当前位置：文档之家 › 桥梁桩基设计计算书

桥梁桩基设计计算书

  • 格式：doc
  • 大小：338.00 KB
  • 文档页数：8

桥梁桩基设计

1.工程地质资料及设计资料

某桥位于直线上，冲刷线以下的河床上部为厚度很大的中密孵石层，其容重γ=20kN/m3，内摩擦角φ=38°，地基的基本承载力σ0=800kPa。冲刷线标高为所给支挡结构原地面标高150m下2m即148m，承台底设计标高与水位线平齐，为路堤墙顶标高155m下3m即152m。采用钻孔桩基础，作用于承台底面的竖向力N=18000kN、水平力H=550kN，力矩M=9000kN·m。

设计时，桩侧土极限摩阻力f=120kPa，横向地基系数的比例系数m=60MN·m-4。基桩混凝土采用C20，其受压弹性模量 Eh=2.6×107kPa。

1. 设计计算

2.1桩的计算宽度b0

式中 d--桩径，为1.60m；

K--各桩之间的纵向相互影响系数，当L0<0.6hp时，K值按下式计算

其中 C--随位于外力作用平面内的桩数n而异的系数，当n=2时，C=0.6；

hp--桩埋入地面或局部冲刷线以下的计算深度，按hp=3（d+1）计算，故hp=3（1.60+1）=7.8m；

L0--外力作用平面方向上的桩间净距，L0=3.5-1.6=1.9m。

至此可知L0=1.9m<0.6hp=4.68m。

故

则桩的计算宽度b0为

2.2变形系数α

已知，

故

Kdb)1(9.00phLcCK06.01762.08.79.16.06.016.0KmKdb78.1762.0)160.1(9.0)1(9.0050EImb259444100.67322.010268.08.0;322.064;/60000mkNIEEImdImkNmh155437.0100.6778.160000m

2.3桩长估算

可根据总的桩数n和竖向荷载N=18000kN，按下式粗略估算桩顶轴向力Ni：

再按[P]=5850kN估算桩长。

式中 U--桩的周长，按成孔桩径计算，故

fi--桩侧土层之极限摩阻力，已知fi=120kPa

m0--考虑清孔程度优劣的折减系数，今采用m=0.8;

A--桩底面积，应按设计桩径计算

[σ]--桩底持力层的容许承载力，按下列计算

已知，

所以

则

今取ml14，则自承台底面至桩底总长度为18m。

（根据以上计算结构l=13m，即10d>l>4d，故上面所用计算[σ]公式与使用条件相符）

再根据下式判断是否属于弹性桩

故属弹性桩，应按弹性基础计算。

2.4计算桩顶刚度系数ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、

ρ1----当承台底面沿桩轴线方向作单位位移时所引起的桩顶处的轴向力；（如图所以….未画） kNnNNi58504180003.1][21][0AmlfUPiimdU024.560.122201.260.125.041mdA)4('')34(][22220dlKdK326'6800220KKkPall30812)6.14(103)36.14(106800][lllP3491306)30812(01.28.0120024.55.0][ml02.13349130658505.2681.513437.0alρ2、ρ3----当承台底面沿桩轴线垂直方向作单位位移时所引起的桩顶处的横向力（剪力）和弯矩；（如图所以….未画）

ρ3、ρ4----当承台底面顺图示方向作单位转角时，所引起的桩顶处的横向力（剪力）和弯矩。（如图所以….未画）

2.4.1求ρ1

已知：

故

2.4.2求ρ2

由19.25437.01l及4l查表得YH=0.185

则

2.4.3求ρ3

由19.21l及4l查表得YM=0.359

则

2.4.4求ρ4

由19.21l及4l查表得φM=0.958 001111ACEAll300222002261/7800001360000m)(62.9)25.3(4)6.3(,5.318.610tan1326.14tan2,01.241026),(21,13,00.5mkNlCDDmDAmmmldDmdAkPaEmlml；值取柱桩距柱桩距，当为柱桩距钻孔摩擦桩mkN561103.2862.9780000101.21026135.051mkNEImkNEImkNEIEIYH5533552255321059.5100.667437.01080.12100.67437.01028.29100.67437.0mkN/10034.1185.01059.5552kN5531060.4359.01080.12MEIY23MEI4则

2.5计算承台座板底面处之竖向位移b、水平位移α及转角β

2.5.1计算bb、、、

2.5.2计算给定荷载下承台座板的变位b、a和β

又

则

2.6计算桩顶内力

2.6.1桩顶轴向力Ni

所以 kNNi6000max

2.6.2桩顶弯矩Mi

2.6.3桩顶剪力Hi mkN5541005.28958.01028.29mkNnmkNxnkNnmkNnbbnii/102.113103.2841088.45875.14103.281005.2841040.181060.4410136.410034.1455152551214553552cmmNbbb16.01059.1102.1131800035)/1(1000064.0)1040.18(1088.45810136.41121025552kNmMHa410552108.261000064.0]9000)1040.18(5501088.458[radHM4105521003.31000064.0]550)1040.18(900010136.4[000kN36000kN150045001003.375.1103.28418000451iixnNNmkNaMi383108.261060.41003.31005.28454534

2.7计算局部冲刷线处桩截面上的弯矩M0和剪力H0

2.8局部冲刷线处桩身水平位移X0和转角φ0

系数Ax、Bx、Aφ和Bφ可根据αy=0（地面处y=0）及0.4l查表得

则

2.9计算桩身弯矩

系数AM、BM值可根据αy值及0.4l从AM、BM系数表查得。今将局部冲刷线以下任意深度y处之My值列表进行计算，详细见下表，并将整根桩上弯矩变化图绘于下图。

kNaHi7.1371003.31060.4108.2610034.1454532kNHmkNlHMMii7.1375.30557.137383010BEIMAEIHBEIMAEIHXxx020020300751.1,621.1621.1,441.2BABAxxradcmmX455045501057.3)751.1(1028.295.305)621.1(1080.127.137099.01088.9621.11080.125.305441.21059.57.137MMMMMMyBABABMAHM5.3053155.305437.07.13700My计算表

ay y AM BM 315AM 305.5BM My

0 0 0 1 0 215.0

215.0

0.2 0.45 0.197 0.998 61.6 214.6

276.2

0.4 0.91 0.377 0.986 117.8 212.0 329.8

0.6 1.36 0.529 0.959 165.3 206.2

371.5

0.8 1.82 0.646 0.913 201.9 196.3 398.2

1

2.27 0.723 0.851 225.9 183.0 408.9

1.2 2.73 0.762 0.774 238.0 166.4 404.4

1.4 3.18 0.765 0.687 239.1 147.7 386.8

1.6 3.64 0.737 0.594 230.3 127.7 358

1.8 4.09 0.685 0.499 214.1 107.3 321.4

2 4.55 0.614 0.407 192.9 87.5 280.4

2.2 5 0.532 0.32 166.3 68.8 235.1

2.6 5.91 0.355 0.175 110.9 37.6 148.5

3 6.82 0.193 0.076 60.3 16.3 76.6

3.5 7.95 0.051 0.014 15.9 3.0 18.9

4 9.09 0 0 0 0 0

2.10桩基检算

2.10.1检算基桩的容许承载力

已知：作用于桩顶Nimax=6000kN

桩自重 （考虑了水的浮力作用）

而桩的轴向容许承载力

而10125.860.1/13/dl

故，

所以

取m0=0.8

则

主力加附加力时候尚可提高20%

kN543)1025(186.142AmlfUPii][21][022201.260.144mdA32/6,6)4(')34(][2222220KKdlKdKkPa1202)60.1413(1026)360.14(106800][kNP5852120201.28.013120024.521][kNNkNPkNP65435434.7022][4.702258522.1][max

合集下载

桩基础课程设计计算书[详细]

桩基础课程设计计算书[详细]

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3.4米(局部10米,内有10t桥式吊车,其余层高3.3米,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

桥梁桩基设计探讨

桥梁桩基设计探讨

桥梁桩基设计探讨

摘要：本文作者结合实际工作经验，对公路桥梁桩基设计进行分析探讨，供同行参考。

关键词：桥梁；桩基设计；探讨

中图分类号：tu2文献标识码：a文章编号：

桩基础是桥梁的两种重要基础类型之一，在桥梁的设计计算与施工中起着举足轻重的作用，万丈高楼平地起，只有基础稳固，才能构造经久耐用、安全稳固的上部构造。因此如何设计选择合理的桩基础，对保证安全，节约投资，降低造价有着巨大的作用。这里主要介绍如何正确的区分桩基础中的端承桩与摩擦桩；在实验结论的基础上正确的计算桩基承载力；怎样准确确定嵌岩深度及桩端持力层厚度；还有怎样合理的布置桩基配筋。

1 正确区分端承桩和摩擦桩等桩基类型

通常认为，凡嵌岩桩必为端承桩，凡端承桩均不考虑土层侧阻力。实际上，大量现场结果表明：桩侧阻力、端阻力的发挥性状与上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质和嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素有关。

一般情况下，上覆土层的侧阻力是可以发挥的，而且随着长径比l/d的增大，侧阻力也相应增大；只有短粗的人工挖孔嵌岩桩，端阻力先于土层侧阻力发挥，端阻力对桩的承载力起主要作用，属端承桩。对l/d>15－20的泥浆护壁钻(冲)孔嵌岩桩，无论是嵌入风化岩还是完整基岩中，桩侧阻力均先于端阻力发挥，表现出明显的摩擦型。对于l/d≥40，且覆盖土层不属于软弱土，嵌岩桩端的承载作用较小，此时桩基受力状态为摩擦桩，桩端嵌入强风化或中风化岩层中即可。在某些地区，泥质软岩嵌岩灌注桩l/d>45时，嵌岩段总阻力占总荷载比例小于20%；l/d>60时，嵌岩段端阻力占总荷载比例小于5%。究其原因，一方面由于嵌岩桩桩身的弹性压缩，导致桩顶沉降，这个弹性压缩量引发了桩周土体的剪应力，也即是土对桩的摩阻力。另一方面，钻孔桩的孔底残留的沉渣，形成一个可压缩的软垫，至使桩底也会产生沉降，这一沉降和上述桩本身的压缩导致桩身与土体、嵌岩段桩身与岩体产生相对位移，从而产生侧阻力。而这种桩身弹性压缩和桩底沉降是随着长径比l/d的增大而增大的，因而导致摩擦力和侧阻力的增大。

浅谈桥梁桩基设计中的若干问题

浅谈桥梁桩基设计中的若干问题

２００７年第６期　（总第１６０期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬｏＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．６，２００７　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１６０）　浅谈桥梁桩基设计中的若干问题　武建中　（广东省公路勘察规划设计院）　摘要：简单介绍了桩基的受力机理，对软土路段桩基设计中负摩阻力的考虑与嵌岩桩设计中桩底持力层的　选择及嵌岩深度等几方面进行了初步探讨。　关键词：桩基础；嵌岩桩；负摩阻力；嵌岩深度　中图分类号：Ｕ４４２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２００７）０６—００６６—０２　Ｏ前言　在结构物设计中，基础的设计至关重要。基础一旦发生　事故，对结构的危害很大。尤其目前大多数公路桥梁均采用　桩基础，其桩基性质、桩基承载力的确定对工程安全、工程造　价影响较大。下面谈谈在近几年桥梁设计中对桩基础的几　点体会。　ｌ桩基的分类　桩基按桩的荷载传递方式来分，可分为端承桩和摩擦　桩。当桩基础穿过土层，桩端支承在坚硬土层或岩层上，上　部荷载主要靠桩端处硬土层或岩层提供的反力来支承，桩侧　摩阻力很小，可忽略不计，这种桩称为端承桩。当土层很厚。　桩端达不到硬土层或岩层上，桩的荷载主要靠桩身与周围土　层之间的摩擦力来承担，桩端处土层或岩层反力很小，这种　桩称为摩擦桩。实际的桩通常是介于上述两种情况之间，桩　基竖向力由摩擦力和桩端力共同提供，只是两个力所占的比　例不同。　２桩基竖向力产生的原因及机理　桩与土之间的位移是桩基承载力发挥的必要条件。桩　基在自重及上部荷载的作用下，桩基产生向下的位移，土体　受剪时产生剪应力，剪应力随剪应变的增加而不断增大，当　剪应力达到最大值时，继续增加剪应变，剪应力不再增加，之　后增加的荷载将由桩端力提供，这就是一般桩基的受力特　征。　桩与土之间的位移主要由桩身的压缩变形、桩底的沉降　变形和桩基周围土体的沉降变形三部分组成。一般来讲，桩　底的沉降变形、桩基周围土体的沉降变形所占比例较大，桩　身自身压缩变形很小。以桩长２５　ｍ、桩径１．２　ｍ的２０　ｍ空　心板桩基为例进行计算，其桩身压缩变形量约为２　ｍｍ，可见　其所占比例甚小。桩底的沉降变形主要与目前国内的施工　方法有关。国内最常采用的钻孔桩，由于清孔不彻底，一般　都会残留５—２０　ｅｍ厚的沉渣，形成软弱层，在桩基自重、墩　柱及上部荷载作用下，软弱层不断受压变形，桩基产生下沉，　其累计变形可达（０．１—０．２）Ｄ，Ｄ为桩基直径。特殊情况采　用的人工挖孔桩，桩底清孔彻底，桩基沉降量就大为减小。　・６６・　桩基周围土体的沉降变形在下文进行讨论。　３桩基负摩阻力　（１）桩与土之间的位移是桩基承载力发挥的必要条件。　对于摩擦桩，就是利用桩与土之间的相对位移所产生的摩阻　力来提供桩基自重及上部恒活载。通常我们桩长计算中所　考虑的摩阻力，是指正摩阻力，即桩的沉降大于周围土体的　沉降，周围土体对桩产生向上的摩阻力。然而，作用于桩侧　摩阻力的方向取决于桩和周围土体的相对位移。如果在软　土路段，尤其是在桥台路段，深厚软土在台背路基填土自重　和汽车荷载的作用下，桩基周围软土层压缩变形，产生沉降，　若其沉降量大于桩基自身的沉降量，则周围土体会对桩基产　生向下的摩阻力，即桩基负摩阻力。　（２）在桩基设计时，不考虑软土负摩阻力的影响，我们　计算的桩基承载力可以满足要求，但在负摩阻力的作用下，　对于端承桩，可能造成桩身或桩端地基破坏，对于摩擦桩，就　会加大桩基下沉，最终导致桥梁上下部结构的破坏。因此，　在桥梁设计时，我们必须考虑负摩阻力对桩基承载力的影　响。以下是桩基表面容易产生负摩阻力的几种情况。　①桩基附近地表面堆有大量荷载，比如桥台后路基填　土，引起地面沉降，产生负摩阻力；　②地下水位降低，如抽取地下水，使土中有效应力增加，　引起土体固结产生下沉；　③桩基穿过欠固结的软土或新填土，而支承于较坚硬的　土层或岩层上，在土体自重作用下，上层土体产生固结；　④自重湿陷性黄土浸水下沉和冻土的融陷等。　（３）负摩阻力的分布范围与计算　一般来说负摩阻力并不发生在整个软弱层内。随着桩　周软土层的压缩下沉，桩身表面从上到下的正摩阻力逐渐减　小，并开始在桩顶产生反向摩阻力，随着土体的继续变形，负　摩擦力范围逐步下移，在某一深度，桩侧摩擦力刚好为零，称　为中性点。在中性点以上，土体下沉量大于桩基下沉量，是　负摩阻区；在中性点以下，桩基下沉量大于土体下沉量，是正　摩阻区，见图１。　影响中性点位置的因素很多，有：①桩底持力层的刚度，

桩基础课程设计计算书

桩基础课程设计计算书

桩基础课程设计计算书

桩基础是土木工程中非常重要的一部分，它承担着支撑建筑物的重要作用。在设计桩基础时，需要进行一系列的计算和分析，以确保其稳定性和安全性。本文将介绍桩基础课程设计计算书的内容，以及其中涉及的一些重要计算。

一、桩基础设计的背景和意义

桩基础是一种常见的基础形式，主要用于承载建筑物的重力和水平力。它通过将桩打入地下，利用桩与土壤之间的摩擦力和桩端的抗拔力来支撑建筑物。桩基础的设计需要考虑土壤的性质、桩的类型和尺寸、荷载条件等因素。

二、桩基础设计计算书的内容

1. 工程背景和设计要求：介绍工程的背景和设计的基本要求，包括建筑物的类型、土壤条件、设计荷载等。

2. 土壤力学参数的确定：确定土壤的力学参数，包括土壤的强度参数、变形参数等，这些参数将用于后续的计算。

3. 桩的类型和尺寸选择：根据土壤条件和设计荷载，选择合适的桩的类型和尺寸，包括钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩等。

4. 桩身的承载力计算：根据桩的类型和尺寸，计算桩身的承载力，考虑桩身与土壤的摩擦力和桩身的抗压能力。

5. 桩端的承载力计算：根据桩的类型和尺寸，计算桩端的承载力，考虑桩端的抗拔能力和桩端的摩擦力。 6. 桩基础的稳定性分析：对桩基础的稳定性进行分析，包括桩身的稳定性和桩端的稳定性，确保桩基础在不同荷载条件下的稳定性。

7. 桩基础的变形分析：对桩基础的变形进行分析，包括桩身的弯曲变形和桩端的沉降变形，确保桩基础在设计寿命内的变形满足要求。

8. 桩基础的设计优化：根据上述分析结果，对桩基础的设计进行优化，包括调整桩的类型和尺寸、增加桩的数量等，以提高桩基础的承载能力和稳定性。

三、桩基础设计计算书的重要性

桩基础设计计算书是桩基础设计的重要依据，它包含了桩基础设计的各个环节的计算方法和结果。通过桩基础设计计算书，可以评估桩基础的承载能力和稳定性，指导工程的施工和监测，确保工程的安全性和可靠性。

四、桩基础设计计算书的应用