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1、基础工程程课程设设计计算算书一 设计资资料1.1 初始条条件 东东莞市常常虎高速速公路某某高架桥桥梁，上上部构造造采用装装配式钢钢筋混凝凝土简支支T梁，标标准跨径径25mm，计算算跨径224m。桥桥面宽度度为米，参参照公公路桥梁梁地基基基础设计计规范进进行设计计计算。1.2 设计荷荷载汽车超超20级级，挂1200，人群群荷载33.5。后后台填土土高度为为8.55米。桥桥台竖直直反力为为86776KNN。1.3 材料台帽、耳耳墙、台台身和基基础（承承台）为为20号号钢筋混混凝土。；后台及溜坡填土的；填土的内摩擦角粘聚力。1.4 地质资资料，上上部尺寸寸见所附附图纸。二 基础类类型的选选择由于采用
2、用浅基础础的时候候，其基基础深度度不会超超过5米米，一般般在3米米左右，但但是，此此处地形形在5米米深度内内承载力力很小，根根本不能能满足桥桥台稳定定性的要要求，故故在此处处选择桩桩基础作作为承台台基础。 另外，由由于底下下土层的的极限摩摩阻力很很下，不不能满足足要求，此此外，在在距离地地层表面面13.8米的的地方含含有承载载力很大大的持力力岩层，故故在本地地形时，柱柱桩基础础是最好好的选择择。三 荷载计计算3.1 上部构构造恒载载反力及及桥台台台身、基基础上的的土重计计算，其其值列表表如下：恒载计算算表序号计 算 式竖直力pp(KNN)对基地中中心轴 偏心心距 ee(m)弯距M(KN.m)备
3、注10.7553.000.552528.1133.2-90.02弯距正负负值规定定如下：逆时针针方向取取“-”号；顺顺时针方方向取“+”号。232.3350.50.525544.0062.7-1188.96630.533.100.522519.3381.455-28.140.53316.99225637.13 1.455-9322.84450.400.311.122539.90.655-6.443561.111.2117.449255577.170.655-3755.16670.555.411.82250.897.220.438.88881.455.400.8225151.20.9-1366.
4、088917022.899 1.42224188.100100.555.4114177642.61.855-11888.881111.544.2114255220550.0000.0001222388.0880.399-8722.85513211.140.399-82.3414上部构造造恒载867660.6-52005.66 各序号含含义及承承台尺寸寸的设计计见图。3.2 土压力力的计算算土压力按按台背竖竖直，；填土内内摩擦角角，台背背（圬工工）与填填土间的的外摩擦擦角计算算；台后后填土为为水平，。3.2.1 台台后填土土表面无无活载时时土压力力的计算算台后填土土表面无无活载时时土压力力的计算
5、算台后填土土自重所所引起的的主动土土压力计计算式为为 式中：=17.00kkN/；B为桥桥台的有有效宽度度取2.4m；H为自自基底至至台土表表面的距距离等于于10mm；为主主动土压压力系数数 =00.2447 所以以 kNN其水平向向的分力力 离基础底底面的距距离：对基底形形心轴的的弯距为为 在竖直方方向的分分力=5033.888作用点离离基底形形心轴的的距离：对基底形形心轴的的弯距：3.2.2 台台后填土土表面有有汽车荷荷载时由汽车荷荷载换算算的等代代均布土土层厚度度为：式中：为为破坏棱棱体长度度，对于于台背为为竖直时时，而 所以以有m又因为在在破坏棱棱体内只只能放一一辆重车车，因是是4车道
6、道，故：则台背在在填土连连同破坏坏棱体上上车辆荷荷载作用用下引起起的土压压力为KN其水平向向的分力力 离基础底底面的距距离：对基底形形心轴的的弯距为为 在竖直方方向的分分力=6244.811作用点离离基底形形心轴的的距离：对基底形形心轴的的弯距：3.2.3 台台后填土土表面为为挂车荷荷载时 由于，在在该长度度范围内内挂车荷荷载的轮轮重为，换换算的等等代土层层厚度为为则土压力力为KN其水平向向的分力力 离基础底底面的距距离：对基底形形心轴的的弯距为为 在竖直方方向的分分力=5700.700作用点离离基底形形心轴的的距离：对基底形形心轴的的弯距：3.2.4 台台前溜坡坡填土自自重对桥桥台前侧侧面上
7、的的主动土土压力在计算时时，以基基础前侧侧边缘垂垂线作为为假想台台背，土土表面的的倾斜度度以溜坡坡坡度为为1：11.5算算得，则则基础边边缘至坡坡面的垂垂直距离离为m，取取为土的的内摩擦擦角355，主动动土压力力系数为为： 则主主动土压压力为：在水平方方向的分分力 作用点离离基础底底面的距距离： 对基底形形心轴的的弯距为为 竖直方向向的分力力 作用点离离基底形形心轴的的距离 对基底形形心轴的的弯距为为3.3 支座活活载反力力计算 按下列列情况进进行计算算支座反反力：第第一，桥桥上有汽汽车及人人群荷载载，台后后无活载载；第二二，桥上上有汽车车及人群群荷载，台台后也有有汽车荷荷载，而而重车在在台后
8、填填土上；第三，桥桥上有挂挂车荷载载，台后后无挂车车。下面面分别计计算：3.3.1 桥桥上有汽汽车及人人群荷载载，台后后无活载载3.3.1.11 汽车车及人群群荷载反反力在桥跨上上的汽车车荷载布布置如下下图所排排列，反反力影响响线的纵纵距分别别为： 所以有，支支座反力力 =111766.599KN（以以四行车车队计算算，需折折减300%）人群荷载载的支座座反力 支座反力力作用点点离基底底形心轴轴的距离离：对基底形形心轴的的弯距：3.3.1.22 汽车车荷载制制动力计计算对于4车车道的制制动里按按布置在在荷载长长度内的的一行汽汽车车队队总重的的20%计算，但但不得小小于一辆辆车的660%依上述规
9、规定分别别为：一行车队队总重的的20% 一辆重车车的600% 因因此，取取一辆重重车的330%计计算。简支梁摆摆动支座座应计算算的制动动力为：3.3.2 桥桥上、台台后均有有汽车荷荷载，重重车在台台后3.3.2.11 汽车车及人群群荷载反反力 由于支支座作用用点在基基底形心心轴的左左侧，为为了使在在活载的的作用下下得到最最大的顺顺时针向向的力矩矩，因而而将重车车后轴贴贴近桥台台的后侧侧边缘，使使得在桥桥跨上的的活载所所产生的的逆时针针向的力力矩为最最小荷载布置置如图所所示，反反力影响响线的纵纵距分别别为：所以有，支支座反力力 =2291.82KKN（以以四行车车队计算算，需折折减300%）人群
10、荷载载的支座座反力 支座反力力作用点点离基底底形心轴轴的距离离：对基底形形心轴的的弯距：3.3.2.22 汽车车荷载制制动力计计算同上，取取一辆重重车的330%计计算。简支梁摆摆动支座座应计算算的制动动力为：3.3.3 桥桥上有挂挂车荷载载 对于平平板挂车车，全桥桥均以通通过一辆辆车计算算，在验验算时不不需考虑虑人群荷荷载，其其荷载布布置如图图所示，反反力影响响线的纵纵距分别别为：所以有，支支座反力力 =110399.800KN支座反力力作用点点离基底底形心轴轴的距离离：对基底形形心轴的的弯距：3.4 支座摩摩阻力计计算摆动支座座摩擦系系数取，则则支座摩摩阻力为为：对基底的的形心弯弯距为（方向
11、按按组合荷荷载组合合需要来来决定）在以后的的附加设设计中，以以支座摩摩阻力作作为控制制设计。3.5 荷载组组合荷载组合合共分为为五种情情况1、 桥上有活活载，后后台无汽汽车荷载载2、 桥上有活活载，后后台也有有汽车荷荷载3、 桥上无活活载，后后台有汽汽车荷载载4、 桥上无挂挂车，后后台有挂挂车5、 桥上有挂挂车，后后台无挂挂车 荷荷载组合合汇总表表 荷 载 组 合合水平力（KKN）竖直力（KKN）弯距（KKN.mm）一主要373.35186880.22-60001.229附加807.15186880.22-23113.999二主要488.68178331.779-49116.880附加922.
12、48178331.779-12229.55三主要488.68174996.222-47449.001附加922.48174996.222-10661.771四462.83174888.007-48665.222五373.35184999.666-58992.997因此，可可得第一一种组合合为最不不利情况况，应进进行验算算。四 桩桩径、桩桩长的拟拟定本方案采采用就地地钻孔灌灌注钢筋筋混凝土土桩，桩桩身为实实心断面面，钻孔孔灌注桩桩设计直直径1.0m，以以冲抓锤锤施工。另另外，根根据地质质条件及及施工的的需要，桩桩基础采采用低承承台基础础，桩为为嵌言桩桩（柱桩桩），由由于持力力层深度度的关系系，桩
13、长长初步拟拟订为114m，其其中，深深入持力力层1.7m，满满足相关关规范的的要求。 五 基基桩根数数及平面面布置5.1 桩的根根数的估估算 支承在在基岩上上或嵌入入岩层中中的单桩桩，其轴轴向受压压容许承承载力，取取决于桩桩底处岩岩石的强强度和嵌嵌入岩层层的深度度，钻孔孔灌注桩桩单桩轴轴向受压压容许承承载力按按下式计计算： pp=()其中系数数、值可在在下表中中选取条件C1C2良好的0.60.055一般的0.50.044较差的0.40.033钻孔桩系系数、值可降降低200%采用用。，hh=1.7m。所以，有有： 38788.211kN考虑偏心心荷载时时各桩受受力不均均而适当当增加桩桩数的经经验
14、系数数，取 则 =11.1=5.11加上实际际需要，初初步拟订订采用66跟钻孔孔灌注桩桩来满足足实际需需要。5.2 桩的间间距的确确定 由于，通通常钻孔孔成孔的的，支撑撑或嵌固固在岩层层的柱桩桩中心间间距不得得小于22.0倍倍的成孔孔直径。即即。另外外，为了了避免承承台边缘缘距桩身身过近而而发生破破裂，并并考虑到到桩顶位位置允许许的偏差差，边桩桩外侧到到承台边边缘的距距离，对对桩径小小于或等等于1.0m的的桩不应应小于00.5倍倍的桩径径，且不不小于00.255m，对对大于11.0mm的桩径径不应小小于0.3倍的的桩径并并不小于于0.55m。因因此，在在本设计计中，设设计桩径径为2.5m5.3
15、 桩的平平面布置置桩数确定定后，根根据桩基基受力情情况选用用两排桩桩桩基，其其形式采采用行列列式，有有利于施施工，同同时这种种布置可可以尽量量使桩受受力均匀匀，发挥挥每根桩桩的承载载能力。桩桩群横截截面的重重心与荷荷载合力力作用点点接近，桥桥墩桩基基础中基基桩采取取对称布布置，桩桩柱布置置使盖梁梁发生的的正负弯弯距接近近，减少少承台所所承受的的弯曲应应力。桩桩的排列列方式见见下图。六 桩桩基础内内力的计计算6.1 桩的计计算宽度度（为圆圆柱形） 因为有有 其中中 ， 所以有 =0.99m62 桩的变变形系数数a，；由于地地面以下下 自承台底底面之下下4m只只有一种种土（角角砾）所以，查查表取m
16、m=6000000 kNN/m所以 桩在地面面线以下下深度hh=144m，其其计算长长度则为为：，故按弹弹性桩计计算。63 桩顶刚刚度系数数、值计算算 由于于 其其中 ；h=114.00m；由由于为柱柱桩，所所以有; ；按桩中心心距计算算面积,取，=4.91 = =1.885=11.5002EII已知：查表得：；。所以以有， =00.3991EII =00.9335EII64计计算承台台底面原原点o处处位移、=6177.422EI 0.4222EI=2.5532EEI =660.3391EEI=22.3446EII=60.3466（EII）=55.5004（EEI）所以有， = =65 计算作
17、作用在每每根桩顶顶上作用用力、竖向力=1.26EEI（11.255）=224577.688KN或或37669.006KNN。水平力=0.4222EI-0.3391EEI=662.223kNN弯距0.9355EI-0.3391EEI=1180.77 KN.m校核：=6=3373.38kkN=3373.35kkNkN.mm=60001.229kNN.m=186680.22kkN.mm=1886800.2kkN66 计算地地面处桩桩身弯距距、水平平力及轴轴力 67 计算地地面以下下深度ZZ处桩身身截面弯弯距与水水平压应应力 由于有有有桩身弯弯距式中的无无量纲系系数，可以根根据及与与有关的的表格查查取
18、。所以有，值的计算如下表：ZZ=h=0.0000.0401.00000-1800.777-1800.7770.1660.140.10001.00009.888-1800.777-1700.8990.3220.240.19970.999819.446-1800.411-1600.9550.6440.440.37780.988637.334-1788.244-1400.90.9550.640.53310.955952.445-1733.366-1200.9111.2770.840.64480.911464.001-1655.222-1011.2111.5991.040.72280.855371.9
19、91-1544.200-82.292.0661.340.77770.733576.775-1322.877-56.122.3881.540.76680.644575.886-1166.600-40.743.1772.040.63380.411063.002-74.12-11.13.8112.440.47720.233946.662-43.203.4224.7663.040.20070.044120.445-7.44113.0046.3554.04-0.1184-0.1181-18.1832.77214.554水平压应应力： 式中的无无量纲系系数，可以根根据及与与有关的的表格查查取。所以有，值的
20、计算如下表：ZZ=0.0000.02.40011.60000000.1660.12.24481.43306.399-7.443-1.0040.3220.22.08801.277511.882-13.26-1.4440.6440.41.77730.988820.115-20.55-0.440.9550.61.47750.744025.114-23.082.0661.2770.81.20020.533127.332-22.095.2331.5991.00.95520.355926.001-18.667.3552.0661.30.63340.166323.441-11.0212.3392.3881.
21、50.46600.077017.116-3.44613.773.1772.00.1557-0.00588.9226.03314.9953.8112.40.0330-0.00832.05510.33612.4414.7663.0-0.0028-0.0056-2.3398.7336.3446.3554.000000以图的形形式表示示为： 七 桩桩基础内内力验算算71 桩顶纵纵向水平平位移验验算桩在地面面处水平平位移与与转角和和=-1.53mmm（方方向是向向左）6mmm符合规范范的相关关要求 =rrad水平位移移容许值值，符合合要求。72 群桩基基础承载载力验算算 由由于采用用嵌岩柱柱桩，因因此，
22、可可以认为为群桩起起初的承承载力等等于各桩桩承载力力之和所以，群群桩基础础承载力力无软弱下下卧土层层，所以以不需要要验算73 群桩基基础沉降降演算 由于于是采用用嵌岩柱柱桩，地地基底部部沉降不不大，其其沉降量量可以忽忽略不计计。故不不需要验验算。74 承台计计算741 桩桩顶处的的局部受受压验算算由其中 ，(C220混凝凝土)所以有又因为，其其中=11.000，=11.000，=11.2。所以有（满满足）742 桩桩对承台台的冲剪剪验算 桩深入承承台深度度为0.5m 由于于刚性角角而布置范范围角 因为为有，所所以可以以不必验验算743 承承台抗弯弯抗剪强强度验算算承台抗弯弯抗剪强强度经过过验算
23、发发现符合合规范的的要求。八 配配筋计算算8.1 桩基础础配筋计计算桩身最大大弯距处处Z=00m， 确确定计算算轴向力力时恒载载荷载的的安全系系数为11.2，活活载为11.4所以，有有：弯距M=1800.777KN.m；采采用C220混凝凝土，级级钢筋，则则有8.1.1 计计算偏心心距增大大系数 由于桩的的两端固固定 所所以有长细比所以，应应考虑纵纵向弯曲曲对偏心心距的影影响取则截面的的有效高高度为又因为， 所以，取取，则 所以有，8.1.2 配筋率率的计算算及钢筋筋的选择择由公式有有 又有， 采用试算算发列表表计算如如下ABCD（N）N（N）/N0.9992.666850.355662.28
24、8250.68874-0.00141134564481334766694000.9661.0002.699430.344132.300820.66692-0.00127744763388774766694001.0001.0112.711120.333112.333330.65513-0.00119914880095994766694001.0221.0222.722770.322092.355780.63337-0.0011005009950224766694001.055因此可以以得出，当当的时候候即可以以满足纵纵向力的的要求又因为，而而规范规规定，所所以取计计算所以有故，选用用16118
25、，其其，实际的配配筋率。钢筋布置置图如图图所示：混凝土保保护层厚厚度C=50-9=441mmm255mm,纵向钢钢筋间距距为1775.995mmm800mm满足规范范的要求求。8.1.3 承承载力复复核在垂直与与弯矩作作用平面面内 则在垂直直于弯矩矩作用平平面内的的承载力力为8.2 承台的的配筋计计算 承承台的受受力情况况是比较较复杂的的，为了了使承台台的受力力较为均均匀并防防止承台台因桩顶顶荷载作作用而发发生破碎碎和断裂裂，应该该在承台台底部桩桩顶平面面上设置置一层钢钢筋网如如附图所所示钢筋筋网在越越过桩顶顶钢筋处处不截断断，并应应与桩顶顶主筋连连接。钢钢筋网也也可以根根据基桩桩和墩台台的布
26、置置，按带带状布设设。具体体设计尺尺寸及根根数间钢钢筋配置置详图。九 小小结通过本次次课程设设计，我我对桩基基础的设设计有了了一个比比较全面面的理解解，对天天然地基基上的基基础的选选择，尤尤其是桩桩基础中中柱桩的的选择及及设计有有了一个个比较深深刻的认认识。但但是，由由于是初初步涉及及到承台台基础的的设计，所所以，我我们的设设计内容容不是那那么的全全面，精精确，优优良。但但是，经经过了这这次的设设计，使使得我们们对全本本书的内内容以及及其他学学科的知知识加以以了结合合。对我我们以后后的工作作设计打打下了坚坚实的基基础，对对我们以以后的学学习也起起到了推推动的作作用。十 参参考文献献1、凌治治平.易易经武.基础工工程.北北京：人人民交通通出版社社，20003 2、朱朱浮声.地基基基础设计计与计算算.北京京：人民民交通出出版社，220055 3、叶叶见曙.结构设设计原理理. 北北京：人人民交通通出版社社.20004 4、中中华人民民共和国国行业标标准.公公路桥涵涵地基与与基础设设计规范范（JTTJ0224-885）. 北京京：人民民交通出出版社，1198665、贾艳艳敏、高高力.混混凝土结结构设计计原理.人民交交通出版版社.2200446、赵明明华.土土力学与与基础工工程.武武汉理工工大学出出版社.20003年26