基礎(chǔ)工程課程設(shè)計概述

1、中南大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計題目：鐵路橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計 姓名：姚嘉旭 學(xué)號： 1201140406 班級：建工 1408 班 指導(dǎo)老師：張國祥2017 年 9 月 30 日基礎(chǔ)工程課程設(shè)計任務(wù)書鐵路橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計、設(shè)計資料線路：I 級鐵路干線，雙線、直線、坡度 4 、線間距 4.0m。橋跨：無碴橋面，單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土梁， 計算跨度 L0 40.0m ，梁全長 L 40.6m ，梁端縫 L 0.1m。軌底至梁底 3.36m，梁底至墊石頂 0.5m ，梁底至支座鉸中心 0.09m，一孔 梁總重 3100kN 。3. 地質(zhì)及地下水位情況：標(biāo)高（ m）地質(zhì)情況厚度（ m）標(biāo)高（ m）地質(zhì)情況厚度（ m）

2、16.5 16.2耕地0.3-24.4 -30.9粗砂（中密）6.516.2 11.3軟塑砂粘土4.9-30.9 -40.5中砂（中密）9.611.3 3.2粉砂8.1-40.5 -45.6礫砂（中密）5.13.2 2.4淤泥質(zhì)砂粘土 （松軟）0.8-45.6 -58.7硬塑粘土13.12.4 -24.4細(xì) 砂（中密）26.8土層平均重度 20kN / m3 ，土層平均內(nèi)摩擦角27 ，地下水位標(biāo)高： +15.00m 。4. 成孔機(jī)具： 80cm 、100cm 、 125cm 、 150cm的旋轉(zhuǎn)鉆機(jī) 。5. 標(biāo)高：軌底 +29.88m ，墩底 +16.80m 。6.風(fēng)力： w 800Pa（橋上

3、有車）。7.橋墩尺寸：如圖 1 所示。設(shè)計荷載1.承臺底外力合計：雙線、縱向、二孔重載：N 20442.5kN , H 936kN , M 12610.7kN m雙線、縱向、一孔重載：N 18061.8kN, H 936kN , M 14674.37kN m2.墩頂外力：增加部分自重應(yīng)計入。雙線、縱向、一孔重載：H 911.7kN , M 5410kN m說明：如因布樁需要加大承臺尺寸時，圖 1 橋墩尺寸示意圖三、設(shè)計要求確定樁的材料、樁長、樁數(shù)及樁的排列；檢算下列項目：（1）單樁承載力檢算（雙線、縱向、二孔重載） ；（2）群樁承載力檢算（雙線、縱向、二孔重載） ；（3）墩頂位移檢算 （雙線、

4、縱向、一孔重載） ；（4）樁身截面配筋計算 （雙線、縱向、一孔重載） ；（5）樁在土面處位移檢算（雙線、縱向、一孔重載） 。設(shè)計成果：（1）設(shè)計說明書和計算書一份（2）設(shè)計圖紙（ 2 號圖）一張設(shè)計提高部分（在完成上面任務(wù)的基礎(chǔ)上，再分三個層次）（1）層次一：運(yùn)用老師提供的 Fortran 程序，進(jìn)行承臺底面形心處的變位檢算；（2）層次二：對上述程序進(jìn)行修改，部分或全部加入 2 中檢算項目的內(nèi)容；（3）層次三：調(diào)整涉及參數(shù)（如樁長、樁徑、樁間距等） ，觀察這些參數(shù)對運(yùn)行結(jié)果 包括承臺底面形心處的變位、墩頂位移等）的影響，加深對力學(xué)概念的理解。（4）提交相對的數(shù)據(jù)文件和結(jié)果文件（層次三還可寫出心

5、得體會）第一部分 設(shè)計說明書、基本概況、設(shè)計依據(jù)三、設(shè)計方案四、施工建議目錄11111112第二部分 設(shè)計計算書 13 一、擬定尺寸 13 二、樁的布置及樁的連接方式 14 三、承臺底面形心處位移計算 15 四、墩身彈性水平位移 計算 18 五、樁基檢算 11 六、電算結(jié)果 17第三部分 設(shè)計提高部分23一、樁長對計算數(shù)據(jù)的影響 23二、樁徑對計算數(shù)據(jù)的影響 26三、樁間距對計算數(shù)據(jù)的影響 29參考文獻(xiàn) 31第一部分 設(shè)計說明書、基本概況本課程設(shè)計任務(wù)要求完成鐵路橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計，橋梁計算跨度L0 40.0m ，梁全長L 40.6m ，梁端縫 L 0.1m。軌底至梁底 3.36m ，梁底至墊石頂

6、 0.5m ，梁底至支座鉸中心 0.09m，一孔梁總重 3100kN 。在荷載和承臺參考尺寸給定的情況下，要求確定樁數(shù)和樁的布 置情況，対樁臺進(jìn)行檢算使其承載力和變位滿足規(guī)范的要求，并完成樁的配筋設(shè)計。設(shè)計內(nèi) 容及步驟如下：（1）搜集資料（2）確定樁的尺寸和樁數(shù)（3）墩臺底面形心處位移計算（4）樁基檢算（5）樁身截面配筋設(shè)計和強(qiáng)度、穩(wěn)定性、抗裂性檢算（6）繪制樁基礎(chǔ)布置和樁身鋼筋構(gòu)造圖二、設(shè)計依據(jù)鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 TB10002.5-2005混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2010鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 TB10002.3-2005三、設(shè)計方案本設(shè)計采用鉆孔

7、灌注樁，樁身采用 C25 混凝土，采用旋轉(zhuǎn)鉆。持力層選在粗砂（中密） 層，樁徑采用 1.00m，樁長 40m，樁端進(jìn)入持力層深度 2.3m，標(biāo)高 26.7m。確定樁數(shù)為 8 根 兩排，對稱布置，樁列間中心距 3.0m，排間中心距 3.0m。地基容許承載力 636.94kPa，單樁 容許承載力 3546.61kN。墩頂水平位移 16.78mm，容許水平位移為 31.62mm。單樁承載力、 群樁承載力和墩頂水平位移均符合要求。樁身承受最大彎矩 224.349kN.m，選用 1618的 I 級鋼筋，鋼筋面積 4072mm 2 。鋼筋采 用環(huán)形對稱布置，凈保護(hù)層厚度 60mm，主筋凈距為 151mm。

8、樁與承臺的聯(lián)結(jié)方式采用主筋 伸入式，樁身伸入承臺板 0.1m；主筋伸入承臺的長度 0.9m。主筋在樁中長度為 12.0m。箍筋 采用 8200mm。自樁頂以下 10cm 起向下每 2m 設(shè)置一道加勁箍筋（即骨架鋼筋），直徑 為 18。順鋼筋籠長度每隔 2m 沿圓周均勻設(shè)置 4 根骨架定位鋼筋， 直徑為 12。經(jīng)配筋驗算， 截面應(yīng)力和樁的穩(wěn)定性均符合要求。四、施工注意事項地下水位標(biāo)高為 15.00m，樁伸入地下水位以下， 施工時要注意加強(qiáng)排水措施， 防止流砂、 管涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生；同時，施工時要加強(qiáng)對周圍地基沉降的觀測，防止基礎(chǔ)施工而 引起的周邊建筑不均勻沉降；鉆孔施工適宜使用反循環(huán)法。第

9、二部分 設(shè)計計算書、擬定尺寸樁身采用 C25混凝土。設(shè)計樁徑采用 d=1.00m ，成孔樁徑為 1.05m，鉆孔灌注樁，采用旋轉(zhuǎn)式鉆頭作出土層分布圖，如圖 2 ，根據(jù)地質(zhì)條件，選用粗砂層為持力層，樁端進(jìn)入砂土持力層的臨界深度為 1.5d=1.50m，即樁端進(jìn)入持力層的深度要大于 1. 50m，從承臺底面到細(xì)沙層底部深度為 37.7m，則取樁長l=40m 。樁底標(biāo)高為 26.7m ，樁端進(jìn)入持力層的深度為2.3m。土層名稱4. 估算樁數(shù)：按雙孔重載估算）估算公式：n= pN單樁容許承載力為：耕地 軟塑砂粘土粉砂 淤泥質(zhì)砂粘土1P U fili m0A 2其中細(xì)砂U d 1.05 3.299md按

10、成孔直徑計算）粗砂15.00411.3標(biāo)高( m)16.516.23.22.4-24.4-26.7-30.922d 21.0022A = =0.785m 2 44中砂-40.5d按設(shè)計直徑計算）礫砂-45.6l10d ，故：硬塑粘土 0 k2 2(4d 3) 6k2 2d-58.7該土層平均天然重度20kN /m3 ，由于樁側(cè)土為不同土層，應(yīng)采用各土層容圖 2 土層分布圖重加權(quán)平均，在地下水位以上采用天然重 度，在地下水位以下采用浮重度： 20 10 10kN/m 3求得：2 (16.5 15.0) 20 (16+26.7) 10 10.35kN/m 32 16.5+26.7根據(jù)鐵路橋規(guī)表 4

11、.1.2-3，地基的基本承載力 0 =430kPa ，深度修正系數(shù) k2=5 ， k2= k2 =2.5 。2 2故： 0 k2 2(4d 3) 6k2 2d430 5 10.35 （4 1.00 3） 6 2.5 10.35 1.00 636.94kPa 土質(zhì)按較差處理，鉆孔灌注樁樁底支撐力折減系數(shù) m0 0.4 根據(jù)鐵路橋規(guī)表 6.2.2-3，各土層的極限承載摩阻力 li如下表 ：地質(zhì)情況厚度 （li m）極限摩阻力 f（i kPa）軟塑砂粘土250粉砂8.160淤泥質(zhì)砂粘土0.835細(xì)砂（中密）26.855粗砂（中密）2.380則單樁的軸向受壓容許承載力：1P U fili m0A 2

12、=1/23.299（ 502.0+608.1+350.8+5526.8+802.3）=3997.69KN取 1.3 ，按二孔重載估算樁數(shù)：暫取 n 8 ，驗算后再作必要調(diào)整、樁的布置及樁的連接方式1. 布樁鐵路橋規(guī) 6.3.2 規(guī)定：鉆孔灌注樁中心距不應(yīng)小于 2.5 倍成孔樁徑。當(dāng)樁徑 d 1m 時，最外一排樁至承臺底板邊緣的凈距不得小于 0.5d ，且不得小于0.25m 。 滿足樁間距和承臺邊到樁凈距的前提下可得到樁在承臺底面的布置情況，如圖3。2. 樁與承臺連接方式連接方式采用主筋伸入式，樁伸入承臺板內(nèi) 10cm ，具體配筋見后面詳述。6464圖 3 樁布置圖三、承臺底面形心處位移計算1.

13、 設(shè)計荷載：雙線、縱向、二孔重載：N 20442.5kN , H 936kN , M 12610.7kN m 雙線、縱向、一孔重載：N 18061.8kN, H 936kN , M 14674.37kN m2. 計算 b0 ，（1）樁的計算寬度 b0b0=K f K0Kb其中： Kf 0.9， K 0 =（1.5d 0.5）/ d =2水平力作用方向上相鄰兩樁的凈距 L1 2.0m 0.6h1 0.6 3 （d 1） 3.6mn=2時， b =0.6故：0.822K b 1 b L1 0.6 1 0.6 2.00.6 h10.6 6由上述得： b0=K f K 0 Kb=0.9 2 0.822

14、 1.00=1.482）基礎(chǔ)額變形系數(shù)其中：樁截面慣性矩d40.0491m 4C25 混凝土受壓彈性模量 Eh 3.0 107 kPaC25 混凝土受壓彈性模量 Eh 3.0 107 kPa則 E 0.8Eh 0.8 3.0 107 2.4 107 kPa7 6 4EI 2.4 107 0.0491 1.178 106kPa/m 4假定樁為彈性樁，則其計算深度： hm =2( d +1)=2(1.05+1)=4.1mhm深度內(nèi)存在兩層不同的土，則 m 的換算公式為：2m1h1 +m2 (2h1 + h2 )h2 m= 2 hm2其中：44m1 6000kN/m ，h1 2.0m， m2 800

15、0kN/m ，h2 2.1m ，則2m1h12 m2(2h1 h2)h27524.093kN/m6000 2.02 8000 (2 2.0 2.1) 2.14.1故樁的變形系數(shù)：5 mb0 5 7524.093 1.48EI 1.178 1060.394m-1樁的換算入土深度： l 0.394 40 15.76 2.5 ，則樁為彈性樁，假設(shè)成立。3. 計算單樁樁頂剛度 1、 2、 3、 41 l0 l 1AE C0A07d22其中： l0 0，l 40m， E 3.0 107 kPa， A d 0.785m2，0.5427因 A0 的直徑 D d 2l tan 1 2 40tan =10.47

16、m 3m (相鄰中心距)故 ： 0 4 42D2A0 423227.069m 2 4因 l 40m 10m，故 C0 m0l ml 7524.093 40 300963.71kN/m 3從上述得 11l0 l 1AE C0A00+0.5 400.785 3.0 107 300963.71 7.06957.580 105 kN/m又 l0 0 ， l故 23EIYH0.394 40 15.76 4.0，查表有 YH =1.064 ， YM 0.985， M 1.4843 6 40.3943 1.178 106 1.064 7.666 104kN m2 2 6 52EIYM 0.3942 1.17

17、8 106 0.985 1.801 105kN65EI M 0.394 1.178 106 1.484 6.888 105kN m/rad計算承臺剛性系數(shù)56bbni 1 n 1 8 7.580 10 6.064 10 kN/maani 2 n 2 8 7.666 10 6.133 10 kN ma ani 3 n 3 8 1.801 1051.441 106kN2ni 4ni 1xi5 5 3.0 2 76.888 105 8 7.580 105 ( )2 1.915 107kN m/rad2對于低承臺樁基，承臺處于軟塑砂粘土中，因此，承臺的計算寬度為：43B0 b+1=11.2+1=12.

18、2m ， Ch mh 6000 2.9 1.74 104kN/m 3aaaa B0 Chh 6.133 105 12.2 1.74 10 2.9 9.211 105kN m 22 4 2a aB0 Chh1.441 106 12.2 1.74 10 2.9 1.143 106kN6Chh3B0 121.915 10712.2431.74 104 2.93121.958 107kN m/rad計算承臺底面形心處的位移 a， b，樁基為豎直樁基，樁群對稱布置，ba b ab a 0 ，則有：aba aa a Hb bb Na a M化簡后可得：Nb bb bbH a M aaa a 2aa M a

19、 H aa a 21）荷載情況 1：雙線、縱向、二孔重載1. 墩頂外力和縱向風(fēng)力引起的力矩1. 墩頂外力和縱向風(fēng)力引起的力矩N 20442.5kN , H 936kN , M 12610.7kN mbNbb20442.56.064 1063.371 10 3mH a M a2 2 aa a761.958 107 936 ( 1.143 106) 12610.7 3 5 7 6 2 1.957 10 3m105 1.958 107 ( 1.143 106)2aa M a H2aa a5647.583 10 4rad105 12610.7 ( 1.143 106) 936105 1.958 107

20、 ( 1.143 106)22）荷載情況 2：雙線、縱向、一孔重載N 18061.8kN, H 936kN , M 14674.37kN mbbbNbb18061.86.064 1062.979 10 3 m2.330 10 3m1.058 10 3radH a M2aa a1.958 107 936 ( 1.143 106) 18061.8105 1.958 107 ( 1.143 106)2aa M a H aa a 2105 18061.8 ( 1.143 106) 936105 1.958 107 ( 1.143 106)2四、墩身彈性水平位移 計算假定墩帽、托盤和基礎(chǔ)部分產(chǎn)生剛性轉(zhuǎn)動

21、，將墩身分為四個部分， （由于墩身 4-5 段下部 分在土中，故將其分為兩段，只計算土上部分風(fēng)力），分別計算它們所受的風(fēng)荷載 , 橋上有車 時的風(fēng)壓強(qiáng)度 W=800P，a 縱向水平風(fēng)力等于風(fēng)荷載強(qiáng)度乘以迎風(fēng)面積 , 分別計算出四部分的上 下底邊長及中線長，然后計算出各個截面的彎矩，再求和即可得到托盤底面所受的總彎矩。4804801）墩頂外力：雙線、縱向、二孔重載H 911.7kN, M 5410kN m（2）墩帽所受風(fēng)力： H 墩帽 1.2 10 0.8 9.6kN 作用點離墩帽底面的距離為 l墩帽 0.6m（3）托盤所受風(fēng)力： H 托盤 （9.4 6.7） 1.5 0.5 0.8 9.66k

22、N 作用點離托盤底面的距離為 l托盤 1.5 a 2b 1.5 6.7 2 9.4 0.972m托盤 3（a b） 3 （6.7 9.4） 其中短邊 a=6.7m ，長邊 b=9.4m（4）墩身所受風(fēng)力：H 墩身 1-2 2.2 3.2 0.8 5.632kN ，作用點離墩身底面的距離為 l墩身1-2 1.1m H墩身2-3 2.2 3.2 0.8 5.632kN ，作用點離墩身底面的距離為 l墩身2-3 1.1mH墩身3-4 2.12 3.2 0.8 5.427kN ，作用點離墩身底面的距離為 l墩身3-4 1.06m （5）承臺所受風(fēng)力： H 承臺 0.3 8.8 0.8 2.112kN作

23、用點離地面的距離為 l承臺 0.15m示意圖如圖 4 所示：3000244.861248.4325222240241.71255.56259.1333262.5642664H 水平H 墩帽H 托盤H 墩身 1-2H 墩身 2-3H 墩身 3-4H 承臺圖 4 縱向風(fēng)力示意圖計算由墩頂外力和縱向風(fēng)力引起的彎矩，計算結(jié)果如下表。墩身各截面彎矩值計算表截面位置項目托盤頂0-0墩身1-1墩身2-2墩身3-3墩身4-4承臺底5-5墩頂彎矩5410.005410.005410.005410.005410.005410.00墩頂水平力1094.042461.594467.336473.078405.8786

24、79.38墩帽風(fēng)力5.7620.1641.2862.4082.7585.63托盤風(fēng)力09.3930.6451.8972.3775.27墩身風(fēng)力1-2006.2018.5930.5332.222-30006.2018.1418.983-400005.757.38承臺風(fēng)力 4-5000000.32總計6509.807901.149955.4512022.1414025.4114309.182、托盤底面水平位移計算 d 和轉(zhuǎn)角托盤底面水平位移和轉(zhuǎn)角計算表M i(kN m)h(m)hi(m)I = bh3 (m4)Ii =(m4)i 12EI i(kN m2)= M i h(rad) EIiMi d=

25、 i h hi(m)EI i i1-2段8928.292.23.84.08861.2266 1081.601 10 46.0852 10 42-3段10988.802.264.45101.3353 10841.811 10 41.0863 10 33-4段13023.782.128.164.82691.4481 1081.907 10 41.5559 10 34-5段14167.300.39.3729.491288.8474 1080.048 10 40.4501 10 4總計5.367 10 43.2957 10 3注：（1）墩身為 C25 混凝土： Eh 3.0 107kPa ；（2）h

26、：分段高度；（3）hi ：分段中線到墩頂?shù)木嚯x，M i 上 +M i下（4）計算彎矩 Mi = i上i下五、樁基檢算1. 單樁承載力檢算（按二孔重載計算）N 20442.5kN， x 1.5m ，7.583 10 4rad ， 1 7.580 105 kN/m則樁頂內(nèi)力：N 20442.55 4Nmax1x7.580 105 1.5 7.583 10 4 3417.500kNmax n1 8樁身 C25 混凝土容重 0 25kN/m 3，土平均重度20kN/m 3則樁自重：2G d (2 0 38 0 )1.052(2 25 38 15) 701.380kN44樁入土部分同體積土重：22G (

27、2 38 )1.052 (2 20 38 10) 363.679kN44則 Nmax G G 3417.500 701.380 363.679 3755.201kN1.2 P 1.2 3546.605 4255.926kN故單樁軸向受壓承載力滿足要求。2. 群樁承載力檢算（按二孔重載計算） 將樁群看作一個實體基礎(chǔ)，則實體 基礎(chǔ)為一臺體，臺體底面由于內(nèi)摩擦角27 ）較頂面放大（如圖 5）。 底面尺寸：a 3 3 1 2l tan4271 2 40 tan =19.469m4b 3.0 1 2l tan4273.0 1 2 40 tan 13.469m4A ab 19.469 13.469 262

28、.216m 244圖 5 群樁承載力檢算示意圖22W ab2 19.469 13.46923588.614m 3樁自重： G1 G n 701.380 8 5611.042kN樁側(cè)土重： G2 262.216 （2 20 38 10） 363.679 8 107221.113kN承臺重： G3 15 11.2 5.2 1.7 25 （11.2 5.2 0.3 8.8 4.8 1.2） 3189.12kN 承臺部分土重： G3 10 11.2 5.2 1.7 20 （11.2 5.2 0.3 8.8 4.8 1.2） 2352.28kN 故： N0 N G1 G2 G3 G320442.5 56

29、11.042 107221.113 3189.12 2352.28 134110.494kNN0 M 134110.494 12610.7532.876kPa 636.944kPaA W 262.216 588.614墩頂水平位移檢算（按一孔重載計算） 墩高： H 2 1.5 6.52 1.5 1.2 12.72m 則墩頂位移aHd3 3 32.330 10 3 1.058 10 3 12.72 3.2957 10 3 19.08mm 5 L 5 40 31.62mm結(jié)構(gòu)在土面處的位移（按一孔重載計算） 在橋規(guī)中查 m ， m0 時，只適用于結(jié)構(gòu)在地面處的最大位移為 6mm，若超過 6mm就

30、不能采用“ m ”法進(jìn)行計算，故需要對樁在土面處的位移進(jìn)行檢算。墩身埋于土中高度： h =16.5 13.3 3.2m a h 2.330 10 3 1.058 10 3 3.2 5.716 10 3m 6mm 可以用 m 法直接查表計算。樁身截面配筋設(shè)計（按一孔重載計算）（1）樁身彎矩計算H0a 2 3 2.330 10 3 7.6661041.058 10 3 1.80110511.928kNM 04 a 3 1.058 10 3 6.8881052.330 10 3 1.801105309.117kNm因此，任意深度 z 處樁身截面彎矩：H 11.928Mz0 AMM0BM AM309.

31、117BM30.274AM309.117BMz M 0 M0.394 M M M MM z 列表計算，如下表所示：Mz 計算表Nmi由表知： M max1.02.03.03.54.0zz(m)AMBm30.274AM309.117BMM z (kN m)00010309.117309.1170.20.5050.1970.998-5.964308.499302.5350.41.0090.3770.986-11.413304.789293.3760.61.5140.5290.959-16.015296.443280.4280.82.0190.6460.913-19.557282.224262.66

32、71.02.5230.7230.851-21.888263.059241.1711.23.0280.7620.774-23.069239.257216.1881.43.5320.7650.687-23.160212.363189.2031.64.0370.7370.594-22.312183.615161.3031.84.5420.6850.499-20.738154.249133.5112.05.0460.6140.407-18.588125.811107.2232.25.5510.5320.32-16.10698.91782.8112.46.0560.4430.243-13.41175.1

33、1561.7042.66.5600.3550.175-10.74754.09543.3482.87.0650.270.12-8.17437.09428.9203.07.5700.1930.076-5.84323.49317.6503.58.8310.0510.014-1.5444.3282.7844.010.093000002）計算偏心距初始偏心距：e0 M max309.1170.293m0N min1054.779偏心距放大系數(shù)：11 KN2EhIh lc2 c其中：影響系數(shù)0.1 0.10.16 0.16 0.363 e00.2930.2 0 0.2h1.00計算長度 l c4.0 4.

34、00.5(l0) 0.5 (0 ) 5.076m (此式中 為變形系數(shù))0.394安全系數(shù) K=0.6（主力 +附加力）10.6 18061.8則： 11 K2N1 2 722 72EhI h2 3.0 107 0.04912h h0.363lc225.07621.056e = e0 =1.056 0.293=0.309m3）配筋根據(jù)灌注樁構(gòu)造要求，橋梁樁基主筋宜采用光圓鋼筋，主筋直徑不宜小于16mm，凈距不宜小于 120mm，且任一情況下不得小于 80mm，主筋凈保護(hù)層不應(yīng)小于 60mm。 在滿足最小間距的情況下，盡可能采用單筋、小直徑的鋼筋，以提高樁的抗裂性，所以 主筋采用 I 級鋼筋。樁

35、身混凝土為 C25，根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，取 =0.5%,則22As,minAc 0.5%10002 3926.99mm 24選用 1618 的 I 級鋼筋， As,實 4072mm2 ，取凈保護(hù)層厚度 as 60mm ，采用對稱配筋，則主筋凈距為：2 R 2 （500 60 9）d 18 151.253mm 120mm ， 符合要求。16 16樁與承臺的聯(lián)結(jié)方式為主筋伸入式，樁身伸入承臺板0.1m，主筋伸入承臺的長度（算至彎鉤切點）對于光圓鋼筋不得不小于 45 倍主筋直徑（即 810mm），取 900mm,主 筋應(yīng)配到 4/ 處以下 2m 處（即 4/ 0.396 2 12.093mm） , 取其長

36、度為 12m，則主筋總長為 13m。箍筋采用 8200mm。為增加鋼筋籠剛度，自樁頂以下 10cm起向下每 2m 設(shè)置一道加勁箍筋（即骨架鋼筋），直徑為 18。順鋼筋籠長度每隔 2m 沿圓周均勻設(shè)置 4 根骨架定位鋼筋，直徑為 12。樁身截面配筋見設(shè)計圖紙。4）判斷大小偏心換算截面面積：22d 2100022A0nAs7.0 4072 813902.163mm 244sn Es 2.1 1087 7.0Ec 3.0 107換算截面慣性矩：4464nAsrs210006427.0 4072 (500 60 9)210 45.438 1010 mm4核心距：I05.438 1010 kA0y 81

37、3902.163 500133.63mm e 201.7mm故屬大偏心構(gòu)件5）應(yīng)力檢算NMA0 I01054.779 103813902.163309.117 1035.438 1010500 1.299MPa b 8.5MPaNMnN M (y as) 7.0 A0 I 01054.779 103813902.163309.117 1035.438 1010(500 60 9)9.09MPa s 160MPa故應(yīng)力符合要求6）穩(wěn)定性檢算樁計算長度 lc 5.076m ， d 1m，lc /d 5.076 7查混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理得 =1.0，m=13.8N(Ac mAs )31.253MPa

38、c 7.6MPa1054.779 1031.0 ( / 4 10002 13.8 4072)故穩(wěn)定性滿足要求。7）抗裂驗算鉆孔灌注樁現(xiàn)場澆灌，不需吊裝，施工期間樁截面一般不出現(xiàn)拉應(yīng)力，所以樁不產(chǎn)生裂縫6.單樁工程材料用量表六、電算結(jié)果（ PPF）PPF重要說明：因任務(wù)書要求未手算一孔輕載，故在電算中取其和一孔重載一樣的數(shù)據(jù)以運(yùn)行1.電算輸入文件26200.52300000005000270.37000274.97000278.17000270.8100002726.825000272.341. 1. 040 0-1.541. 1. 040 01.53.311.293618061.814674.

39、3793618061.814674.3793620442.512610.72.電算輸出文件第 一 部 分 原 始 數(shù) 據(jù)樁類型組數(shù) 土層數(shù)作用力 H 方向上一排樁的樁數(shù)2 6 樁端嵌固類型 MD=.0 最小樁間凈距 LS= 2.00(米)2樁傳力類型系數(shù) XS=0.5000樁材砼彈性模量 E= 0.3000E+08(kN/m2)地基比例系數(shù) (kN/m4)內(nèi)摩擦角 (度) 第I 土層的厚度 (米 )5000.27.00.307000.27.04.907000.27.08.107000.27.00.8010000.27.026.8025000.27.02.30I ITDDBLO LIAHX1 4

40、1.0001.0000.000 40.0000.0000-1.50002 41.0001.0000.000 40.0000.00001.5000承臺埋入地面或局部沖刷線以下的深度：3.3承臺的實際寬度：11.2荷載類型 I 水平力 H(kN)1 936.0軸向力 N(kN)18061.8彎矩 M(kN.m)14674.42936.018061.814674.43936.020442.512610.7* 第 二 部 分 計 算 結(jié) 果基礎(chǔ)的變形系數(shù) a 及樁頂剛度系數(shù)AFLO1LO2LO3LO410.3881009797.5673219.67174868.33678769.1220.388100

41、9797.5673219.67174868.33678769.12承臺剛度矩陣K1K2K311043054.5815160.000000-895919.70510120.0000008078380.5000000.0000003-895919.7051010.00000023682725.326086荷載類型 NP= 1（單孔輕載）承臺位移水平位移 （毫米） 豎向位移 （毫米）轉(zhuǎn)角 （rad）1.482.240.6755E-03I= 1第1根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.481.48-9.93817521.221.221234.51591230.680.68200.1381

42、38第1根樁樁身內(nèi)力JH(m)My(kN.m)Qy(kN)dy(kN/m)10.52194.704-11.6666.14221.03187.704-15.7559.27631.55178.289-20.83210.07942.06166.232-25.8589.18252.58151.758-30.1077.15763.09135.396-33.1304.49773.61117.843-34.7071.61484.1399.858-34.811-1.17394.6482.178-33.555-3.632105.1665.453-31.148-5.615115.6750.208-27.860-7

43、.045126.1936.824-23.981-7.906136.7025.529-19.800-8.225147.2216.411-15.583-8.059157.739.426-11.561-7.478168.254.422-7.929-6.559178.771.155-4.843-5.369189.28-0.688-2.429-3.964199.80-1.482-0.786-2.38120 10.31-1.6460.000-0.642I= 2第 2 根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.481.48-9.93817523.253.253280.93408830.680.68

44、200.138138第2根樁樁身內(nèi)力JH(m)My(kN.m)Qy(kN)dy(kN/m)10.52194.704-11.6666.14221.03187.704-15.7559.27631.55178.289-20.83210.07942.06166.232-25.8589.18252.58151.758-30.1077.15763.09135.396-33.1304.49773.61117.843-34.7071.61484.1399.858-34.811-1.17394.6482.178-33.555-3.632105.1665.453-31.148-5.615115.6750.208-

45、27.860-7.045126.1936.824-23.981-7.906136.7025.529-19.800-8.225147.2216.411-15.583-8.059157.739.426-11.561-7.478168.254.422-7.929-6.559178.771.155-4.843-5.369189.28-0.688-2.429-3.964199.80-1.482-0.786-2.38120 10.31 -1.646 0.000 -0.642荷載類型 NP= 2 （單孔重載 ）承臺位移水平位移 （毫米） 豎向位移 （毫米 ）轉(zhuǎn)角 （rad）1.482.240.6755E-0

46、3I= 1第1根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.481.48-9.93817521.221.221234.51591230.680.68200.138138第1根樁樁身內(nèi)力JH(m)My(kN.m)Qy(kN)dy(kN/m)10.52194.704-11.6666.14221.03187.704-15.7559.27631.55178.289-20.83210.07942.06166.232-25.8589.18252.58151.758-30.1077.15763.09135.396-33.1304.49773.61117.843-34.7071.61484.1399.8

47、58-34.811-1.17394.6482.178-33.555-3.632105.1665.453-31.148-5.615115.6750.208-27.860-7.045126.1936.824-23.981-7.906136.7025.529-19.800-8.225147.2216.411-15.583-8.059157.739.426-11.561-7.478168.254.422-7.929-6.559178.771.155-4.843-5.369189.28-0.688-2.429-3.964199.80-1.482-0.786-2.38120 10.31-1.6460.00

48、0-0.642I= 2第2根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.481.48-9.93817523.253.253280.93408830.680.68200.138138荷載類型 NP= 3（雙孔重載）承臺位移水平位移 （毫米 ）豎向位移 （毫米）轉(zhuǎn)角 （rad）1.402.530.5855E-03I= 1第1根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.401.400.14701621.651.651668.52413930.590.59152.532802第1根樁樁身內(nèi)力JH(m)My(kN.m)Qy(kN)dy(kN/m)10.52152.312-1.5135.95

49、021.03150.569-5.5309.22931.55146.419-10.66610.38242.06139.544-15.9609.93052.58130.054-20.7148.36063.09118.356-24.4656.10873.61105.042-26.9593.54384.1390.785-28.1170.96694.6476.267-27.992-1.400105.1662.113-26.737-3.399115.6748.853-24.565-4.944126.1936.896-21.722-6.001136.7026.524-18.458-6.580147.2217

50、.892-15.011-6.722157.7311.039-11.592-6.485168.255.903-8.377-5.938178.772.340-5.510-5.145189.280.141-3.104-4.162199.80-0.955-1.244-3.03020 10.31-1.2480.000-1.777= 2第 2 根樁的樁頂位移JA1(J)A2(J)P2(J)11.401.400.14701623.413.413442.10086130.590.59152.5328023. 手算與電算結(jié)果對照表基礎(chǔ)變形系數(shù)及樁頂剛度系數(shù)(m 1)1 (kN/m)2(kN m)3(kN)4(k

51、N m/rad)電算結(jié)果0.3881009797.5673219.67174868.33678769.12手算結(jié)果0.39457.580 10547.666 10451.801 10556.888 105承臺剛度系數(shù)aa (kN m)bb (kN/m)a (kN)(kN m/rad)電算結(jié)果8078380.5000001035174.769016-895919.70510123682725.326086手算結(jié)果59.211 1056.064 1061.143 1061.958 107承臺位移荷載情況水平位移 (mm)豎向位移 (mm)轉(zhuǎn)角(rad)一孔重載電算 結(jié)果1.482.24-30.67

52、5510-3手算 結(jié)果2.3302.9791.058 10 3雙孔重載電算 結(jié)果1.402.53-30.585510-3手算 結(jié)果1.9573.3717.583 10 4第三部分 設(shè)計提高部分3. 樁長對承臺位移的影響3. 樁長對承臺位移的影響2. 樁長對承臺剛度系數(shù)的影響、樁長對計算數(shù)據(jù)的影響1. 樁長對基礎(chǔ)變形系數(shù)及樁頂剛度系數(shù)的影響樁長（ m）(m 1)1(kN/m)2(kN m)3(kN)4(kN m/rad)350.391852851.3172202.90171231.25660167.06360.391845121.5072203.43171233.25660174.62370.3

53、91837105.0072203.95171235.23660182.12380.3911017181.8872232.40171343.23660592.06390.391998759.1272233.56171347.62660608.75400.391980808.1972234.70171351.94660625.19410.391963326.8872235.84171356.30660641.69420.391946310.6272236.98171360.62660658.06430.391929753.0072238.09171364.83660674.06440.391913

54、645.8872239.23171369.12660690.38分析表中數(shù)據(jù)及圖中數(shù)據(jù)的變化趨勢可以得知：（1）樁長對 沒有影響；（2）在同一持力層，隨著樁長的增加，1逐漸減小；并且持力層越好， 1 越大；（3）隨著樁長的增加， 2 、 3、 4均逐漸緩慢增加。樁長（ m）aa (kN m)bb (kN/m)a (kN)(kN m/rad)356822810.501034920.39-866823.0820708876.33366760972.001034924.64-866839.0820569800.20376696840.001034928.83-866854.9620425563.20

55、388137455.001035156.39-867718.9623670226.45397990073.001035165.71-867754.0823338750.45407846465.501035174.77-867788.5823015765.08417706615.001035183.96-867823.4622701233.45427570485.001035193.08-867858.0822395071.95437438024.001035201.96-867891.7122097162.70447309167.001035211.02-867926.0821807364.9

56、5分析表中數(shù)據(jù)及圖中數(shù)據(jù)的變化趨勢可以得知：（1）隨著樁長的增加，bb 、 a 逐漸增加；（2）在同一持力層，隨著樁長的增加，aa 、 均 逐漸減??；2. 樁徑對承臺剛度系數(shù)的影響2. 樁徑對承臺剛度系數(shù)的影響、樁徑對計算數(shù)據(jù)的影響樁長( m)水平位移 (mm)豎向位移 (mm)轉(zhuǎn)角(rad)351.552.657.74E-04361.562.677.79E-04371.562.77.85E-04381.472.226.74E-04391.482.266.84E-04401.492.36.94E-04411.492.347.04E-04421.52.397.14E-04431.512.437.

57、23E-04441.522.477.33E-04分析表中數(shù)據(jù)及圖中數(shù)據(jù)的變化趨勢可以得知：在同一持力層，隨著樁長的增加，水平位移、豎向位移、轉(zhuǎn)角均逐漸增加。1. 樁徑對基礎(chǔ)變形系數(shù)及樁頂剛度系數(shù)的影響樁徑（m）(m 1)1(kN/m)2(kN m)3(kN)4(kN m/rad)0.60.638272942.0619657.6528561.0167436.230.70.503517195.6636982.9168149.84204122.310.80.457660721.6947467.9696177.68316735.160.90.421815966.5059219.34130418.45466820.3410.391980808.1972234.70171351.94660625.191.10.3641153175.7585300.59217388.06900387.691.20.3411331096.8899369.68270296.091194878.381.30.3211512734.25114441.28330439.911550560.751.40.3041696412.25130515.71398176.411974074.381.50.2891880632.25147594.38473857.062472232.75分析