基础工程课程设计m法弹性多排桩基础设计.docx

基础工程课程设计

目 录
一：工程概要…………………………………………………………...4
1.1工程名称……………………………………………………….4
1.2工程目的……………………………………………………….4
1.3工程要求……………………………………………………….4
1.4设计资料……………………………………………………….4
1.5工程设计依据………………………………………………….5
1.6工程任务要求………………………………………………….5
1.7工程上交成果………………………………………………….6
二：工程设计内容……………………………………………………..6
2.1桩长的计算……………………………………………………6
A每根桩的桩顶轴向荷载……………………………………7
B局部冲刷线以上桩的自重每延米…………………………7
C局部冲刷线以下桩重等于桩身自重与置换土重每延米的差值……………………………………………………………...7
2.2 单桩的桩身截面配筋计算和强度验算………………………9
2.2—1 桩内力计算……………………………………………9
A．桩的计算宽度………………………………………9
B．桩的变形系数……………………………………....9
C：桩顶刚度系数………………………………………10
D：计算承台底面原点…………………………………10
E：计算作用在每根桩顶上作用力…………………….11
F：计算局部冲刷线础桩身的Po Qo 和Mo……..11
2.2—2局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩Mmax计算…………………………………………12
2.2—3纵向钢筋面积试算及布置…………………………….14
A纵向钢筋面积……………………………………….14
B纵向钢筋布置………………………………...……..14
2.2—4桩身材料截面强度验算……………………………….15
A计算偏心矩增大系数n……………………………..16
B计算截面实际偏心距……………………………….16
C求轴向偏心距e…………………………………..…..17
D截面承载力复核…………………………………….17
2.3单桩水平位移验算…………………………………………….18
2.4群桩基础承载力和沉降验算………………………………….18
2.4—1群桩基础承载力……………………………………….18
2.4—2群桩的沉降验算……………………………………….19
2.5承台计算。（配筋和局部受压验算）…………………………20
2.5—1混凝土局部承压提高系数 ……………………………20
2,5—2配置了间接钢筋的混凝土局部承载提高系数………..21
2.5—3局部承载区计算………………………………………..21
2.5—4承台的冲剪承载力验算………………………………..22
三：参考文献…………………………………………………………..23

一：工程概要
1.1工程名称：“m”法弹性多排桩基础设计
1.2工程目的：通过“m”法弹性多排桩基础设计，能进一步了解桩基础的设计方法与步骤，能拟定设计方案，能进行基桩和承台以及群桩基础的强度、稳定性、变形验算。
1.3工程要求：在一周时间内，完成《任务书》中的全部内容，构造合理，计算思路正确，计算结果准确。计算书必须采用手写，电脑打印视为不合格。
1.4设计资料：
1.地质及水文资料
假设河床土层均匀，为密实粗砂，，，极限摩阻力。地面（河床高程69.54m；一般冲刷线高程63.54m；局部冲刷线高程60.85m；承台高程67.54m；常水位高程69.80m。
2、荷载
上部为等跨40m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台地面中心纵桥向的荷载为：

（制动力及风力）
（竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩）
恒载及两孔活载时：

3、承台用20号砼，尺寸为：。
4、桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩径拟采用直径d=1.0m，以冲抓锥施工。桩位布置如图所示。

1.5工程设计依据：
(1)《基础工程》教材
(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）
(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
1.6工程任务要求：
1. 采用低承台摩擦桩
2. 单桩桩身截面配筋计算
3. 单桩桩身截面强度验算
4. 单桩水平位移验算
5. 群桩基础承载力和沉降验算
6. 承台计算（配筋、局部受压验算、冲剪验算、抗弯及抗剪强度验算等）
1.7工程上交成果：
1、每人均完成以上任务，并交计算书一份，布置图一张（）（桩的立面布置图、承台钢筋构造图、基桩钢筋构造图）
2、成果提供：设计任务书（打印）+施工图预算书（手写）+布置图一张，并装订一起，按课程设计成果提交要求提交。

二：工程设计内容
2.1桩长的计算
桩群布置初步计算采用6根灌注桩，其排列可见下图（一），为对称竖直两排桩基础。
由于地基土层单一，用《公路桥涵地基与基础设计规范》确定单桩轴向受压承载力容许值经验公式初步反算桩长，该装埋入局部冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为h3，则：

A每根桩的桩顶轴向荷载为pi:

B局部冲刷线以上桩的自重每延米为q：

C局部冲刷线以下桩重等于桩身自重与置换土重每延米的差值q′：

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》，地基进行竖向承载力验算是，传到基地的作用效应按照正常使用极限状态的短期组合采用，且可变作用的频遇值系数均取1.0，桩底所承受的竖向荷载最大，则：

桩的入土深度不足10m，取10.31m作为桩长来计算，那么桩底的高程为50.54m，总的桩 长为17米。
用上面的计算可知：h=10.31m时，[Ra] > Nh ；桩的轴向受压的承载力符合要求。

图一

2.2 单桩的桩身截面配筋计算和强度验算
2.2—1 桩内力计算
A．桩的计算宽度b1：

B．桩的变形系数 ：

桩在局部冲刷线以下深度为h=10.31，其计算长度则为： ， 故按弹性桩计算。

C：桩顶刚度系数 值计算。

D：计算承台底面原点0处

E：计算作用在每根桩顶上作用力 Pii |Qi 和Mi 。

F：计算局部冲刷线础桩身的Po Qo 和Mo。

2.2—2局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩Mmax计算。

2.2—3纵向钢筋面积试算及布置
A纵向钢筋面积

B纵向钢筋布置

图二
2.2—4桩身材料截面强度验算
由上可知，最大弯矩在局部冲刷线以下Z=1.1679m处，该处Mj=275,.44KN。m。计算轴向力NJ时，根据《公路桥梁设计通用规范》，恒载分项系数取1.2.，汽车荷载分项系数取1.4，人群荷载分项系数取1.4，人群荷载组合系数取0.8，则：

注：0.5uji为局部冲刷线以下1.18m范围内的桩侧摩阻力。

A计算偏心矩增大系数n：

B计算截面实际偏心距 ：

C根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》求轴向偏心距e：

D截面承载力复核：

满足要求
根据弯矩分布图可知，钢筋在z=6m处承受的弯矩基本为0，所以我们可以再此处截面切除一半的钢筋。
2.3单桩水平位移验算

2.4群桩基础承载力和沉降验算。
因为该摩擦型群桩间中心距中心距小于6倍桩径，所以需要进行群桩承载力和沉降验算。
2.4—1群桩基础承载力：

2.4—2群桩的沉降验算：

2.5承台计算。（配筋和局部受压验算）

图三
图四
2.5—1混凝土局部承压提高系数 ：

2,5—2配置了间接钢筋的混凝土局部承载提高系数 ：

2.5—3局部承载区计算：

2.5—4承台的冲剪承载力验算。

A 边桩

B边桩

三：参考文献
(1)《基础工程》教材
(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）
( 3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)