基础工程桩基础课程设计

1、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31.1 设计任务31.2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 a错误！未定义书签。2.3桩顶的刚度系数 p1 , p2, p3 , p4。 错误！未定义书签。2.4计算承台底面形心0点的位移a,b, 3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NO 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

2、。3.1局部冲刷线以下深度 y处截面的弯矩 My及0'y 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。19、概述1.1 设计任务本设计对象为某公路的特大型桥， 该桥梁的上部结构设计已经完成， 本课程设计的任务 是完成桥墩基础与地基的设计与检算。 要求同学选择一个基础，按给定的条件完成相关的设 计和计算工作，具体要求如下：（1）综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础、和沉 井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合 理的基础方案。（2）对选定的基础方案进行详细设计。（3）初步决定修筑基础的施工方案。（4）将

3、以上全部成功整理成设计计算说明书和设计施工图。1.1设计资料（1）地质及水文资料河床土质为鹅卵石，粒径为50-60mm约占60%,20-30mm约占30%, 石质坚硬，空隙大部分由砂密实充填，卵石层深达58.6m。地基比例系数 m=120000KN/m% ；地基基本容许承载力 二0 =1000Kpa;桩周土极限摩阻力 =400Kpa ； 土的单位重度=20kn/mT; 土内摩擦角 =400。地面高程为69.54m, 般冲刷线高程为63.54m;最大冲刷线高程60.85m;承台底高程 67.54m;常水位高程69.85m。(2) 荷载上部为等跨30m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计,

4、混凝土桥墩，承台用C20混凝土，尺寸为2.5m>5m疋.0m。承台底总荷载为-N =8500.00KN-H =400.00KN' M =5000.00KN(3) 桩拟定采用直径d=1.1m。6根灌注桩，排列见下，为对称竖直 双排桩基础，桩底高程采用50.54m侧视图正视图-加讷牺53Ji、:局部耳刷it紙紳1±1idblhl俯视图二、设计计算(1) 桩的计算宽度b1=Kf >K0 XK>d=0.9(d+1)KK= b' +1-b'L10.6hl0.41.9= 06；沁=1.550.636水平力作用方向上相邻两桩的净距L仁3-1.仁1.9m桩的

5、计算深度h1=3(d+1)=6.3m桩排数n=2,所以取b'0.6b1=0.9X (d+1 ) K=0.9 >1.1 + 1) X1.55=2.93m(2) 桩的变形系数aE=0.67 E0.67*2.6*10A7kn/mA2= 0.0719m4, ndI64120000 2.93-0.67 2.6 107 0.0719二 0.49 m桩在局部冲刷线以下深度为h=10.3,其计算长度为h= ch=0.489 X1O.31=5.O5>2.5。因此按弹性桩计算。(3) 桩顶的刚度系数p 1, p 2, p 3, p 41p 1二EACoAolo（基底到局部冲刷线的距离）=6.1

6、9m, 局部冲刷线到底部h=10.31,nd42E =0.5,A= 4 =1.15m63Co=moh=12OOOOXlO.31 =1-2310 KN/m-.-10 .31:t an按桩中心距计算面积，取 A°=】 32=7.07M 2 4p 仁 p19*0.5"0.?161 =2.025 X106 = 1.617 EIIL 1.15 2.6 101.237 107.07已知：h 二 01=0.49 X10.31=5.05>4,取用 4l0 = al0=0.49 >6.19=3.0查附表 3-17,3-18 , 3-19 得：Xq =0.10314, XM =0.

7、24691, M = 0.80158.p 2=： 3E|Xq=0.0121EIp 3= 2E|Xm =0.0593EIp 4= ai m =°.3928E|(4) 计算承台底面形心O点的位移a,b, (3讼=送 ni p2i =6X0.0121EI=0.0726EI论 八 n p16>1.617EI=9.702EI-二二：二-6 >0.0593 EI=-0.3558EIYpp = S nLp4i + S ritp2=6».3928EI+6X1.617EI X1.5八2=24.186 EI-M2 oa fP oP24.186EI400 0.3558EI50000.

8、0726EI24.186EI -(0.3558EI )26965.7EINb =Ybb=8500876.1= 9.702EI 一 EI17.64EI360 0.4172EI5300 _ 539.630.912EI17.64EI -(0.4712EI )2 EI=0.0726EI X5000 +0.3558EI X400_310.14= 0.0726EI24.186EI -(0.3558EI )2 一 EI(5).计算作用在每根桩顶上的作用力因为桩均为竖直对称，所以有(EI=855322KN)Ni = p(b k B)=1.617EI(876.1 _1.5 310.14)/EI)= 664常Qi

9、=匚：-?3= 6965.70.0121EI -0.0593EI310.14=65.89KNi 23= EIEIMi= J；a=0.3928 X310.14-0.0593 >6965.7 =-291.24KN ' M校核：nQi =6X55.89 =395.34 H=400KNn、nNi =3X2168.9 +3X664.4=8498.7 KN M 八 N =8500KN，Mi ±n' Xi Ni nM ii ±=(3 X2168.9-3 X664.4) X1.5-6 >291.24)=5022.81k/mM = 5000kn/m(6).计算局部

10、冲刷线处弯矩 MQ水平力Q0及轴向力N0M0=Mi+Qi lo=291.24+65.89 >6.19=699.1kn/mQ0=65.89kn2NO二Nimax +A0汉Io"25-10) =2168.9+3.14 X1.1 >0.25 XI5=2183.15KN3.单桩受力变形验算(1)局部冲刷线以下深度y处截面的弯矩My及0yQ0M y =- *Am M°Bma由附表3-3和3-7有下yz=ayh=ahAmBmIQ 0 aC mM9°1Bm.699.1 y00.040.000001.00000 1000.20.140.099600.9997413.4

11、698.9712.30.40.240.196960.9980626.5697.7724.20.60.340.290100.9938239.0694.8733.80.80.440.377390.9861750.7689.4740.210.540.457520.9745861.5681.3742.91.20.640.529380.9586171.2670.2741.31.40.740.592380.9381779.7655.9735.51.60.840.645610.9132486.8638.4725.31.80.940.689260.8840792.7618.1710.721.040.73205

12、0.8508998.4594.9693.32.21.140.747140.81410100.5569.1669.62.41.240.761830.77415102.4541.2643.72.61.340.767610.73161103.2511.5614.72.81.440.764980.68694102.9480.2583.131.540.754660.64081101.5448.0549.53.21.640.737340.5937399.1415.1514.23.41.740.713810.5462596.0381.9477.93.61.840.684880.4988992.1348.84

13、40.93.81.940.651390.4521987.6316.1403.742.040.614130.4065882.6284.2366.84.22.140.531600.3202571.5223.9295.44.42.240.443340.2426259.6169.6229.24.62.340.354580.1754647.7122.7170.34.82.440.269960.1197936.383.7120.052.540.193050.0759526.053.179.15.22.540.050810.013546.89.516.35.42.640.000050.000090.00.1

14、0.1无量纲系数Ax及Bx由附表3-1.附表3-5查得，旳计算如下yz=ayh=ahAxBX|M0zEX叩kP*00.042.440661.621000.000.000.000.20.142.278731.450942.518.3110.820.40.242.117791.290884.5714.4919.070.60.341.958811.140796.3519.2125.560.80.441.802731.000647.7922.4730.2610.541.650420.870368.9124.4333.341.20.641.50680.749819.7625.2635.021.40.74

15、1.360240.6388510.2825.1135.391.60.841.223700.5372710.5724.1334.701.80.941.093610.4448110.6322.4833.1021.040.970410.3611910.4820.2830.762.21.140.854410.2860610.1517.6727.822.41.240.745880.219089.6714.7624.432.61.340.644980.159859.0511.6720.722.81.440.551750.107938.348.4816.8231.540.466140.062887.555.

16、3012.853.21.640.388100.024226.712.188.883.41.740.31741-0.008475.83-0.815.023.61.840.25386-0.035724.93-3.611.323.81.940.19717-0.057984.05-6.18-2.1442.040.14696-0.075723.17-8.50-5.334.22.140.06461-0.099401.47-11.72-10.254.42.240.00348-0.110300.08-13.62-13.544.62.34-0.03986-0.11136-0.99-14.38-15.374.82

17、.44-0.06902-0.10544-1.79-14.21-16.0052.54-0.08741-0.09471-2.36-13.29-15.655.22.54-0.10495-0.05698-2.95-8.32-11.265.42.64-0.10788-0.01487-3.15-2.25-5.40水平抗力图水平抗力=孕 A Mo B无量纲系数 A，B查附表3-2,3-6有 a El aElAL B J_ C1yz=ayh=ah2Lo0. 03r o. 2F 0.14r o. 40. 25r o, e0. 36I 0* 80. 47ri0. 58 1,20. 6g11. 46 710r i.

18、 e0. 811r i, s0, 912I2L 013r 2.2L 114r 2.41, 215I 2, 6k 316 2. 8L 417厂 31. 518r3*2L 619L 3. 4L 720r3. 61. 821r3, 3L 9224£ 0DEFKJN4-1. 62100-1.75058-0 0041006624-1. 61600-1. 65068-0. 0039001174-1. 60117-1.55069-0. 00369563341.57676-1,45106-0. 0034882014-1,54334-1.35204-0. 0032785364-1.50151-1.25

19、394-0.0030674844-1.46099-1. 15725-0. 0028597364-1.39593-1. 06238-0. 0026462224-1.333987 96978-0. 0024384114-1.26713-0, 87987-0. 0022340744-1. 1964779311-0. 0020345444-1.12283-0. 70981-0. 0018407534-1. 04733-0. 63038-0, 0016539464-0. 970780. 55506-0. 0014749094-0.89409-0. 48412-CL 0013045284-0. 81801

20、-0. 41770-0. 0011433674-0. 74337-0. 35598-0, 0009921024-0,670757 29897-0.0008509754-0.60077-0,. 24672-0. 0007203214-0. 53393-0. 19916-0. 0006001944-0.47063-0. 15624-0. 000490646QQ0AqaM 0 Bq，无量纲系数 Aq,Bq查附表3-4,3-8有yz=ayh二 ahN00.04LOMOO065.090.2r0+l40 S8833-0. 0075362.541594430.40.240,55551-0.0279553.

21、384029850*60.340,-0,0592039. 32987240.80.44O-0.0955422.5523053410.540,Zana- 0. 137473. 080354771, 20.64JL.-0.18191-17. 848382291. 40.740,-0. 22685-39. 360870251.60+3404朗”-0. 27087-60. 817810531.80.94O'-0- 31245-81.540377452kO40,25501-0.35059-101.05489092.2LI4O-0.38443-118. 91520322.4L240,-0. 413

22、35-134.906951Z61.346 01477-0. 43690'148. 69083182.81.44-0 06586-0. 45486-160.155902131.54-0-0.46715-169. 21940973.21.64-020555-0.47373-175. 84129253.41.74-02fi359-0.47496-180. 0697&773 6L34-0ai345-0. 47103-182. 00878633.81.94-0Rm-0. 46223-181.7326555q2,04(1 伽 R9-0. 44914-179. 44796644.22.14-

23、0,伪74-0. 41179-169. 50971924.42,24-n44647-0. 36312-153. 80793244*6Z34-0436S1-0.30732-134. 03687584. S2.44-Q4的斗1-0. 24853-111.914543252.54Q360鮎-0. 19052-41.501112185.22.54-n1QQ7n-0. 01672-18.88911398深度剪力系列2 系歹U3 系列4 系歹Um 系歹陌Q0M 0Xy3 Ax2- Bx，无量纲系数 A , Bx查附表3-1 , 3-5有a El a Elyz=ayh=ah00.042. 440661,621000. 4859702190.2CL 4CL 6CL 81r 0.10. 20. 30. 40. 5444442. 278732. 117791.958811. 802731.650421,450941.290