基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)2014

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)及指導(dǎo)書一設(shè)計(jì)題目：高承臺(tái)群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二設(shè)計(jì)資料：1構(gòu)造情況上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，橋面寬度(凈-10m+2×1.5m)，為單向雙車道行駛。每個(gè)墩上縱向設(shè)兩排支座，一排固定，一排滑動(dòng)。下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。各位同學(xué)具體設(shè)計(jì)梁的情況按下式計(jì)算：梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑（m）為：9.5+在班編號(hào)×0.5梁體（橫向包括五片梁）自重（kN）：（100+在班編號(hào)×2）×標(biāo)準(zhǔn)跨徑蓋梁自重：705kN墩柱高度：在班編號(hào)為單號(hào)的：4m；在班編號(hào)為雙號(hào)的：5m；墩柱自重：在班編號(hào)為單號(hào)的：307.8kN；在班編號(hào)為雙號(hào)的：384.8kN；承

2、臺(tái)平面形狀：在班編號(hào)為單號(hào)的：矩形；在班編號(hào)為雙號(hào)的：H形；平面尺寸宜根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，在“基礎(chǔ)課設(shè)基礎(chǔ)構(gòu)造圖2014.pdf”的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，需考慮布樁的要求。樁徑：根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，建議在0.81.5m間取值2設(shè)計(jì)荷載汽車荷載公路I級(jí)、或汽車荷載公路II級(jí)，各班級(jí)荷載安排見表1。表1橋梁2014級(jí)1-4班設(shè)計(jì)荷載一覽表班級(jí)編號(hào)設(shè)計(jì)荷載人群荷載kPa設(shè)計(jì)安全等級(jí)一班公路I級(jí)2.5一級(jí)二班公路II級(jí)3.0一級(jí)三班公路I級(jí)2.5二級(jí)四班公路II級(jí)3.0二級(jí)3 主要材料混凝土：承臺(tái)與樁基1班和3班采用C35混凝土，2班和4班采用C30混凝土；鋼筋：主筋鋼筋采用HRB400，箍筋采用HRB335。以上

3、材料設(shè)計(jì)參數(shù)按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JTG D62-2004規(guī)定取值。4計(jì)算方法承臺(tái)以上構(gòu)件按極限狀態(tài)進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 進(jìn)行。樁基礎(chǔ)內(nèi)力分析和驗(yàn)算，按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-2007進(jìn)行。樁基礎(chǔ)配筋設(shè)計(jì)按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JTG D62-2004進(jìn)行。5其他參數(shù)汽車荷載沖擊系數(shù)：（應(yīng)計(jì)算基頻后確定，本課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化粗略取值：?jiǎn)慰绮驾d為1.15，雙孔布載為1.0）；支座中心至蓋梁頂面的高度為0.1m。 注：設(shè)計(jì)時(shí)不考慮流水壓力、風(fēng)力等計(jì)算；由于承臺(tái)和樁基礎(chǔ)在橫橋向的剛度較大，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不進(jìn)行基

4、礎(chǔ)橫橋向受力分析，僅考慮縱橋向彎矩及水平力作用下的結(jié)構(gòu)分析。6. 地質(zhì)情況 常水位在墩底以上0.5m，一般沖刷線位于墩底處，最大沖刷線在一般沖刷線下2.5m 處。一般沖刷線以下的土層分布情況如下：表2工程地質(zhì)條件I（適用于在班編號(hào)為3n的同學(xué)）序號(hào)名稱層厚土層描述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1亞粘土2.0m黃色，可塑17.3 kN/m311 MN/m4170 kPa40 kPa2粘土5.2 m灰色，可塑18.2kN/m317 MN/m4180 kPa50 kPa3細(xì)砂4.3m灰色，中密18.5kN/m316 MN/m4220 kPa45 kPa4礫石>50m黃色，密實(shí)19

5、.5 kN/m3100MN/m4420 kPa95 kPa表3 工程地質(zhì)條件II（適用于在班編號(hào)為3n+1的同學(xué)）序號(hào)名稱層厚土層描述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1粘土3.2m黃色，可塑17.5kN/m312.5 MN/m4120 kPa30 kPa2粉砂4.7m灰色，中密17.3kN/m315 MN/m4160 kPa50 kPa3中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m323 MN/m4220 kPa60 kPa4卵石>50m黃色，中密20.5kN/m3110MN/m4500 kPa100 kPa表4工程地質(zhì)條件III（適用于在班編號(hào)為3n+2的同學(xué)）序號(hào)名稱層厚土層描

6、述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1砂質(zhì)粘土2.2m灰色，軟塑17.2 kN/m38 MN/m475kPa25 kPa2粉砂4.7m灰白色，中密17.4kN/m311 MN/m4100 kPa35 kPa3中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m318 MN/m4220 kPa60 kPa4粗砂>50m黃色，密實(shí)18.9kN/m370 MN/m4420 kPa110kPa7、根據(jù)分組數(shù)據(jù)總表填寫以下個(gè)人數(shù)據(jù)： 在班編號(hào)跨徑設(shè)計(jì)荷載橋墩高度地質(zhì)條件（填代碼）樁徑承臺(tái)形狀樁基礎(chǔ)類型人群荷載設(shè)計(jì)安全等級(jí)三設(shè)計(jì)步驟：1、擬定結(jié)構(gòu)尺寸：橋墩、承臺(tái)等尺寸。2、承臺(tái)底面中心點(diǎn)處計(jì)算荷載、的確

7、定（1）永久作用引起的豎向力的計(jì)算：包括一孔上部結(jié)構(gòu)自重；蓋梁和墩柱自重以及承臺(tái)自重。（2）可變作用引起的豎向力、力矩和水平力的計(jì)算：分析工況：?jiǎn)慰鐔诬嚨榔囎饔孟轮ё戳?)B以及縱向力矩；單跨雙車道汽車作用下支座反力或2B()以及縱向力矩；雙孔單車道汽車作用下支座反力()或()()以及縱向力矩；雙孔雙車道汽車作用下支座反力或()以及縱向力矩；單跨雙側(cè)人群作用下支座反力以及縱向力矩；雙孔雙側(cè)人群作用下支座反力；單跨單車道汽車作用下制動(dòng)力；單跨雙車道汽車作用下制動(dòng)力；雙孔單車道汽車作用下制動(dòng)力；雙孔雙車道汽車作用下制動(dòng)力。（3）承臺(tái)底面中心的作用效應(yīng)組合： 、的確定加載比較工況：?jiǎn)慰珉p車道；

8、雙孔雙車道以上內(nèi)容可列表計(jì)算！目標(biāo)參量：承臺(tái)底面中心的作用效應(yīng)組合： 、。注意： 取承載能力極限狀態(tài)下的基本組合中的最大豎向力及相應(yīng)的彎矩來估算樁長(zhǎng)、樁數(shù)。 取承載能力極限狀態(tài)下的基本組合的最大彎矩及相應(yīng)的豎向力、水平力進(jìn)行樁身彎矩的計(jì)算、樁身主筋數(shù)量計(jì)算、樁身材料強(qiáng)度驗(yàn)算。 取正常使用極限狀態(tài)下的短期效應(yīng)組合下的水平力和彎矩計(jì)算承臺(tái)變位和橋墩墩頂位移。 取正常使用極限狀態(tài)下的長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的豎向力和彎矩計(jì)算基礎(chǔ)的沉降。3、樁長(zhǎng)和樁數(shù)的估算：對(duì)于摩擦樁，可先由承臺(tái)尺寸及樁間凈距及邊樁至承臺(tái)邊緣距離的要求擬定樁數(shù)，并在承臺(tái)內(nèi)布置樁位。請(qǐng)畫樁位布置示意圖，并標(biāo)注坐標(biāo)系和承臺(tái)、樁頂相應(yīng)尺寸.樁頂軸向

9、力近似公式 ；按軸向力與樁重的總和等于單樁軸向容許承載力（乘以抗力系數(shù)）來估算樁長(zhǎng)。對(duì)于柱樁，可先定樁底嵌巖深度，計(jì)算單樁軸向容許承載力，再由經(jīng)驗(yàn)公式估算樁數(shù)：。4、樁身彎矩及剪力計(jì)算 計(jì)算多排樁承臺(tái)底面中心O點(diǎn)的變位、，重新計(jì)算邊樁的樁頂作用力（準(zhǔn)確值）、。按m法計(jì)算邊樁樁身在入土段任一深度處的彎矩、剪力及樁側(cè)橫向土抗力（要求列表計(jì)算，并畫出、變化曲線）。找出樁身最大彎矩?cái)?shù)值和發(fā)生的位置，計(jì)算最大彎矩處的豎向力。注意：應(yīng)取樁身正負(fù)彎矩絕對(duì)值最大者進(jìn)行配筋。按和對(duì)應(yīng)的進(jìn)行配筋計(jì)算。5、樁身截面配筋與強(qiáng)度檢算 （只需計(jì)算樁身主筋數(shù)量；對(duì)于螺旋箍筋、定位鋼筋及加強(qiáng)鋼筋可按構(gòu)造要求布置） 樁身截面配

10、筋和截面強(qiáng)度驗(yàn)算公式按照?qǐng)A形偏心受壓構(gòu)件（當(dāng)截面均勻布置鋼筋時(shí)）進(jìn)行-采用承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值。 鉆孔灌注樁直徑D不小于800mm，樁內(nèi)縱向鋼筋的直徑不宜小于16mm，根數(shù)不宜少于8根，其凈距不宜小于80mm，保護(hù)層厚度不宜小于70mm，箍筋的間距為200-400mm。對(duì)于直徑較大的樁，為了加強(qiáng)鋼筋骨架的剛度，可在鋼筋骨架上每隔2-3m，設(shè)置一道直徑為14-18mm的加勁箍筋。計(jì)算書里要求畫出樁身橫截面配筋情況示意圖，并標(biāo)注保護(hù)層厚度、鋼筋直徑、根數(shù)、樁徑等數(shù)值。（圖紙中仍要按制圖要求繪制樁基礎(chǔ)配筋圖和鋼筋大樣圖）6、單樁軸向（豎向）承載力的驗(yàn)算： -采用正常使用極限狀態(tài)短

11、期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。驗(yàn)算方法：（樁頂豎向力加上樁身自重）小于等于單樁軸向容許承載力。7、驗(yàn)算最大沖刷線處樁側(cè)水平位移量：需小于等于6mm。8、墩頂水平位移的驗(yàn)算：取正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合下（比較單跨與雙跨）承臺(tái)底面中心的荷載，來計(jì)算承臺(tái)底面中心O點(diǎn)變位、，則墩頂位移。式中應(yīng)取縱橋向兩個(gè)橋墩墩柱的抗彎剛度之和（注意：不是樁身的抗彎剛度?。鹤远枕?shù)匠信_(tái)底面的高度；：從墩頂?shù)蕉盏赘叨?；、分別為正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合下墩頂受到的水平力和力矩。9、群樁基礎(chǔ)豎向承載力的驗(yàn)算：-采用正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。判斷是否產(chǎn)生群樁效應(yīng)？ 持力層承載力容許值按照實(shí)體基礎(chǔ)計(jì)算公式進(jìn)行。10、單

12、樁樁底最大、最小壓應(yīng)力的驗(yàn)算： 判斷是否需要驗(yàn)算？-采用正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。（比較單跨和雙跨？）11、基礎(chǔ)沉降計(jì)算：按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-2007計(jì)算公式進(jìn)行。12、承臺(tái)驗(yàn)算：局部抗壓、抗沖切、抗彎及抗剪計(jì)算。局部抗壓按公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）檢算，其它按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-2007檢算。注：本次課程設(shè)計(jì)不考慮四設(shè)計(jì)依據(jù)及參考書：1.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-20042.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JTG D62-20043.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-20074. 公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）5. 張樹仁等編.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京:人民交通出版社,20056. 王曉謀主編.基礎(chǔ)工程（第四版）. 北京:人民交通出版社.2010五完成文件與要求：1設(shè)計(jì)計(jì)算書一套。2圖紙2張：橋墩及基礎(chǔ)構(gòu)造圖、樁基礎(chǔ)的配筋圖。3原始設(shè)計(jì)草稿一套。設(shè)計(jì)計(jì)算書采用統(tǒng)一的封頁(yè)和計(jì)算紙張，按要求填寫好詳細(xì)的任務(wù)書。圖紙采用A3紙張，1張計(jì)算機(jī)繪圖，1張手工繪圖。圖紙單獨(dú)放入資料袋中。圖紙布局合理，線形粗