基础工程设计说明书文本

1、基础工程设计说明书文本作者： 日期：设计说明书设计资料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 1 土质指标类型地基系数 m(KN/m 、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 Eh 2.6 104MPa 。 、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

2、：N0 5659.4KNH 0 298.8KN （制动力及风力）M 0 3847.7KN m（竖直力偏心、制动力 、风力等引起的弯矩） 恒载及二孔活载时：N0 6498.2KN桩（直径 1.0m ）自重每延米为： )极限摩阻力（KPa）内摩擦角容重 （KN/m 3 ）软塑粘土8 10 34020 12密实粗砂25 10 312038 121.0 q 1.0 15 11.78KN / m(已扣除浮力)4故，作用在承台底面中心的荷载力为：N 5659.4 (7.0 4.5 2.0 25) 7234.4KNH 298.8KNM 3847.7 298.8 2.0 4445.3KN m恒载及二孔活载时：

3、N 6498.2 (7.0 4.5 2.0 25) 8073.2KN 。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 h 3 。则，1Nh P21Uliim0A0k2（2 h23）当两跨活载时：8073.21N h3.3 11.78 11.78h（ KN ）h 42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1.15 3.61m，A12420.485m2，0.70，m0 0.9，K

4、 2 6.0， 0 550KPa， 2 12KN / m（2 已扣除浮力）， 1 40KPa ， 2 120KPa。P 1 3.61 2.7 40 （h 2.7） 120 0.70 0.9 0.785 550 6.0 12 （h 3.3 3）N h 2057.17 5.89 h 8.78m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。图 1 双排桩断面 （ a）b）横桥向断面纵桥向断面桩顶及最大冲刷线处荷载Pi 、 Qi 、M i 及 P0、Q0、M 0的计算mb15；EI ；m1h1 m2 2h1hm2h2 h238 103 2.7 253103 2

5、 2.7 1.3421.3、参数计算、桩的计算宽度 b11 K fK 0 K d0.9(d1)K0.9 11K1.8K又， L11.5m; h13d16m;n2;b0.6故， K1bL110.61.5b0.60.7670.6h10.66b1 0.99 0.767 1.3817.25 10 KN / m3E 0.67Eh720.67 2.6 107 KN /m2d4I6440.0491m4 *桩在最大冲刷线以下深度 h=9m ，其计算长度则为：h h 0.489 9 4.401 2.5故按弹性桩计算3 、桩顶刚度系数 1 、l0 3.3m;h 9m;C0 10m0 10 252、 3、 4 值计

6、算1d 22； A0.785m2243 5 3103 2.5 105 KN /m3按桩中心距计算面积， 故取 A02.52 4.91m241113.391211 l0 3h1 0.7852.6 107 2.51054.91AEhC0 A058.355 1050.977EI已知：hh 0.4899 4.401 4，取用 4l0l0 0.4893.3 1.614查附表17、18、19得： xQ 0.262564 ；xm 0.448403；m1.06318133EIxQ 0.031EI22EIx m 0.107EIEI m 0.520EI4、计算承台底面原点 O 处位移 a0、 b0、N 7234.

7、4 1851.42 b0n 1 4 0.977EI EIm1.252 8.185EIn 4 1 xi0.124EI 8.185EI 0.184 EI 2 EI 4 0.50EI 0.977EI 4 i1n240.031EI0.124EIn340.107EI0.429EIn230.429EI2 0.184EI2mn421 xiHn 3Mi1a0m22n2n4 1xii1n3n2M n 3H0m22n2n41xii1n38.185EI 298.8 0.429EI 4445.3 5299.66 20.124EI 8.185EI 0.184 EI 2 EI124EI 4445.3 0.429EI 29

8、8.8 820.80计算作用在每根桩顶上的作用力 Pi、Qi、M i竖向力 Pi1 b0xi 0 0.977EI1851.42 820.802810.87KN806.33KNEIEI5299.66820.80水平力 Qi2a03 0 0.031EI0.107EI74.7KNEIEI820.805299.66弯矩 M i403a0 0.520EI0.107EI141.50KN ?mEIEI校核nQi4 74.7298.8KNH 298.8KNnxi PinM i2 2810.87 806.33 1.25 4141.50i14445.3KNm M 4445.3KNmnnPi 2 2810.87 8

9、06.33 7234.4KN P 7234.4KNi1三 计算最大冲刷线处桩身 弯矩 M 0,水平力 Q0及轴向力 P0M0 M i Qil0141.50 74.7 3.3 105.00KNmQ0 74.7KNP0 2810.87 0.785 3.3 15 2849.73KN四、最大弯矩 M max及最大弯矩位置 Zmax的计算0.489h 0.489 9 4.401CQM 0 0.489 105.000.687Q074.7查得附表 13得，1.043Z 1.043 2.1320.489查得附表 13得，Km1.972所以， M max M0Km 五、桩顶纵向水平位移 验算105.001.97

10、2 207.06 KNm桩在最大冲刷线处水平 位移 x0 和转角Ax2.44066，Bx1.62100， A-1.62100， B-1.75058x0Q03EIAxxQxm2.644Q0210A EI1.027Ql033EIMl 02M 074.72 0 B x 32.440662EI0.489 3 EI3 m 2.644mm 6mm 符合规范要求M0BEI310 rad74.70.489 2 EI-1.62100374.7 3.3353 8.588 1052141.50 3.3 21051.042 102EI桩顶纵向水平位移2 8.588x18.972.64415.4310 4 m1052

11、1.621000.4892 EI1050.489EI -1.750581.042m0.897m1.027 12.3 1.04210 3 15.43mm30.897 10 3水平位移容许值 六、桩身截面配筋的计0.5 252.5cm，符合要求。一配筋的计算最大弯矩截面在 Z2.132处，次处设计最大弯矩 为 Mj 207.06 KNm设计最大弯矩为 N j 2849.732.13211.78 40 3.612.132 1 2708.36 KN2由截面强度的计算公式Njb2Ra Arcb2b RgC r 2sNje0M jb3b RaBr 3cb3b RgD gr 3s取以上两式的临界状态 分析，

12、整理得：RaBr Ae0Rg C e0 Dgr现拟定采用 20号混凝土， I级钢筋， Ra 11MPa ，Rg240MPa1、计算偏心距增大系数M j 207.06e076.5mm0 N j 2708.39因 h 4.401 4.0，故桩的计算长度 l p 0.53.34.00.4895.740mml 5740长细比 ldp 15070400 5.740 7，可不考虑纵向弯曲对 偏心矩的影响，取 12、计算受压区高度系数e0 1 76.5 76.5mm设g0.9，则rg10002500mmgr 0.90 500 450mmRa Br A e0Rg C e0 Dgr 11 B 500 A 76.

13、5240 C 76.5 D 4505500B 841.5A18360C 108000DNub RaAr2b RgC r2cs0.951.2511500 20.951.25240 C 5002090000A 45600000C现采用试算法列表计算（见表 2 ）：表 2 受压区高度系数计算表ABCDNu（N）Nj（N）Nu/Nj0.962.58900.40112.33590.6847-0.0008835317 10332708 1031.9630.972.61580.38652.36900.65900.00272635761 10332708 1032.1270.982.64240.37172.4

14、0120.63390.0073536328 1032708 1032.3360.992.66850.35662.43240.60940.0134357067 1032708 1032.6091.002.69430.34132.46270.58560.0216378061 1032708 1032.976由计算表可见，当=0.97 时，计算纵向力 Nu 与设计值 Nj 之比较为合理，故取=0.97 ，=0.002726 为计算值。3 、计算所需纵向钢筋的截面积d501 、在垂直与弯矩作用平面内1。长细比 l p 5.740 7,故纵向弯曲系数 d2，Ag 2545mm2，混凝土截面积为 Ahd

15、785398mm2，实际纵向钢筋面积4则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为Nub 1 Ra Ahc1 Rg Ag s10.951.257030.137KN11Nj1240 25451.252708KN7853982、在弯矩作用平面内BRa D gRge0rARa C RgB 11 D 0.01296 0.9 240500A 11 C 0.01296 2405500B 1327.95D11A 3.110C同样采用试算法可得 ,当 0.98时, e0 78.99mm, 与设计的 e0 76.5mm 很接近 ,故取 0.98为计算值。在弯矩作用平面内的承载力为Mu b RaBr3bDgr2Rgcs0.

16、953110.3717500 31.250.951.25484.07KNm M j240 0.6339 0.007353 500207.06KNmNu b RaAr2b RgC r2cs0.9511 2.6424500 20.95 240 2.3690 0.007353 500 21.251.256327.73KN N j2708KN桩截面符合强度要求。七、承台结构设计计算图 3 桩承台计算图（尺寸单位： cm ）承台（见图 3 ）的有效高度为：h0 200 20 3 177cm1 、承台受冲切验算桩边冲切，计算冲跨比：0xa0xh01001770.5650ya0yh0251770.141 0

17、.2，取 0.2计算冲切系数：0.840.840x 0.21.0980.565 0.2取 hp 1.0，则：bca0y0.565 132371.04KN满足要求。桩向上冲切，1yh00.840y 0.20.84 2.1000.2 0.20 y hc a0 xhp f t h00.25 2.100 2 1.5 1.0 1100 1.772810.87KNc1 c2 150cm； a1x0.2，计算冲切系数：100cm； a1y 25cm，所以，1 x0.565；1x0.560.561x0.20.560.2hp 1.0，所以：1x c20.7320.7320.565 0.20.560.21.400

18、0.2a1y21.507767.56KN满足要求。3、1 y c10.125a1xhp f t h01.4002810.87KN抗剪承载力计算1.50 0.5 1.0 11001.77ax h0 177cn，剪切承载力截面高度 影响系数a x 100cm， a y25cm，所以，100hs1771.0。0.565，ayh025 0.141，取 0.2。1771.75hs ft b0h01.0 hs t 0 0 1.751.0 1100 7 1.770.2 1.019875.63KNH 298.8KN所以抗剪承载力满足要求。4、承台受弯承载力计算M max M yNi xi2 2810.87 1.50 8432.61KNmM xNi yi 2 2810.87 0.75 4216.31KNm8432.61 106 2 2 Asx19327.34mm2 193.27cm2sx 0.55 17701.0 1770 3402选用 32 28 钢筋，间距为 17+29 14+17cm ，则实际钢筋 =197.02cm混凝土保护层为 5cm ，沿 X 轴方向布置1.064216 .31 3847 .7 10 617700.55 177023402218482 .51m