1、基础工程课程设计-低桩承台基础设计一、基本资料1某跨线桥主桥上部结构为预应力混凝土连续梁，跨径组成为（60+100+60）m，桥面净宽 11m，设计荷载标准为公路级。采用盆式橡胶支座、等截面单箱双室薄壁桥墩（如下图示） 。2主墩高度 18m，箱壁厚度 0.75m，纵隔板厚度 0.8m，墩身顶部 1.5m 及底部2m 均为实心段，矩形墩底截面尺寸为(414)m 2 ，采用 30 号混凝土。作用于墩身底截面中心处的设计荷载为：竖直力 Nz=74958kN水平力 Hx=2895kN纵桥向弯矩 M y=38209 kNm（坐标规定：纵桥向 x 轴、横桥向 y 轴、竖向 z 轴）3主墩基础拟采用 12
2、根钻孔灌注桩群桩基础，混凝土标号 25。承台顶面与地面平齐，厚度为 3.5m。4地质资料 自地面向下 16m 深度范围内为中密细砂加砾石（土层） ，往下为密实中粗砂加砾石（土层） 。地基土的物理力学性质指标为:土层： =55kpa ， =19.8kN/m3 ， m=10000kN/m 4,kq土层： =70kpa, =500kpa, =21.8KN/m3 m=20000kN/m40f5. 设计参数承台及基桩材料重度 =25kN/m3，基桩设计有关参数为：E c=2.8107kN/m2,=0.85, m 0=0.8, K2=6班级 桩径（m） 纵桥向（排） 横桥向（排）桥 1 1.2 3 4桥
3、2、4 1.5 3 4桥 3 1.8 3 4二、主墩群桩基础设计要求（以纵桥向控制设计）（一）设计计算内容：1.根据已知条件拟定承台平面尺寸；2.进行基桩的平面布置；3.拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力；4.判断是否弹性桩；5.桩顶荷载分配并校核；6.确定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力；7.单桩内力及位移计算与验算；8.桩身截面配筋设计及桩截面强度验算；9.群桩基础承载力和沉降量验算。（二）设计完成后应提交的文件及图表1低桩承台群桩基础设计计算书（应附计算小图） ；2. 桥墩及基础结构构造图；3. 基桩钢筋构造图。三、设计依据规范及参考书1公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63-20
4、07 ）2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）3. 王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社，20044. 叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，20045. 江祖铭等主编.墩台与基础.北京：人民交通出版社，1994一、拟定承台平面尺寸钻孔灌注桩属于摩擦桩中的钻孔桩，根据规范要求，其中心距不应小于桩径的2.5 倍，此处，横、纵向桩中心距均取桩径的 2.5 倍即：横、纵向桩的中心距为 1.8*2.5=4.5m根据规范，为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂，并考虑桩顶位置允许的偏差，边桩外侧到承台边缘的距离，对于桩径大于 1.0m 的桩不应小于 0.3 倍桩径并
5、不小于 0.5m。故： 承台长 1802.53180.218063cmL承台宽 D二、进行基桩的平面布置桩的排列形式采用行列式，基桩布置如图 1 所示：三、拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力承台每延米自重： 0=1.86.325-19.8kN/mN（ ） =0土层中桩每延米自重： 21.(.)3.2/4q土层中桩每延米自重： 22.8(51.84kN/)设：第二层土中桩长为 h根据要求，一般应将桩底至于岩层或坚硬的土层中，已得到较大的承载力和较小的沉降量，若在施工条件允许的深度内没有坚硬土层的存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层作为持力层，要避免是桩底坐落在软土层上或离软弱下卧层的距
6、离太近，以免桩基础发生过大的沉降。显然，土层相对于土层更适合成为持力层。桩底所承受的最大竖向荷载最大值为： 1(/23.5/2. )749809/13.2+8.143645hzNhhh计算 时取以下数据：aR桩的周长 ， ，1.8=56mud222p11.854m4Ad, ,02.85,.,mk0kaaf29(6)/(16).hh所以承载力： a.6(51.7).54698+21(080)7.34hRhhN（ ）（ (解之的 取=2.9m=.5因此拟定桩长为： 1236mL桩桩端以上各土层的加权平均重度值为： 32169.85.0.kN/桩端处土的承载力容许值： 02(3) .8560.1(9
7、.5)1697kParaqmfh因为 ,所以取.4rq40kParq单桩轴向受压承载力容许值的计算：2a1635.(.5703.)254170kNikprRuqlA桩底所承受的最大竖向荷载 113.2+8.143673(/2.5/ ) =.khz h因为 ,不满足要求，所以需重新拟定桩长。ahNR2.541022.5/706.m6 取 =6.5m。h验算单桩轴向受压容许承载力桩端以上各土层的加权平均重度值为： 32169.8521.0.8kN/m桩端处土的承载力容许值： 02(3) .8560.81(2.5)kP964a3raqmfh因为 ,所以取.rq 140kParq单桩轴向受压承载力容许
8、值的计算： 2a1695.(.5706.)254100kNikprRuqlA桩底所承受的最大竖向荷载 113.2+8.143675(/23.5/ ) =9.khz h因为 ,满足要求。此时拟定的桩长为：a0.rq 10kParq单桩轴向受压承载力容许值的计算： 2a15.6(.5k701.)254107893NikprRuqlA因为 ,满足要求。maxa=769.0kN789.9.aafbh因此持力层承载力满足要求2.软弱下卧层强度验算本题持力层以下均为土层，无软弱下卧层，因此无需计算。3.群桩基础沉降验算分层点 深度 自重 附加 liP ip i 1ie 2i is0 0 567.5 100
9、.051 4 654.7 97.25 611.11 98.65 709.75 0.85 0.8 108.1地基分层：分层厚度不超过 ，分层厚度取 4m0.418.32m附加应力20795816.3.825.45169.8521.0.5dp kpa 1 点的附加：n=15.3/10.8=1.4,m=4/10.8=0.4, c=0.243即 40.231.597.2zkpa压缩层一般按 确定，1 点处满足，所以压缩cz层深度在基底以下 4m 处根据经验，中粗密实砂加砾石土孔隙比应在 0.450.95之间对应 pli时，e li应取 0.85，e 2i应取 0.8最终沉降量 108.iSsm根据公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）规定，相邻两墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉降） ，不应使桥面形成大于 0.2%的附加纵坡（折角） ，因此该桥的沉降值是否满足要求，还应知道相邻墩台的沉降量。
