铁路桩基设计

1、课程名称：基础工程A设计题目： 铁路桥墩桩基础设计院 系： 土木工程系 专 业： 铁道工程 年 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2012 年 12月 15日第一章 设计说明书1.1铁路桥墩桩基础设计中所依据规范有铁路桥涵地基和基础设计规范TB1002.5混凝土结构设计规范GB50010-2002铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB1002.3-991.2铁路桥墩桩基础设计内容及步骤（1）综合地层、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层；（3）选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；（4）确定单桩承载力设计值；（5）根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置；（

2、6）根据桩的平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及承台底标高；（7）单桩竖向承载力验算（8）验算承台结构强度；（9）群桩承载力验算；（10）单桩桩身内力计算；（11）绘制桩的平面、横断面布置图。1.3设计方案线路为双线、直线、坡度4、线间距5m，双块式无碴轨道。桥跨31.1m，采用桩基础，蹲下设八根桩，设计直径为1m，成孔直径为1.05m，钻孔灌注桩，用旋转式钻头，桩身采用C25混凝土，桩长31m，粗砂层为持力层，桩底标高为2.31m。地基容许承载力=803.6kPa，单桩轴向受压容许承载力P=3683.29KN，对于主力加附加力P乘以1.2的提高系数。建筑材料：支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋

3、混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。1.4地质资料墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下：地层号岩层名称标 高厚度基本承载力（kPa）容重（kN/m3）内摩擦角（°）1-1耕地36.7936.290.56018101-2粉砂（中密）36.2923.3113.020019.5181-3粗砂（中密）23.31未揭穿40020.522地下水位高程为-50m。地层分布情况见图1。图1 地质横断面示意图1.5荷载资料该墩柱与承台布置详见图2。图2 桥墩及承台示意图（单位：cm）承台底外力合计：1、双线、纵向、二孔重载：N=17800.07kN，H=341.5KN，M=4671.7

4、5kN.m;2、双线、纵向、一孔重载：1.6设计要求1、选定桩的类型、施工方法、桩与承台的连接方式，设计满足工程要求的桩基础2、检算项目（1）单桩承载力（双线、纵向、二孔重载）；（2）群桩承载力（双线、纵向、二孔重载）；（3）单桩桩身内力（双线、纵向、一孔重载）；（4）承台抗弯（双线、纵向、二孔重载）；（5）桩对承台冲切（双线、纵向、二孔重载）；（6）承台抗剪（双线、纵向、二孔重载）。1.7设计成果（1）设计说明书；（2）设计计算书；（3）桩的平面及横断面布置图。第二章设计计算书2.1确定桩地基持力层根据已知条件确定桩基持力层为粗砂层2.2选择桩材、确定桩的类型、外形尺寸和构造1.桩身采用C2

5、5混凝土，采用钢筋混凝土桩，因土层中没有坚硬的岩石，故选择摩擦桩。成桩方法采用钻灌注桩，钻孔方式采用旋转式。2.设计桩径为d为1.00m则成桩桩径1.00+0.05=1.05m。3.由于桩底要进入持力层的深度不小于1.5d，又粉砂层只有十米且需要承受的荷载比较大故选择桩长31m。承台底的标高为33.31，桩底标高为2.31，桩进入持力层的深度为21m>1.5d=1.5m。2.3确定单桩承载力 查铁路桥规得，地基的基本承载力0=400kpa深度修正系数钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数：粉砂：粗砂： 2.4初步确定桩的数量和平面布置确定桩的数量（按双孔重载）故暂时确定n=6布桩由于当d1m时，最

6、外一排柱至承台地板的边缘净距不得小于0.3d且不得小于0.5m，并且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于2.5倍孔桩径。故承台布桩为两排一排三桩，所需最小尺寸为故承台尺寸满足要求。布桩示意图如下采用主筋伸入式，桩伸入承台板内10cm，具体配筋见后面详述。2.5承载尺寸在设计资料中已给出2.6单桩承载力的验算桩的计算宽度 其中计算变形系数 假定桩为弹性桩，则其计算深度深度内存在两层不同的土，则m的换算公式为：其中， ，则 而，则桩为弹性桩，假设成立。计算单桩桩顶刚度 又且查表得 计算承台刚性系数极算承台底面形心处的位移a，b，双线 纵向 二孔重载双线 纵向 一孔重载单桩承载力（按双线 纵向 二孔重载）及竖向承载力验算桩身C25混凝土容重，土的平均容重则桩身自重与桩入土部分同体积的土重所以，单根竖向承载力满足要求。2.7验算承台结构强度桩顶处局部受压验算当承台混凝土强度等级低于柱的强度等级时应进行验算。桩对承台的冲剪验算已知所以满足桩对承台的冲剪。承台抗弯及抗剪强度验算(1)承台抗弯比较，安配筋配筋，在7m内部两排3228（）另一个方向采用相同布筋。下为布筋图：(2)承台抗剪由图可知2-2截面也满足要求。2.8群桩承载力验