目录
一、工程概况 (1)
二、工程地质和水文地质 (1)
三、设计荷载 (2)
1、恒载 (2)
（1）结构构件自重 (2)
（2）附属设施重（二期恒载） (2)
2、活载 (2)
四、设计步骤 (3)
1.支座反力的确定： (3)
G的计算 (3)
（1）基底以上墩及土的重量和
K
（2）附加力（风力） (4)
（3）主力 (5)
2.基础的选择与检算 (9)
（1）选定桩基类型 (9)
（2）选择桩材与桩径 (9)
（3）拟定承台底面平面形状及尺寸 (11)
（4）桩与承台连接方式 (12)
（5）求R和桩数检验 (12)
（6）求桩顶荷载 (13)
（7）基桩竖向抗压承载力验算 (14)
（8）水平承载力检验 (14)
（9）承台抗冲切验算 (14)
（10）承台底面形心处的位移计算 (15)
（11）桩基检算 (20)
3.基础配筋 (23)
（1）判断大小偏心 (24)
（2）应力检算 (24)
（3）稳定性检算 (25)
（4）单根桩材料表 (25)
五、施工图绘制 (26)
六、规范及参考书 (26)
某高速铁路桥梁桥墩基础设计
设计任务
一、工程概况
该桥梁系高速铁路干线上的特大桥（复线），线路位于直线平坡地段。该地区地震烈度较低，不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成，见图3-1和图3-3。
二、工程地质和水文地质
场地处的地质剖面见图3-2，相关土工试验资料见表3-1。水文资料见图3-1。
表3-1 土工试验成果表
土层编号及名称地
质
年
代
比重
Gs
重度
γ
/kN/m3
含水
量
w
/%
液限
wL
/%
塑限
wp
/%
? c
/kPa
渗透系
数k
/cm/s
压缩系
数a
/MPa-1
地基
承载
力特
征值
(kpa)
①软粘土Q4 2.72 14.9 91.5 85.0 55.0 6?17’10.1 2.8E-8 0.494 100
②砂粘土Q4 2.69 18.8 34.5 43.0 28.0 12?05’19.4 3.4E-7 0.112 190
③粗砂中
密
Q3 2.60 19.5 26.2 / / 24?32’/ 2.7E-1 0.011 350 ④强风化
砂岩
K 饱和单轴抗压强度 R=2.4MPa
⑤中风化
砂岩
K 饱和单轴抗压强度 R=6.7MPa
三、设计荷载
1、恒载
（1）结构构件自重
按《铁路涵设计基本规范》（TB10002.1-2005)采用。按照图纸提供采用
梁的自重1Q ：
钢筋混凝土重度253/m kN ，梁体混凝土用量259.83
m 则：
1Q =m kN /203328.25925=÷? （2）附属设施重（二期恒载）
轨下枕底道碴厚度为35cm 。包括钢轨、道碴、轨枕、防水层、保护层、人行道遮板、声屏障、挡碴 墙、电缆槽竖墙、盖板等重量，直线梁按184kN/m 计算，曲线梁按198kN/m 计算。则：
2Q =m kN /184。
2、活载
列车竖向活载纵向计算分别采用ZK 标准活载。
恒载图示：
m kN Q Q /38718420321=+=+
图2 恒载作用简图（尺寸单位：mm ）
四、设计步骤
1. 支座反力的确定：
根据提供的上部结构恒载及活载，分双线纵向主＋附两孔满载、双线纵向主＋附一孔轻载两种情况。先计算四个支座的支座反力，再把荷载计算到承台底面形心处。
（1） 基底以上墩及土的重量和K G 的计算 墩台自重G 的计算：
顶帽及托盘钢筋混凝土用量：66.633
m ； 墩身混钢筋混凝土用量：83.623
m ；
吊篮：一个桥墩：Q235钢材（12h+1529.3）kg ；
涂装面积：72.432m （重量可忽略）；
支承垫石钢筋混凝土用量：2.83
m 。
底座钢筋混凝土用量：3
92.754.54.914.34.71m =??+??
()()kN G 19.5740100081.93.152********.758.262.8363.66=÷?+?+?+++=土的重量：
基底以上土的体积：3
92.75m ；
该土为软粘土，其重度3
/9.14m kN =γ。
该体积的软粘土重量：kN 21.11319.1492.75=?
kN G G K 40.687121.1131=+=
（2） 附加力（风力）
计算公式：
0321W K K K W ??=
式中：W —风荷载强度（Pa ）；
W —基本风压值（Pa ），查规范取550Pa ；
1K —风载体型系数，L/b=2.19取1.1； 2K —风压高度变化系数，取1.0；
3
K —地形、地理条件系数，取1.0。
Pa W K K K W 6055500.10.11.10321=???=??=
桥上有车时按上式值的80%计算。
kPa W 484.0605%80=?=
a) 顶帽风力 迎风面积：
21.22376.08.2m =??
顶帽风力=0.484×2.1=1.12kN
对基底产生的矩为：1.12×（0.188+14.2）=16.1kN ?m b) 墩身风力 迎风面积=67.4m2
墩身风力=67.4×0.484=32.62kN
对基底产生的矩为：32.62×8=292.96kN ?m 总的纵向风力H=1.12+32.62=33.72kN ，取34kN 。 （3） 主力 支座编号：
图3 支座编号（横向）简图
a) 情况1：双线纵向主＋附两孔满载
图4 两孔满载简图（尺寸单位：mm ）
列车活载动力系数：
913.02
.0996.0+-=
φφL ，φL —结构计算跨度，单位m
本设计：1.1913.02
.032996.0913.02
.0996.0≈+-=+-=φφL
此时支座反力计算： 左跨部分：
∑=:0M
()()032323872
1
6.18.08.281.12008.08.281.12008.281.1642
1
122=?-??+++??++??+???N F
kN F N 38.75221=
由对称性：kN F F F F N N N N 38.75224321==== 此时荷载计算到承台底面形心处:
kN F F N K 52.3008938.7522441=?==
图5 两孔重载时承台地面受力简图
K F —对应于荷载效应标准组合时，上部结构传至承台底部的竖向力； K G —基底以上基础、土等的自重之和。 b) 情况2：双线纵向主＋附一孔轻载
图6 单孔轻载简图（尺寸单位：mm ）
此时支座反力计算： 左跨部分：
∑=:0M
()032323872
1
24.268.036.14.261.164218.42.36.11.120012=?-??+
??
? ??
++?????+++??N F
kN
F N 95.68031=
由对称性：
kN
F F N N 95.680321==
右跨部分：
∑=:
0M 032323872
1
32=?-??N F kN F N 61923=
由对称性：kN F F N N 619243== 此时荷载计算到承台底面形心处:
kN F F F N N K 9.259916192295.680322231=?+?=+=
偏心距e=1.7+0.7=2.4m
()()m
kN e F F M N N K ?=++??-?=++?-=42.324696.2921.164.26192295.6803296
.2921.162231
K M —竖向合力和风力产生的偏心矩。
图7 单孔轻载时承台底面受力简图
2.基础的选择与检算
（1）选定桩基类型
考虑桩基为低承台，采用钻孔灌入桩，确定设计为端承桩。
（2）选择桩材与桩径
图8 土层分布图
a)桩身采用C25混凝土。
b)设计桩径采用d=1m，成孔桩径为1.05m,钻孔灌注桩，采用旋转式
钻头。
c)画出土层分布图如图8所示，选用强分化砂岩层为持力层，桩端进
入持力层的临界深度为1.5d=1.5m，即桩端进入持力层要大于1.5m，从承台底面到粗砂中密层底部深度为19.10m，则取桩长l=22m。桩
底标高12.13m，进入持力层2.90m。
d)估算桩数：（按双孔重载估算）
估算公式：R
G F n K
K +?
=μ 式中：()K K G F +—竖向承载力总和（kN ）；
R —基桩的竖向承载力设计值；
μ—经验系数。
p pk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q ∑+=+=
P p p pk s i sik P p pk s sk A R A q l q u A R Q Q R ''////++=++=∑γγγγ
()m d u 299.305.01=+?=?=ππ 22
785.04
m d A p =?=
π
由教材表5-6查得桩的极限侧阻力的标准值sik
q 为：
软粘土：L I =1.22，k s q 1=21kPa ，1l =2.59m; 砂粘土： L I =0.43，k s q 2=70kPa ，2l =8.45m; 粗砂中密： k s q 3=74kPa ，3l =8m ； 强分化砂岩：'R =2.4MPa ，4l =2.96m 。 由教材表5-7查得桩的极限端阻力标准值
pk
q 为：
强分化砂岩：h=25m ，取pk q =6300kPa 。故：
()kN
A q l q u Q Q Q p
pk i sik pk sk uk 30.90295.49458.4083785.0630087445.87059.221299.3=+=?+?+?+??=+=+=∑ 由于桩端端阻力承受主要竖向力，取0=c η，0.1===sp p s ηηη，
65.1==p s γγ。故：
kN
A Q Q R p p pk s sk 30.7356785.04.265.1/5.494565.1/8.40834.2//=?++=++=γγ
取3.1=μ，则估算桩数：
()根02.53.735640
.687152.300893.1=+?=+?
=R G F n K K μ
暂时取n=6根，验算后作必要调整。 （3） 拟定承台底面平面形状及尺寸
查《铁路桥规》，当m d 1≤时，最外一排桩至承台底板边缘的净距不得小于0.5d （设计桩径）且不得小于0.25m ，且钻孔灌注桩中心距不应小于2.5成孔桩径，满足桩间距和和承台边到桩净距的前提下得到桩在承台底面的布置情况，如下图（单位：cm ）：
图9 桩在承台底面的布置（尺寸单位：cm ）
由上图可知桩中心距a s
在（3-4）d 之间，所以桩端处地基中各桩传
来的压力将相互重叠。 （4） 桩与承台连接方式
采用主筋伸入式，桩伸入承台板内10cm ，具体配筋见后面详述。 （5） 求R 和桩数检验
计算考虑群桩效应下的基础竖向承载力设计值R 并检验桩数是否合适
根据式（5-67）可知
c ck c p sk p s sk s Q Q Q R γηγηγη///++=
其中
n
A q Q c
ck ck =
a) 求侧阻、端阻群桩系数p s ηη、。这两个系数可根据l B d a //s c 和由表5-20查得，但由于横向和纵向
a
s 不相等，查表时应采取平均值，即
()45.31
2/5.34.3/s =+=
d a
以245.022/4.5/45.3/s c ===l B d a 和，按桩周为砂土，用内插法从表5-20
得出
267.1,155.1==p s ηη
b) 求承台底的土抗力群桩效应系数c η。这个系数可按式5-70计算。首先求出承台内区、外区的净面积e i c A A c 、 和承台底地基土净面积c A
205.46785.064.94.5m A c =?-?=
()246.34785.0244.325.35.04.35.02m A i c =?-?+??+??=
2c 59.1146.3405.46m A A A i c c e =-=-=
e c i c ηη、可根据245.022/4.5/45.3/s c ===l B d a 和由表5-21内插法查得,由于承台下的砂粘土属于高压缩性土，故i c η按2.0/c ≤l B 取值。按
45.3/s =d a 和2.0/c ≤l B ，用内插法得
684.0,1235.0==e c i c ηη
按式（5-70）得
26.005
.4659.11684.005.4646.341235.0=?+?=+=c e
c
e c c i c i c
c A A A A ηηη
（6） 求桩顶荷载
竖向力kN G F K K 3.3286340.68719.25991=+=+;承台高度h 为2m ，则承台所受的弯矩（绕y 轴）(绕轴方式：水平向右为y 轴，向上为x 轴)
m kN 42.24631.1696.2922937.36?=++=y M
按式（5-60），各基桩所受的平均竖向压力设计值为
kN n G F N K K 22.54776
3
.32863==+=
按式（5-61），基桩最大和最小竖向压力设计值为
kN x x M n G F N i i
i y K K 39.563617.15922.54774.364.342.324622.5477261
2
max =+=??+=++=
∑= 0
05.531817.15922.54774.364
.342.324622.5477261
2
min
>=-=??-
=-+=∑=kN x x M n G F N i i
i y K K
（7） 基桩竖向抗压承载力验算
基础偏心受压时，验算时要同时满足式（5-72）R N ≤0γ和式（5-73）
R N 2.1max 0≤γ两个条件，设计桩基的安全等级为一级，则建筑基桩重要性系数
0γ=1.2。验算如下
kN R kN N 30.735666.657222.54772.10=≤=?=γ
kN R kN N 56.87072.167.676339.56362.1max 0=≤=?=γ 两项验算均满足要求。 （8） 水平承载力检验
水平力H=34kN,水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角
5074.09
.2599134
arctan
<==θ，故可以不验算基桩的水平承载力。
（9） 承台抗冲切验算
设计承台厚2.0m ，冲切破坏锥体的有效高度m h 9.10=。 a) 柱对承台的冲切验算。根据公式（5-93），（5-94），（5-95）
00h u f F m t l αγ≤ ∑-=i l Q F F
()2.0/72.0+=λα
式中：
l
F —作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值； t f —承台混凝土抗拉强度设计值； m u —冲切破坏锥体有效高度中线周长； 0
h —承台冲切破坏锥体的有效高度；
α—冲切系数；
λ—冲跨比，00/h a =λ，0a 为冲跨，即柱（墙）边或承台变
阶处到桩边的水平距离；当0
020.0h a <时，取
020.0h a =；
当
020.0h a >，取
0h a =，λ满足0.2~1.0；
F —作用于柱或墙底的竖向荷载设计值；
∑i
N
—冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承台和承台上土自重）设计值之和。
设计一级桩基，2.10=γ
kN Q F F i l 9.2599109.25991=-=-=∑
由于在x 方向mm a 1660=，在y 方向mm a 2000=。采用两者平均值，即
mm a 1830=，则
096.01900/183/00===h a λ
()()43.22.0096.0/72.02.0/72.0=+=+=λα
6.1525.3224.4666.52=??
?
??+++=m u m
承台混凝土选用C30，抗拉强度设计值kPa f t 1430=，则
kN F kN h u f l m t 9.2599104.1029969.16.15143043.200=>=???=γα 满足要求。
（10） 承台底面形心处的位移计算 a) 设计荷载：
双线、纵向、二孔重载：
m kN M kN H kN N ?===0,34,52.30089
双线、纵向、一孔轻载：
m kN M kN H kN N ?===42.3246,34,9.25991
b) 计算α、1b i.
桩的计算宽度：
()()m d k b f 8.1119.011=+?=+=
ii.
计算基础变形系数α
5
1EI
mb =α 4
4
0491.064
m d I ==
π，
kPa
E h 7108.2?=查《铁路桥规》
∴铁路kPa E E h 771024.2108.28.08.0?=??==
467/1010.10491.01024.2m kPa EI ?=??=
假定桩为弹性桩，则其计算深度：
()()2121.0514.1m
h d m =+=+= m h 深度内存在两层不同的土，则地基比例系数m 的换算公式为：
()2
2
2122
112m
h h h h m h m m ++=
其中 m h m kN m m h m kN m 51.1/800059.2/5000242141====，，，，则
4
2
2
2
2
212211/838.68021.451.1)51.159.22(800059.25000)2(m
kN h h h h m h m m m =?+??+?=
++=
∴ 1565
1407.010
10.18
.1838.6802-=??==m EI mb α 而5.2954.822407.0>=?=l α，则桩为弹性桩，按弹性桩计算。
c) 计算单桩桩顶刚度4321ρρρρ、、、
00111A C AE l l ++=
ξρ
其中：
0.1785.04
108.222022
7
0===
?===ξπ，，，，m d A kPa E m l l
m
m m l d D 3D 373.54
3224tan 22214tan 2'=>=?+=+=，所以取 ?
22
2
0069.74
34
m D A =?=
=
ππ
m m l 1022>= ∴300/436.14966222838.6802m kN ml l m C =?===
m
kN A AE l l /10138.5069
.7436.1496621
108.2785.0220.11
C 1
1570
001?=?+
???=
++=
ξρ又0.4954.822407.0>=?=l α，查表有48.1,985.0,064.1===M
M H Y Y φ
∴m kN EIY H ??=???==4
6
3
3
210891.7064.1101.1407.0αρ
kN EIY M 5622310795.1985.0101.1407.0?=???==αρ
rad m kN EI M /10864.6484.1101.1407.0564??=???==φαρ i.
计算承台刚性系数
m
kN n n i bb /10083.310138.566511?=??===∑ρργ m
kN n n i aa ??=??===∑542210935.510891.76ρργ
kN n n i a a 653310077.110795.16?-=??-=-=-==∑ρργγββ
rad
m kN x n n i
i i /10303.1)2
4.3(10138.5610864.667
25
5
2
14??=???+??=+=∑∑ρργββ 对于低承台桩基，承台完全处于软塑砂粘土中，因此，承台的计算宽度为：
m b B 4.1014.910=+=+=，3
4/10568.346.48000m kN mh C h ?=?==
∴
m kN h C B h aa
aa ??=???+?=+='
645
010421.1246.410568.34.1010935.52γγ
kN
h C B h a a a 62462010153.06
46.410568.34.1010077.16?-=???+?-=+='
='
β
ββγγγ
r a d
m kN h C B h /10577.112
46.410568.34.1010303.1127347
30??=???+?=+='
ββ
ββγγ
ii.
计算承台底面形心处的位移a ，b ，β
桩基为竖直桩基，桩群对称布置，0====a ab b ba ββγγγγ，则有：
??
?
??∑=+=∑=+M a N b H a a bb a aa '''
'βββββγγγβγγ
由上式得承台形心位移：'''''2
''
'''2
b b a a a a a a a a a a N b H M a M H ββββββββββγγγγγγγγβγγγ?=
???-?
=
?-??-?=
?-?∑∑∑∑∑ 荷载情况1—双线、纵向、二孔重载：
m kN M kN H kN N ?===0,34,52.30089
m N b bb
36
10760.910083.352
.30089-?=?=
=∑γ
m M H a a aa a 4
267572
10240.0)
10153.0(10577.11021.1403410577.1-?=?--???-??='-'
'
'-'=
∑∑β
βββββγγγγγ
rad H M a aa a aa 7
2675652
10324.2)10153.0(10577.11021.1434)10153.0(01021.14-?=?--?????--??='-'
'
'-'=
∑∑β
βββγγγγγβ
荷载情况2—双线、纵向、单孔重载：
m kN M kN H kN N ?===42.3246,34,9.25991
m N b bb
3
6
10431.810083.39.25991-?=?=
=
∑γ
《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)
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。
. 土木工程专业基础工程课程设计任务书 ————桩基础设计 一、设计资料 1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有6个土层，各层土的物理力学指标参数见表1。土层稳定混合水位深为地面下1.0m ，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑桩基设计等级为乙级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载（作用在柱底即承台顶面）： kN V k 3200=,kNm M k 400=，H = 50kN ； 柱的截面尺寸为：400×400mm ； 承台底面埋深：d=1.5m 。 2、根据地质资料，以第4层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩 3、承台设计资料：混凝土强度等级为C20，轴心抗压强度设计值为kPa f c 9600=，轴心抗拉强度设计值为kPa f t 1100=，钢筋采用HRB335级钢筋，钢筋强度设计值2/300mm N f y = 4、《建筑桩基技术规范》(GJG94-2008) 二、设计内容及要求： 1、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸； 2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值； 3、确定桩数和桩的平面布置图； 4、群桩中基桩的受力验算； 5、软弱下卧层强度验算； 6、承台结构计算； 7、承台施工图设计：包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明； 8、需要提交的报告：任务书、计算书和桩基础施工图。 注：1、计算书打印，按照A4页面，上下左右页边距设置为2.0cm ，字体采用宋小四号 2、图纸采用3号图幅，图纸说明即为图中的说明 3、任务书、计算书和桩基础施工图装订成一册 4、将电子稿按班打包交上来，每人的电子稿名称按照学号+姓名命名
中铁二院工程集团有限责任公司文件 中铁二院科技发〔2007〕271号 关于印发《铁路桥梁钻（挖） 孔桩基础设计一般规定》的通知 公司所属各生产单位： 为进一步提高桥梁桩基础的设计质量，使铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础的设计更合理、更经济。根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005），结合设计经验和施工实际情况，公司制定了“铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础设计一般规定”，现印发给你们，请遵照执行。 附件：铁路桥梁钻（挖）孔桩基础设计一般规定 二○○七年六月二十五日
附件： 铁路桥梁钻（挖）孔桩基础设计一般规定钻（挖）孔灌注桩基础具有施工机具简便，机械化程度高，适用性广的优点，在铁路桥梁中得到了广泛的应用，钻（挖）孔灌注桩基础已成为铁路桥梁的主要基础类型之一。随着铁路建设的蓬勃发展，桩基础在铁路桥梁基础中所占的比重越来越大，为使铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础的设计更合理、更经济，进一步提高我公司桥梁桩基础的设计质量，根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005），结合以往设计经验和施工实际情况，制定“铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础设计一般规定”以指导我公司铁路桥梁的钻（挖）孔灌注桩基础设计。 1、桩基与明挖 明挖基础和桩基础是铁路桥梁的主要基础形式。明挖基础适用于较浅基础，桩基础适用于较深基础。明挖基础和桩基础的分界应根据具体地形、工程地质和水文地质条件以及环保、技术经济比较综合确定。一般在挖深不超过6m，无地下水或地下水较少的情况下，应优先选用明挖基础；陡坡地段应进行技术经济比较后确定。 2、柱桩与摩擦桩 在同一桩基中不应同时采用摩擦桩和柱桩。一般情况下，当桩底置于岩石中时按柱桩设计，当桩底置于土中时按摩擦桩设计。设计时，应根据基岩的埋深情况进行摩擦桩与柱桩之间的经济比选。当桩底置于软质岩，岩石单轴抗压强度R值小于4MPa时，可分别按摩擦桩和柱桩进行计算，在各自的力学指标符合实际的前提下，取单桩容许承载力较大者作为计算值。 3、地质参数的取值 地质物理、力学参数的取值对桩基的合理设计非常重要，是桥梁基础
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。
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。
基础工程课程设计 名称：桩基础设计 姓名：文嘉毅 班级：051124 学号：20121002798 指导老师：黄生根
桩基础设计题 高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1250×850mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9200kN ，M=410kN?m ，H=300kN ，采用6-8根φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-2.00m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。 设计计算内容： 1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Q uk； 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸； 3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力R Ha并验算； 4.确定单桩配筋量； 5.承台设计计算； 湿 重 度 kN/m3
设计内容 一．确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值uk Q 1.确定桩端持力层及桩长 根据设计要求可知，桩的直径d =800mm 。 根据土层分布资料，选择层厚为4.5m 的层⑧粉质粘土为桩端持力层。根据《建筑桩基技术规范》的规定，桩端全断面进入持力层的深度，对粘性土、粉土不宜小于2d 。因此初步确定桩端进入持力层的深度为2m 。则桩长l 为： l =4.3+3.8+2.8+2.3+4.4+3.0+2.5+2.9+5.7+0.8+2-2=32.5m 2.计算单桩极限承载力标准值 因为直径800mm 的桩属于大直径桩，所以可根据《建筑桩基技术规范》中的经验公式计算单桩极限承载力标准值uk Q ： pk uk sk pk sik i p si p Q Q Q u q l q A =+=ψ+ψ∑ （1-1） 其中桩的周长u =d π=2.513m ；桩端面积p A =2/4d π=0.503㎡；si ψ、p ψ为别为大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，si ψ=() 1/5 0.8/d =1， p ψ=()1/5 0.8/D =1。 根据所给土层及参数，计算uk Q ： uk Q =2.513×1×[23×(4.3-2)+20×3.8+28×2.8+40×2.3+28×4.4+48 ×3.0+66×2.5+ 58×2.9+60×5.7+52×0.8+60×2]+1×710×0.503=3883.6kN 确定单桩极限承载力标准值uk Q 后，再按下式计算单桩竖向承载力特征值：
课程设计课程名称：基础工程 设计题目：某铁路桥梁桥墩基础设计 院系：土木工程系 专业：检测1班 学号： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2013年11月15 日
课程设计任务书 专业检测一班姓名学号20117565 开题日期：年月日完成日期：年月日 题目某铁路桥梁3号桥墩基础设计 一、设计的目的 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低级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。 二、设计的内容及要求 检算相关内容，设计满足要求的刚性基础，绘制基础横断面、平面图。该课程设计主要按如下步骤进行： 1.收集相关的设计资料 2.初步确定地基基础的技术方案 3.地基基础的技术设计 4.绘制施工图，计算工程数量，编制工程概预算 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
设计计算说明书 第一章设计资料 1.1 工程概述 该桥梁是某Ⅰ级铁路干线的特大桥，路线为单线平坡，不考虑冲切荷载等。该地区地震强度较低，不考虑地震设防问题。 桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土梁，1孔48m下承式钢桁梁和8孔32m预应力筋混凝土梁组成。 3号桥墩的已知设计资料如下图： 1.2工程地质与水文地质 土工试验成果表 土层编号及名称地 质 年 代 比重 Ｇs 重度 γ (kN/ m) 含水 量Ｗ (%) 液限 Ｗl (%) 塑限 Ｗp (%) θ c (kPa) 渗透系 数Κ (cm/s) 压缩 系数 a /MPa6 ①软粘土Ｑ4 2.72 14.9 91.5 85.0 55.0 6°17′10.1 2.8E-8 0.494 ②砂粘土Ｑ4 2.69 18.8 34.5 43.0 28.0 12° 05′ 19.4 3.4E-7 0.112 ③粗砂中密Ｑ5 2.60 19.5 26.2 24° 32′ 2.7E-1 0.011 ④强风化 砂岩 K 饱和单轴抗压强度R=2.4MPa ⑤中风化 砂岩 K 饱和单轴抗压强度R=6.7MPa 1.3设计荷载 各桥墩作用于设计低水位处的设计荷载（高程22.00m处） 墩位号两孔满载（低水位）一孔重载（低水位）一孔轻载（高水位）一孔轻载（低水位）N H M N H M N H M N H M 1-6 8858.2 406.7 2720.1 7956.4 406.7 3160.1 6130.4 402.7 3039.8 7334.6 406.7 3055.7 7、10 8920.2 409.5 2739.1 8812.1 409.5 3786.4 6173.3 405.5 3061.1 7385.9 409.5 43077.1 8-9 13355.0 613.2 4100.9 11995.4 613.2 4764.3 9242.5 607.1 4582.9 11058.0 613.2 606.9 11-17 8858.2 406.7 2720.1 7956.4 406.7 3160.1 6130.4 402.7 3039.8 7334.6 406.7 3055.7 注：1.桥梁位于直线平坡地区，故只考虑纵向荷载组合。 2.竖向力N和水平力H的单位为KN,力矩M的单位为KN-m，H和M的符号相同 表示两者对基础的转动效果相同。
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》 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》
目 录 一、已知技术参数和条件 ................................... 1 1.1、地质与水文资料 ................................... 1 1.2、桩、墩尺寸与材料 ................................. 1 1.3、荷载情况 ......................................... 1 二、任务和要求 ........................................... 2 三、计算 ................................................. 3 3.1、桩长的计算 ....................................... 3 3.2、桩的内力计算 ..................................... 4 3.2.1确定桩的计算宽度b1 ........................... 4 3.2.2计算桩的变形系数 ............................ 4 3.2.3计算墩柱顶外力i i i M Q P 、、及局部冲刷线处桩上外力 00M Q P 、、 (4) 3.2.5局部冲刷线以下深度z 处横向土抗力zx P 计算 ....... 6 3.2.6桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 ............ 7 3.2.7柱顶纵向水平位移计算 ......................... 9 四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 10 致谢 . (10)
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
基础工程 课程设计报告 题目：某多层住宅小区基础工程设计院（系）：土木工程系 专业班级：2013级土木工程1班 学生姓名：**** 学号：13031**** 指导教师：任杰 2016年5月3日至2016年6月7日 课程设计成绩评定表
某建筑工地桩基础工程设计 一、基本设计资料 1.工程概况 某建筑工地，拟建高层建筑小区，地基基础采用桩基础，拟建小区面积长400m，宽300m。建筑物结构传至柱下端的荷载组合为：荷载标准组合，竖向荷载F k=3000KN，弯矩M k=200KN*m，荷载准永久组合，竖向荷载F Q=2000KN，弯矩M k=150KN*m,荷载基本组合，竖向荷载F=4000KN，弯矩M=300KN*m。桩径选择在0.5~1.2m之间取值，承台埋深2m。 2.地勘资料 地基土物理力学指标 根据钻探揭露情况及上述试验统计成果，并结合当地建筑经验，地基土物理力学指标评价见下表，地下水位位于地表以下5m处。 3.主要材料
混凝土：材料自选。 钢筋：主筋用HRB335，其它的自选。 4.计算方法 极限状态设计法（正常使用极限状态设计和承载能力极限状态设计）。 5.设计依据与参考资料 1)《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）； 2)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 3)《基础工程》教材； 4)提供的技术资料； 二、选择桩型、桩长 采用直径为800mm、长为1+1+4+1-2+0.2+0.1=5.3m的钻孔灌注桩，混凝土用C30，钢筋主筋采用HRB345，其他HPB300，经查表得fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2；fy=fy’=300N/mm2。初选第五层（强风化泥岩）作为持力层，桩端进入持力层不得小于0.2d=0.16m,同时不小于0.2m,所以实际取0.2米；初选承台底面埋深2m，桩顶嵌入承台不宜小于50mm，取0.1m。 三、确定单桩竖向承载力特征值R a 1.根据桩身材料确定，初选配筋率ρ=0.4%，ψc=0.8，计算得
铁路桥梁基础知识
第一章 桥 梁 第一节 基本知识 一、概述 桥梁是跨越河流、山 谷、线路及各种障碍物的架空结构，按照不同的分类方法，桥梁可分为很多种类：按照桥梁长度分有特大桥、大桥、中桥、小桥；按使用材料分主要有木桥、钢桥、圬工桥、石桥、混合桥、结合梁桥；按梁跨结构分主要有梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥；按按桥面位置分有上承式桥、下承式桥、中承式桥。 桥梁由上部的梁或（和）拱、支座、墩（台）、基础组成。也有把桥梁分为上部结构和下部结构两部分。上部结构：包括梁或（和）拱、桥面、支座等跨越桥孔的结构。下部结构：包括桥墩、桥台及下面的基础。桥梁附属建筑物：包括护锥、护坡、护底、护岸等防护建筑物；有时还需修建导流堤、拦沙坝等调节河流建筑物。 桥梁的特点：造价高，构造复杂，技术性强，一旦遭受损坏加固或修复比较困难。 二、高速铁路桥梁基本知识 高速铁路桥梁的总体要求是简洁、耐久、美观，便于施工和养护维修，具有较大的竖向、横向、纵向和抗扭刚度，小的工后沉降，具有良好的高速行车动力性能，并满足限界、通航、立交净空、渡洪、抗震要求。 高速铁路桥梁设计使用年限规定为100年，设计洪水频率百年一遇。设计活载采用ZK活载。对高速铁路桥梁首次提出在预定作用和预定的维修和使用条件下，主要承力结
钢桁拱桥 钢桁梁斜拉桥 预应力混凝土连续钢构—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续刚构桥
预应力混凝土连续梁—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续梁 钢箱梁系杆拱 钢箱叠合拱桥 预应力混凝土简支梁桥 预应力混凝土简支梁桥和桥上CRTSⅡ型板式轨道基本组成
第二节 高速铁路桥涵技术特点 1.墩台基础以桩基础为主 为确保高速铁路正常行车和减少维修量，墩台大量采用桩基础，以严格控制墩台基础工后沉降。常用跨度简支梁，根据墩高及地质条件采用直径1.0m或1.25m桩基础；大跨度连续梁及其它特殊形式的采用直径1.5~3.4m桩基础。 2.一字型桥台 高速铁路的设计活载ZK活载较中—活载小很多，在结构受力上，桥台力学指标不控制桥台设计，无需采用大体积重力式桥台，而大量采用一字型桥台，一字型桥台较好地适用于台后路基填土高度10m以下桥梁。 双线一字型桥台（单位：cm）
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
一设计题目 高层框架结构( 二级建筑) 的某柱截面尺寸为1000×800mm , 该柱传递至基础顶面的荷载为: F=9000kN , M=380kN?m , H=320kN , 采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础, 设地面标高为±0.00m, 承台底标高控制在-1.70m , 地面以下各土层分布及设计参数见附表, 试设计该柱下独立桩基础。 设计计算内容: 1.确定桩端持力层, 计算单桩极限承载力标准值Q uk; 2.确定桩中心间距及承台平面尺寸; 3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N, 验算基桩竖向承载力; 计算基桩水平承载力R Ha并验算; 4.确定单桩配筋量; 5.承台设计计算; 6.绘制桩基结构图。
二 设计内容 一、.确定持力层 根据地质条件, 以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下钻孔灌注桩。对于黏土, 桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度 2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。 二、计算单桩极限承载力标准值Q uk 由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》式 5.3.5 uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算, 桩周长 0.80.5u m π== 桩横截面积 2 2 0.80.54p mm A π==
计算得: 2.5[23(4.3 1.7)20 3.828 2.840 2.348 3.0 uk Q =??-+?+?+?+? 66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700?+?+?+?+?+? =3555.5+350 =3905.5KN 三、 确定桩中心间距及承台平面尺寸 由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6, 由于柱下桩基, 等距离排列, 桩在平面采用行列式布置, 中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=?=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规范要求( 承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径, 且边缘挑出部分不应小于150mm) .承台平面尺寸为8.0 4.8m m ?.具体承台桩位布置如下: 承台桩位布置图( 单位:cm)
------------------------- 设计说明 一、概述 为满足改建铁路胶济客运专线建设的需要，编制本设计图。 二、设计依据 （一）《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 铁建设函［2005］285号。 （二）《铁路桥涵设计基本规范》 TB1002.1-2005。 （三）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 TB1002.3-2005。 （四）《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》TB10002.4-2005。 （五）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设（2005）157号。 （六）《铁路线路设计规范》（报批稿）。 （七）《铁路工程抗震设计规范》 GBJ111（报批稿）。 （八）《铁路架桥机架梁规程》 TB10213—99。 （九） 铁道部工程设计鉴定中心《改建铁路胶济客运专线工程初步设计审查意见》。 三、适用范围 （一） 设计速度：客车200km/h,货车120 km/h 。 （二） 线路情况：客货共线，双线正线（标准线间距4.4m ），曲线（曲线半径R=2200m ）。 （三） 轨底至梁顶高度：0.7m 。 （四） 施工方法：挂篮悬臂灌筑施工。 （五） 地震烈度：基本地震烈度6度。 （六） 桥式：本桥桥跨布置为75+120+75m 预应力混凝土连续梁，全长271.7m （含两侧梁端至边支座中心各0.85m ）。 四、设计原则及技术参数 （一）设计荷载 1. 恒载 （1）结构自重：按《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）采用，梁体γ取26.5kN/m 3。 （2）二期恒载：双线桥面二期恒载（包括钢轨、扣件、垫板、枕木、道碴、防水层、保护层、电缆槽、挡碴墙、人行道栏杆、接触网支架、人行道板等）按有碴桥面考虑，二期恒载q ＝198kN/m 。 （3）混凝土收缩、徐变影响：根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）进行计算， 环境条件按野外一般条件计算，相对湿度取70%。 根据老化理论计算混凝土的收缩徐变，系数如下： 徐变系数终极极值：2.0（混凝土龄期6天）。 徐变增长速率：0.0055。 收缩速度系数：0.00625。 收缩终极系数：0.00016。 （4）基础沉降：相邻墩台沉降差按25mm 考虑，且荷载组合时按最不利情况进行组合。 2. 活载 （1）设计列车荷载： 中－活载；设计加载时，标准活载计算图式可任意截取。 （2）列车活载的动力系数应按下列公式计算 ? ?? ??++=+L 30611αμ 式中α＝4（1－h ）≤2。其中，h 为轨底到梁顶道碴厚度；L 为桥梁跨度，以米计。 （3）曲线桥列车静活载产生的离心力：水平向外作用于轨顶以上2.0m 处。离心力的大小等于 中－活载乘以离心力率C 。C 按下式计算：