桥梁桩基础断桩原因分析及预防措施
摘要：在我国经济飞速发展的现在，施工技术、工艺的不断变革、更新也给工程建设带来了不小的希望，在现代的桥梁建设中的运用也越来越广泛，其中主要应用在桩基础的建设施工上，最为常见的就是钻孔灌注桩，该工程属于隐蔽工程的一种，深埋与地下，这就要求其工程质量更要得以保证，但是由于影响因素较为繁杂，这就在一定程度上影响了施工质量的控制，在施工中各种问题的出现和施工者的不重视，就造成了工程施工的雪上加霜，经济利益损失严重。在桥梁的使用阶段这种断桩的问题也是常见的，在使用中或多或少的都会对桩基础造成一定的破坏。本文主要结合实际，对灌注桩工程施工的经验和体会进行简单分析，找出了其中的一些原因进行了阐述，并提出有效的预防措施，以期对今后预防断桩具有施工参考及指导意义。
关键词：钻孔灌注桩；断桩；原因分析；预防措施
在我国现阶段，桥梁工程也是施工工程的主要组成部分，在其中桩基础施工中，它主要分为沉入桩和灌注桩两种基础施工。但是按照成桩的施工来看又能分成三种，分别是沉入桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩。施工中主要用到的，也最为常见的就是钻孔灌注桩了，在我国交通基础建设的不断深入的同时，这种施工方法也在不断的更新和完善中，它的主要特点是适应性强、成本合宜、施工简便，被广泛的应用在各个领域。在我国各种的工程中，隐蔽工程的质量是最难控制和掌握的，一旦有事故或者是不安全因素发生都会导致工程的巨大损失，桥梁桩基础工程中最常见的质量通病就是断桩，这对其自身的质量是一个很大的否定，也是对施工企业的巨大考验。
一、桥梁桩基础断桩出现的原因分析
桥梁在建设使用过程中多少都会有不同程度的损耗，这是不可避免的，使用阶段主要的损坏就来自桩基础的破坏，且大部分都是断桩造成的。因此，在施工过程中，因保证施工的连续性，排除一切可能产生断桩的不利因素。最近几年，桥梁质量勘察检测发现，一些老化的桥梁结构断桩现象较为严重。这不仅破坏了桥梁基础的稳定性，也给桥梁的安全使用埋下隐患。“断桩”是桥梁病害的主要表现，断桩发生的因素也是多个方面的，结合施工实际情况分析以下原因。
1.1 桥梁桩基础强度太弱，导致在使用过程中截断
桥梁桩基础是由混凝土和钢筋组成，若混凝土和钢筋不合格则会引起各种质量问题，造成桩身截面强度偏低，尤其是对土层较厚，入土较深的桩基础，当切向冻胀力大于桩截面的强度时，则会把桩基冻拔致断。在桩基础中如果钢筋的质量不能做到有效的保证，那么这个工程也就相当于是失败了一半，这样也就没有在施工下去的必要了，所以我们一定要保证材料的质量，这样才能将材料做成桥梁的支撑，也不至于发生不必要的断桩危险。此外混合材料水泥、砂石、添加剂
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。
桥梁桩基础设计计算部 分 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
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、和； 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=；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＝；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＝,但风荷载的分项系数取γQ1＝；
基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学
目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。
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
灌注桩基础课程设计 1、设计资料 （1）设计题号6，设计轴号○B （○A 轴、○C 轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数）。 （2）柱底荷载效应标准组合值如下 ○A 轴荷载：N k 165V m kN 275M kN 2310F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 162V m kN 231M kN 2690F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 153V m kN 238M kN 2970F k k k =?==；； （3）柱底荷载效应基本组合值如下 ○A 轴荷载：N k 204V m kN 286M kN 2910F k k k =?==；； ○B 轴荷载：N k 188V m kN 251M kN 3790F k k k =?==；； ○C 轴荷载：N k 196V m kN 266M kN 3430F k k k =?==；； （4）工程地质条件 ①号土层：素填土，层厚1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值ak f =95kPa 。 ②号土层：淤泥质土，层厚3.3m ，流塑，承载力特征值ak f =65kPa 。 ③号土层：粉砂，层厚6.6m ，稍密，承载力特征值ak f =110kPa 。 ④号土层：粉质粘土，层厚4.2m ，湿，可塑，承载力特征值ak f =165kPa 。 ⑤号土层：，粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值ak f =280kPa 。 （5）水文地质条件 地下水位于地表下3.5m ，对混凝土结构无腐蚀性。 （6）场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7级，场地内无可液化砂土、粉土。 （7）上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m ，宽9.6m 。室外地坪高同自然地面，室内外高差450mm ，柱截面尺寸400mm ×400mm ，横向承重，柱网布置图如下：
桥梁桩基础课程设计
桥梁桩基础课程设计 一、恒载计算（每根桩反力计算） 1、上部结构横载反力N1 N1= 1 2 ?2350=1175kN 2、盖梁自重反力N2 N2= 1 2 ?350=175kN 3、系梁自重反力N3 1 2 ?25 ?3.5 ?0.8 ?1=35kN 4、一根墩柱自重反力N4 KN N 94.222)1025(5.01.5255.0)1.54.13(224=-???+???-=ππ（低水位） KN N 47.195255.08.4155.06.8224=???+???=ππ （常水位） 5、桩每延米重N5（考虑浮力） m KN N /96.16152.14 25=??= π 二、活载反力计算 1、活载纵向布置时支座最大反力 ⑴、公路二级：7.875/k q kN m = 193.2k P kN =
Ⅰ、单孔布载 55.57822.1932 875 .74.24=?+?=）（R Ⅲ、双孔布载 24.427.875 (193.2)2766.3082R kN ??=+?= （2）、人群荷载 Ⅰ、单孔布载 11 3.52 4.442.72R kN =??=
1、计算墩柱顶最大垂直反力R 组合Ⅰ：R= 恒载 +（1+u ） 汽 ?∑i i y P + 人?ql = 1175+175+（1+0.2）?1.245?766.308+1.33?85.4 =2608.45kN （汽车、人群双孔布载） 2、计算桩顶最大弯矩 ⑴、计算桩顶最大弯矩时柱顶竖向力 R= 1N +2N +（1+u ）汽 ?∑i i y P + 人 ?ql 2 1 = 1175+175+1.2?1.245?578.55+1.33?42.7 = 2271.14kN （汽车、人群单孔布载） ⑵、计算桩顶（最大冲刷线处）的竖向力0N 、水平力0Q 和弯矩0M 0N = max R +3N + 4N （常水位） = 2608.45+35+195.47=2838.92 kN 0Q = 1H + 1W + 2W = 22.5+8+10=40.5 kN 0M = 14.71H + 14.051W + 11.252W + 0.3活max R = 14.7?22.5+14.05?8+11.25?10+0.3?(2608.45-1175-175) = 933.185kN.m 活max R ——组合Ⅰ中活载产生的竖向力。 四、钻孔灌注桩单桩承载力及强度计算 1、单桩承载力计算 桩长计算：
1. 初步拟定桩长 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=1.2m ，以冲抓锥施工。桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=11.31m 。桩长初步拟定为18m ，桩底标高为49.54m 。 2．桩群结构分析 2.1承台底面中心的荷载计算 永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时： 407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+???=∑ 358.60()H kN =∑ 4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+?=∑ 永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时： 46788.009.8 5.6 2.025.049532()N kN =+???=∑ 2.2单桩桩顶荷载计算 桩的计算宽度1b 对于 1.0d m ≥时： 1(1)f b K K d =+ 式中：f K ——桩形状换算系数，对于圆形截面，取0.9； d ——桩直径，取1.2m ； K ——平行于水平作用方向的桩间相互影响系数： 已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b ==； 对于110.6L h <的多排桩 ： 21 21 (1)0.8020.6b L K b h -=+ ?= 所以： 10.90.802(1.21) 1.59()b m =??+=
桩的变形系数α α= 0.8c EI E I = 式中： α——桩的变形系数； EI ——桩的抗弯刚度，对以受弯为主的钢筋混凝土桩，根据现行规范采用； c E ——桩的混凝土抗压弹性模量，C20混凝土7 2.5510c E KPa =?； I ——桩的毛面积惯性矩，4 40.1018()64 d I m π= = m ——非岩石地基水平向抗力系数的比例系数，4 120000/m kN m =； 所以，计算得： 10.62()m α-= 桩在最大冲刷线以下深度h=11.31m ，其计算长度则为： 0.6211.317.02( 2.5)h h α==?=> 故按弹性桩计算 桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m == ；12ζ= (根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12 ζ=)， 2 2 21.2 1.13()4 4 d A m ππ?= = = 630012000011.31 1.35710(/)C m h kN m ==?=? 22 2 0 1.240tan 11.31tan 21.14242 4d A h m φππ?????=+?=?+?= ? ? ????,易知该值大于相邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044 A m π = ?= ∴ 1 176 00016.6911.311121 1.13 2.5510 1.357108.04h l h AE C A ρζ-?? +???==+??+??????+ ? ? 621.923100.925KN m EI =??= 已知：7.02h h α==（＞4），∴取h =4，000.62 6.69 4.15()l l m α==?=
一、课程设计（论文)的内容 在学习桥梁基础工程等课程的基础上,根据给定基本资料(地质及水文资料，荷载）进行桥梁群桩基础的设计，初步掌握桥梁桩基础的设计与计算方法。 二、课程设计(论文）的要求与数据 （一)基本资料 1 地质及水文资料 河床土质为卵石土，粒径５０－60ｍm 约占6０%，20-３0mm 约占30％,石质坚硬,孔隙大部分由砂填充密实, 卵石层深度达5８.6ｍ; 地基比例系数4/120000m kN m =(密实卵石）； 地基承载力基本容许值[]01000a f kPa =; 桩周土摩阻力标准值kPa q ik 500=; 土的重度320.00/kN m γ= (未计浮力)； 土内摩擦角40?=。 地面(河床）标高6９.50ｍ;一般冲刷线标高6３．5４ｍ；最大冲刷线标高60.８５m ；承台底标高67．54m ；常水位标高６9．80m ，如图1。承台平面图如图2所示。 纵桥向断面 横桥向断面 图1 桩基剖面图（单位:m ） 图２ 单位:m
2 作用效应 上部为等跨３0m 的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下。 永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时： ∑N=4０７46kN 358.60H kN =∑(制动力及风力) ∑M=4６17.3０k Ｎ．m(竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩） 永久作用及二孔可变作用（控制桩入土深度荷载)时: ∑N ＝4６788.０0kN 3 承台用C20混凝土，尺寸为9.8×5．6×2.0m ，承台混凝土单位容重 325.0/kN m γ=。 4 桩基础采用高桩承台式摩擦桩,根据施工条件，桩拟采用直径m d 2.1=，以冲抓锥施工。 (二)主要设计依据规范 1 公路桥涵地基及基础设计规范(JTG Ｄ6３-200７ ) ２ 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J ＴGD62-20０4) 三、课程设计(论文)应完成的工作 设计满足要求的群桩基础,并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容: 1. 群桩结构分析 （1） 计算桩顶受力 （2） 计算沿桩长度方向弯矩,水平压应力,并画出相应分布图 （3） 桩顶纵向水平位移验算 2. 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图(横截面，立面），进行桩截面强度校核 3 按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 4.承台验算 验算项目:承台冲切承载力验算 四、课程设计（论文）进程安排
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；
桥桥墩桩基础基础设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
华东交通大学 课程设计（论文） 题目名称某桥桥墩桩基础设计计算 院（系）土木建筑学院 专业道路与铁道工程 班级道铁2班 姓名欧阳俊雄 2011年 6 月 13 日至 2011 年 6 月 29 日共 1 周 指导教师: 耿大新 教研室主任: 李明华 资料收集 某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径32m，梁长，计算跨径，桥面宽13m，墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，桥墩采用圆端形实心墩，平面尺寸形式如图1所示，墩高12m，计算墩顶变形时，不考虑墩身的挠曲。下部结构采用钻孔灌注桩基础。 1、地质及地下水位情况： 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：
2、设计荷载： （1）恒载： 桥面自重：1N=1500kN+学号×20kN=1500+16×20=1820kN 箱梁自重：2N=6000kN+学号×40kN=6000+16×40=6640kN 桥墩自重：3N=3875kN （2）活载 一跨活载反力：2835.75kN N4=，在顺桥向引起弯矩： M1? 3334.3 =； kN m 两跨活载反力： =+学号×50kN=+16×50=\ N 5 （3）水平力 =300kN，对承台顶力矩； 制动力：H 1 风力：H = kN，对承台顶力矩 2 主要材料 承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ′=15kN/m3(浮容重)。
在班编号为20，所以桩基采用C30混凝土，HRB400级钢筋； 4、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 =，风荷载ψ=，制动力： 拟定承台尺寸： 假设承台的厚度为，根据圆端形实心墩的平面尺寸计算承台的长和宽 宽度：m 615.123=??+ 长度：m 915.126=??+ 三、拟定桩的尺寸及桩数： 1、摩擦桩，桩身采用C30混凝土。 2、由于d 516=-，d=，所以设计桩径采用d=，成孔桩径为,钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。 3、画出土层分布图，选用卵石层为持力层，则取桩长l=。 4、估算桩数：（按双孔重载估算） 估算公式： 据高等学校教材《基础工程（第四版）》（人民交通出版社）查表4—2可得λ=，查表4—3得m 0=， 查表2-24有k 2= 由于桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均，透水层采用浮容重，不透水层采用天然容重 3 2/46.105 .221 .11105.205.4102.187.3103.172.25.170.15.16m kN =?-+?-+?-+?+?= ）（）（）（γ持力层为卵石，查表得650kPa ][0=fa ，q ik 查表4—1得
$ 1. 初步拟定桩长 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=，以冲抓锥施工。桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=。桩长初步拟定为18m ，桩底标高为。 2．桩群结构分析 承台底面中心的荷载计算 永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时： 407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+???=∑ ￥ 358.60() H kN =∑ 4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+?=∑ 永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时： 46788.009.8 5.6 2.025.049532()N kN =+???=∑ 单桩桩顶荷载计算 桩的计算宽度1b 对于 1.0d m ≥时： 1(1)f b K K d =+ ~ 式中：f K ——桩形状换算系数，对于圆形截面，取； d ——桩直径，取； K ——平行于水平作用方向的桩间相互影响系数： 已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b ==； 对于110.6L h <的多排桩 ： 21 21 (1)0.8020.6b L K b h -=+ ?= 所以： 10.90.802(1.21) 1.59()b m =??+= ·
桩的变形系数α α= 0.8c EI E I = 式中： α——桩的变形系数； EI ——桩的抗弯刚度，对以受弯为主的钢筋混凝土桩，根据现行规范采用； } c E ——桩的混凝土抗压弹性模量，C20混凝土7 2.5510c E KPa =?； I ——桩的毛面积惯性矩，4 40.1018()64 d I m π= = m ——非岩石地基水平向抗力系数的比例系数，4 120000/m kN m =； 所以，计算得： 10.62()m α-= 桩在最大冲刷线以下深度h=，其计算长度则为： 0.6211.317.02( 2.5)h h α==?=> 故按弹性桩计算 ， 桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m == ；12ζ= (根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12 ζ=)， 2 2 21.2 1.13()4 4 d A m ππ?= = = 630012000011.31 1.35710(/)C m h kN m ==?=? 22 2 0 1.240tan 11.31tan 21.14242 4d A h m φππ?????=+?=?+?= ? ?????,易知该值大于相 邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044 A m π = ?=
某某市某某桥工程桩基础 施 工 组 织 设 计 方 案 编制人： 批准人： 批准时间： 某某交通建设工程有限公司 某某市某某桥工程项目经理部 年月日
某某市某某桥工程钻孔灌注桩 施工组织设计 一、编制说明 某某市某某桥为某某电站移民配套工程,由某某省某某市交通局和西街街道办事处共同承建,由某某省某某勘测设计有限公司勘测设计,某某交通建设工程有限公司建设施工. 某某市某某桥位于某某市西郊,跨越瓯江上游龙溪,该桥南连宏山村与龙宏一级公路相连,北连河村,为某某市河村绕城线组成部分,根据本工程为移民工程以及工程规模、工期目标、工程特点、施工工艺及实际情况等特点,从而对工程项目中的人、财、物、技术条件进行了一个全面合理的安排，特编写某某市某某桥钻孔灌注桩施工组织设计,以便进行施工指导,以期达到确保工期、安全施工、质量优良的目的。 二、编制依据 1、某某省某某市某某桥工程项目合同文件 2、某某市某某桥工程施工图设计 3、《公路工程国内招标文件范本》(2003年版)、中华人民共和国交通部制《公路工程质量检查评定标准》JTJ071-98、《公路桥涵施工技术规范》JYJ041-2000等 4、桩基础实地情况 5、本公司以往桩基础施工经验 三、工程概况
1、设计原则:某某桥设计为山岭重丘二级公路标准,荷载为汽-20级,挂-700.桥面净宽尾9+2×1.5m,全长为205.04m. 2、桩基础设计概况:某某桥工程基础全部采用钻孔灌注桩,桥墩桩基单桩设计承载力为3400KN,其中1、2、 3、 4、5号墩为嵌岩桩,6、7、8、9为摩擦桩；桥台桩基单桩设计承载力为2900KN。桩径全部为1.3m,采用C25混凝土灌注。 3、施工注意事项:某某桥设计地质情况并不十分全面,因而实际地质情况将并不一定跟设计相吻合,从而必须要以实际地质情况来调整桩的设计工程。 4、工期安排：建议开工日期2004年 5 月13日,计划完工日期2004年 8 月20日。 四、施工组织准备工作 在充分理解设计意图、熟悉设计图纸的情况下，我单位认真组织人力对本工程中所需的机械设备进行保养、检修,并已组织进场,详见《进场设备报验单》,组织人员对本工程所需建筑材料进行市场调查、取样进行论证及采购,并委托有关机构进行材料检验,详见《建筑材料报验单》,同时调选过硬劳务队伍进入施工现场进行施工准备,并组织全体技术人员、施工人员、班组人员进行技术交底,要求每个人充分熟悉设计意图。 五、施工平面布置设计详见《平面布置设计图》 六、钻孔灌注桩施工方案 (一)、桩基工程施工工艺流程为：测量放线→护筒埋设→桩机就位→桩位复核→成孔终孔、提钻→下探孔器→下放钢筋笼→安放导
一、课程设计（论文）内容 在学习桥梁基本工程等课程基本上，依照给定基本资料（地质及水文资料，荷载）进行桥梁群桩基本设计，初步掌握桥梁桩基本设计与计算办法。 二、课程设计（论文）规定与数据 （一）基本资料 1 地质及水文资料 河床土质为卵石土，粒径50-60mm 约占60%，20-30mm 约占30%，石质坚硬，孔隙大某些由砂填充密实， 卵石层深度达58.6m ； 地基比例系数4/120000m kN m =（密实卵石）； 地基承载力基本容许值[]01000a f kPa =； 桩周土摩阻力原则值kPa q ik 500=； 土重度320.00/kN m γ= (未计浮力)； 土内摩擦角40?=。 地面(河床)标高69.50m ；普通冲刷线标高63.54m ；最大冲刷线标高60.85m ；承台底标高67.54m ；常水位标高69.80m ，如图1。承台平面图如图2所示。
纵桥向断面横桥向断面 图1 桩基剖面图（单位：m）图2 单位：m 2 作用效应 上部为等跨30m钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向荷载如下。 永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时: ∑N=40746kN ∑(制动力及风力) 358.60 = H kN ∑M=4617.30kN.m（竖直反力偏心距、制动力、风力等引起弯矩) 永久作用及二孔可变作用(控制桩入土深度荷载)时: ∑N=46788.00kN 3 承台用C20混凝土，尺寸为9.8×5.6×2.0m，承台混凝土单位容重 3 γ=。 kN m 25.0/ 4 桩基本采用高桩承台式摩擦桩，依照施工条件，桩拟采用直径m d2.1 =，以冲抓锥施工。
桥梁基础工程课程设计资料 一、基本资料 1 地质及水文资料 河床土质为卵石土，粒径50-60mm 约占60%，20-30mm 约占30%，石质坚硬，孔隙大部分由砂填充密实， 卵石层深度达58.6m ； 地基比例系数4/120000m kN m =（密实卵石）； 地基承载力基本容许值[]01000a f kPa =； 桩周土摩阻力标准值kPa q ik 500=； 土的重度320.00/kN m γ= (未计浮力)； 土内摩擦角40?= 。 地面(河床)标高69.50m ；一般冲刷线标高63.54m ；最大冲刷线标高60.85m ；承台底标高67.54m ；常水位标高69.80m ，如图1。承台平面图如 纵桥向断面 横桥向断面 图1 桩基剖面图（单位：m ） 图2 单位：m 2 作用效应 上部为等跨30m 的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下。 永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时: ∑N=40746kN 358.60H kN =∑(制动力及风力)
∑M=4617.30kN .m （竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩) 永久作用及二孔可变作用(控制桩入土深度荷载)时: ∑N=46788.00kN 3 承台用C20混凝土，尺寸为9.8×5.6×2.0m，承台混凝土单位容重 325.0/KN m γ=。 4 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径m d 2.1=，以冲抓锥施工。 二、设计依据规范 1 公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63-2007 ） 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004） 三、课程设计（论文）应完成的工作 设计满足要求的群桩基础，并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容： 1. 据单桩容许承载力拟定桩长 2.群桩结构分析 （1） 计算桩顶受力 （2） 计算沿桩长度方向弯矩，水平压应力，并画出相应分布图 （3） 桩顶纵向水平位移验算 3. 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图(横截面，立面)，进行桩截面强度校核 4. 按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 5. 承台计算 项目：局部受压、抗冲剪 6. 群桩基础承载力检验 7. 参考文献 (1)、王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社，2004 (2)、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）.北京：人民交通出版社，2004 (3)、叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，2004 (4)、中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007 ）. 北京：人民交通出版社，2007 (5) 江祖铭等主编.墩台与基础.北京：人民交通出版社，1994
基础工程课程设计- 铁路桥梁高承台桩基础设计基础工程课程设计 铁路桥梁高承台桩基础设计 、收集设计资料 某单线桥位于直线上，冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，其容重丫=2000KN内摩擦角，=380，地基的基本承载力(T =900KPa局部冲刷线标高为 19.200m，0 承台底与水位线平齐，设计标高为26.800 m。采用钻孔灌注桩施工，桩基直径 为 1.0,1.8 m 。 4设计时，桩侧土极限摩阻力f=180K Pa，横向地基系数的比例系数m=80MN/。基桩混凝 7 土采用C30,其受压弹性模量E=2.65X10KPa h 、设计荷载 该桥墩由主力加附加力双孔活载控制桩基设计。 作用于承台底面的竖向力:N=2000KN水平力H=400KN力矩M=6900KN。 三、基桩选择 1. 基桩类型与尺寸 (1) 基桩类型——钻孔灌注桩 根据设计资料知: 考虑挤土效应和基桩的强度、刚度，选择灌注桩。而冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，有含水层，不宜采用人工挖空桩，考虑经济因素，采用钻孔灌注桩。在桩位就地钻孔，成孔后将钢筋笼置入孔内灌注混凝土而成桩。(2)基桩尺寸一1.25 X( 7.6+12.4)
本设计中冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，承载力高，可作为 持力层，从承台底面到局部冲刷线长度为 7.6m ,故上部桩长取7.6m ，总桩长不妨 取为为20m 桩地标高6.8m 处。 故基桩尺寸为：桩长取为20m 上部长度7.6m,下部长度为12.4m;桩径1.25m 。 (3) 混凝土等级 基桩采用C30混凝土，承台采用C25 2. 基桩数量 ,N,n,,[p] 按双孔重载估算桩数 ： 式中：卩为经验系数，桥梁桩基采用1.3,1.8。 (1) 计算单桩容许承载力 1PUflmA,, ， , [][]ii02 ,,222AA,d, ， 1.25,1.227m 式中： ——桩底面积，此处为 44 m,0.55 ——桩底支撑力折减系数，按规范 6.2.2-6 ，取 m00 fkPa,180 ——极限摩阻力， fii 式中 ： ——地基基本承载力， ,,900kPa,00 由铁路桥涵规范 4.1.3 ，取， kk,6222 ,900， 6， 20， (4， 1.25,3) ， 6， 3， 20， 1.25,1590KPa 根据规范 4.2.2 ，主力加附加力时，可以把地基容许承载力提高 20% 2UUr, ， ,,(0.05)3.299 桩身截面周长， (按旋转锥计算 ) lm,12.4 土层厚度， lii '[](43)6,,,,, , ， kdkd[], 桩底地基土的容许承载力，按公式 02222 '[](43)6,,,,, , ， kdkd 02222 ,k,3 '[](43)6,,,,, , ， kdkd 02222
基础工程课程设计任务书 题目名称桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名 学号 系、专业 指导教师 2012 年 4月30 日
基础工程课程设计任务书 年级专业学生姓名学号 题目名称桩基础课程设计设计时间一周课程名称基础工程课程编号设计地点 一、课程设计（论文）目的 地基基础设计的目的是根据上部结构的使用功能和结构形式在确定的场地条件下选择适宜的地基基础方案并确定其技术细节，使设计的地基基础在预定的使用期限内和规定的使用条件下能够安全正常地工作，在此基础上满足降低造价和保护环境的要求。 基础工程是土木工程专业的学科基础课，在土木工程学科的知识体系中占据了重要地位。课程设计对理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用，也是同学们由理论学习通往工程实践的一座桥梁。因此，通过本次课程设计，同学们可以更好地理解和巩固学习到的各种理论和方法，有意识地培养自己的工程意识和解决实际工程问题的能力。 二、已知技术参数和条件 1、上部结构资料 某教学实验楼，上部结构为7层框架，其框架主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车，其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示。 2、建筑物场地资料 （1）拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置如图1所示 图1建筑物平面位置示意图 （4）柱网平面布置及柱底荷载示意图（如图2所示）
基础工程课程设计指导书 题目名称桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名 学号 系、专业 指导教师 年月日
内容提要 本设计是某教学实验楼第○5—A号桩的设计，不考虑地震影响。桩承台尺寸为2300mm×2300mm×1000mm，桩采用静压预制桩，桩长22米，分两段，每段长11米。本设计的内容涉及到桩承台承载力的计算、桩顶作用验算、桩基础沉降验算、桩身结构设计计算、承台设计以及预制桩的施工图的绘制等。这些内容都是对我们土力学桩基础设计和钢筋混凝土设计的复习和巩固，使我们对CAD等绘图软件的运用更加熟练，锻炼了我们独立思考和自主创新的能力。本设计为我们以后从事桩基础的施工和设计奠定了基础。 关键字：承台静压预制桩承载力沉降
公路桥梁桥墩桩基础设计 （一）设计资料 第一组：汽车荷载：公路-Ⅰ级；人群荷载：3.5kPa；桥面净空：净9+2×1.0+2×0.5m；标准跨径：30m（计算跨径29.4m）；上部构造为预应力混凝土连续箱梁；最大冲刷线标高330.22m；一般冲刷线标高335.28m；河床面标高340.71m；桥墩高度为12m； 第二组：汽车荷载：公路-Ⅱ级；桥面净空：净-11.25m；标准跨径：25m（计算跨径24.4m）；上部构造为预应力混凝土T型简支梁；最大冲刷线标高330.22m；一般冲刷线标高335.28m；河床面标高340.71m；桥墩高度为10m； 第三组：汽车荷载：公路-Ⅱ级；桥面净空：净-10.75m；标准跨径：20m（计算跨径19.4m）；装配式预应力混凝土空心板桥；最大冲刷线标高330.22m；一般冲刷线标高335.28m；河床面标高340.71m；桥墩高度为8m； 第四组：汽车荷载：公路-Ⅰ级；人群荷载：3.5kPa；桥面净空：净10.75+2×1.0+2×0.5m；标准跨径：32m（计算跨径31.4m）；上部构造为预应力混凝土连续箱梁；最大冲刷线标高330.22m；一般冲刷线标高335.28m；河床面标高340.71m；桥墩高度为15m； 第五组：汽车荷载：公路-Ⅱ级；人群荷载：3.5kPa；桥面净空：净7+2×1.0+2×0.5m；标准跨径：28m（计算跨径27.4m）；预应力混凝土T型简支梁；最大冲刷线标高330.22m；一般冲刷线标高335.28m；河床面标高340.71m；桥墩高度为9m； 桥墩一般构造见下图。 （二）上部荷载 第一组：上部恒载反力：4736.02kN；水平制动力10.7kN，作用位置高度为盖梁顶面；水平风力：19.8 kN，作用位置标高344.71m（单桩）； 第二组：上部恒载反力：3956.08kN；水平制动力9.5kN，作用位置高度为盖梁顶面；水平风力：17.8 kN，作用位置标高374.04m（单桩）； 第三组：上部恒载反力：3459.25kN；水平制动力8.7kN，作用位置高度为盖梁顶面；水平风力：16.5kN，作用位置标高343.17m（单桩）；
一、基础方案比较 基础类型方案比较 浅基础建筑物的浅平基多用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料组成，因为材料的抗拉性能差，截面强度要求较高，埋深较小，用料省，无需复杂的施工设备，因而工期短，造价低，但只适宜于上部荷载较小的建筑物。 低桩承台基础稳定性较好，但水中施工难度较大，故多用于季节性河流或冲刷深度较小的河流，航运繁忙或有强烈流水的河流。位于旱地、浅水滩或季节性河流的墩台，当冲刷不深，施工排水不太困难时，选用低承台桩基有利于提高基础的稳定性。 高桩承台基础当常年有水，且水位较高，施工不易排水或河床冲刷较深，在没有和不通航河流上，可采用高承台桩基。有时为了节省圬工和便于施工，也可采用高承台桩基。然而在水平力的作用下，由于承台及部分桩身露出地面或局部冲刷线，减少了及自由段桩身侧面的土抗力，桩身的内力和位移都将大于低承台桩基，在稳定性方面也不如低承台桩基。 沉井基础沉井基础占地面积小，施工方便，对邻近建筑物影响小，沉井内部空间还可得到充分利用。沉井法适用于地基深层土的承载力大，而上部土层比较松软，易于开挖的地层。 为粘土，且河道不通航，上部荷载较大，河流常年有水，综合以上原因选用高承台桩基。 二、承台尺寸确定 1.承台底面的标高 河流常年有水，且水位较高，无流冰和通航要求，且河流冲刷深度较大，故选择承台底面标高在施工水位处，即132。 2.承台厚度 按经验承台采用C30混凝土，厚度定为2。 3.承台平面尺寸确定 由以上资料可得：墩身高10.8，墩身坡度为1:20 计算墩身底面的平面尺寸： 底面长为： 底面宽为：
初拟承台尺寸为： 三、荷载和荷载效应情况 作用在承台底面重心处的所有荷载 1.永久荷载 结构重力：1800 墩帽重： 墩身重：墩身顶部面积 墩身底部面积 墩身体积 墩身重： 承台重： 作用在承台底面总的垂直静载为： 浮力——从不利荷载考虑，包括常水位和高水位时的浮力：常水位浮力： 高水位浮力： 承台体积： 墩身体积： 高水位墩身截面面积： 该截面长为： 该截面宽为： 墩身底部面积：