基礎(chǔ)工程設(shè)計-橋梁樁基(修改)

1、基礎(chǔ)工程（道橋?qū)I(yè)）多排樁課程設(shè)計橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計一、初步樁基礎(chǔ)擬定尺寸1. 樁基礎(chǔ)類型的選擇因為基礎(chǔ)位于湖中，考慮到?jīng)_刷及潮水，且最高水位差為95.5-91.4=4.1m，施工時排水困難，應(yīng)采用高樁承臺式摩擦樁。本設(shè)計采用橋梁整體式墩臺多排樁基礎(chǔ)，墩臺聯(lián)結(jié)及承臺板與群樁的連接均為剛性連接（見附圖）。2. 樁底標(biāo)高經(jīng)過初步計算，并考慮單樁承載力、局部沖刷線的影響，結(jié)合設(shè)計區(qū)域樁身穿過密實砂卵石層4.5m，樁底標(biāo)高擬采用79.1m。3. 樁長、樁徑擬定由公路橋涵地基與基礎(chǔ)規(guī)范，鉆孔灌注樁混凝土等級不應(yīng)小于C25。在滿足規(guī)范要求的情況下，采用樁徑為1.2m的鋼筋混凝土樁。樁身采用C25混凝土，級鋼筋

2、，每樁18根主筋，主筋直徑20mm，鋼筋保護層凈距80mm，箍筋采用閉合式直徑8mm，箍筋間距200mm，詳見配筋圖。4. 基樁根數(shù)及其平面布置經(jīng)過初步試算擬采用6根鉆孔灌注樁，對稱豎直雙排樁基礎(chǔ)（即2×3）。查規(guī)范知：鉆孔灌注樁的摩擦樁中心距不得小于2.5倍成孔直徑，所以取鉆孔樁中距為3.0m。二、初擬承臺尺寸1. 承臺尺寸由規(guī)范，承臺的厚度為樁徑的一倍及以上，且不宜小于1.5m，混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。本例采用厚度為2.0m，C25混凝土。采用板式實體承臺板，考慮到墩底尺寸為：3.5m×7m，結(jié)合樁間中心距，所以擬定承臺形狀為矩形4.5m（縱橋向）×8m

3、。2. 配筋構(gòu)造要求根據(jù)板式剛性承臺板的受力特性，于承臺底部高出承臺板地面約15cm處設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔為100mm×100mm，鋼筋直徑采用12mm，鋼筋網(wǎng)應(yīng)通過樁頂主筋且不應(yīng)截斷。承臺的頂面和側(cè)面應(yīng)設(shè)置表層鋼筋網(wǎng)，每個面在兩個方向的截面面積均不宜小于400mm/m，鋼筋間距不應(yīng)大于400mm，本例按250mm×250mm布置，鋼筋為12mm。3. 承臺與樁基礎(chǔ)的連接基樁與承臺的連接用樁頂主筋伸入承臺，樁身嵌入承臺的深度為100mm；伸入承臺內(nèi)的樁頂主筋做成喇叭形（與豎直線傾斜15°）。伸入承臺主筋為帶肋鋼筋22mm，伸入長度650mm。箍筋間距采取160mm

4、，10mm鋼筋。4. 承臺標(biāo)高承臺應(yīng)位于一般沖刷線以上，本例為砂礫石層，有比較好的特性，所以將承臺頂部與河床平齊，初擬承臺底部標(biāo)高為88.9m。三、樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算與驗算1單樁承載力采用鉆孔灌注樁單樁承載力公式式中：單樁軸向受壓承載力容許值（kN），樁身自重標(biāo)準(zhǔn)值與置換土重標(biāo)準(zhǔn)值的差值作為荷載考慮；U樁身周長（m）；樁端截面面積；N土的層數(shù)；承臺底部或局部沖刷線以下各土層厚度，擴孔部分不計；各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；樁端處土的承載力容許值；樁端處土的承載力基本容許值；H樁端的埋置深度，對于有沖刷的樁基，埋深由一般沖刷線起算；對無沖刷的樁基，埋深由天然地面線或?qū)嶋H開挖后的地面線起算；容許承載力

5、隨深度的修正系數(shù)；樁端以上各土層的加權(quán)平均重度，若持力層在水位以下且不透水時，不論樁端以上土層的透水性如何，一律取飽和重度；當(dāng)持力層透水時則水中部分取浮重度；修正系數(shù)，按表選用；清底系數(shù)，按表選用。各個參數(shù)的取值：1) 沖抓成孔直徑應(yīng)比樁徑大0.2m，故d=1.4m2) ，3) 砂礫石層=0.7，淤泥=0.65；=10.0，=0.8 4) 液性指數(shù)5) 查規(guī)范砂礫石層=400，=100；淤泥層=90， =25；密室砂卵層=500，=300，=1450。 即單樁容許承載力為4029.95kN。2樁的計算寬度 查公路橋涵設(shè)計手冊得從本設(shè)計中：;。查規(guī)范，得，；3. 樁-土變形系數(shù)aC25混凝土EC

6、=2.8× 對于三層土的m系數(shù)換算方法采用教材中公式，所以樁在最大沖刷線以下深度h=7.1m，其計算長度為 故按彈性樁計算。4樁頂剛度系數(shù)、的計算；按樁中心距計算面積時，所以 ；查手冊得：；。所以 5.單孔活載+恒載+制動力的計算由于承臺和樁身均采用C25混凝土，作用在承臺底面中心的荷載如下。恒載加一孔活載（控制樁截面強度荷載）時：二孔活載時6. 計算承臺底面原點O處位移查手冊標(biāo)準(zhǔn)公式得：7. 計算作用在每根樁頂上作用力，查手冊標(biāo)準(zhǔn)公式得：單位都為（kN） 校核： 8. 計算最大沖刷線處樁身彎矩M、水平力Q、軸向力P9. 樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算由得：由及，查手冊得：。故 由，

7、查手冊得： 即最大彎矩在最大沖刷線以下1.75m處。10. 配筋計算最大彎矩在最大沖刷線以下1.75m處，該處。查結(jié)構(gòu)設(shè)計原理：已知一跨活荷載為3100kN；而 故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)，根據(jù)公路橋規(guī)；所以由已知條件得：；。計算受壓區(qū)高度系數(shù)查結(jié)構(gòu)設(shè)計原理得采用試算法列表計算，各系數(shù)查規(guī)范 A B C D 0.38 0.80740.5191-0.57071.8609 -0.013743 計算得當(dāng)；時接近，故只需配置構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋如本說明書第二章樁的構(gòu)造所述（樁身采用C25混凝土，級鋼筋，每樁18根主筋，主筋直徑20mm，鋼筋保護層凈距80mm，箍筋采用閉合式直徑8mm，箍筋間距200mm，見

8、配筋圖）。11. 樁的容許承載力驗算根據(jù)前面所算 ,所以單樁承載力滿足要求。12. 樁身強度驗算（1）樁身穩(wěn)定性驗算屈曲臨界荷載為：故樁身穩(wěn)定性滿足要求。（2）樁身材料強度的驗算由初擬方案得；配筋率按偏心受壓構(gòu)件計算，查手冊得公式 在彎矩作用平面內(nèi)仍然采用試算法ABCD0.87 2.33420.51911.91490.9397141.9由計算表可見，當(dāng)時，與設(shè)計的接近，故取之計算。 故樁身強度滿足規(guī)范要求。13. 群樁基礎(chǔ)承載力驗算基礎(chǔ)底部無軟弱下臥層，故不需考慮軟弱下臥層強度驗算。在本例中樁間中心距，故按照規(guī)范要求需要進行樁底持力層承載力驗算。查手冊知：摩擦型群樁基礎(chǔ)當(dāng)樁間距小于6倍樁徑時，

9、將樁基礎(chǔ)視為實體基礎(chǔ)，認為樁側(cè)外力以角向下擴散，按下列公式計算：樁底實體矩形基礎(chǔ)的尺寸由（相關(guān)系數(shù)查規(guī)范）故樁底平面處最大壓應(yīng)力滿足要求。14樁基沉降量驗算 當(dāng)樁的中心距大于6倍樁徑的摩擦型群樁基礎(chǔ)，可以認為其沉降量等于同樣土層中靜載試驗的單樁沉降量。本例將樁基看做實體基礎(chǔ)考慮，采用分層總和法計算沉降量。規(guī)范規(guī)定墩臺基礎(chǔ)沉降量應(yīng)滿足墩臺基礎(chǔ)的均勻沉降值；相鄰墩臺間的最小跨徑長度，本例取30m。 由于樁基底部為密實夾卵石層，按一般工程查規(guī)范可以不計算基地沉降量，現(xiàn)暫時取壓縮模量。分布在基地為梯形荷載將它看成290kPa的均布荷載及最大值為167.4kPa的三角形荷載，分層厚度，取h=2m。（1）

10、均布荷載下 計算中心點下各層面處的自重應(yīng)力在基底8m處所以將土層分為4層，0-2，2-4，4-6，6-8，計算最終沉降量（2）三角形荷載下在4m處，為均差系數(shù)表。計算最終沉降量綜合1，2即樁底沉降量滿足規(guī)范要求。四、承臺的驗算與設(shè)計前面已述及承臺的構(gòu)造驗算，為方便起見，這里引用第二篇初擬方案中的尺寸。根據(jù)板式剛性承臺板的受力特性，于承臺底部高出承臺板地面約15cm處設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔為100mm×100mm，鋼筋直徑采用12mm。承臺的頂面和側(cè)面應(yīng)設(shè)置表層鋼筋網(wǎng)，每個面在兩個方向的截面面積均不宜小于400mm/m，鋼筋間距不應(yīng)大于400mm，本例按250mm×250mm布

11、置，鋼筋為12mm?；鶚杜c承臺的連接用樁頂主筋伸入承臺，樁身嵌入承臺的深度為100mm；伸入承臺內(nèi)的樁頂主筋做成喇叭形（與豎直線傾斜15°）。伸入承臺主筋為帶肋鋼筋18mm，伸入長度650mm。箍筋間距采取160mm，10mm鋼筋。1. 樁頂處的局部受壓驗算樁頂作用于承臺混凝土的壓力，如不考慮樁身與承臺混凝土間的粘著力，局部承壓時按下式計算故樁頂處的局部受壓驗算滿足要求。2. 樁對承臺的沖剪驗算樁頂?shù)匠信_頂面的厚度，應(yīng)根據(jù)樁頂對承臺的沖剪強度，按下式近似計算確定 由于基樁伸入承臺較短，在承臺的布置范圍不超過墩臺邊緣以剛性角向外擴散范圍，可不驗算樁基對承臺的沖剪強度。3. 承臺抗彎及抗剪強度驗算承臺應(yīng)有足夠的厚度及受力鋼筋以保證其抗彎及抗剪切強度。承臺在樁反力作用下，作為雙向受彎構(gòu)件尚無統(tǒng)一驗算方法，本例采用的承臺內(nèi)力在兩個方向上分別進行單向受力的近似計算方法。 （1）承臺抗彎驗算承臺最大彎矩將發(fā)生在樁底邊緣截面按單向受彎計算，該截面彎矩計算公式為 由于本例中群樁的投影面均在墩身投影面內(nèi)，所以最大彎矩很小，在構(gòu)造鋼筋下自然滿足抗彎