文档介绍：该【基础工程课程设计——低桩承台基础设计 】是由【夜紫儿】上传分享，文档一共【19】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【基础工程课程设计——低桩承台基础设计 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。一、根本资料
根底工程课程设计
----低桩承台根底设计
某跨线桥主桥上部构造为预应力混凝土连续梁,跨径组成为〔60+100+60〕m,桥面净宽11m,设计荷载标准为大路Ⅰ级。承受盆式橡胶支座、等截面单箱双室薄壁桥墩〔如以下图示〕。
主墩高度18m,,,
2m均为实心段,矩形墩底截面尺寸为(4×14)m2,承受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N=74958kN
z
水平力H=2895kN
x
纵桥向弯矩M=38209kN·m
y
〔坐标规定:纵桥向x轴、横桥向y轴、竖向z轴〕
主墩根底拟承受12根钻孔灌注桩群桩根底,混凝土标号25。承台顶面与地面平齐,。
地质资料
自地面对下16m深度范围内为中密细砂加砾石〔土层Ⅰ〕,往下为密实中粗砂加砾石〔土层Ⅱ〕。地基土的物理力学性质指标为:
土层Ⅰ:q
=55kp,g=
, m=10000kN/m4,
a
k
土层Ⅱ:q
k
=70kp,[f
a a0
]=500kp,g= m=20230kN/m4
a
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=×107kN/m2,λ=,m=,K=6
c 0 2
班级
桩径〔m〕
纵桥向〔排〕
横桥向〔排〕
桥1
3
4
桥2、4
3
4
桥3
3
4
二、主墩群桩根底设计要求〔以纵桥向掌握设计〕
〔一〕设计计算内容:
依据条件拟定承台平面尺寸;
进展基桩的平面布置;
拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力;
推断是否弹性桩;
桩顶荷载安排并校核;
确定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力;
单桩内力及位移计算与验算;
桩身截面配筋设计及桩截面强度验算;
群桩根底承载力和沉降量验算。
〔二〕设计完成后应提交的文件及图表
低桩承台群桩根底设计计算书〔应附计算小图〕;
桥墩及根底构造构造图;
基桩钢筋构造图。
三、设计依据标准及参考书
大路桥涵地基及根底设计标准〔JTGD63-2023〕
大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准〔JTGD62-2023〕
:人民交通出版社,2023
:人民交通出版社,2023
: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,依据标准要求,,此处,横、
即:横、*=
依据标准,为了避开承台边缘距桩身过近而发生裂开,并考虑桩顶位置允许的偏差,边桩外侧到承台边缘的距离,。
故:承台长L=180´´3+180´´2+180=1638cm
承台宽D=180´´2+180´´2+180=1188cm
二、进展基桩的平面布置
桩的排列形式承受行列式,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:
N=´´〔25-〕=
0
土层Ⅰ中桩每延米自重:
1
q= p´´(25-)=
1 4
土层Ⅱ中桩每延米自重:
1
q = p´´(25-)=
2 4
设:其次层土中桩长为h
依据要求,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,假设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,要避开是桩底坐落在软土层上或离脆弱下卧层的距离太近,以免桩根底发生过大的沉降。明显,土层Ⅱ相对于土层Ⅰ更适合成为持力层。
桩底所承受的最大竖向荷载最大值为:
N =(N
h z
/12+N
1
´+´+h ´)
=74958/12+´+´+´h
=+h ´
计算[R]时取以下数据:
a
1
1
桩的周长u=pd=p´1 . 8 = 5,A = pd2= ´p´= ,
p 4 4
l=,m
0
=,k
2
=6,[f
a0
]=500kpa,g
2
=(16´+h ´)/(16+h)
所以承载力:
[R]=´´(55´+70´h)+´
a
(´´〔500+6
〔16´+´h〕
(13+h)))
´
=N =+´h
h
´
(16+h)
解之的h = 取h =
因此拟定桩长为:L =+=16m
桩
桩端以上各土层的加权平均重度值为:
16´+´
g =
2 16+
=
桩端处土的承载力容许值:
q =m
r 0
léë[f
]+kl
a0[ 2 2
(h-3)ùû
]
=´
=
500+6´´(-3)
由于q
r
=>1450kPa,所以取q
r
=1450kPa
单桩轴向受压承载力容许值的计算:
[R]=
a
1uå2
2
i=1
ql
iki
Aq
p r
=1´´(55´+70´)+´14502
=
桩底所承受的最大竖向荷载
N =(N
h z
/12+N
1
´+´+h ´)
=
由于N
h
[R
a
],不满足要求,所以需重拟定桩长。
ê ú
h =é2´-´1450-55´ù/70=
Õ ë û
取hÕ=。
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:
16´+´
g = =
2 16+
桩端处土的承载力容许值:
=m
r 0
léë[f
]+kl
a0[ 2 2
(h-3)ùû
]
=´+6´´(-3)
=
由于q =>1450kPa,所以取q =1450kPa
r
单桩轴向受压承载力容许值的计算:
[R]=
a
1uå2
2
i=1
ql
iki
Aq
p r
=1´´(55´+70´)+´14502
=
桩底所承受的最大竖向荷载
N =(N
h z
/12+N
1
´+´+h ´)
=
由于N
=<[R],满足要求。此时拟定的桩长为:L =+=19m
h a 桩
四、推断是否为弹性桩
当d=>,故桩的计算宽度为:b
1
=kk
f
(d+1)
平行于水平力作用方向的桩间净距为L
1
=-=
地面线以下桩的计算埋入深度h
1
=3(d+1)=3´(+1)=,且
L=<=。所以
1
k=b
2
1-b L
2 1
h
1
式中:b
1
--桩的计算宽度〔m〕,b
1
£2d;
d--桩径〔m〕;
k--桩形换算系数,此题取k
f f
=;
b--与水平外力作用方向的一排桩的桩数n有关的系数,此题取b
2 2
=。
1-b
2
L
h
1=+
计算可得:
k=b+
2
1
´=
b=kk
1 f
(d+1)=´´〔+1〕=
b=<2d=,符合要求。
1
h =2(d+1)=2´(+1)=<h=
m
故整个深度的地基系数比例系数m取第一层土的m,即10000KN/m4
1
惯性矩I=
pd4=
64
抗弯刚度EI=
c
I=´´107´=11542720kNm2
5
mb
1
EI
10000´
5
11542720
a= = =-1
桩的入土深度h”=19m>
=,故依据弹性桩计算。
五、桩顶荷载安排并校核
〔1〕桩顶刚度系数r、r 、r 、r
PP HH MH MM
值的计算:
r =
PP l
0
1
+xh+ 1
AE CA
0 0
1 1
式中:l
=0,h=19m,x= ,A = pd2=
0 2 p 4
p p
C =m
0 0
即:
h=190000kN/m3,A
0
= S2= ´= 4
r =
PP l
1
+xh 1
0 +
AE CA
0 0
1
= 1
+
´´´107 190000´
=
:h=ah=´19=>4,取用4。l =0
0
查附表17、附表18、附表19得:x
Q
=、x
M
=、j
M
=,
由下式可得:
r =a3EIxHH Q
M
r
a
r =a2EIxMH
= EIx
MM M
=
=
=
计算承台底面原点0处位移a、c、b ,低桩承台要考虑桩—土—承台的共同作
0 0 0
用。即:
g =ån
aa
i=1
(r sin2a+r
pp i HH
cos2a
i
)+BFc
1
g =g
ba ab
=ån
i=1
[(r
pp
-r )x
HH i
sina
i
cosa-r
i MH
cosa
i
]+BSc
1
g =ån[(r
sin2a+r
cos2a
)x2+2xr
sina+r )+BIc
bb pp
i=1
其中
i HH
i i i MH
i MM 1
ch ch2
ch3
a=0,Fc= nn,Sc= n n,Ic= nn,B
=B+1,为承台侧面计算宽度
i 2 6 12 1
c=mh,B
n n 1
=+1=,考虑到各桩直径相等:
c = N
= =
0 nr
pp
12´ EI
(nr
+r ån
x2)H+nr
M+BIcH-BScM
=
MM pp
a
i=1 i
MH 1 1
0 nr
HH
(nr
MM
+r ån
pp
x2)+nr
HH
BIc
1
+(nr
MM
r ån x2)BFc+B2IcFc-B2Sc2+2nr
pp 1 MH
BSc-n2r2
1
i
i=1 i=1 i 1 1 MH
nr +r
MM pp
ån
i=1
x2=12´+´8´=
i
nr =12´=,nr
MH HH
=12´=,n2r2
MH
=(EI)2
BIc=,BSc=,BFc=
1
代入a
0
b=
1
=
EI
1
(nr
HM
BFc)M-(-nr
1 MH
BSc)H
1
0 nr
HH
(nr
MM
+r ån
pp
x2)+nr
i
HH
BIc
1
+(nr
MM
r ån x2)BFc+B2IcFc-B2Sc2+2nr
pp 1 MH
BSc-n2r2
1
代入b
0
=
EI
i=1 i=1 i 1 1 MH
计算作用在每根桩顶上的作用力P、Q、M
竖向力:
P=r (c+xb)
i i i
i PP 0 i 0
ì
)
í
î
i
=´(±´
=ï(x
=0)
水平力:
EI EI ï
Q
i
弯矩值:
=r a
HH0
-r b
HM 0
=
M=r b
i MM 0
校核
r a
MH0
=-
单位宽度水平抗力:E
x
=aFc+b
0
Sc=
0
单位宽度弯矩值:M
Ex
=aSc+b
0
Ic=
0
水平力校核:
nQ=12´+´=3074KN»2895KN
i
竖向力校核:
ån
i=1
P=4´(++)==åN=
i
弯矩值校核:
ån
i=1
xP+nM
ii i
=4´(-)´+12´〔-〕+´=40482KNm
Ȍ
M=38209KNm
明显,校核结果符合要求。
六、确定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力
由上一问可知,单桩桩顶所受到的最大轴向压力N =
max
竖向最大荷载:
N =+´+´=
hmax
由于N
max
=>[R
a
]=,不满足要求,所以进展重计算。
é -´1450 ù
h
Õ
取hÕ=。
=êë2´
-55´úû/70=
桩端以上各土层的加权平均重度值为:
16´+´
g = =
2 16+
桩端处土的承载力容许值:
q =m
r 0
lé[f
ë
a0
]+kl
2 2
(h-3)ùû
=´é500+6´´ù
由于q
r
ë
=
=>1450kPa,所以取q
r
û
=1450kPa
单桩轴向受压承载力容许值的计算:
[R]=
a
1uå2
2
i=1
ql
iki
Aq
p r
=1´´(55´+70´)+´14502
=
由于N
max
=<[R
a
]=,满足要求。
重确定桩长为L =24m
桩
七、单桩内力及位移计算与验算
桩身弯矩M
z
以及桩身最大弯矩M计算
max
由于ah>4,故可以承受无量纲法
Q
即:M = 0A +MB = +
z a M 0 M M M
无量纲系数A,B分别由附表查的,M
计算如下表:
M M z
M计算列表
0
Z
Z=az
z
A
M
B
M
Q
a
A
M
MB
0 M
M
Z
0