基础工程双柱式桥墩钻孔灌注桩课程设计报告书

1、目录1设计任务书31.1设计目的31.2设计任务3设计资料3地质资料3材料4根底方案4计算荷载4设计要求61.3时间与进度安排61.4建议参考资料62设计指导书82.1拟定尺寸82.2荷载设计与荷载组合 8荷载计算8桩顶荷载计算与桩顶荷载组合82.3桩基设计计算与验算 10桩长确定与单桩承载能力验算10桩身力与配筋计算11单桩水平位移与墩台水平位移验算123设计计算书133.1设计拟定尺寸 133.2荷载计算与荷载组合 133.3桩基设计计算与验算 14承载能力极限状态荷载组合14正常使用极限状态荷载组合 173.4桩基设计与验算 20桩长与单桩承载力验算20桩的力计算21桩身配筋计算244钢

2、筋构造图294.1钢筋用量计算29纵筋用量计算29普通箍筋用量计算29横系梁主筋用量计算29横系梁箍筋用量计算29加劲箍筋用量计算29定位钢筋用量计算 30伸入横系梁箍筋用量计算30钢筋总用量304.2配筋图304.3三视图304参考文献311双柱式桥墩钻孔灌注桩设计任务书1.1设计目的：通过本课程设计，掌握承受竖向和水平力作用的单排桩 根底的设计与计算，对相应规有一定的了解。1.2设计任务：设计资料：我国某公路桥墩采用桩柱式桥墩，初步拟定尺寸如 下列图所示。其上部结构为28米钢筋混凝土装配式T型梁 桥，桥面宽7米。设计汽车荷载为公路-H级。亠0-一1111043.80常水位'、厂39

3、.78最低水位1141.08 一般冲刷线35.00 局部冲刷线150050001500（单位：mm）地质资料：标高30.00米以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容重Y= 18.5KN/m3, 土粒比重G=2.70,天然含水量 3 =21% 3 l=22.7%,3 p=16.3%; m=7000kN/m4 桩周土极 限摩阻力t =40kPa;标高30.00米以下桩侧与桩底均为硬塑性土，其各物理 性质指标为：容重丫= 19.5KN/m3, 土粒比重G=2.70,天然 含水量 3 =17.8%,® l=22.7%,3 p=16.3%, m=15000kN/m4 桩周土极限摩阻力t

4、 =65kPa (T 0=350kPa。材料：桩采用C25混凝土浇注，混凝土弹性模量 Eh=2.85 X 104MPa所供钢筋有 R235和HRB335根底方案：该桥墩根底由两根钻孔桩组成，旋转成孔。钻头直径即桩的设计直径取© = 1.21.6m,桩底沉淀土厚 度t=(0.10.3)d 。上部柱直径为1.0m,在局部冲刷线处设 置横系梁。 计算荷载 一跨上部结构自重G1见下表 盖梁自重G2 局部冲刷线以上一根桩重G3最低水位：，常水位： 桩自重G4 横系梁自重G5 汽车荷载级活载在墩柱顶的反力双孔布载G6 =536.68KN,单孔布载G7(见下表)车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向

5、分布的分配 影响。G7在顺桥向引起的弯矩（见下表） 水平荷载：a. 制动力：T=45.00KN,作用点在支座中心，距桩顶距离为 12.6m。b. 纵向风力：盖梁局部W1见下表）,对桩顶力臂为11.62m。墩身局部W2见下表）,对桩顶力臂为4.96m。荷载分组G1G7M荷载分组W编号学号kNkNkNm编号学号kN个位十位1241540013505.22241540013515.23241539013525.44243540013535.852435400135荷载分组W62435390135编号学号kN百位7243539013513.08245040013523.2924504001350245

6、0390135设计要求 确定桩的长度，进展单桩承载力验算。 桩身强度计算，求出桩身弯矩图用坐标纸绘制定 出最大桩身弯矩值与其相应的截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度，计算出主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用 量。 验算墩顶纵桥向水平位移。 绘制桩基布置图与桩身配筋图。 全部设计计算工作、设计计算书编写在一周完成按 五天计，严禁相互抄袭。 全部设计文件采用课程设计专用设计用纸和课程设 计资料袋。1.3时间与进度安排：1布置设计容与准备相关参考书、设计规：0.5天2丨荷载计算与组合：0.5天3桩长确定与单桩承载力验算：0.5天4 配筋计算与墩顶位移验算：1天5丨设计校核：0.5天6丨完成设计说明

7、书：1天7丨完成设计图纸。1.天1.4建议参考资料i规：公路桥涵设计通用规JTG D60-2004公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规D62-2004JTG公路桥涵地基与根底设计规JTG D63-2007道路工程制图标准GB50162-92ii结构设计原理凌治平主编，人民交通iii根底工程凌治平主编，人民交通iv桥梁工程v公路桥涵设计手册墩台与根底，人民交通2单排桩根底课程设计指导书2.1拟定尺寸桩径：参考选择围：1.2m1.6m。桩长：据所选定的持力层选择。摩擦桩的桩长不应小于 4m，桩底端部应尽可能到 达该土层的桩端阻力的临界深度。一般不宜小于1m横系梁：梁高取0.81.0d;梁宽取0.

8、61.0d。详见公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007)第条第3款2.2荷载计算与荷载组合荷载计算浮力的考虑参见公路桥涵设计通用规JTG D60-2004第条墩柱自重应考虑常水位和最低水位两种情况。钢筋混凝土重度取25KN/m3有效重度取15KN/m3 桩顶荷载计算与桩顶荷载组合参见公路桥涵设计通用规JTG D60-2004第4.1 有关条款与公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007) 第可列表计算荷载名称常水位最低水位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1永久作用G1+G2+G3+G52汽车荷载，双跨3汽车荷载，单跨4制动力5风力W常水位

9、荷载组合常水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5NnaxHMNHIMnax1+3+4+5NnaxHMNHMlnax最低水位荷载组合最低水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5NmaxHMNHMax1+3+4+5NmaxHMNHMax2.3桩基设计计算与验算桩长确定与单桩承载能力验算桩长的计算可以根据持力层位置拟定，再根据单桩容许 承载力的验算来修正，也可以根据单桩单桩承载力的验算公 式反算桩长。地基承载能力

10、验算根据公路桥涵地基与根底设计规 (JTG D63-2007)第1.0.8条规定，验算荷载采用正常使用 极限状态荷载组合。取能产生最大竖向轴向力Nnax的荷载组合作为控制荷载。叫皿+G桩身自重与置换土重当自重计入浮力时，置换土重 也计入浮力的差值R地基承载力容许值抗力系数。按公路桥涵地基与根 底设计规(JTG D63-2007)第条规定取值。Ra单桩轴向受压承载力容许值。由于丫 R取值不同，应取永久荷载+汽车荷载与永久荷载+ 可变荷载两种工况验算。桩身力与配筋计算(1) 计算桩的计算宽度圆形截面桩：''m(2) 计算桩土变形系数，并判断桩是否为弹性桩(3) 计算最大冲刷线处桩顶

11、荷载按公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007)第 条规定根底结构设计当按承载能力极限状态设计时，应采用 作用效应根本组合和偶然组合本设计不考虑进展验算。 控制荷载应取按承载能力极限状态设计时，能产生最大弯矩 与相应轴力较小的工况进展验算。(4) 桩身力计算可列表进展，相应格式可参照下表：求出桩身弯矩与剪力图用坐标纸绘制ZZZhhAmBmH° AM 0 BmMZZZZhhABqHoAqM oBqQz(5) 配筋计算a.桩身最大弯矩值与其相应的截面位置确实定可由桩身弯矩图用坐标纸绘制确定图解法，也可计算出系数CQ后，查表求得数解法。b.求出最大弯矩和相应轴力后，配筋计算与截面

12、强度 验算课参见结构设计原理有关偏心受压构件强度计算局 部。最大弯矩与相应轴力应取设计值，要考虑荷载分项系 数。桩基构造要求详见公桥基规第钢筋布置要考虑：1主筋钢种、直径，与承台的联结方式与主筋的 截断；2箍筋的直径、间距，加强筋的设置。单桩水平位移与墩台水平位移验算作用效应按正常使用极限状态组合取最大冲刷线处，查表求得桩身水平位移 X0 ,要求墩台顶水平位移验算参照教材有关章节。3设计计算书3.1设计拟定尺寸桩径：1.5m桩长：14m横系梁：梁高：1.2m梁宽：1.2m3.2荷载计算 两跨上部结构自重Ci =2435AT/V 盖梁自重=1,85 x (15 + 5.0 + 15) x 0.8

13、 x 25 + 0.5 x (8 + 6) x < 冲刷线以上每根桩自重=176.390KN常水位时：G3咖如沁吩+阿。®2*85.：,：”：KNW1)2莎両+3 桩自重每延米：+ 1018.5 x (27 - 1) 2J x (1 + 0.21)=19627KN/n?卄 = 9627KN/nr= 10.423K/V/mJY(GS -1) _ 19.5 x (27 - 1)Gs(l + w) 27x(1+ 0478)第一层.Ga 二 tt/4 x 1.52 冥(15 - 9.627) = 9490KN/m第二层：冷，I 二；：，i：； m 横系梁.: ：'- "

14、;I :. ：/ - . " I点飞 汽车荷载公路II级:双孔：屁=5兀卸KN单孔：； rI一 水平荷载：制动力：丁 二 45.00KNM - 567KN m风力：Wi = 5.2KNw2 = M0KNM = 7530KNm荷载名称常水位最低水位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1永久作用1661.45001693.0000G1+G2+G3+G52汽车荷载，双536.6800536.6800跨3汽车荷载，单40001354000126跨4制动力0455670455675风力W08.275.3008.275.303.3荷载组合计算承载能力极限状态 常水

15、位N1 + 2 ; 166L446 X 1.2 + 536.68 X 1.4 = 2745.091 + 3 : 166L446 X 12 + 400.00 x L4 = 2553741N加工=166145 x L2 + 536.68 x 14 + 07 x (0 + 0)=H = 0 + 0 + 07 x (1,4 x45 + 1,1 x 8.2) = 50.4M = 0 + 0 + 0.7 x (1,4 x 567 十 1.1 x 7530) = 61；%曲=0 + 567 x 1.4 + 0.7 x (1,4 x 0-F 75.30 x LI)二H = 0 + 45 x 1.4 + 0J

16、x (0 + 8.2 x 1.1) = 69.31 N = 166145 x 1.2 + 0 + 07 x (1,4 x 536.68 + 0) = 2!1+3+4+5:1= 166145 x 1.2 + 400 x 14 + 0.7 x (0 + 0) = 20 H = 0 + 0 + 07 x (L4 x45 + 1J x 82) = 50.41L M = 0 + 0 + 0.7 x (1.4 x 567 + 1J x 7530) = 613JMnmx = 0 + 567 x 1.4 + 07 x (1.4 x 135 + 75,30 x 14；W = 0 + 45 x 1.4 + 07

17、x (0 -F 82 x 1.1) = 69.2N = 1661.45 x 1.2 + 0 + 07 x (1.4 x 400 + 0) = 2；常水位M1 + 2 ： 1693,003 X L2 + 536.68 X 1.4 = 2782.961 + 3 ： 1693.003 x 12 + 400.00 x L4j= 2591-601+2+4+501N论工=1693.00 x L2 + 536+68 X 1A + 0.7 x (0 + 0)=H = 0 + 0 + 07 x (1,4 x45 + 1,1 x 8.2) = 50.4 M = 0 + 0 + 0J x (l+4 x S67 +

18、1.1 x 75-30) = 61；1 + 3 +4+ 5 ;1正常使用极限状态M 卄伽=0 + 567 x 1.4 + 07 x (1*4 xO + 7530 x 1)=H = 0 + 45 x 1.4 + 07 x (0 + 8 2 x LI) = 6931 ,N = 1693.00 x 12 + 0 + 07 x (1.4 x 536.68 + 0) = 2!叫” =1693.00 x 12 + 400-00 x 1A + 0.7 x (0 + 0)=H = 0 + 0 + 07 x (1.4 X45 + 1-1 X 8.2) = 50.4L M = 0+126xl.4 + 0.7x (

19、L4 x 567 + LI x 75.30)= 0 + 567 x 1.4 + 0.7 x (1.4 x 126 + 75.3 x 1.1)H = 0 + 45xl.4 + 0.7x(0 + 8 2 x 1.1) = 69.3N = 1693,00 x 1*2 + L4x0 + 0,7 x (0 + 1A x 400)二 常水位N1 + 2 : 166L446 + 07 x 536*68 = 2037121 + 3 : 166L446 + 07 x 400,00 = 194L451 + 2+4 + 5 :166L446 + 07 X 536.68 + 0 + 0 = 2037121 +3 +

20、4+5:166L446 + 07 X 400.00 + 0 + 0 = 194145 常水位H1 + 2 + 4 + 5 : 1.0 x 45 + 075 x 8.2 + 0 + 0 = 5115 1±3±4 + 5 ; 1.0 x 45 + 075 x 8.2 + 0 + 0 = 51.15 常水位1+2;0+0=01 + 3 ： 0 + 0.7 x 135 = 88.201 + 2 + 4 + 5:0 + 0 + 1.0 x567 + 075 x 75.30 = 623.481+3+4+510+ 135 x 07 + 1.0 x 567 + 075 x 7530 二 9

21、3.65 最低水位N1 + 2 ： 1693.003 + 0.7 x 536.68 = 2068.681 + 3 : 1693.003 + 0.7 x 400*00 = 1973.001 + 2+4 + 5 :1693.003 + 07 x 536.68 + 0 + 0 = 2068.681+3 + 4 + 5 :1693.003 + 07 x 400.00 + 0 + 0 = 1973.001 + 2+4 + 5: 0 + 0+ 1.0 x45 + 075 x 8,2 二 51451 + 3 + 4+ 5:0 + 0 + 1.0x45 + 075 x 82 = 51.15最低水位M1+2丄0

22、+0=01 + 3 : 0 + 0,7 x 135 = 88.201土2±4 + 5 : 00 + 1.0 x 567 + 075 x 75.30 = 623.481 + 3 + 4 + 5 :0 + 135 x 0.7 + 1.0 x 567 + 0.75 x 75.30 = 93.65常水位荷载组合常水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+22745.090.000.002037.120.000.001+32553.740.000.001941.450.0088.201+2+4+52745.0950.4161

23、3.642037.1251.15623.482519.6969.31851.781+3+4+52049.7450.41613.641941.4551.1593.652385.7469.31984.08最低水位荷载组合最低水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+22782.960.000.002068.680.000.001+32591.600.000.001973.000.0088.201+2+4+52782.9550.41613.642068.6851.15623.482557.5569.31851.781+3+4+52

24、591.6050.41790.041973.0051.1593.652423.6069.31975.263.4桩基设计与验算桩长与单桩承载力1 nM =尹y g丛+人叫卯阳+ k2(h - 3)周长： e" %_ 4.71m九=-d2 = 1.77m2 面积：卩4_ q 7?Hq = 0*8込=2.5q1a = 4OKPczg2k = 65KP(i/aJ = 350KP«y2 =Ysan x 5 + 畑2 x O 5)h05 x 4J1 x 5 x 40 + 65 x (h- 5)1 + 0.7 x 0.8 x 177 xx (A + 6.08 19.627 X 5 + 2

25、0.423 X (h350 + 2+5 xhNh = Nmax + c =1.0 x 2782.95 + 5 x 9.49 + 8.084 x (ft - 5)= Nh = 13-26m « 14m/?J = 3047,95/CW > Nk = 2903J 7KN桩的力计算 计算宽度bj = fc X fcyr x (d + 1) = 1 x 0.9 X (1.5 + 1) = 2.25th 桩身力计算弯矩:<?06931M厂十忖十歸鶴+ 97526豔Z0 =AmBm0.0000.000001.000000.00975.26975.260.320.10.09960.999

26、7422.41975.01997.420.650.20.196960.9980644.32973.371017.690.970.30.29010.9938265.28969.231034.511.300.40.377390.9861784.92961.771046.701.620.50.457520.97458102.96950.471053.421.950.60.529380.95861119.13934.891054.022.270.70.592280.93817133.28914.961048.242.600.80.645610.91324145.28890.651035.932.920

27、.90.689260.88407155.10862.201017.303.2510.723050.85089162.71829.84992.553.571.10.747140.81410168.13793.96P 962.093.901.20.761830.77415171.43755.00926.434.221.30.767610.73161172.74713.51886.254.551.40.764980.68694172.14669.95P 842.094.871.50.754660.64081169.82624.96794.785.191.60.737340.59373165.9257

28、9.04744.965.521.70.713810.54625160.63532.74P 693.365.841.80.684880.49889154.12486.55640.676.171.90.654390.45219147.26441.00588.266.4920.614130.40658138.20396.52534.727.142.2:0.5316：0.32025119.63312.33P 431.957.792.40.443340.2426299.76236.62336.388.442.60.354580.1754679.79171.12250.919.092.80.26996 :

29、0.1197960.75116.83P 177.589.7430.193050.0759543.4474.07117.5111.363.50.050810.0135411.4313.2124.6412.9940.000050.000090.010.090.10Km= L088= 1.088 x 97576 = 1061.08/C/V - m前力.Q了 = HAq + otMB= 69-31/4 + 0*308 X 975.26B门ZZ c(ZAm码垃闻0.0001069.31069.310.320.10.98833-0.007568.501152-2.261861466.23929090.65

30、0.20.95551-0.027966.226398-8.39562157.83077710.970.30.90135-0.058262.472568-17.48211644.99045251.300.40.83898-0.095558.149703-28.69830529.45139861.620.50.76145-0.137452.776099-41.29323811.48286091.950.60.67486-0.181946.774546-54.642125-7.86757922.270.70.58201-0.226840.339113-68.141203-27.8020892.600

31、.80.48522-0.270833.630598-81.363930-47.7333322.920.90.38689-0.312426.815345-93.853731-67.0383853.2510.28901-0.350520.031283-105.31022-85.2789413.571.10.19388-0.384413.437822-115.47508-102.037263.901.20.10153-0.41337.0370443-124.16207-117.125024.221.30.01477-0.43691.0237087-131.23602-130.212314.551.4

32、-0.0658-0.4548-4.564756-136.63084-141.195604.871.5-0.1395-0.4671-9.670131-140.32251-149.992645.191.6-0.2055-0.4737-14.24667-142.31403-156.560705.521.7-0.2635-0.4749-18.26942-142.66848-160.937905.841.8-0.3134-0.4710-21.72521-141.48799-163.213216.171.9-0.3550-0.4622-24.60574-138.84464-163.450396.492-0

33、.3883-0.4491-26.91931-134.91267-161.831987.142.2-0.4317-0.4117-29.92389-123.69348-153.617377.792.4-0.4464-0.3631-30.94483-109.07398-140.018828.442.6-0.4365-0.3073-30.25450-92.312781-122.567289.092.8-0.4064-0.2485-28.16827-74.653441-102.821719.743-0.3606-0.1905-24.99665-57.228397-82.22504911.33.5-0.1

34、997-0.0167-13.84467-5.0223536-18.86702612.94-0.0000-0.0004-0.001386-0.135171-0.13655724m)桩身配筋计算Z肿厂 1Q8H1M附厂 1061KN5计算轴力N恒载系数1.2活载系数1.4x L98 x (25 -19.627)1.57Fx 1.98 x 402=2222.330纵筋面积：按含筋率为0.2%配置x 1.5 x 0.2% =35.3X10取8根© 25 HRB335钢筋 fsd = 280MPa£ = 3927x 10-4 亦桩柱采用C25混凝土fcd = 11.5Mpa偏心距增大

35、系数h 14=37,33 > 17,510.375长细比旦=5叫 222233取 Q = 0,9r = 0.675m截面有效高度” 二二三知一，爲=0,2 + 27=1.1011叽k = 1.15 - 0.01-= 106所以偏心距增大系统=1 + 1400 x 0.477/L425 X (1. J =】趣截面实际偏心距“o = U96 x 0.477 = 0.566ni!1Bfg + Dpgf 觎Af 皿 + Pf ad轴力偏心距11.5B + 0.002 x 0.9 x 280Dx 0”11.54 + 0.002 x 280CEABCD（e。）eo(e°)/ e 00.40

36、0.86670.5414-0.47491.88010.5540.5660.980.390.83690.5304-0.52271.87110.5660.56610.380.80740.5191-0.57071.86090.5770.5661.02C二O的 截面承载力复核叽=Ar2fcd + Cpr2f'sd=0.8369 * 7502 *J11.5 - 0.5227 0.002 7502 280=5249.05KNMu =时叽 ± Dpgr3fsd=0.5304750 11.5 + 1.8711 0.002 7503 280=3015.320_| 裂缝宽度验算M = K = 1

37、 OAR x 4R =m7TNv = 2068.18 + 1.2 X L98 X 9.490 -x L5 x 1.98 X 40 z 2=1904.71/CW678.35=356mm1904.71叫f幅12碁=59.42 2.8(b1.0-1.65"3:耐仏厂丿1904712(11) x 356=59.42 xXr2+80X- L0 - 17i x 7502 x 251750丿x 0.002 x 10" 二一 1.613 x 10GMPa < 24MPa所以不必验算宽度 纵向水平位移桩顶Qo勺=A< + 二-瓦 asEI azEIQqM(j叫=E +詁El = 5.7 x 10bZ = qAx = 2.4690OB = 1.63159 如=-1.63159B =- 175417所以= O.OO4Oni<po =- 0,003Sra