樁基礎(chǔ)設(shè)計指導(dǎo)書任務(wù)書

1、 ?土力學(xué)與地基根底? 課程設(shè)計指 任導(dǎo) 務(wù)書 書城建系市政教研室2011-5-18 一、?根底工程?課程設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目：橋梁工程鉆孔灌注樁根底設(shè)計2、設(shè)計目的?土力學(xué)地基根底課程設(shè)計?目的是培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計和應(yīng)用能力，經(jīng)過本課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠掌握橋梁地基樁根底設(shè)計方法。本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生：1樹立正確的設(shè)計思想，理論聯(lián)系實際，具有創(chuàng)新思想；2提高綜合運用所學(xué)的理論知識獨立分析和解決問題的能力；3學(xué)會運用橋梁地基根底工程設(shè)計的根本理論、根本知識和根本技能，了解根底工程設(shè)計的一般規(guī)律； 4具有運用標準、標準，查閱技術(shù)資料的能力和分析計算能力，以及運用計算機繪圖的能力。3、設(shè)

2、計內(nèi)容1通過上部結(jié)構(gòu)形式及荷載的要求，確定根底類別和形式； 2通過對地質(zhì)資料的分析，確定根底的埋深及對地基的驗算內(nèi)容；3根據(jù)設(shè)計題目要求的內(nèi)容，通過查閱有關(guān)資料確定設(shè)計的詳細內(nèi)容和設(shè)計步驟； 4驗算樁基和承臺的強度并進行配筋計算選做；5編寫課程設(shè)計報告； 6繪制所設(shè)計的根底施工圖。4、設(shè)計要求1繪圖符合標準要求；2提交紙質(zhì)和電子文檔設(shè)計成果各一份；3其余按學(xué)院、系規(guī)定。5、評分標準采用五級記分制：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。 優(yōu)秀：能獨立完成課程設(shè)計，計算書內(nèi)容準確無誤，內(nèi)容全面，書寫清楚。圖紙圖面整潔，內(nèi)容全面，圖面標注正確，符合制圖標準。在設(shè)計過程中能獨立思考，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。上課

3、不缺席。 良好：能獨立完成課程設(shè)計，計算書內(nèi)容有少量一般性計算錯誤，內(nèi)容全面，書寫清楚。圖紙圖面較整潔，內(nèi)容全面，圖面標注經(jīng)提問后根本能符合制圖標準。上課不缺席。 中等：能獨立完成課程設(shè)計，計算書內(nèi)容有少量一般性計算錯誤，內(nèi)容不全，書寫較清楚。圖紙圖面不夠整潔，內(nèi)容不全，圖面標注根本能符合制圖標準。上課不缺席。及格：尚能獨立完成課程設(shè)計，計算書有明顯錯誤，內(nèi)容不全，書寫潦草。圖紙圖面較臟，內(nèi)容不全，圖面標注有明顯錯誤，經(jīng)提問后尚能正確答復(fù)。上課不缺席。不及格：計算書有明顯抄襲行為，有原那么性錯誤，內(nèi)容不全，書寫潦草。6、參考書目1土質(zhì)與土力學(xué)，人民交通出版社2根底工程，人民交通出版社3公路橋涵

4、地基與根底設(shè)計標準JTJ024854公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標準(JTG D62-2004)7、設(shè)計資料：1、地質(zhì)及水文資料：8.5 常水位5.0 河底I亞粘土，極限摩阻力1.0II硬塑粘土，極限摩阻力-3.0III密實粗砂，極限摩阻力2.0 一般沖刷線-1.0最大沖刷線軟粘土，極限摩阻力-13.0-15.0密實粗砂，極限摩阻力 2、荷載：上部結(jié)構(gòu)為等跨40m的鋼筋砼預(yù)應(yīng)力梁橋，荷載為縱向控制設(shè)計，砼橋墩、承臺頂面上縱橋向荷載為恒載及一孔荷載時：制動力及風(fēng)力豎直反力偏心距、制動力、風(fēng)力等引起的彎矩恒載及兩孔活載時： 3、結(jié)構(gòu)：承臺用20號砼結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0二、設(shè)計指導(dǎo)書一、樁

5、根底的設(shè)計步驟設(shè)計樁根底時，首先應(yīng)該搜集必要的資料，包括上部結(jié)構(gòu)型式與使用要求，荷載的性質(zhì)與大小，地質(zhì)和水文資料，以及材料供應(yīng)和施工條件等。據(jù)此擬定出設(shè)計方案包括選擇樁基類型、樁長、樁徑、樁數(shù)、樁的布置、承臺位置與尺寸等，然后進行基樁和承臺以及樁根底整體的強度、穩(wěn)定、變形驗驗，經(jīng)過計算、比較、修改，以保證承臺、基樁和地基在強度、變形及穩(wěn)定性方面滿足平安和使用上的要求，并同時考慮技術(shù)和經(jīng)濟上的可能性與合理性，最后確定較理想的設(shè)計方案。1、樁根底類型的選擇選擇樁根底類型時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場的條件，并考慮各種類型樁根底具有的不同特點，綜合分析選擇。1承臺底面標高的考慮承臺底面的標高應(yīng)根據(jù)樁的受力

6、情況，樁的剛度和地形、地質(zhì)、水流、施工等條件確定。承臺低穩(wěn)定性較好，但在水中施工難度較大，因此可用于季節(jié)性河流、沖刷小的河流或旱地上其它結(jié)構(gòu)物的根底。當(dāng)承臺埋設(shè)于凍脹土層中時，為了防止由于土的凍脹引起樁根底損壞，承臺底面應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于0.25m，對于常年有流水，沖刷較深，或水位較高，施工排水困難，在受力條件允許時，應(yīng)盡可能采用高樁承臺。承臺如在水中或有流冰的河道，承臺底面也應(yīng)適當(dāng)放低，以保證基樁不會直接受到撞擊，否那么應(yīng)設(shè)置防撞裝置。當(dāng)作用在樁根底上的水平力和彎矩較大，或樁側(cè)土質(zhì)較差時，為減少樁身所受的內(nèi)力，可適當(dāng)降低承臺底面標高。有時為節(jié)省墩臺身圬工數(shù)量，那么可適當(dāng)提高承臺底面標高。

7、2柱樁樁基和摩擦樁樁基的考慮柱樁和摩擦樁的選擇主要根據(jù)地質(zhì)和受力情況確定。柱樁樁根底承載力大，沉降量小，較為平安可靠，因此當(dāng)基巖埋深較淺時，應(yīng)考慮采用柱樁樁基。假設(shè)巖層埋置較深或受施工條件的限制不宜采用柱樁，那么可采用摩擦樁，但在同一樁根底中不宜同時采用柱樁和摩擦樁，同時也不宜采用不同材料、不同直徑和長度相差過大的樁，以防止樁基產(chǎn)生不均勻沉降或喪失穩(wěn)定性。3樁型與成樁工藝樁型與工藝選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗、樁的材料供應(yīng)條件等，選擇經(jīng)濟、合理、平安閑用的樁型和成樁工藝。各行業(yè)的相關(guān)標準中都附有成樁工藝適用性的表格

8、，可供選擇時參考。2、樁徑、樁長的擬定樁徑與樁長的設(shè)計，應(yīng)綜合考慮荷載的大小、土層性質(zhì)與樁周土阻力狀況、樁基類型與結(jié)構(gòu)特點、樁的長徑比以及施工設(shè)備與技術(shù)條件等因素后確定，力爭做到既滿足使用要求，又造價經(jīng)濟，最有效地利用和發(fā)揮地基土和樁身材料的承載性能。設(shè)計時，首先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所擬定的尺寸是否經(jīng)濟合理，再行最后確定。1樁徑擬定樁的類型選定后，樁的橫截面樁徑可根據(jù)各類樁的特點與常用尺寸選擇確定。2樁長擬定確定樁長的關(guān)鍵在于選擇樁端持力層，因為樁端持力層對于樁的承載力和沉降有著重要影響。設(shè)計時，可先根據(jù)地質(zhì)條件選擇適宜的樁端持力層初步確定樁長，并應(yīng)考慮施工的可行性如鉆孔灌注樁

9、鉆機鉆進的最大深度等。一般都希望把樁底置于巖層或堅硬的土層上，以得到較大的承載力和較小的沉降量。如在施工條件容許的深度內(nèi)沒有堅硬土層存在，應(yīng)盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要防止使樁底坐落在軟土層上或離軟弱下臥層的距離太近，以免樁根底發(fā)生過大的沉降。對于摩擦樁，有時樁底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數(shù)兩者相互牽連，遇此情況，可通過試算比較，選擇較合理的樁長。摩擦樁的樁長不應(yīng)擬定太短，一般不應(yīng)小于4m。因為樁長過短達不到設(shè)置樁基把荷載傳遞到深層或減小根底下沉量的目的，且必然增加樁數(shù)很多，擴大了承臺尺寸，也影響施工的進度。此外，為保證發(fā)揮摩擦樁樁底土層支承力，樁底端部應(yīng)盡可

10、能到達該土層的樁端阻力的臨界深度。3、估算單樁承載力特征值4、確定基樁根數(shù)及其平面布置1樁的根數(shù)估算根底所需樁的根數(shù)可根據(jù)承臺底面上的豎向荷載和單樁容許承載力按下式估算： 式中：樁的根數(shù)； 作用在承臺底面上的豎向荷載，kN； 單樁容許承載力或單樁承載力設(shè)計值，kN； 考慮偏心荷載時各樁受力不均而適當(dāng)增加樁數(shù)的經(jīng)驗系數(shù)，可取=1.11.2。估算的樁數(shù)是否適宜，在驗算各樁的受力狀況后即可確定。樁數(shù)確實定還須考慮滿足樁根底水平承載力要求的問題。假設(shè)有水平靜載試驗資料，可用各單樁水平承載力之和作為樁根底的水平承載力為偏平安考慮，來校核按式估算的樁數(shù)。但一般情況下，樁基水平承載力是由基樁的材料強度所控制

11、，可通過對基樁的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計如鋼筋混凝土樁的配筋設(shè)計與截面強度驗算來滿足，所以樁數(shù)仍按式來估算此外，樁數(shù)確實定與承臺尺寸、樁長及樁的間距確實定相關(guān)聯(lián)，確定時應(yīng)綜合考慮。2樁間距確實定為了防止樁根底施工可能引起土的松馳效應(yīng)和擠土效應(yīng)對相鄰基樁的不利影響，以及樁群效應(yīng)對基樁承載力的不利影響，布設(shè)樁時，應(yīng)該根據(jù)土類成樁工藝以及排列確定樁的最小中心距。一般情況下，穿越飽和軟土的擠土樁，要求樁中心距最大，局部擠土樁或穿越非飽和土的擠土樁次之，非擠土樁最?。粚τ诖竺娣e的樁群，樁的最小中心距宜適當(dāng)加大。對于樁的排數(shù)為12排、樁數(shù)小于9根的其它情況摩擦型樁基，樁的最小中心距可適當(dāng)減小。摩擦樁的群樁中心距，從受

12、力角度考慮最好是使各樁端平面處壓力分布范圍不相重疊，以充分發(fā)揮其承載能力。根據(jù)這一要求，經(jīng)試驗測定，中心距定為6d。但樁距如采用6d就需要很大面積的承臺，因此一般采用的群樁中心距均小于6d。為了使樁端平面處相鄰樁作用于土的壓應(yīng)力重疊不至太多，不致因土體擠密而使樁擠不下去，根據(jù)經(jīng)驗規(guī)定打入樁的樁端平面處的中心距不小于3d。震動下沉樁，因土的擠壓更為顯著，規(guī)定在樁端平面處不小于4dd為樁的直徑或邊長。3樁的平面布置圖4-20 樁的平面布置樁數(shù)確定后，可根據(jù)樁基受力情況選用單排樁或多排樁樁基。多排樁的排列形式常采用行列式和梅花式，在相同的承臺底面積下，后者可排列較多的基樁，而前者有利于施工。樁根底中樁的平面布置，除應(yīng)滿足前述的最小樁距等構(gòu)造要求外，還應(yīng)考慮基樁布置對樁基受力有利。為使各樁受力均勻，充分發(fā)揮每根樁的承載能力，設(shè)計布置時，應(yīng)盡可能使樁群橫截面的重心與荷載合力作用點重合或接近，通常橋墩樁根底中的基樁采取對稱布置，而橋臺多排樁樁根底視受力情況在縱橋向采用非對稱布置。當(dāng)作用于樁基的彎矩較大時，宜盡量將樁布置在離承臺形心較遠處，采用外密內(nèi)疏的布置方式，以增大基樁對承臺形心或合力作用點的慣性距，提高樁基的抗彎能力。此外，基樁布置還應(yīng)考慮使承臺受力較為有利，例如樁柱式墩臺應(yīng)盡量使墩柱軸線與基樁軸線重合，蓋梁