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。
第一章桩基础设计
一、设计资料
1、地址及水文
河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m；河床标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m。
2、土质指标
表一、土质指标
类型
地基系数m
极限摩阻力T
内摩擦角
容重
软塑粘土
40
20
12
密实粗砂
120
38
12
3、桩、承台尺寸与材料
承台尺寸：7.0m×4.5m×2.0m。拟定采用四根桩，设计直径1.0m。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量=2.6×104MPa
4、荷载情况
上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时：
、、
恒载及二孔活载时：。桩（直径1.0m）自重每延米为：
故，作用在承台底面中心的荷载力为：
恒载及二孔活载时：
桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩
二、单桩容许承载力的确定
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度
为，则：
当两跨活载时：
计算[P]时取以下数据：
桩的设计桩径1.0m，冲抓锥成孔直径为1.15m，桩周长
现取h=9m，桩底标高为26.2m。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
三、桩顶及最大冲刷线处荷载、、、、、
＜一＞、参数计算
1、桩的计算宽度
又：
故：
2、桩的变形系数：
桩在最大冲刷线以下深度h=9m，其计算长度为：
故按弹性桩计算。
3、桩顶刚度系数、、、值计算
按桩中心距计算面积，
已知：，取用4。
由已知资料和查附表得：
、、
4、计算承台底面原点O处位移
所以：
<二>计算作用在每根桩顶上的作用力 。
竖向力：
水平力：
弯矩：
校核：
<三>计算最大冲刷线处桩身弯矩水平力及轴向力。
、
四、最大弯矩及最大弯矩位置的计算
由设计规范查表得：
所以：
五、桩顶纵向水平位移验算
桩在最大冲刷线处水平位移和转角：
符合规范要求。
所以桩顶纵向水平位移
水平位移容许值，符合要求。
六、桩身截面配筋的计算
<一>、配筋的计算
最大弯矩截面在Z=2.132处，次处设计最大弯矩为，设计最大弯矩为：
由截面强度的计算公式：
取以上两式的临界状态分析，整理得：
现拟定采用20号钢筋，I级钢筋，
1、计算偏心距增大系数
因，故桩的计算长度，
长细比，可不考虑纵向弯矩对偏心距的影响，取。
2、计算受压区高度系数
设g=0.9则。
、
现采用试算法列表计算，见下表：
0.96
0.97
0.98
0.99
1.00
A
2.5890
2.6158
2.6424
2.6685
2.6943
B
0.4011
0.3865
0.3717
0.3566
0.3413
C
2.3359
2.3690
2.4012
2.4324
2.4627
D
0.6847
0.6590
0.6339
0.6094
0.5856
-0.00088
0.002726
0.007353
0.013435
0.021637
5317
5761
6328
7067
8061
2408
2408
2408
2408
2408
1.963
2.127
2.336
2.609
2.976
由计算表可见，当=0.97时，计算纵向力与设计值之比较为合理，故取=0.97，=0.002726为计算值。
3、计算所需纵向钢筋的截面积
现选用10φ18，，布置如图2 所示。
混凝土净保护层
纵向钢筋间净距为256mm>80mm。
<二>对截面进行强度复核
由前面的计算结果
实际配筋率
1、在垂直与弯矩作用平面内
长细比，故纵向弯曲系数。
混凝土截面积为，实际纵向钢筋面积
，则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为：
2、在弯矩作用平面内
同样采用试算法可得，当时，与设计的很接近，故取为计算值。在弯矩作用平面内的承载力为
桩截面符合强度要求。
七、承台结构设计计算
承台（见上图）的有效高度为：
1、承台受冲切验算
桩边冲切，计算冲跨比：
，取0.2
计算冲切系数：
取，则：
满足要求。
桩向上冲切，
所以，
计算冲切系数：
取，所以：
满足要求。
3、抗剪承载力计算
，所以，
，取0.2。，剪切承载力截面高度影响系数。
所以抗剪承载力满足要求。
4、承台受弯承载力计算
选用钢筋，间距为17+29×14+17cm，则实际钢筋=197.02，混凝土保护层为5cm，沿X轴方向布置。
选用钢筋，间距为23cm，则实际钢筋=190.86cm 2 ，混凝土保护层为5cm，沿X轴方向布置。
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