《基础工程》课程设计
设计题目：桥台桩基础设计
所属院系建筑工程学院
专业：交通土建
指导老师：艾贤臣
学生姓名：梁栋
学号： 20072201025
班级：路桥09-1
上交日期：2012年 6月19日
成绩：
桥台桩基础设计计算书
一、 荷载计算
（一）恒载
恒载可以为桥台自重，桥台上土自重和上部恒载组成 1、桥台部分
桥台部分划分块如图1.1图1.2所示，分别计算自重，土重。
图1.1 桥台分块
12121212
12
12
图1.2 桥台分块
2
1 4
3 5 9
11
6 8
7 10
桥台自重计算表 表1.1
2）承台及上部填土重力计算
承台及上部填土分块如图1.3、图1.4所示
6
12
34
5
7
8
9
图1.3 承台及上部填土分块
101010
图1.4 承台及上部填土分块
承台上表面到台帽之间填土的平均高度：
606.64)485.6567.665.6721.6(=÷+++=h
基础上部填土重力计算表 表1.2 3）上部恒载计算
由图可知该桥由2根边梁，15根中梁和上部铺装组成，则其自重为即为桥台的上部恒载。
恒P =（12.544.919.517.534.9191510.2819.942??+??+??）∕2
=2398.08 kN
m e x 48.1=
16.354948.108.2398P M =?=?=x e 恒恒m kN ?
（二）、土压力计算：
土压力按台背竖直，即ε=0, 填土分成两层：
上层： 天然级配沙砾 h 1=1.5m φ=40°，ε=0，δ= 2?=20°，β=0，3
23m kN =γ 下层： 原土 h 2=8.726m c=30a kP ， ?=16° ， 3
5.19m kN =γ 1、台后填土表面无活载时土压力计算
D ?＝ arctan （tan ?+c/6t ）=23.45°
将两层土的重度内摩擦角按土层厚度进行加权平均，得：
∑∑=
i
i
i m
h
h γγ＝
726
.85.1726.85.195.123+?+?＝3
01.20m kN
∑∑=
i
i
i m h
h ??＝
?=+??+??86.25726
.85.1726
.83.465.140
台后填土自重引起的主动土压力:
B K H E a m A 22
1
γ=
式中： m γ——墙后填土重度的加权平均值（3
m kN ）； H ――土压力作用的高度，9.726m ； B ――土压力作用的宽度，18.7m ；
a K ――主动土压力作用系数。
土压力作用系数如下： a K ＝
[]2
22)
cos()cos()
sin()sin(1)cos(cos )
(cos βεεδβ?δ?εδεε?-+-?++
?+?-m
＝
[]2
22)
00cos()02376.45cos()
0376.45sin()376.452376.45sin(1)02376.45cos(0cos )
0376.45(cos -+?-???+?+
?+??-?
＝0.314
式中： m ?――墙后填土内摩擦角的加权平均值；
ε ――墙背与竖直线之间的夹角；
δ ――墙背与填土间的摩擦角；
β ――填土面与水平面之间的倾角；
a K ――主动土压力作用系数。
台后填土自重引起的主动土压力:
B K H E a m A 22
1
γ=
kN 22.61437.18157.0)5.1726.8(01.202
1
2=??+??=
水平分力：
)cos(εδ+=A Ax E E
)086.25cos(22.6143+=＝5528.05 kN
作用点与基础底面的距离：
m e y 41.3226.103
1
-=?-=
水平方向土压力对基底形心轴的弯矩：
m kN e E M y Ax ex ?==65.18850
竖向分力：
)sin(εδ+=A Ay E E
＝)086.25sin(22.6143+?＝2679.5kN
与基础底面的距离：
m e x 7.2=
竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：
m kN e E M x Ay ey ?==65.7234
2、 台后填土表面有汽车荷载时土压力计算 由汽车荷载换算成等代的均布土层厚度
γ
οBl G h ∑=
式中： οl ――破坏棱体长度， )cot (tan αεο+=H l ； H ――桥台高度，取10.226m ；
α――破坏棱柱体滑动面与水平面之间的夹角。
αcot =[])tan(cot )tan()tan(δ??δ?δ?+++++-
=
[])688.2286.25tan(86.25cot )
86.25688.22tan()688.2286.25tan(?+?+??+?+?+?-=0.787
破裂棱柱体长度：
)cot (tan αεο+=H l ＝10.226×0.787＝8.05m
在破坏棱体范围内布满均布荷载：
∑G ＝3×140×2×0.78＝655.2kN
将车辆荷载转换为等效土层，厚度为：
h ＝
γ
o Bl G ∑ ＝
01
.2066.47.182
.655??＝m 218.0
台背在填土连同破坏接体上车辆荷载作用下的引起的土压力：
B K H h H E a m A )2(2
1
+=
γ kN 54.7022314.07.18)226.10218.02(226.1001.202
1
=??+????=
水平方向的分力
)cos(εδ+=A Ax E E =kN 32.6319)086.25cos(54.7022=+??
作用点与基础底面中心的距离：
)233(
h H h H H e y +++-= m 43.3)066.02226.10066.03226.10226.1031(-=?+?++?-=
水平方向土压力对基地形心轴的弯矩：
y Ax ex e E M =m kN ?-=-?=23.21991)43.3(34.6319
竖向分力：
)sin(εδ+=A Ay E E ＝)086.25sin(34.7022+?＝3063.05kN
与基础底面的距离：
m e x 7.2=
竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：
x Ay ey e E M ?=m kN ?=?=162.82707.205.3063
土体自重产生的侧向土压力：
B K H E a m A 22
1
γ=
kN 637.6143314.07.18226.1001.202
1
2=????=
水平方向土体自重产生的土压力：
)cos(εδ+=A Ax E E
kN 77.5667)086.25cos(26.6143=+??=
竖直方向土体自重产生的土压力：
)sin(εδ+=A Ay E E
kN 77.2369)086.25sin(26.6143=+??=
3．台前溜坡填土自重对桥台前侧面的主动土压力
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β=-33.69°，则基础边缘至坡面的垂直距离为 m H 8593.53667.4226.10'=-=
主动土压力系数：
a K ＝
[]2
22)
cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )
(cos βεεδβ?δ?εδεε?-+-?++
?+?-m
＝
[]
24.069.33cos 86.25cos 55.51sin 72.51sin 1)0227.64cos(0cos )
086.25(cos 2
22=?
????+
?+??-?
主动土压力为：
B K H E a m A 2'2
1
γ=
kN 93.154124.07.188593.55.192
1
2=????=
水平方向的分力
)cos(''εδ+=A Ax E E
=kN 52.138786.25cos 93.1541=??
作用点与基础底面中心的距离：
m e y 953.18593.53
1
'=?-=
水平方向土压力对基地形心轴的弯矩：
y Ax ex e E M '''?=m kN ?=?=29.2170953.152.1587
竖向分力：
)sin(''εδ+=A Ay E E ＝)0227.64sin(93.1541+?＝672.55kN
与基础底面的距离：
m e x 7.2'=
竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：
x Ay ey e E M '''?=m kN ?-=?-=89.18157.255.672
（三)、支座活载反力计算
按下列情况计算支座反力：第一，桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；第二，桥上有汽车及人群荷载，台后也有汽车荷载，而重车在台后填土上；第三，桥上无活载，台后有汽车荷载。下面分别予以计算。
1、桥上有汽车荷载及人群荷载，台后无活载 （1）汽车及人群荷载反力
在桥跨上的汽车荷载布置如图1.5所示：
图1.5 （尺寸单位m ）
支座反力：
kN R 495.95178.03)46.195.102
1
215(1=????+
= 人群荷载支座反力：
kN R 57.873346.192
1
'1=???=
支座反力作用点离基底形心轴的距离：
m e R 48.127.035.01.021=--+=
对基底形心轴的弯矩：
x R e R R M ?+=)('111= (951.49+87.57) ×1.48 = 1537.7m kN ?
（2）汽车荷载制动力
车道荷载的均布荷载标准值应满布于是结构产生最不利效应的同号影响线上，而集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处。而集中荷载标准值只作用于在左侧的平板橡胶支座上，则由一个设计车道上由汽车产生的制动力标准值按《公路桥涵设计通用规范》规定的车道荷载标准值在加载长度上计算得总重力的 10%计算 其单车道制动力：
（10.5×19.46+215）×10%=41.95 kN <165K N
对于端部桥台设滑板橡胶支座的简支梁桥台，应计的制动力为： 0.3H=0.9×165=148.5 KN
2 汽车及人群均有荷载
P =237.84kN k
为得到活载作用下最大竖直力在均部荷载Q=10.5m kN 满跨布置集中荷载中集中荷载
P=215m kN 布置在最大影响线峰值出车辆荷载后轮反力为 后台则支座反力为
1R =（215x1+1/2x1x19.46x10.5）x3=951.495KN
人群引起的支座反力
kN R 57.873346.192
1
'1=???=
对基底形心轴的弯矩：
x R e R R M ?+=)('111= (951.49+87.57) ×1.48 = 1537.7m kN ?
汽车荷载制动力 .3H=0.9×165=148.5 KN （四） 支座摩阻力计算
滑动支座摩擦系数取 f=0.05 ，
则支座摩阻力：
f F 恒P ==2398.08×0.05=119.904kN
支座摩阻力与承台底面的竖直距离：
支座摩阻力与承台底面形心轴的弯矩：
m
e y 206.9606.61.15.1=++=
836.1103206.9904.119F M =?=?=y e 支 kN.m （方向按荷载组合需要来确定）
对于埋置式桥台不计汽车荷载冲击力，同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果表明，支座阻力大于制动力。因此在以后的附加组合中，以支座摩阻力为控制设计。 四．荷载组合
根据实际可能发生的组合，应按五种情形进行荷载组合，对应三种情况，即：桥上有活载，台后无汽车荷载；桥上有活载，台后也有汽车荷载；桥上无活载，台后有汽车荷载。
荷载组合基本公式：
01112m n o ud ai aik Q Q k c Qj Qjk i j S S S S γγγγ?γ==??
=++ ???
∑∑
式中： ud s ——承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值； o γ——结构重要性系数，该桥为中桥，取o γ=1；
Gi γ——第i 个永久作用效应的分项系数，桥台自重、恒重、填土自重取1.2，土的侧向压
力取1.4
1Q γ——汽车荷载效应的分项系数，取1Q γ=1.4；
Qj γ——在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其它可变作用效应的分项系数，人群荷载
分项系数取1.4，
c ψ——在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其它可变作用的组合系数。 （一）台后有汽车，台前无汽车 （1）主要组合
竖直力 o γud N =1.2×（4917.49+11878.99+2398.08）+0.8×1.4×165+1.4×1184.76+
1.4×155.82+1.4×795.61=26208.9kN
水平力 o γud H =1.4×2833.93-1×248.06=3719.44 kN
弯矩 o γud M =1.2×（2346.15+2818.56+3495.45）+0.7×1.4×165×1.48-1×9663.7+
1.4×（3198.85+484.46）-1×420.714+795.61×1.48×1.4=735
2.23 kN.m
（2）附加组合 主要组合+支座摩阻力：
竖直力 o γud N =26208.94kN
水平力 o γud H =3719.44+0.7×1.4×118.09=3835.168 kN 弯矩 o γud M =7158.45+0.7×1.4×1087.14=8223.85 kN.m 主要组合+汽车驱动力： 竖直力 o γud N =26208.94kN
水平力 o γud H =3719.44+0.7×1.4×115.83=3832.95 kN 弯矩 o γud M =7158.45+0.7×1.4×1066.33=8203.45 kN.m （二）桥上有活载，台后也有汽车荷载 （1）主要组合
竖直力 o γud N =1.2×（4917.49+11878.99+2361.79）+0.8×1.4×165+1.4×1200.06+
1.4×155.82+1.4×795.61=26230.358 kN
水平力o γud H =1.4×（2833.77-248.06）+0.7×1.4×（2870.53-2833.77）=3656.02 kN 弯矩 o γud M =1.2×（2346.15+2818.56+2361.79）+0.7×1.4×165×1.48-1×9845.92+
1.4×（3240.162+484.46）-1×420.714+795.61×1.48×1.4=7227.84 kN.m
（2）附加组合
主要组合+支座摩阻力： 竖直力 o γud N =26230.358 kN
水平力 o γud H =3656.02+0.7×1.4×118.09=3771.75 kN 弯矩 o γud M =7227.84+0.7×1.4×1087.14=8293.23 kN.m 主要组合+汽车驱动力： 竖直力 o γud N =26230.358 kN
水平力 o γud H =3656.02+0.7×1.4×115.83=3769.53 kN 弯矩 o γud M =7227.84+0.7×1.4×1066.33=8272.84 kN.m （三）桥上无活载，台后有汽车荷载
竖直力 o γud N =1.2×（4917.49+11878.99+2398.08）+1.4×1200.06+1.4×155.82=24931.704 kN 水平力 o γud H =1.4×（2833.77-248.06）+0.7×1.4×（2870.53-2833.77）+
0.7×1.4×118.09=3771.75 kN
弯矩 o γud M =1.2×（2346.15+2818.56+2361.79）-9845.92+1.4×（3240.162+484.46）-
1×420.714=7227.84 kN.m
荷载组合汇总表 表1.3
五种荷载组合的汇总表如表1.3所示，荷载组合的计算结果表明：对地基承载力验算，以荷载（一）（二）中的组合最为不利；稳定性验算时，水平力以荷载（一）中的组合最不利，弯矩以荷载（三）中的组合最不利。综上所述，最不利的荷载组合如下:
ud N =26230.358 kN ud H =3835.168 kN ud M =8293.23 kN.m
二、桩基础设计
桩径取1.2m ，设计资料中21.00m--38.00m 为密实的砾类土，拟定桩长27m. （一）计算桩顶i i i P Q M 、、 1．桩的计算宽度1b
10f b K K K d =???
查教材表3—18得f K =0.9 011
11 1.831.2
K d =+
=+= 13(1)3(1.21) 6.6h d =+=?+=m
n=2时，6.0'=b
802.06
.02
6.06.016.06.0'1'11=?-+=?-+
=h L b b K 则1b =0.9×1.83×0.802×1.2=1.59m 2. 桩-土的变形系数α 查教材表3—16得
4
20MN
M m =
773
0.670.67 2.610 1.74210h kN
E E m ==??=?
查《基础工程》教材表4-1得，在0—0.5m 的范围内，m=18MN/m 4
；在0.5—3m 的范围内，m=14MN/M 4
1.144.49
.3)9.35.02(145.0182
2=?+??+?=m
4
441.20.10264
64
d I m ππ
=
=
?=
==
5
1
EI
mb α=???5
7
102
.01074.159
.1141000.417 桩在最大冲刷线以下深度24m ，则其计算长度： ==h h α0.417×27=10.008m >2.5m 属于弹性桩，按弹性桩计算. 3. 计算桩顶刚度系数1234ρρρρ、、、
100
1
1
h o l h AE C A ρξ=
++
式中： 00l = m h 27= 0.5ξ= 2
221.2 1.1344
d A m ππ
=== h m C ?=00=5710384.324101.14?=?? kN.m
综上所述：
04
.83384001
106.213.1245.001
71?+
???+=
ρ=EI 721.01028.16
=?
桩的换算深度：m m h h 4008.10>==α， 取m h 4=。 00.4700l =?=
查附表17.18.19得 1.06423Q χ= 0.98545m χ= 1.48375m φ=。
EI EI EI Q 0772.006423.1417.0332===χαρ
EI EI EI M 171.098545.0417.0223===χαρ
EI EI EI m 619.048375.1417.04===?αρ
4．计算承台底面中心处的位移o a 、o b 、o β
0131851.74768.2280.835N b n EI EI
ρ=
==
?=EI EI 60
.4547721.0858.26230=? 24111
n
i n x ρρ=+=∑EI EI EI 718.196.18721.0619.082=??+?
EI EI n 62.00772.082=?=ρ EI
EI n 368.1171.083=?=ρ
24
131222
24131n
i i o n
i i n H n M a n n n ρρχρρρρχρ==??++ ???=??
+- ???
∑∑ EI EI EI EI EI 37
.8399)
368.1(718.1962.023.8293368.1168.3835616.192
=-??+?=
23222
24131o n
i i n M n H
n n n ρρβρρρχρ=+=
??
+- ???
∑ EI EI EI EI EI 34
.1003)
368.1(718.1962.0168.3835368.123.829362.02
=-??+?=
5．计算各桩桩顶所受作用力i P 、i Q 、i M 竖向力: 00()i i i P P b x β=±=0.716EI ×(
kN kN EI
EI 7.3212127.44365
.10096.198.4567或=?±
水平力: 2030i Q a ρρρ=-=kN EI EI EI 45.47634
.1003171.037.83990772.0=?-?
弯矩: 4030i M a ρβρ=-=m kN EI
EI EI EI ?-=?-?58.818)18
.8413171.05.1009619.0
校核：
i nQ =kN kN 6.3811383187.4788≈=?
1
n
i
i
i xip nM
=+=∑m kN ?=-?+-??72.8266)58.818(8)37.212127.4436(6.14
三 桩基础强度验算
1、单桩承载力演算
{}002231
[][](3)2
h i i N p U l m A K r h τλσ==++-∑
式中 U ——桩的直径，本桩采用冲击钻，钻头增大80mm
A---桩底截面积，
2
4
d π=1.13042
m 。
[p]=
21 3.14(1.20.0814608.51300.80.6(1.2)[456 5.02220.7]24
π??+??+?+???+??）（） =6222.33kN ＞i p =4436.27kN 故桩长满足要求
确定桩长 P i++
12qh =12?3.14?1.28?（14?60+150?4.5+180i h ）+0.7?0.7?4
π?2
2.1?[450+5?21?20.6] 求得：i h =0.045
桩长：0.5+16+4.5+0.045=21.045 m.，所以桩长24米满足要求。 2、桩内力及位移计算
00i M M =+=-818.58KNm
0Q =Q I =476.45KN '0i P P ==4436.28KN
3、计算最大冲刷线以下深度Z 处桩截面上的弯矩M Z 及水平压应力σ
zx
0m m Q MZ A M B a
=
?? 20011
ZX
x X aQ a M G ZA ZB b b =+ 内力汇总表 表1.3
图1.5 内力汇总图
最大弯矩为1627.74 kN.m,最大弯矩所在位置是2.4m
4、桩顶纵向水平位移验算
桩在最大冲刷线处的水平位移和水平位移转角：
查附表1，得X A =2.044066 查附表5，得X B =1.62100
00
032
x x Q M X A B a EI a EI
=
+ mm 792.362100.1102
.010742.1417.058
.818044066.2102.010742.1417.045.4767273=????-+????= <6mm
00
02
Q M A B a EI a EI
φ?φ=
+ 查附表2，得?A = -1.62100 +9 查附表6，得?B = -1.75058
)75058.1(102
.010742.1417.077
.813)62100.1(102.010742.1417.087.4787
720-????-+-????=
? rad 4104.4-?-=
03087.47833=?==EI
EI Ql x o Q
02087.47822=?==EI
EI Ql x o m
桩顶纵向水平位移：
mm x x l f x x m Q o o o 95.1710)2459.0792.3(31=??+=+++=
水平位移容许值：
[]cm 45.2245.0==?
17.95mm ＜[]cm 45.2=?，所以桩顶纵向水平位移符合要求
5.桩身截面配筋的验算 （1）配筋的计算
最大弯矩截面在Z=2.4m 处，此处设计的最大弯矩为m kN M j ?=74.1627 恒载安全系数1.2，活载安全系数1.4，最大承载力：
kN N j 1.50932.1)254.24
2.114.321157.4427(2
=?????-=
由截面强度计算公式得
22Cur R Ar R N g a i +≤
33gr D R Br R M e N u g a j o j +≤=?ηη
取以上两式的临界状态分析，整理得
Dgr
e C e A Br R R o o g a --?
=
)()
(ηημ 现拟定采用C20混凝土，HRB 钢筋，MPa R a 11=，MPa R g 340=。 ①、计算偏心距增大系数
mm N M e j j o 30952.74.1627===
因m h 4=α，故桩的计算长度 mm l p 8.4417.045.0=?=
长细比 741200
0480<==d l p ，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取1=η。 ②、计算受压区高度系数
mm e o 3093091=?=η
mm d r 600212002===
设g=0.9，则mm gr r g 5406009.0=?==
Dgr
e C e A Br R R o o g a --?
=
)()(ηημ D C A B 54032032060034011--?=
D
C A B 18360010880015206600--= 22r C R Ar R N u g a u +=
Cu A C A 1224000003960000600340600112
2
+=???+??=μ
受压区高度系数ξ计算表 表1.5
桥台计算书 设计：葛翔 复核： GX.Kate 审核：xiangxiang
目录 1 计算依据与基础资料 (1) 1.1 标准及规范 (1) 1.1.1 标准 (1) 1.1.2 规范 (1) 1.1.3 主要材料 (1) 1.2 计算资料 (2) 1.2.1 结构尺寸 (2) 1.2.2 墙后填土参数 (2) (2) 2 荷载计算 (4) 2.1 桥台及上部荷载计算.................................. 2.1.1 桥上活载反力 (5) 2.1.2 不考虑浮力时自重恒载计算 (6) 2.2 台背土压力计算 (7) 2.2.1 台后填土自重引起的主动土压力 (7) 2.2.2 台后活载引起的主动土压力 (8)
2.3 作用力汇总 (9) 3 偏心距验算 (10) 4 地基承载力验算 (10) 5抗滑移稳定性验算 (11) 6抗倾覆稳定性验算 (11) 7 验伸缩缝的选择 (12) U型桥台计算 1 计算依据与基础资料 1.1 标准及规范 1.1.1 标准 ?上部构造形式：预制后张法预应力混凝土简支空心板 ?下部构造形式：重力式U型桥台 ?设计荷载：城市－A级 ?结构重要性系数： 1.1 1.1.2 规范 ?《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011） ?《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2015（简称《通规》）
?《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2012 （简称《预规》） ?《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 1.1.3 主要材料 1）混凝土：桥台台帽、背墙采用C30混凝土，侧墙C25混凝土，台身、扩大基础C25片石混凝土，容重均采用24 kN /m 3； 3）钢筋：采用HRB400，sk 400MPa f =，5S E 2.010MPa =?； 采用HPB300，sk 300MPa f =，5S E 2.110MPa =?。 1.2 计算资料 1.2.1 结构尺寸
栈桥桩柱式桥台承载能力计算 1 基本资料 1.1地质水文资料 台后填土：填土容重318m kN =γ、内摩擦角?=30?、粘聚力0=c 。 桩身计算范围内有三层不同土层，其物理力学指标见下表： 桩身计算范围各土层主要参数表 1.2 承台结构 承台台帽为L 形结构，由四根桩基组成的单排桩支承。台帽长度m B 13=，桥台帽梁截面为m m h b 0.13.2?=?，桩间距为m m m .346.33++,桩径m d 2.1=，台后填土高度m H 0.5=，台帽背墙高m h 89.21=，台背竖直。 1.3 承台结构材料 混凝土强度等级为C25，钢筋为HPB,混凝土弹性模量2 7108.2m kN E c ?=， MPa f cd 9.11=，MPa f sd 210=。 1.4 桥台荷载 桥跨上部结构为跨度m 9贝雷梁，上部结构的恒载，桥跨活载产生的弯矩与台后填土压力产生的玩具方向相反，其值越小对结构约为有利，因此在进行桥台结构内力计算时忽略上部结构恒载和活载对桥台产生的弯矩，只考虑有上部结构恒载与活载产生的竖向力。 1.4.1由上部结构传来作用于桩顶的荷载： ) (24.6454 75 .13612.1219kN N =+= 1.4.2 台背填土破坏棱体内活载等效厚度 台后填土对桩柱式桥台产生的主动土压力需要考虑活载作用在台背填土破坏棱体内的荷载，将其换算成等效土层厚度。
0G h Bl γ = ∑ 式中：0l ——为台背填土破坏棱体长度 B ——台帽长度 当台背竖直时：θtan 0H l = 653.0)tan )(tan tan (cot tan tan =-++ -=αωω?ωθ 其中：?=+?+?=++=4501530αδ?ω 故 )(265.3653.05t a n 0m H l =?==θ 在破坏棱体内，可能作用有履带吊车荷载、一列挂—80荷载，两种荷载不组合，分两种情况进行计算，取其较大值。 （1）当破坏棱体内作用有履带吊车荷载时 )(78.1015265.39 2800kN G =?= （2）当破坏棱体内作用有挂—80荷载时 )(5002250kN G =?= (只两排车轮作用在破坏棱体内) 故 )(78.1015kN G = 所以 )(33.118 265.31378.10150m r Bl G h =??= = ∑ 2 地面处桩身截面荷载计算 2.1 土压力系数 填土表面与水平面的夹角?=0β，桥台背墙与垂直面的夹角?=0α 台背或背墙与填土的夹角230215δφφ==?=? 2 2 0.312 a μ= = =
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。
桥台计算书 Prepared on 22 November 2020
桥台计算书 设计：葛翔 复核： 审核：xiangxiang
目录
1 1 2 U型桥台计算 1 计算依据与基础资料 标准及规范 标准 上部构造形式：预制后张法预应力混凝土简支空心板 下部构造形式：重力式U型桥台 设计荷载：城市－A级 结构重要性系数： 规范 《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011） 《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2015（简称《通规》） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2012（简称《预规》）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 主要材料 1）混凝土：桥台台帽、背墙采用C30混凝土，侧墙C25混凝土，台身、扩大基础C25片石混凝土，容重均采用24 kN /m 3； 3）钢筋：采用HRB400，sk 400MPa f =，5S E 2.010MPa =?； 采用HPB300，sk 300MPa f =，5S E 2.110MPa =?。 cm ）
假设台背铅直，基础墙趾扩散角=tan-1（50/100）=<混凝土最大刚性角40o满足要求，台后填土与水平面夹角β=0。。 墙背填土容重γs=19KN/m3, 计算内摩擦角Φ=40o。 桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3, 基底摩擦系数μ=, 地基容许承载力[σ]=2500Kpa。 人群荷载q=3kN/m2， 上部构造反力--恒载标准值p1=， 上部构造反力--活载标准值p2=。 2 荷载计算 桥台及上部结构的荷载计算 桥上部反力 表上部构造荷载 计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心弯矩，首先计算各部分重力及其对基础底前趾点“A”弯矩；
无锡至张家港高速公路 桩柱式桥台台帽位移计算书 中交第二公路勘察设计研究院 年月日
一、基础资料 台后填土内摩擦角φ＝30°，台帽长B ＝17.54m （计算宽度b 1=17.24m ），桩间距为6.1m ， 桩径d ＝1.5m ，耳墙宽0.3m ，台后填土高H=5.0m 。填土容重r ＝18.0 km/m 3，台帽背墙高为h1＝1.2+1.83＝3.03m ，桥台帽梁截面尺寸为b ×h ＝1.8×1.2m 。桥跨上部构造为25m 小箱梁，上构恒载、桥跨活载产生的弯矩与台后土压力产生的弯矩方向相反，其值越小对结果越为不利，桥台位移计算时未考虑上述荷载产生的弯矩（最不利计算）。 搭板及台后活载产生的弯矩需计算，方法为由汽车荷载换算成等代均布土层厚度： h ＝r bl G 0∑ 式中，0l 为破坏棱体长度，b 为台帽长， 当台背竖直时，0l =Htg θ，H=5.0m 。 由tg θ=-tg ω+))((αωω?tg tg tg ctg -+=0.653，其中045=++=αδ?ω 得 0l =5×0.653=3.265m 在破坏棱体长度范围内并排放三辆重车，车后轮重为2×140=280，三辆车并排折减系数为0.78，得∑G =3×280×0.78=655.2KN 搭板产生的重力∑G =0.35×3.265×14.25×25=407.1KN 所以 得：活载h =655.2/(17.24×3.265×18)=0.647m 搭板h =407.1/(17.24×3.265×18)/2=0.201m 计算时，把活载h 和搭板h 合计到p 1、p 2即考虑了搭板和台后活载引起对桥台的主动土压力。 二、计算 桩径d ＝1.5m （台后填土高H=5.0m ） 土压力系数： 台后填土内摩擦夹角φ=30° 填土表面与水平面的夹角β=0°（台后填土水平） 桥台背墙与垂直面的夹角α=0°（背墙竖直） 台背或背墙与填土的夹角 δ= φ/2 =15°
桩基础设计实例 某城市中心区旧城改造工程中，拟建一幢18层框剪结构住宅楼。场地地层稳定，典型地质剖面图及桩基计算指标见表8-5。柱的矩形截面边长为400mm ×500mm ，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：5840=k F kN ，180=xk M kN ·m ， 550=yk M kN ·m ，120=xk H kN 。承台混凝土强度等级取C30，配置HRB400级钢筋， 试设计柱下独立承台桩基础。 表8-5 地质剖面与桩基计算指标 解：（1）桩型的选择与桩长的确定 人工挖孔桩：卵石以上无合适的持力层。以卵石为持力层时，开挖深度达26m 以上，当地缺少施工经验，且地下水丰富，故不予采用。 沉管灌注桩：卵石层埋深超过26m ，现有施工机械难以沉管。以粉质粘土作为持力层，单桩承载力仅240~340 kN ，对16层建筑物而言，必然布桩密度过大，无法采用。 对钻（冲）孔灌注桩，按当地经验，单位承载力的造价必然很高，且质量控制困难，场地污染严重，故不予采用。 经论证，决定采用PHC400-95-A （直径400mm 、壁厚95mm 、A 型预应力高强混凝土管桩），十字型桩尖。由于该工程位于城市中心区，故采用静力法压桩。 初选承台埋深d =2m 。桩顶嵌入承台0.05m ，桩底进入卵石层≥1.0m ，则总桩长
L=0.05+1.0+10.4+3.5+9.3+1.0≈25.3m 。 （2）确定单桩竖向承载力 ①按地质报告参数预估 ∑+=i sia P p pa a L q u A q R ()4596910.1803.9105.3304.1061254.044.055002+=?+?+?+?+???+??? ? ????=ππ =1150kN ②按当地相同条件静载试验成果 u Q 的范围值为2600 ~3000kN 之间，则 1500~13002/==u a Q R kN ， 经分析比较，确定采用13502/==u a Q R kN 。 （2）估算桩数与平面布桩 ①初选桩的根数 3.41350 5840==a k R F n ＞ 根，暂取5根。 ②初选承台尺寸 桩距2.14.00.30.3=?==d s m ，并考虑到xk yk ＞M M ，故布桩如图8-29所示： (a) 平面 (b) 立面 图8-29 承台尺寸及荷载图
XX工程学院 土木工程学院 桥梁工程课程设计任务书 姓名 学号 班级 指导教师
目录 第一章任务书 (3) 1.1目的与要求....................................。。。. (3) 1.2设计题目与技术标准 (3) 1.3设计内容 (3) 1.4归档书写要求 (4) 1.5设计规范与参考资料 (4) 第二章方案介绍............。.. (5) 2.1方案一：60+105+60M的变截面箱型连续梁 (5) 2.2方案二：56.25+110+58.75M斜拉桥 (9) 第三章方案比选 (12) 3.1方案优缺点比选 (12) 3.2结论 (12) 第四章设计总结 (13)
第五章参考文献 (13) 第一章任务书 一、目的与要求 桥梁工程课程设计是土木工程专业道桥方向《桥梁工程》专业课教学环节的重 要组成部分，其目的在于通过桥梁工程课程设计的基本训练，深化掌握本课程的实用 理论与设计计算方法；理解桥梁设计的程序、方法和计算内容；熟悉有关标准规范、 规程在工程设计中的应用及其重要性；能查阅有关设计手册、标准图、参考书，并进 行认真分析研究，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。 在课程设计的实践过程中，能使学生巩固和扩大专业知识，掌握本学科的主要 知识，进一步培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，从而提高学生 的动手能力和综合素质。学生在教师的指导下，综合应用所学结构力学、结构设计原理、桥梁工程等课程知识，按时按量独立完成所规定的设计工作。具体要求如下： 1.根据标准图、技术规范与经验公式，正确拟定各部结构尺寸，合理选择 材料、标号。 2.计算结构在各种荷载与其他因素作用下的内力组合效应，并进行配筋计 算与设计。 3.正确理解《公路桥涵设计规范》有关条文，并在设计中合理运用。 4.加强计算、绘图、文件编制等基本技能的训练。 二、设计题目与技术标准 1.设计题目 预应力混凝土变截面连续箱型梁桥设计 2.技术标准： ⑴桥面净空：按桥面标高+12m ⑵设计荷载：城市主干道A，人群荷载4.0KN/m2 ⑶桥面铺装：表层为4cm厚沥青混凝土，下为8cm厚防水混凝土 ⑷桥面横坡：双向1.5% 三、设计内容 ⑴上部结构横断面布置草图； ⑵荷载横向分布系数计算； ⑶箱梁内力计算与内力组合；
桩基础工程 1.某工程用打桩机，打如图4-1所示钢筋混凝土预制方桩，共50根，求其工程量，确定定额项目。 钢筋混凝土预制方桩 【解】工程量=0.5×0.5×(24＋0.6)×50=307.50ｍ3 钢筋混凝土预制方桩套2-6 定额基价=114.59元/ｍ3 2.打桩机打孔钢筋混凝土灌注桩，桩长14ｍ，钢管外径0.5ｍ，桩根数为50根，求现场灌注桩工程量，确定定额项目。 【解】工程量=3.14÷4×0.52×(14＋0.5)×50=142.28ｍ3 打孔钢筋混凝土灌注桩（15ｍ以内）套2-41 定额基价＝508.3元/ｍ3 3.如图所示，已知共有20根预制桩，二级土质。求用打桩机打桩工程量。 【解】工程量=0.45×0.45×(15+0.8)×20m3=63.99m3 4.如图所示，求履带式柴油打桩机打桩工程量。已知土质为二级土，混凝土预制桩28根。 【解】工程量=[×(0.32-0.22)×21.2+×0.32×O.8]×28m3=99.57m3 5.如图所示，求送桩工程量，并求综合基价。 【解】工程量=0.4×0.4×(0.8+0.5)×4=0.832m3 查定额，套（2-5）子目， 综合基价=0.832×(96.18+21×0.63×0.25+1033.82×0.060×0.25)=115.625元
6.打预制钢筋混凝土离心管桩，桩全长为12.50m，外径30cm，其截面面积如图所示， 求单桩体积。 【解】离心管桩V1=×3.1416×12m3 =0.0125×3.1416×12m3 =0.471m3 预制桩尖V2=0.32××3.1416×0.5m3=0.0255×3.1416×0.5m3=0.035m3 总体积∑V=(0.471+0.035)m3=0.506m3 7.求图示钢筋混凝土预制桩的打桩工程量，共有120根桩。 【解】V=[(L一h)×(A×B)+×(A×B)×h]×n =[(7-0.23)×(0.25×0.25)+ ×(0.25×0.25×0.23)]×120m3=51.35m3 8.图为预制钢筋混凝土桩，现浇承台基础示意图，计算桩基的制作、运输、打桩、打送桩以及承台的工程量。（30个） 【解】(1)预制桩图示工程量： V图=(8.0+0.3)×0.3×0.3m3×4根×30个=89.64m3 (2)制桩工程量：V制= V图×1.02=89.64m3×1.02=91.43m3 (3)运输工程量：V运= V图×1.019=89.64m3×1.019=91.34m3 (4)打桩工程量：V打= V图=89.64m3 (5)送桩工程量：V送=（1.8-0.3-0.15+0.5）×0.3×0.3×4×30m3=19.98m3
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。
桥梁抗震计算实例分析 发表时间：2019-10-24T16:10:19.713Z 来源：《科学与技术》2019年第11期作者：俞文翔[导读] 对于我国的公路桥梁工程建筑来说，必须要加强防震措施，减少地震带来的损失。（苏州同尚工程设计咨询有限公司, 江苏苏州215000）摘要：桥梁是交通生命线工程中重要组成部分，地震作为我国主要的自然灾害类型，一旦发生就可能造成极大的破坏，道路桥梁是抗震救 灾的重要通道，必须具备较强的抗震性能。我国地震时常发生，震害强烈，破坏力大。因此，对于我国的公路桥梁工程建筑来说，必须要加强防震措施，减少地震带来的损失。我国安全防灾等相关部门要不断加强公路桥梁质量规范和设计，增进抗震措施的理论发展和实践技术，来保障人民财产在地震灾害中不受较大的损失。关键词：桥梁抗震加强防震措施Anti-seismic calculation and strategy of bridges Yu Wenxiang Abstract：Bridges are an important part of traffic lifeline engineering. Earthquakes, as the main type of natural disasters in China, may cause great damage once they occur. Road and bridge are important passages for earthquake relief and must have strong seismic performance. Earthquakes often occur in China, with strong damage and great destructive force. Therefore, for highway and bridge construction in China, it is necessary to strengthen seismic measures to reduce the losses caused by earthquakes. The relevant departments of safety and disaster prevention in China should constantly strengthen the quality specification and design of highway and bridge, enhance the theoretical development and practical technology of anti-seismic measures, so as to protect people's property from greater losses in earthquake disasters. Keywords: Bridge seismic resistance Strengthen measures of seismic resistance 0 引言 自2008年汶川大地震以来，我国政府高度重视各领域各建筑的抗震防震措施。以在桥梁设计方面，苏州地区抗震设防烈度也由原来的VI度区变成VII度区，所以相应的桥梁的细部抗震设计构造也相应的加强。 1 工程概况 太仓市太浏快速路（陆新路～G346）新建工程路线全长约5.72km。路线西起现状江南路与陆新路交叉口西侧约500m处，向东经陆新路、太仓火车站站前大道、沪通铁路、M1线、新浏线、浏河西部工业区规四路、规划苏张泾路、规三路，终点与G346相接。拟建的石头塘桥跨径为3×16m,上部结构采用钢筋混凝土现浇板、预应力混凝土空心板梁，下部结构采用桩柱式桥台、桩柱式桥墩，基础均采用钻孔灌注桩基础。 2 技术标准 道路等级：一级公路兼顾城市快速路功能。桥梁宽度：同道路。 荷载等级: 公路-I级。 通航要求：无。 抗震设防标准：地震基本烈度为VII度，场地地震动动峰值加速度0.1g，抗震设防类别为B类。结构安全等级：一级。 环境类型：除桩基采用II类其余均采用Ⅰ类。桥梁设计基准期：100年，桥梁结构设计使用年限，大中桥：100年，小桥：50年。 3 桥梁中的抗震设计原理 3.1、静力法 静力法把地震加速度看作是桥梁结构破坏的唯一因素，忽略了结构本身动力特性对结构反应的影响应用存在较大的局限性。事实上只有绝对刚性的物体才能认为在振动过程中各个部分与地震运动具有相同的振动所以只对刚度很大的结构例如重力桥墩、桥台等结构应用静力法近似计算。 3.2、反应谱法 目前我国的公路及铁路桥梁均主要采用反应谱法。反应谱法的思路是对桥梁结构进行动力特性分析（固对各主振动应用谱曲线作某强震记录的最大频率，主振型）地震反应计算最后一般通过统计理论对各主振型最大反应值进行组合，近似求得结构的整体最大反应值。 3.3、动态时程分析法 相比上述2种理论方法而言，动态时程分析法形成较早，通过计算机程序来精准地求解结构反应时程。动态时程分析法具有较强的技术性与复杂性，以构建模型的方式呈现出较高的精准性。综上所述：石头塘桥属于中桥采用B类抗震设计方法，所以由【5】中的6.1.3条桥梁抗震分析方法采用反应谱法。 4 抗震计算实例 4.1、地震动参数汇总如下： 地震动峰值加速度0.15g，IV类场地，特征周期0.65s。桥梁抗震设防分类为乙类，桥梁抗震设计方法为B类，E1地震作用重要性系数为0.35。 4.2、计算模型 石头塘桥立面图如下图所示：
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：
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
桩柱式桥台施工技 术指导 一、桩柱式桥台施工技术指导 1、施工工序 2、施工方法 3、施工注意事项 4、质检工艺流程、检查项目及标准 5、工程质量通病防治
一、桩柱式桥台施工技术指导 1、施工工序 施工准备→测量放样→基坑开挖→凿除桩头→桩基检测（合格后方可进行下道工序）→基底处理→浇筑垫层→桥台位置放样→绑扎台帽、背墙、耳墙钢筋→安装模板→浇筑混凝土→拆模养生。 2、施工方法 施工准备：施工前做好相关准备工作，保证“三通一平”，施工人员、机械设备、施工材料到位，满足要求。设计图纸及文件经过审核，提出的问题已得到有关部门的回复。桥梁下部构造分项工程开工报告已批复。施工队加密的导线点、水准点已经过工区测量组复核并满足规范要求，施工前向施工队作业人员进行技术交底和安全交底并签字（安全交底需按手印）留底。各项准备就绪后方可开始施工。 测量放样：基坑开挖前，应按施工要求放出开挖控制桩，并用白石灰撒出开挖控制灰线。桩柱式桥台一般设置在挖方段，台前桥宽范围内高出台帽底面的土（石）方必须全部挖平，防止梁底贴地，便于桥台的检修维护。 凿除桩头：第一步，测量人员用水准仪测定桩顶标高，在桩基础深入帽梁 10cm的位置画线， 清理桩基画线部位 的泥土，用红油漆 标出环切位置。
第二步，用切割机沿切割线环切桩头，切割深度以钢筋保护层厚度而定，略小于保护层厚度，不能切割到桩基钢筋。设定切割线的目的是为了在下步施工即人工剥离主筋、声测管包裹 混凝土的施工中，防止 破坏有效桩体（即切割 线以下桩体）。 第三步，风镐剥离其余无效桩体钢筋保护层，露出钢筋、声测管，但不得损坏钢筋和声测管。所有露出的钢筋均向外侧微弯，以便后续施工。 第四步，当全部钢筋凿出后，在环割线以上5～10cm 处水平环向人工凿V型槽。使用钢钎打入V型槽中，来回 反复敲击钢钎，使混凝土在 V型槽处产生一个断裂面， 用起重设备将已断裂脱离 的桩头吊开。用吊车垂直将 桩头吊起运走。采用人工凿平桩头，把桩头四周的浮渣进 行清理。将向外弯曲的钢筋及 进行调直，调成设计桩头外喇 叭口的形式，并把钢筋表面的 浮浆等清洗干净。 桩头凿完后应报与监理验收合格后，再由试验室通知第三方检测单位到现场进行超声波等各项检测结果合格后方可浇筑砼垫层，垫层采用10cm厚C10砼 （设计未
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
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
注：工程文件名:C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\丰平桥梁通\3丰平桥.qlt。 注：重要性系数为1。 注：表中一列汽车作用制动力小于或等于0时将由程序自动计算其制动力。 注：集中荷载Pk已经乘以1.2系数，使得竖直力效应最大。
注：表中“侧墙上体积”指台帽底水平线以上侧墙的体积。“侧墙下体积”指其余的侧墙体积。 “台身整体体积”指U台较高时侧墙坡未放到基础顶面已交叉，以下部分为整体台身。 注：1、“人群/每米”指横向1米宽度的支反力，不是总宽度对应的支反力。 2、“车列走向”为0指无汽车，-1指汽车从左向右行驶，1指从右向左行驶。 3、“总轴重”指一联加载长度(边孔或搭板加载)的轮轴总重。计算水平制动力使用。 4、“边孔、搭板支反力”未计入汽车冲击力的作用。 5、车道荷载均布荷载为7.88kN/m，集中荷载为：边孔、搭板均加载199.1kN，边孔加载199.1kN，搭板加载162kN。
注：1、支座摩阻力只计入边跨上部恒载引起的摩阻力，活载、搭板恒载未计入。 2、基底-A土压力引起弯矩13088kNm、竖直力0kN、水平力2527kN，基底-C土压力引起弯矩8773kNm、竖直力0kN、水平力2701kN。 基底-A、基底-B、基底-C分指土压力算至基顶(不计浮力)、土压力算至基顶(计浮力)、土压力算至基底(计浮力)。 3、“汽车荷载”指汽车传递给边跨支反力和搭板支反力的共同作用后截面力。
附注：基底-A土压力引起弯矩13088kNm、竖直力0kN、水平力2527kN，基底-C土压力引起弯矩8773kNm、竖直力0kN、水平力2701kN。
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 = 3200kN, M=400kN m，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。 附表二：
桩静载荷试验曲线 二：设计要求： 1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算； 2、确定桩数和桩的平面布置图； 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， 承台配筋和必要的施工说明； 6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。 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 4）、承台材料：混凝土强度C30、c f ＝15MPa 、m f ＝16.5MPa t f ＝1.5MPa （三）：单桩承载力确定 1、 单桩竖向承载力的确定： 1）、根据桩身材料强度（?＝1.0按0.25折减，配筋 φ16） 2 ( ) 1.0(150.25300310803.8)586.7p S c y R kN f f A A ?''=+ =???+?= 2）、根据地基基础规公式计算： 1°、桩尖土端承载力计算： 粉质粘土，L I ＝0.60，入土深度为12.0m 100800(800)8805 pa kPa q -=?= 2°、桩侧土摩擦力： 粉质粘土层1： 1.0L I = ， 17~24sa kPa q = 取18kPa 粉质粘土层2： 0.60L I = ， 24~31sa kPa q = 取28kPa 2 8800.340.3(189281)307.2p i p pa sia Ra kPa q q l A μ=+=?+???+?=∑ 3）、根据静载荷试验数据计算： 根据静载荷单桩承载力试验Q s -曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力 550u kN Q = 单桩承载力标准值： 550 2752 2 u k kN Q R = = = 根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力标准值