课程设计
课程名称基础工程
设计题目重力式桥墩刚性扩大基础设计姓名
专业年级
学号
指导教师
成绩
日期2011 年6月26日
《基础工程课程设计》评语
指导教师（签名）：____________
2011 年6月30日
目录：
一、设计资料 (4)
二、拟定刚性扩大基础尺寸 (4)
确定基础埋置深度
基础的尺寸拟定
三、桥墩荷载计算 (5)
上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。
汽车和人群荷载计算
汽车制动力：
风荷载计算
四、地基压应力计算 (9)
五、持力层承载力验算 (10)
基底应力计
持力层承载力验算
下卧层承载力验算
六、基底偏心距验算 (10)
恒载作用时
由合力偏心距
七、基础稳定性验算 (11)
倾覆稳定性验算
. 滑动稳定性验算
八、沉降计算 (11)
九、参考文献 (12)
2011 年6月30日
、设计资料
1. 某一级公路桥梁，上部结构为35 m预应力钢筋混凝土简支梁（计算跨径1=33.98 m）, 桥面宽度为净10（三车道）+2X m,弧形滑动支座，摩擦系数卩=。
2. 设计荷载：公路-I级，人群荷载
3. 5 kN/m 20
3. 桥址处河流最高水位为116.66 m，最低水位为112.8 m，通航水位为115.33 m。
4. 横向基本风压kN/m2。
5. 材料：墩帽混凝土30#，容重丫=25 kN/m3;墩身混凝土20#，容重丫=24 kN/m3。
6. 每跨上部结构自重6000 kN（中心荷载）。
7. 地基情况及土的物理力学性质指标，见表1o
表1地基土层分布及计算指标
3
名称厚度/m 容重/kN/m 孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa
黏土
亚黏土
强风化岩一一一一35
8. 冲刷线：最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m 0
9. 桥墩形式和尺寸示意图，见图1o
75
—、拟定刚性扩大基础尺寸
确定基础埋置深度
由上部结构和设计荷载资料知道，本桥是重力式桥墩刚性扩大基础，并且为公路一I级，
从地质条件看最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。再由（如表2:）初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m处，标高为，基础埋深为
总冲刷深度桥
05101520
梁类别、、、
大中小桥（不铺砌）
特大桥
基础的尺寸拟定
由规范知“水中基础顶面不宜高于最低水位，并在一般情况下大、中桥墩、台基础厚度在
1一2m左右”。现初定基础材料为C20混凝土浇筑基础，厚度为，基础顶面标高为+=，则墩
身高为，由墩身坡度值10:1的，墩底截面长为，宽为。基础分两层，台阶宽30cm故台阶扩展角arcta n 3022°[]，小于刚性角容许值[]=400,符合刚性角的要求。
则基础底面尺寸为：a=+4X =
b=+4
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河南理工大学 基础工程课程设计计算书 课题名称：“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号： 2 专业班级：道桥1204 学生姓名：连帅龙 指导教师：任连伟 课题时间：2015-7-1 至2015-7-10
埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书 1.设计资料及基本数据 某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁，标准跨径上20.00m ，计算跨径L=19.60m ，摆动支座，桥面宽度为净7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63—2007）进行设计计算。 1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。 材料：台帽、耳墙及截面a —a （设计洪水位）以上混凝土强度等级为C20，3125kN m γ=，台身（自截面a-a 以下） ，3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑，3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ，填土的内摩擦角35??=，粘聚力C=0。 水文、地质资料：设计洪水位高程离基底的距离为6.5m （在a-a 截面处），地基土的物理、力学指标见表1.1 表1.1 各土层物理力学指标 2桥台与基础构造及拟定的尺寸 桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示，基础分两层，每层厚度为0.5m ，
襟边和台阶等宽，取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑，混凝土的刚性角 max 40α=?。基础的扩散角为： 1 max 0.8 tan 38.66401.0 αα-==?<=? 满足要求。
图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸（高程单位m） 3荷载计算及组合 （1）上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算，其值列于表1.2。 表1.2 恒载计算表
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。
目录 一、基本设计资料 (1) 二、设计内容： (1) （一）中墩及基础尺寸拟定 (1) 1.墩帽尺寸拟定 (1) 2.墩身尺寸确定 (2) 3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4) 1.上部构造自重 (4) 2.墩身自重计算 (4) 3.浮力计算 (5) 4.活载计算 (5) 5.水平荷载计算 (7) 6.墩帽局部受压验算 (8) （三）墩身底截面验算 (9) 1.正截面强度验算 (9) 2.基底应力验算 (10) 3.稳定性验算.................................. - 10 - 4.沉降量验算.................................. - 10 - 5.墩顶水平位移验算............................ - 10 -
混凝土实体中墩与扩大基础设计 一、基本设计资料 1.设计荷载标准：公路II级 2.上部结构： 上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。 3.水文资料： 设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。 4.地质资料： 表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。 二、设计内容： （一）中墩及基础尺寸拟定 1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土） 顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2 f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m 支座顺桥向宽度a = 0.25m 查表2-1 c1=0.1m c2=0.2m b =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m 按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m 则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m 横桥向墩帽宽： 矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2 =1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m 圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m
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。
基础工程课程设计计算说明书 刚性扩大基础设计计算说明书 录一、设计资料 (2)
二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4) （一）、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 （二）土压力计算 . (5) 1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5) （三）支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10) （一）桥上有汽车及人群荷载，台后无活载 ..................................................................... 10 （二）桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载 ............................................................. 11 （三）桥上无活载，台后无活载 ......................................................................................... 11 （四）桥上无活载，台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 （五）无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11) （一）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 （二）基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 （三）地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14) （一）仅受永久作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 （二）承受作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 （一）倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 （二）滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17) 一、设计资料 某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁，标准跨径20.00m ，计算跨径19.60m 。
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
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
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：
《基础工程》课程设计 令狐采学 无筋扩展矩形基础计算书土木建筑工程学院 路途桥梁121班 陈召桃 1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料阐发 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概略 某桥上部构造采取装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m2。 资料：台帽、耳墙及截面aa 以上均用20号钢筋混凝土，3 1/00.25m kN =γ；台身（自截面aa 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号）， 32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土 34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础资料：混凝土强度品级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在aa 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1
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
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：
课程设计 课程名称基础工程 设计题目重力式桥墩刚性扩大基础设计姓名 专业年级 学号 指导教师 成绩 日期 2011 年6 月 26 日
《基础工程课程设计》 评语 指导教师(签名)： 2011年 6 月 30 日
目录： 一、设计资料 (4) 二、拟定刚性扩大基础尺寸 (4) 2.1确定基础埋置深度 2.2基础的尺寸拟定 三、桥墩荷载计算 (5) 3.1上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。 3.2汽车和人群荷载计算 3.3汽车制动力： 3.4风荷载计算 四、地基压应力计算 (9) 五、持力层承载力验算 (10) 5.1基底应力计 5.2持力层承载力验算 5.3下卧层承载力验算 六、基底偏心距验算 (10) 6.1恒载作用时 6.2由合力偏心距 七、基础稳定性验算 (11) 7.1倾覆稳定性验算 7.2.滑动稳定性验算 八、沉降计算 (11) 九、参考文献 (12)
一、设计资料 1. 某一级公路桥梁，上部结构为35 m预应力钢筋混凝土简支梁(计算跨径l=33.98 m)，桥面宽度为净10(三车道)+2×1.5 m，弧形滑动支座，摩擦系数μ=0.2。 2. 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载 3. 5 kN/m2。 3. 桥址处河流最高水位为116.66 m，最低水位为112.8 m，通航水位为115.33 m。 =0.83 kN/m2。 4. 横向基本风压W 5. 材料：墩帽混凝土30#，容重γ=25 kN/m3；墩身混凝土20#，容重γ=24 kN/m3。 6.每跨上部结构自重6000 kN(中心荷载)。 7. 地基情况及土的物理力学性质指标，见表1。 表1 地基土层分布及计算指标 名称厚度/m 容重/kN/m3孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa 黏土 6.0 20.2 0.651 22.0 34.3 16.1 16.5 亚黏土 3.0 18.3 0.978 33.1 36.0 19.8 7.5 强风化岩 6.0 22.5 ————35 8. 冲刷线：最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。 9. 桥墩形式和尺寸示意图，见图1。 二、拟定刚性扩大基础尺寸 2.1确定基础埋置深度 由上部结构和设计荷载资料知道，本桥是重力式桥墩刚性扩大基础，并且为公路—Ⅰ级，从地质条件看最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。再由(如表2：)初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m处，标高为112.00-1.8=110.20m，基础埋深为1.8m
刚性扩大基础施工工艺 1 施工方法 对刚性扩大基础的施工，一般均采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。 A．放坡开挖 1．测量放线：用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表： 坑壁土质坑壁坡度 基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载 砂类土1 ：1 1 ：1.25 碎石、卵石类土1 ：0.75 1 ：1 亚粘土1 ：0.6 1 ：0.75 软岩1 ：0-0.25 1 ：0.33 硬岩1 ：0 1 ：0 为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水，截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 2．开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机（反铲）斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0．4～0．1立方米，控制深度4一6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 3．基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50一100cm，以降低地下水位保持基底无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。 井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。 图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。 4．基坑开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖距基坑底面以上要预留20一30cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。 5．坑壁的支撑 坑壁的支撑方式可选以下几种： (1) 档扳支撑：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚5一一6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。 (2) 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼，厚度一般为5-10cm（或特殊设计），砼标号C20，石子粒径0．5-1．5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0一2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。 (3) 围堰：在有地表水的地段，开挖基坑应设置围堰，根据施工的不同环境，水文情况，围堰可以采用上围堰、草（麻）袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水位0．5一1．0m，围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下： a.土围堰适用于水深在2.0m以内，流速小于0.5m／S的情况下，围堰易采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1-2m，临水面边坡1：2一1：3，堰内最小边坡l：1，坡角距基坑边不小于1．0m，筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。
《基础工程》课程设计 Ⅰ号桥墩明挖扩大基础设计 设计资料见设计指示书，计算如下： ㈠初步拟定尺寸： （1）基础拟定尺寸： 襟边c=30㎝，取3级台阶，每级台阶高50㎝，即基础高150㎝，拟定基础埋置深度H=175㎝，由设计资料可知墩身底截面长l=780㎝，宽d=180㎝. 故基础底面尺寸a,b为: a=l+2nc=780+2×3×30=960㎝ b=d+2nc=180+2×3×30=360㎝ (2)刚性角：α=arctan(n.c/h)=arctan(3×30÷150)=31° 混凝土材料的刚性角：αmax=40°～45°，故满足要求。 ㈡计算各部分恒载： 由初步拟定尺寸得下图: (1)基础重：Q1 Q1=（840×240×50+900×300×50+960×360×50）×25×10-6=1021.5KN (2)墩身重：Q2 Q2=3.14×(1.8÷2)2×（83.968-79.5）×25×2=568.2KN (3)墩帽重（包括挑梁）：Q3 Q3=[（180÷2+15+22）×160×1060+（180÷2+15-22）×1060×197.4-1/2×2×130×80×210]×25×10-6 =918.1KN （4）挑梁重：ω1 ω1=1060×37.4（90-22+15）×25×10-6=82.26KN （5）基础上覆土重：Q4 Q4=[960×360×175-(840×240×50+900×300×50+960×360×50)+2×3.14×(180/2)2×(175-150)]×19.5×10-6 =357.8 ㈢活载计算： ⒈汽车支座反力：R ⑴单孔双行活载: ①在16m跨中有活载，汽车支座反力R11，人群支座反力R21： R1=0 ， R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KN
基础工程 课程设计 题目:铁路桥墩桩基础设计指导教师:郑国勇 姓名: 专业: 学号:
2014年9月28日 基础工程课程设计任务书 ——铁路桥墩桩基础设计一．设计资料 1. 线路：双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道及双侧1.7m 宽人行道，其重量为44.4kN/m。 2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m；梁高3m，梁宽1 3.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09m。 3. 建筑材料：支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C30混凝土。 4. 地质及地下水位情况： 土层平均重度γ＝20kN/m3，土层平均内摩擦角? =28°。地下水位标高：＋30.5。 5. 标高：梁顶标高+53.483m，墩底＋35.81。 6. 风力：w＝800Pa (桥上有车)。 7. 桥墩尺寸：如图1。 二．设计荷载
1. 承台底外力合计： 双线、纵向、二孔重载： N=18629.07kN，H=341.5kN，M= 4671.75kN·m 双线、纵向、一孔重载： N=17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN·m 2. 墩顶外力： 双线、纵向、一孔重载： H=253.44 kN，M ＝893.16 kN·m。 三．设计要求 1. 选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。 2. 检算下列项目 (1) 单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）； (2) 群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）； (3) 墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）； (4) 桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）； (5) 桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。 3. 设计成果： (1) 设计说明书和计算书一份 (2) 设计图(计算机绘图) 一张 四．附加说明 1. 如布桩需要，可变更图1中承台尺寸； 2. 任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖向荷载进行相应调整。
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
交通与汽车工程学院 科技论文写作 课程名称: 科技论文写作 课程代码: 6010419 论文题目:成渝高速公路A标段基础工程设计年级/专业/班: 2011级交通工程3班 学生姓名: 景浩 学号: 332011081802105 科技论文写作成绩： 学习态度及平时成绩（30）文献查阅能力 （20） 创新（5）论文撰写质量（45） 总分 （100）
教师签名：年月日 目录 1、天然地基上浅基础类型、适用条件........................................................ 错误！未定义书签。 1.1天然地基浅基础的一般分类............................. 错误！未定义书签。 1.2天然地基浅基础的各种分类............................. 错误！未定义书签。 2、刚性扩大基础施工.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1旱地上基坑开挖及围护................................. 错误！未定义书签。 2.2基坑排水 (3) 2.2.1表面排水法 (3) 2.2.2井点法降低地下水位 (3) 2.3水中刚性扩大基础修筑时的围堰工程..................... 错误！未定义书签。 2.3.1表面排水法 (3) 2.3.2地下连续墙围堰法 (4) 3、成渝高速公路A标段刚性扩大基础的设计与计算 (4) 3.1设计资料 (4) 3.2确定基础埋置深度..................................... 错误！未定义书签。 3.3基础的尺寸拟定 (5) 3.4作用效应计算 (6) 3.5作用效应组合 (8) 3.6地基承载力验算 (8) 3.7基底合力偏心距验算 (9) 3.8基础稳定性验算....................................... 错误！未定义书签。 4、总结与体会 (10) 5、参考文献.................................................................................................... 错误！未定义书签。