E kN δα''=+=?= 作用点离基础形心轴的距离：
, 2.15()x e m =-
对基底形心轴的力矩：
133.12 2.15286.21()ey
M kN m '=-?=-? （3）支座活载反力计算
支座反力计算考虑如下两种情况。
①台后无荷载，桥上有汽车及人群荷载
Ⅰ）汽车及人群荷载反力：桥跨上的汽车荷载如图所示，反力影响线的纵距分别为：
图1.3
12 1.00.0h h ==
[]1178.810.519.67.8752511.95()R x kN =?+??=
人群荷载支座反力： 11
(19.6132)58.8()2
R kN '=
???= 支座反力作用点距离基底形心轴的距离：
1 2.15 1.40.75()r e m =-=
对基底形心轴的力矩：
1515.950.75383.96(/)R M kN m =?=
,1R M = 58.8?0.75=44.10(/)kN m
Ⅱ）汽车荷载制动力
由汽车荷载制动力按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路Ⅱ级不得小于90KN ，依照上面的规定分别为：
1(7.87519.6178.8)0.133.32()90H kN KN
=?+?=<
因此简支梁板式橡胶支座的汽车荷载产生的制动力为
0.330090()H kN =?=
②台后桥上均有荷载，车辆荷载在台后
A. 汽车及人群荷载反力：由于支座作用点在基底形心轴的右侧，为了在活载作用下得到最大的逆时针方向力矩，因此将重车后轴贴桥台后侧的边缘，以使桥跨上活载所产生的顺时针力矩最小，其荷载布置如图1.3所示， 则支座反力为：
1(178.810.5119.67.975)2511.95()R kN =?+????= 人群荷载支座反力：120.519.61358.8R KN '=????= 对基底形心轴的力矩：
1511.950.75383.96/R M kN m
=?=
B. 汽车荷载制动力：根据上面分析，按一辆重车的30%计算： 10.2090.0027H kN =?=
（4）支座摩阻力计算
取摆动支座摩擦系数0.05f =，则支座摩阻力：
848.050.0542.40F P f kN =?=?= 对基底形心轴的弯矩：
42.408.7368.88/F M kN m =?=（方向按荷载组合需要确定）
对实体式埋置式桥台不计汽车荷载的冲击力，同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果表明，支座摩阻力大于制动力。因此，在以后的组合中，以支座摩阻力作为控制设计。
（5）荷载组合
根据实际可能出现的荷载情况，可分为桥上有活载，台后无汽车荷载；桥上
无活载，台后有汽车荷载；桥上无活载，台后无活载，桥上有活载，台后也有汽车荷载，同时还应对施工期间桥台仅受台身自重及土压力作用的情况进行验算。现将上述组合分别计算如下。
1桥上有活载，台后无汽车荷载
（1）恒载+桥上活载及台前、台后土压力+支座摩阻力。
2桥上有活载，台后也有汽车荷载
（1）恒载+桥上活载+桥前土压力及台后有汽车荷载作用时的土压力+支座摩阻力。
3桥上无活载，台后无活载
（1）恒载+台前土压力+台后土压力
4桥上无活载，台后也有汽车荷载
恒载、台前土压力及台后有车辆荷载作用时的土压力。
5无上部构造时
桥台及基础自重+台前土压力+台后土压力。
各种荷载组合表见表1.3。对地基承载力验算，以荷载组合（3）中的主要组合验算。稳定性验算时，倾覆和滑动分别以组合（3）中的附加组合和组合（4）为最不利，因此应分情况予以验算。
荷载组合计算表1.3
4地基承载力验算
（1）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算
因台后填土较高，由填土自重在基底下地基土中所产生的附加应力： i i i h σαγ=
台后填土高度（从原地面起算）h=8m 。当基础埋置深度为2.0m 时，取基础后边缘附加应力系数1α=0.46，基础前边缘的附加应力系数1α=0.069。则
后边缘处：1'0.4617.00862.56KPa σ=??= 前边缘处：1'0.06917.0089.38KPa σ=??=
此处，计算台前溜坡椎体对基础前边缘地面处引起的附加应力时，填土高度可近似取基础边缘作垂线与坡面交点的距离（h=4.13），并取系数25.02=α，则
2''0.2517 4.1317.55KPa σ=??=
因此，基础前边缘总的竖向附加应力：
212''''9.3817.5526.93KPa σσσ=+=+=
（2）基底压应力计算
建成后使用时，由于工况2作用下产生的竖向应力最大，所以以工况2来控制设计。此时基底压应力为
max
min 2318.027912.1934444
120.17{170.684.39.3
9.3 4.36
KPa P M KPa A W σ∑∑=
±=+==???
考虑台前、台后填土产生附加应力后的总应力： 台前：max 318.0226.93344.95KPa σ=+= 台后：min 77.6862.56140.24KPa σ=+= （3）地基承载力验算 ○
1持力层强度验算 根据土工试验资料，持力层为一般黏性土，根据《公桥基规》，当74.0=e ，
10.0=L I 时，查得[o σ]=354KPa ，因基础置埋深度为原地面下2.0m （<3.0m ）,
不考虑深度修正；对黏性土地基，虽 2.0b m >，不进行宽度修正。
[σ]=0max []354344.95KPa KPa σσ=>=
满足要求。 ○
2下卧层强度验算 下卧层为一般黏性土，由e=0.82，6.0=L I ，可查得容许承载力[o σ]=222.00KPa ，小于持力层的容许承载力[σ]=370KPa ，故作如下验算。
基底至土层Ⅱ顶面（高层为+5.0）处的距离为：
Z=11.5-2.0-5.0=4.5m
当05.13.4/5.4/,16.23.4/3.9/====b z b a ，附加应力系数α=0.469，且计算下卧层顶面处压应力h Z σ+时，1Z b >，基底压应力取平均值，即
max min
344.95140.24
242.602
2
KPa σσσ++=
=
=
19.70(2 4.5)0.469(242.6019.70 2.0)128.0595.30223.35h z KPa
σ+=?++?-?=+=
而下卧层顶面处的容许承载力可按下式计算：
其中：10k =，而,5.06.0>=L I 5.12=K ,则
>=+=-?+=+KPa z h 43.32543.10300.222)35.6(7.195.100.222][σz h +σ=223.
35KPa 满足要求。
4基底偏心距验算
（1） 仅受永久作用标准效应组合时，非岩石地基上的桥台应满足 m b A W 72.03.46
1
61=?===
ρ 1388.05850.725134.19861.29286.212370M KN m
∑=+-+-=-?
6804.41486.13133.127424p KN ∑=++= 02370
0.320.750.720.540.757424
M e m m p ρ∑=
==
03388
0.450.727495e m ρ=
=<=
5基础稳定性验算 （1）倾覆稳定性验算
永久作用和汽车人群的标准值效应组合：
以工况2来控制设计:桥上台后均有活荷载，车道荷载在桥上，车辆荷载在桥后，
00 4.3
2.15223328.910.418065.772.15 5.24 1.5
0.41b y m e m K =======>
满足要求。
各种作用的标准值效应组合：
以工况4来控制设计 即桥上无活荷载，台后有车辆荷载作用。则
003388
0.4574952.15 4.78 1.3
0.45
e K =
===> 满足要求。
（2） 滑动稳定性验算
因基底处地基土为硬塑性黏土，查得u=0.30。 永久作用和汽车人群的标准值效应组合
以工况2来控制设计，即桥上台后均有活载，车道荷载在桥上，车辆荷载在台后，则
0.38065.77
1.57 1.31768.124
2.4
c K ?=
=>+
满足要求。
各种作用的标准值效应组合
以工况4来控制设计，即桥上无活载，台后有车辆荷载作用。 则
0.37495422.2
1.55 1.21768.12
c K ?+=
=>
满足要求
6 地基变形验算（沉降计算）
由于持力层以下的土层2为软弱下卧层，按其压缩系数为中压缩性土，对基础沉降影响较大，因此应计算基础沉降。根据规范，桥梁墩台基础的沉降量按恒载用单向分层总和法计算。
A 确定地基变形的计算深度
n Z =b(2.5-0.4Inb)=4.3(2.5-In4.3)=8.2 B 确定分层厚度
第一层：从基础底部向下4.5米 第二层：从一层底部向下3.7米 C 确定各层土的压缩模量
第一层：1S E =1/0.15=6.67 MPa 第二层: 2S E =1/0.26=3.85MPa D 求基底处的附加应力
以工况2来控制设计，传至基础底面的作用效应应按正常是用极限状态的长期效应组合才用，各项作用效应的分项系数分别为;上部构造恒载，桥台及基础自重，台前及台后土压力，支座摩阻力均为1.0，汽车荷载和人群荷载均为0.4 基底处附加应力为：
N=6804.41+557.49+133.12+0.4(511.95+58.8)=7723.32KN
07723.32
193.189.3 4.3
p KPa =
=?
E 计算地基沉降
计算深度范围内各层土的压缩变形量见表1.4
计算深度范围内各层土的压缩变形量 表1.4
F 确定沉降计算经验系数
沉降计算深度范围内压缩模量的当量值：
/(/)(1.3860.418)/(1.386/6.670.418/3.85) 1.804/0.316 5.71
S i I i E A A S -
=∑∑=++==
1(7 5.71)/(74)(1.31) 1.13s ψ=+--?-=
G 计算地基的最终沉降量
S='
1.1361.1069.04 6.904s s mm cm ψ?=?==
按规范得，墩台允许均匀总沉降量为2.0L cm ，当L<25m 时，取L=25m ，则容许的总沉
降10 6.904cm cm =>，故可以满足要求。
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：
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。
飞天桥扩大基础计算 一、设计资料 1、上部构造：17m 装配式预应力钢筋砼空心板梁，计算跨径16.96m 。行车道10.5m ，人行道2m 。上部构造（梁与桥面铺装）恒重所产生的支座反力：3527kN; 2、支座：活动支座采用摆动支座，摩擦系数0.05； 3、设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载4.5kN/m 2; 4、桥墩形式：采用双柱式加悬挑盖梁墩帽（见图）; 5、设计基准风压：0.6 kN/m 2; 6、其他：本桥跨越的河为季节性河流，不通航，不考虑漂浮物；地基土质：第一层：粉质粘土，3/2.19m kN sat =γ，8.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1800=；第二层：中密中砂，62.00=e ，3/20m kN sat =γ，kpa f a 3000=；第三层：粉质粘土， 3/5.19m kN sat =γ，9.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1600=。 （最大冲刷线） （设计洪水位）（最低水位） 148146150 （河床及一般冲刷线）139 143.5 144粉质粘土 中密中砂 软塑粉质粘土 地质水文情况210303015 37 8080 10 10 420 180 180 1060 顺桥向(单位：) 横桥向（单位：） 桥墩构造图145 图10-14 桥墩构造图 图10-15 地质水文情况 二、确定基础埋置深度 从地质条件看，表层土在最大冲刷线以下只有0.5m ，而且是软塑状粉质粘土，地基容许承载力kpa f ao 180][=，故选用第二层土（中密中砂）作为持力层，kpa f ao 350][=，初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m 处，标高为142.2m ，基础埋深2.8m 。
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
河南理工大学 基础工程课程设计计算书 课题名称：“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号： 2 专业班级：道桥1204 学生姓名：连帅龙 指导教师：任连伟 课题时间：2015-7-1 至2015-7-10
埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书 1.设计资料及基本数据 某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁，标准跨径上20.00m ，计算跨径L=19.60m ，摆动支座，桥面宽度为净7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63—2007）进行设计计算。 1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。 材料：台帽、耳墙及截面a —a （设计洪水位）以上混凝土强度等级为C20，3125kN m γ=，台身（自截面a-a 以下） ，3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑，3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ，填土的内摩擦角35??=，粘聚力C=0。 水文、地质资料：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、力学指标见表1.1 表1.1 各土层物理力学指标 2桥台与基础构造及拟定的尺寸 桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示，基础分两层，每层厚度为0.5m ，
襟边和台阶等宽，取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑，混凝土的刚性角 max 40α=?。基础的扩散角为： 1 max 0.8 tan 38.66401.0 αα-==?<=? 满足要求。
图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸（高程单位m） 3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，其值列于表1.2。 表1.2 恒载计算表
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：
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。
拌合站扩大基础计算书(改)
广宁高速路基工程第一合同段 混凝土拌合站基础计算书 一、拌和站罐基础设计概括 我标段计划投入两套HZS90拌合站，单套HZS90拌合站投入2个150t 型水泥罐（装满材料后），根据公司以往拌合站施工经验，结合现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐采用砼扩大基础，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。 二、基本参数 1、风荷载参数：查询公路桥涵设计通用规范得知：本工程相邻地区宁国市10年一遇基本风速：s m V /3.2010=； 2、仓体自重：150t 罐体自重约15t ，装满材料后总重为150t ； 3、扩大基础置于粉质黏土上，地基承载力基本容许值[] Kpa f a 1800=，采用碎石换填进行地基压实处理后，碎石换填地基承载力基本容许值[] Kpa f a 5000=； 4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时，扩大基础尺寸为9m ×4m ×1.5m （长×宽×高）；当采用单个水泥罐基础放置在一个扩大基础上，扩大基础尺寸为4m ×4m ×1.5m （长×宽×高）； 三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算 1、受力计算模型（按最不利150吨罐体计算），空仓时受十年一遇风荷载，得计算模型如下所示： F 1 F F 3 G R 图3-1
2、风荷载计算 根据《公路桥涵设计通用规范》可知，风荷载标准值按下式计算：g V W d k 22 γ=； 查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下： 空气重力密度：01199899.0012017.00001.0==-Z e γ； 地面风速统一偏安全按离地20m 取：s m V k k V /4.31105220==； 其中：12.12=k ，38.15=k ，s m V /3.2010=； 代入各分项数据得：22 2 /60.08.924.3101199899.02m KN g V W d k =??==γ 单个水泥罐所受风力计算： ①、迎风面积：218.12.15.1m A =?= 作用力：8KN 0.18.16.01=?=F 作用高度：m H 35.181= ②、迎风面积：223.36113.3m A =?= 作用力：KN 78.213.366.02=?=F 作用高度：m H 1.122= ③、迎风面积：23125.42/5.23.3m A =?= 作用力：KN 475.2125.46.03=?=F 作用高度：m H 475.53= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算 m KN h F M i i ?=?+?+?=?=∑91.296475.5475.21.1278.2135.1808.13 1倾 3、稳定力矩及稳定系数计算 假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆，稳定力矩由两部分组成，一部分是仓体自重稳定力矩1稳M ，另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。 ①、但水泥罐扩大基础分开时，稳定力矩计算如下所示：
《基础工程》课程设计 令狐采学 无筋扩展矩形基础计算书土木建筑工程学院 路途桥梁121班 陈召桃 1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料阐发 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (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、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概略 某桥上部构造采取装配式钢筋混凝土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。 资料：台帽、耳墙及截面aa 以上均用20号钢筋混凝土，3 1/00.25m kN =γ；台身（自截面aa 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）， 32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土 34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础资料：混凝土强度品级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aa 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1
桩基础设计计算书 一:建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征与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 = 3200kN, M=400kN m g,H = 50kN; 柱的截面尺寸为:400×400mm; 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。
桩静载荷试验曲线 二:设计要求: 1、单桩竖向承载力标准值与设计值的计算; 2、确定桩数与桩的平面布置图; 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算; 5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图, 承台配筋与必要的施工说明; 6、需要提交的报告:计算说明书与桩基础施工图。 三:桩基础设计 (一):必要资料准备 1、建筑物的类型机规模:住宅楼 2、岩土工程勘察报告:见上页附表 3、环境及检测条件:地下水无腐蚀性,Q —S 曲线见附表 (二):外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载:V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 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:300×300mm 3)、桩身:混凝土强度 C30、 c f ＝15MPa 、 m f ＝16、5MPa 4φ16 y f ＝310MPa
目录 一、基本设计资料 (1) 二、设计内容： (1) （一）中墩及基础尺寸拟定 (1) 1.墩帽尺寸拟定 (1) 2.墩身尺寸确定 (2) 3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4) 1.上部构造自重 (4) 2.墩身自重计算 (4) 3.浮力计算 (5) 4.活载计算 (5) 5.水平荷载计算 (7) 6.墩帽局部受压验算 (8) （三）墩身底截面验算 (9) 1.正截面强度验算 (9) 2.基底应力验算 (10) 3.稳定性验算.................................. - 10 - 4.沉降量验算.................................. - 10 - 5.墩顶水平位移验算............................ - 10 -
混凝土实体中墩与扩大基础设计 一、基本设计资料 1.设计荷载标准：公路II级 2.上部结构： 上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。 3.水文资料： 设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。 4.地质资料： 表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。 二、设计内容： （一）中墩及基础尺寸拟定 1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土） 顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2 f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m 支座顺桥向宽度a = 0.25m 查表2-1 c1=0.1m c2=0.2m b =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m 按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m 则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m 横桥向墩帽宽： 矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2 =1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m 圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m
一方案比选优化 公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。 1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。 （1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为 (1-1) 或(1-2) γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为1.1、1.0和0.9； γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=1.2； 对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》； γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。 γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝1.4,但风荷载的分项系数取γQ1＝ 1.1；
目录 1设计任务 (2) 1.1设计资料 (2) 1.2设计要求 (3) 2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3) 3 单桩承载力确定 (3) 3.1单桩竖向承载力的确定 (3) 4 桩数布置及承台设计 (4) 5 复合桩基荷载验算 (6) 6 桩身和承台设计 (9) 7 沉降计算 (14) 8 构造要求及施工要求 (20) 8.1预制桩的施工 (20) 8.2混凝土预制桩的接桩 (21) 8.3凝土预制桩的沉桩 (22) 8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23) 8.5结论与建议 (25) 9 参考文献 (25)
一、设计任务书 (一)、设计资料 1、某地方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5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2.1m,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。承台底面埋深：D ＝2.1m。
（二）、设计要求： 1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择 2、确定单桩承载力 3、桩数布置及承台设计 4、群桩承载力验算 5、桩身结构设计和计算 6、承台设计计算 7、群桩沉降计算 8、绘制桩承台施工图 二、桩基持力层，桩型，桩长的确定 根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。 根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。桩长21.1m。 三、单桩承载力确定 （一）、单桩竖向承载力的确定： 1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。 根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层， 采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层 1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深 2.1 m。 2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=μ∑qsikli+qpkAp Q——单桩极限摩阻力标准值（kN） sk Q——单桩极限端阻力标准值（kN） pk u——桩的横断面周长（m） A——桩的横断面底面积（2m） p L——桩周各层土的厚度（m） i q——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sik q——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP） pk 桩周长：μ=450×4=1800mm=1.8m
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
附件： 广宁高速路基工程第一合同段混凝土拌合站基础计算书
广宁高速路基工程第一合同段 混凝土拌合站基础计算书 一、拌和站罐基础设计概括 我标段计划投入两套HZS90拌合站，单套HZS90拌合站投入2个150t 型水泥罐（装满材料后），根据公司以往拌合站施工经验，结合现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐采用砼扩大基础，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。 二、基本参数 1、风荷载参数：查询公路桥涵设计通用规范得知：本工程相邻地区宁国市10年一遇基本风速：s m V /3.2010=； 2、仓体自重：150t 罐体自重约15t ，装满材料后总重为150t ； 3、扩大基础置于粉质黏土上，地基承载力基本容许值[] Kpa f a 1800=，采用碎石换填进行地基压实处理后，碎石换填地基承载力基本容许值[] Kpa f a 5000=； 4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时，扩大基础尺寸为9m ×4m ×1.5m （长×宽×高）；当采用单个水泥罐基础放置在一个扩大基础上，扩大基础尺寸为4m ×4m ×1.5m （长×宽×高）； 三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算 1、受力计算模型（按最不利150吨罐体计算），空仓时受十年一遇风荷载，得计算模型如下所示： F1 F2 F3 G R 图3-1 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算模型
2、风荷载计算 根据《公路桥涵设计通用规范》可知，风荷载标准值按下式计算：g V W d k 22 γ=； 查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下： 空气重力密度：01199899.0012017.00001.0==-Z e γ； 地面风速统一偏安全按离地20m 取：s m V k k V /4.31105220==； 其中：12.12=k ，38.15=k ，s m V /3.2010=； 代入各分项数据得：22 2 /60.08.924.3101199899.02m KN g V W d k =??==γ 单个水泥罐所受风力计算： ①、迎风面积：218.12.15.1m A =?= 作用力：8KN 0.18.16.01=?=F 作用高度：m H 35.181= ②、迎风面积：223.36113.3m A =?= 作用力：KN 78.213.366.02=?=F 作用高度：m H 1.122= ③、迎风面积：23125.42/5.23.3m A =?= 作用力：KN 475.2125.46.03=?=F 作用高度：m H 475.53= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算 m KN h F M i i ?=?+?+?=?=∑91.296475.5475.21.1278.2135.1808.13 1倾 3、稳定力矩及稳定系数计算 假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆，稳定力矩由两部分组成，一部分是仓体自重稳定力矩1稳M ，另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。 ①、但水泥罐扩大基础分开时，稳定力矩计算如下所示：
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
《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 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (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、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (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/m 2。 材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用20号钢筋混凝土，31/00.25m kN =γ；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），32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑， 33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ， 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 度自地 面算起 （m ） 天然状态下土的物理指标 土粒密度 so γ )/(3m t 塑性界限 液 性 指 数 I L 压缩系数 a 1-2 )/(2 N mm 直剪试验 含水量 （%） 天然容重 )/(3 m kN γ 孔 隙 比 e 液 限 L ω 塑 限 P ω 塑 性 指 数 I P 粘聚力C （kN/m 2 ） 内摩 擦角 0φ 3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.8 28 19.10 0.82 2.71 33 19 15 0.6 0.26 20 16 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。 ω
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。
桩基础设计计算书 设计资料: 拟建建筑物10层，地下室一层，设地下室层高3.2m，上部结构为框架剪力墙结构，层高3.3m，七度抗震设防，±0.00相当于黄海高程+6.60m，室内外高差0.6m。地下室水位±0.00。场地上部土层承载礼教低，不具备天然地基的条件，采用桩基。根据场地土的工程特征和当地的施工条件，拟采用PHC管桩或钻（冲）孔灌注桩基础方案。桩、承台、柱的混凝土强度取为C30。 PHC管桩可选择残积土或全风化花岗岩作为持力层；钻孔灌注桩可选择全风化岩或者中风化岩作为持力层。 地下水为地表滞水，对混凝土结构不具备腐蚀性。 建筑标准层平面示意图如下： 承台计算类型选择说明： 1、角桩作为一个类型； 2、中桩的中间两个承台受的力单独较大，应单独计算；边桩和其他中桩作为一个类别计算， 共三个类别。 一：建筑桩基方案的选择 1、PHC预应力圆桩 确定全风化花岗岩作为持力层，桩截面尺寸选择直径400的圆桩，桩长18m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进入持力层最小值为1.15m,满足嵌入最小深度要求。根据工程地质剖面图，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。估计需要四根，桩根据经验表，承台高度为1350mm，承台底至地面的高度为3.95m。
Q uk =Q sk +Q pk =u ∑q sik l i +q pk +A p =0.4п×（12×2.8+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.85×165）+0.04п×10000=3130kN Ra= Q uk /2=1565kN 确定桩数： 先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。 n=Fk/R=5262/1565=3.36 取桩数为4根。 此时桩造价125×18×4=9000元。 2、灌注桩选择锤击沉管（C25）： 选择残积土为持力层，桩长19.4m ，桩直径为800mm ，桩径入持力层的最小深度为2.7m,满足最小深度要求选择，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。同样估计需要四根桩根据经验表，承台高度为1350mm ，承台底至地面的高度为3.95m 。桩顶嵌入承台深度为0.1m 。 Q uk =Q sk +Q pk =u ∑q sik l i +q pk +A p =0.8п×（10×2.5+50 ×3.3+75×4.5×2/3+5.7×100+3.3×135）+0.16п ×13500=10381.1kN Ra= Q uk /2=5190.6kN>桩身强度设计值=2950kN ，Ra 取 为2950kN 。 确定桩数： 先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。 n=Fk/R=5262/2950=1.78 取桩数为2根。 此时桩造价为350×2×19.3=13510元 综合评价：预制桩的造价比灌注桩低，由于预制桩是