貴州大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

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1、 專業(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

2、 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（

3、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。00kN 3 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

4、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

5、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(JTGD62—2004）.北京：人民交通出版社,2004 （3）、葉見曙。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

6、 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

7、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 ; ==m 3.2） 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

8、》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）=7848.64KN 3。7) 最大沖刷線深度下沿樁身長(zhǎng)度方向彎矩

9、、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=6.75＞4。0 取=4.0，查教材《基礎(chǔ)工程》附表13得 =0.84 故 = 又由=0。84 及=6.75＞4 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: 采用無量鋼法計(jì)算，由=6.75＞2.5，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: z

10、 A B A B 0 0 0 1 1 0 0 157.32 157。32 59。76 0 59.76 0。335 0.2 0.19696 0。99806 0。95551 —0。02795 19。72 157。01 176。73 57。10 -2。63 54.47 0。670 0.4 0.37739 0。98617 0。83898 —0.09554 37。78 155。14 192.92 50.14 —8.97 41。17 1.173 0.7 0。59228 0。93817 0。

11、58201 —0.22685 59。29 147。59 206.88 34。78 -21。31 13。47 1。675 1。0 0。72714 0。85089 0.28901 -0.35059 72.79 133.86 206。65 17。27 -32。93 -15。66 2。513 1.5 0.75466 0。64081 -0。13952 —0。46715 75.54 118。72 194.26 -8。34 -43.87 -52.21 3.350 2 0.61413 0.40658 -0.38839 —0.44914

12、 61.47 63。96 125。43 -23.21 -42.18 —65。39 4.020 2。4 0。44334 0.24262 -0.44647 —0。36312 44。38 38.17 82.55 -26。68 —34。10 -60。78 5。025 3 0.19305 0。07595 —0。36065 —0.19052 19.32 11.95 31.27 —21.55 —17.89 -39。44 5.863 3。5 0.05081 0。01354 —0。19975 -0。01672 5。09 2。13 7。2

13、2 -11。94 -1。57 —13.51 6.700 4 0。00005 0。00009 —0。00002 -0.00045 0 0.01 0.01 0 -0。04 -0.04 彎矩圖如下： z h A B 0 0 2。44066 1。62100 0 0 0 0.335 0.2 2.27873 1。29088 10.56 9.40 19.96 0.670 0。4 1.80273 1.00064 16.71 14.57 31。28 1。173 0。7 1.36

14、024 0。63885 22.06 16。28 38。34 1.675 1。0 0。97041 0。36119 22.48 13。15 35.63 2.513 1.5 0。46614 -0。06288 16.20 -3.43 12。77 3.350 2。0 0.14696 -0。07572 6。81 —5.51 1。30 4。020 2。4 0.00348 —0.11030 0.19 —9。64 -9.45 5.025 3。0 —0.08741 -0.09471 —6。08 —10。35 —16。34 5.863

15、 3。5 -0.10495 —0.05698 —8。51 -7。26 -15.77 6。700 4 —0。10788 —0.01487 —10.00 —2。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 =4.766＞4 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。766

16、＞4，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=27.4mm 4、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。 ① 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： A B C D Nu（KN) （KN） 1。21 2.

17、9787 0.1435 2。7238 0.3594 0.005039 12298。025 6535.154 1。882 1。22 2.9886 0。1355 2。7387 0.3476 0.008134 12990.576 6535。154 1.988 1。23 2。9982 0。1277 2.7532 0。3361 0.011610 13769。002 6535.154 2。107 1.24 3。0075 0.1201 2。7675 0。3248 0。015548 14651.840 6535.154 2。242 1。25

18、 3.0165 0.1126 2。7813 0.3137 0.020089 15669.776 6535.154 2.398 由計(jì)算表可見，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。 ② 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136mm〉80mm。 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。 ① 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，

19、 則在垂直于彎距作用平面內(nèi)的承載力為： ② 在彎距作用平面內(nèi) 現(xiàn)采用試算法列表計(jì)算： A B C D 1.21 2.9787 0.1435 2.7238 0。3594 35。989 32.30 1。114224 1.22 2.9886 0.1355 2.7387 0。3476 34.136 32。30 1。056853 1。23 2。9982 0。1277 2.7532 0.3361 32.343 32.30 1。001344 1。24 3.0075 0。1201 2。7675 0。3

20、248 30.606 32.30 0.947543 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。 １７