《基础工程》课程设计
设计说明书
班级：交建1305班
姓名：王俊杰
学号：0403130526
一、设计资料
1、地质及水文
（1）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30米。
（2）水文：地面（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1 土质指标
规范规定：钻（挖）孔灌注的摩擦桩中心距不得小于2.5倍成孔直径，
所以取：
承台尺寸：7.0m×5.0m×2.0m。
（1）拟定采用四根桩，设计直径为1.0m。
（2）桩身及承台混凝土用20号，其受压弹性模量E h =2.6×104Mpa。
（3）平面布置图如下图1所示：
图1 平面布置图
4、荷载情况
(1)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：
∑N=6103.4KN
∑H=310.25KN(制动力及风力)
∑M=4123.6KN（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯矩）
恒载及二孔活载时
∑N=6503.24KN
（2）桩（直径 1.0m ）自重每延米为 78.11154
)0.1(2
=⨯⨯=
πq KN/m (已扣除浮力)
(3) 故,作用在承台底面中心的荷载力为:
∑N=6103.4+(7.0×5.0×2.0×25)=7853.4 KN
∑H=310.25KN
∑M=4123.6+310.25×2.0=4744.1KN •M
恒载及二孔活载时:
∑N=6503.24+(7.0×5.0×2.0×25)=8253.24KN (4)则拟定桩基础采用冲抓钻孔灌注桩基础,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h 3，则：
N h =[P]=2
1U ∑i i l τ +λm 0 A{[σ0]+K 2γ2(h 3-3)}
当两跨活载时：
N h =
4
24.8253 + (38.5-35.2) ×11.78 +21
×11.78h (kN)
=2102.18 + 5.89h (kN)
计算[P]时取以下数据：
桩的设计桩径为1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，
U=π×1.15=3.61m ，A=π×1.02/4=0.785㎡ , λ=0.70 , m 0=0.8 , K 2=6.0 ，[σ0]=550kpa
Υ2=
7
.2812)]5.322.35([12)5.325.40(-+⨯--+⨯-h h
=h
h
++3.5126.63 (kN/㎡) (已扣除浮力)
τ1=30kpa , τ2=110kpa
[P]=
2
1
×3.61×[2.7×30 + (h-2.7)×110] + 0.7×0.8×0.785×{550 + 6.0×h
h
++3.5126.63(h+3.3-3)} = N h = 2102.18 + 5.89h
所以，则解一元二次方程得：h=9.99m
现取 h=10m ，桩底标高为25.20m ，桩的轴向承载力符合要求。 具体见如下图2所示
软塑粘土
密实粗砂
图2 双排桩断面图 （a ）横桥断面图 （b ）纵桥断面图
三、桩顶及最大冲刷线处荷载P i 、Q i 、M i 及P 0、Q 0、M 0的计算
（一） 参数计算
1、 桩的计算宽度b 1
b 1=K f ·K 0·K ·d
∵K f =0.9 K 0=1+1/d=2.0 d=1.0 ∴K d K d
d
b 8.119.01=⨯⨯+⨯
= 又m L 0.20.10.31=-= ； m d h 0.6)1(31=+=； n=2 ； 'b =0.6 又有
1L =2.0 < 0.61h =3.6m
故 K=1
1
''
6.0)1(h L b b ⨯-+ = 0.6+
6.0)6.01(-×0.60.2=0.822 ∴b 1=0.9×2.0×0.822×1.0=1.48m
2、桩的变形系数α
5
1
EI
mb =α 最大冲刷线以下
h m =2(d+1)=2×2=4 , h 1=2.7m , h 2=4-2.7=1.3m m=[m 1h 12 + m 2(2h 1 + h 2)h 2]/h m 2
=[8.0×103×2.72 + 25×103×(2×2.7 + 1.3)3.1⨯]/42 =17.25⨯103 KN/m 3
I=πd 4/64 =π×14/64=0.049m 4
受弯构件：
EI=0.67E h I=2.6 ×107 ×0.0491 ×0.67=8.5358×105
故4960049
.010742.14811025175
7
3...α=⨯⨯⨯⨯=m -1
桩在最大冲刷线以下深度h=10m 。
其换算深度则为
h h α==0.496×10=4.96m (>2.5m)
故按弹性桩计算
2、 桩顶刚度系数ρ1、ρ2、ρ
3、ρ4值计算
l 0=3.3m h=10m ξ=1/2 (钻孔桩) A=
4
2
d π=0.7852m
∵h=10m ∴C 0=10 m 0=10×25×103=2.5×105 KN/3m
按桩中心距计算面积，故取A 0=
22
07.74
3m =⨯π
