貴州大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

專(zhuān)業(yè)：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì) 學(xué)院：土建學(xué)院 班級(jí)：道路091 姓名：黃朝燾 目錄一 橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)資料2 二 承臺(tái)底面中心的荷載計(jì)算4三 群樁結(jié)構(gòu)分析5四 樁身截面的配筋計(jì)算及截面強(qiáng)度的校核11五 對(duì)截面進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核12六 按地基土的支承力確定和驗(yàn)算樁基的承載能力14七 承臺(tái)的強(qiáng)度檢驗(yàn)15橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)資料一、基本資料1 地質(zhì)及水文資料河床土質(zhì)為卵石土，粒徑50-60mm約占60%，20-30mm約占30%，石質(zhì)堅(jiān)硬,孔隙大部分由砂填充密實(shí)， 卵石層深度達(dá)58。6m;地基比例系數(shù)（密實(shí)卵石）；地基承載力基本容許值；樁周土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值; 土的重度 (未計(jì)浮力）； 土內(nèi)摩擦角.地面（河床）標(biāo)高69.50m；一般沖刷線標(biāo)高63.54m；最大沖刷線標(biāo)高60.85m;承臺(tái)底標(biāo)高67。54m；常水位標(biāo)高69。80m，如圖1.承臺(tái)平面圖如 縱橋向斷面 橫橋向斷面 圖1 樁基剖面圖（單位：m） 圖2 斷面圖（單位：m)2 作用效應(yīng)上部為等跨30m的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁橋，荷載為縱向控制設(shè)計(jì)，作用于混凝土橋墩承臺(tái)頂面縱橋向的荷載如下。 永久作用及一孔可變作用 (控制樁截面強(qiáng)度荷載） 時(shí)：N=40746kN （制動(dòng)力及風(fēng)力） M=4617。30kN。m(豎直反力偏心距、制動(dòng)力、風(fēng)力等引起的彎矩） 永久作用及二孔可變作用（控制樁入土深度荷載)時(shí): N=46788。00kN3 承臺(tái)用C20混凝土，尺寸為9。8×5.6×2。0m，承臺(tái)混凝土單位容重.4 樁基礎(chǔ)采用高樁承臺(tái)式摩擦樁，根據(jù)施工條件，樁擬采用直徑，以沖抓錐施工。二、設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范1 公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007 )2 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004)三、課程設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作設(shè)計(jì)滿足要求的群樁基礎(chǔ)，并形成圖紙與計(jì)算文件。計(jì)算文件包括以下內(nèi)容：1. 據(jù)單樁容許承載力擬定樁長(zhǎng)2.群樁結(jié)構(gòu)分析（1） 計(jì)算樁頂受力（2） 計(jì)算沿樁長(zhǎng)度方向彎矩,水平壓應(yīng)力，并畫(huà)出相應(yīng)分布圖（3） 樁頂縱向水平位移驗(yàn)算3。 樁身截面配筋并繪出基樁構(gòu)造及鋼筋圖(橫截面，立面)，進(jìn)行樁截面強(qiáng)度校核4。 按地基土的支承力確定和驗(yàn)算單樁軸向承載力5. 承臺(tái)計(jì)算項(xiàng)目：局部受壓、抗沖剪6. 群樁基礎(chǔ)承載力檢驗(yàn)7. 參考文獻(xiàn)（1）、王曉謀?；A(chǔ)工程。北京：人民交通出版社,2004(2）、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD622004）.北京：人民交通出版社,2004（3）、葉見(jiàn)曙。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004(4）、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007 ). 北京:人民交通出版社，2007(5) 江祖銘等主編。墩臺(tái)與基礎(chǔ)。北京：人民交通出版社，1994 設(shè)計(jì)計(jì)算1。承臺(tái)底面中心的荷載計(jì)算：1。1） 恒載加一孔荷載:1。2） 恒載加二孔荷載:2。 樁長(zhǎng)度的初步計(jì)算：樁長(zhǎng)的計(jì)算:由于地基土層單一，用確定單樁容許承載力公橋基規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式初步反算樁長(zhǎng)，設(shè)樁埋入最大沖刷線以下深度為h,一般沖刷線以下深度為,則： 樁(直徑1.2m)自重每延米計(jì)算P時(shí)取以下數(shù)據(jù)：樁的樁徑1。2m，沖抓錐成孔直徑1.3m，樁周長(zhǎng)U=×1。3=4。08m，A=1。13，=0。7,=0。8，=10，=1000KPa,=10KN/（已扣除浮力)，=500KPa,所以得:解得： 現(xiàn)取3群樁結(jié)構(gòu)分析:3。1） 樁的計(jì)算寬度：= 已知：=2m；=3（d+1)=6。6m； n=2 ， =0。6；=0.9;=1+=1。833 ; =m3.2） 樁土變形系數(shù)C30混凝土的受壓彈性模量,則E=0。8×=2.40KN/; 樁在最大沖刷線以下深度h=11。31m,其計(jì)算長(zhǎng)度則為:，故按彈性樁計(jì)算.3。3） 樁頂剛度系數(shù)、植的計(jì)算=6.69m；h=11.31m; (根據(jù)公橋基規(guī)鉆挖孔樁采用），A=1.13,，按樁中心距計(jì)算面積，故取:已知：，取=4,查教材基礎(chǔ)工程附表17、18、19得:=0。05989 =0。17312 =0.67433 3。4）計(jì)算承臺(tái)底面原點(diǎn)O處位移、（單孔活載+恒載+制動(dòng)力等)=，3。5）計(jì)算作用在每根樁頂上作用力、:豎向力：=0。8993EI 水平力：彎矩:=0。4026EI校核：3.6） 計(jì)算最大沖刷線處樁身彎矩,水平力，及軸向力：=242.47+59.76×6.69=157.32 =59.76KN=7735。24+1。13×6.69×（25-10）=7848.64KN3。7) 最大沖刷線深度下沿樁身長(zhǎng)度方向彎矩、水平壓應(yīng)力的計(jì)算： 1） 樁身最大彎矩處及最大彎矩的計(jì)算:由:=0 得：由=1。572 且=6.754。0 取=4.0，查教材基礎(chǔ)工程附表13得=0.84 故 =又由=0。84 及=6.754 取=4。0，查教材基礎(chǔ)工程附表13得=1.341 2）最大沖刷線深度下沿樁身長(zhǎng)度方向彎矩、水平壓應(yīng)力的計(jì)算:采用無(wú)量鋼法計(jì)算，由=6.752.5，所以用摩察樁公式計(jì)算： 其中 = =59。76KN =157。32KN、的值查教材基礎(chǔ)工程附表3、4、7、8 ，計(jì)算如下表:zABAB0001100157.32157。3259。76059.760。3350.20.196960。998060。955510。0279519。72157。01176。7357。10-2。6354.470。6700.40.377390。986170。838980.0955437。78155。14192.9250.148.9741。171.1730.70。592280。938170。582010.2268559。29147。59206.8834。78-21。3113。471。6751。00。727140。850890.28901-0.3505972.79133.86206。6517。27-32。93-15。662。5131.50.754660。64081-0。139520。4671575.54118。72194.26-8。34-43.87-52.213.35020.614130.40658-0.388390.4491461.4763。96125。43-23.21-42.1865。394.0202。40。443340.24262-0.446470。3631244。3838.1782.55-26。6834。10-60。785。02530.193050。075950。360650.1905219.3211.9531.2721.5517.89-39。445.8633。50.050810。013540。19975-0。016725。092。137。22-11。94-1。5713.516.70040。000050。000090。00002-0.0004500.010.010-0。04-0.04彎矩圖如下：zhAB002。440661。621000000.3350.22.278731。2908810.569.4019.960.6700。41.802731.0006416.7114.5731。281。1730。71.360240。6388522.0616。2838。341.6751。00。970410。3611922.4813。1535.632.5131.50。46614-0。0628816.20-3.4312。773.3502。00.14696-0。075726。815.511。304。0202。40.003480.110300.199。64-9.455.0253。00.08741-0.094716。0810。3516。345.8633。5-0.104950.056988。51-7。26-15.776。70040。107880.0148710.002。17-12。17橫向土抗應(yīng)力圖如下：3。8 ）樁頂縱向水平位移驗(yàn)算：樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：由 =0 =4.7664 取 =4 查教材基礎(chǔ)工程附表1、2、5、6 得：=2.44066 =1。62100 = 1.62100 =-1.75058符合規(guī)范要求3。9）墩頂縱橋向水平位移驗(yàn)算:由 =4。7664，取4， 可查得：=64.75127；=16。62332 ；=5.75058樁頂?shù)目v向水平位移水平位移的容許值=27.4mm4、樁身截面的配筋計(jì)算及截面強(qiáng)度的校核：4.1）計(jì)算軸向力，偏心距，偏心距增大系數(shù)：最大彎矩發(fā)生在最大沖刷線以下處，該處現(xiàn)擬定采用C30混凝土,HRB335鋼筋, 因故樁的計(jì)算長(zhǎng)度： 長(zhǎng)細(xì)比可不考慮縱向彎曲對(duì)偏心矩的影響，取。 計(jì)算受壓區(qū)高度系數(shù)取，,則配筋率由下式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果如下表：ABCD Nu（KN)（KN）1。212.97870.14352。72380.35940.00503912298。0256535.1541。8821。222.98860。13552。73870.34760.00813412990.5766535。1541.9881。232。99820。12772.75320。33610.01161013769。0026535.1542。1071.243。00750.12012。76750。32480。01554814651.8406535.1542。2421。253.01650.11262。78130.31370.02008915669.7766535.1542.398由計(jì)算表可見(jiàn)，當(dāng)=1。23時(shí)，計(jì)算縱向力與設(shè)計(jì)值之比較為合理，故取=1.23，=0。011610為計(jì)算值。 計(jì)算所需縱向鋼筋的截面積現(xiàn)采用2428,，布置如圖所示?；炷羶舯Ｗo(hù)層C=80-31.6/2=64。2mm>25mm，縱向鋼筋間凈距為136mm80mm。5、 對(duì)截面進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核由前面的計(jì)算結(jié)果：；;實(shí)際配筋率。 在垂直于彎矩作用平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比,故縱向彎曲系數(shù)。混凝土截面積為,實(shí)際縱向鋼筋面積， 則在垂直于彎距作用平面內(nèi)的承載力為： 在彎距作用平面內(nèi)現(xiàn)采用試算法列表計(jì)算：ABCD1.212.97870.14352.72380。359435。98932.301。1142241.222.98860.13552.73870。347634.13632。301。0568531。232。99820。12772.75320.336132.34332.301。0013441。243.00750。12012。76750。324830.60632.300.947543當(dāng)=1.23時(shí)，=32.34mm，與設(shè)計(jì)的=32.30mm很接近，故取=1.23為計(jì)算值。在彎矩作用平面內(nèi)的承載力為： 樁身配筋圖如下： 6、按地基土的支承力確定和驗(yàn)算樁基的承載能力：其中：,，, 7、承臺(tái)的強(qiáng)度檢驗(yàn)：7.1)樁頂處的局部受壓荷載 , 符合要求。 7.2）承臺(tái)沖切承載力驗(yàn)算承臺(tái)的強(qiáng)度檢驗(yàn)樁對(duì)承臺(tái)的沖剪驗(yàn)算1、柱或墩臺(tái)向下沖切承臺(tái)的沖切承截力計(jì)算由設(shè)計(jì)圖知：，所以符合規(guī)范要求。 2、角樁 符合規(guī)范要求。 7.3)邊樁符合規(guī)范要求。因?yàn)榛鶚对诔信_(tái)的布置范圍不超過(guò)墩臺(tái)邊緣以剛性角向外擴(kuò)散范圍，故不驗(yàn)算樁對(duì)承臺(tái)的沖剪強(qiáng)度。