基礎工程課程設計
題目鐵路橋墩樁基礎設計
指導教師鄭國勇
姓名肖元
專業土木1114班
學號1208112008
2023年10月2日
基礎工程課程設計任務書
——鐵路橋墩樁基礎設計
一．設計資料
1. 線路：雙線、直線、坡度4‰、線間距5m，雙塊式無碴軌道及雙側1.7m寬行人路，其重量為44.4kn/m。
2. 橋跨：等跨l=31.
1m無碴橋面單箱單室預應力混凝土梁，梁全長32.6m，樑端縫0.1m；樑高3m，梁寬13.
4m，每孔梁重8530kn，簡支箱梁支座中心距梁端距離0.75m，同一橋墩相鄰梁支座間距1.6m。
軌底至梁底高度為3.7m，採用盆式橡膠支座，支座高0.173m，梁底至支座鉸中心0.
09m。
3. 建築材料：支承墊石、頂帽、托盤採用c40鋼筋混凝土，墩身採用c30混凝土，樁身採用c25混凝土。
4. 地質及地下水位情況：
土層平均重度γ＝20kn/m3，土層平均內摩擦角 =28°。地下水位標高：＋30.5。
5. 標高：梁頂標高+53.483m，墩底＋35.81。
6. 風力：w＝800pa (橋上有車)。
7. 橋墩尺寸：如圖1。
二．設計荷載
1. 承檯底外力合計：
雙線、縱向、二孔過載：
n=18629.07kn，h=341.5kn，m= 4671.75kn·m
雙線、縱向、一孔過載：
n=17534.94kn，h=341.5kn，m=4762.57kn·m
2. 墩頂外力：
雙線、縱向、一孔過載：
h=253.44 kn，m ＝893.16 kn·m。
三．設計要求
1. 選定樁的型別和施工方法，確定樁的材料、樁長、樁數及樁的排列。
2. 檢算下列專案
(1) 單樁承載力檢算 （雙線、縱向、二孔過載）；
(2) 群樁承載力檢算 （雙線、縱向、二孔過載）；
(3) 墩頂水平位移檢算 （雙線、縱向、一孔過載）；
(4) 樁身截面配筋計算 （雙線、縱向、一孔過載）；
(5) 樁在土面處位移檢算（雙線、縱向、一孔過載）。
3. 設計成果：
(1) 設計說明書和計算書乙份
(2) 設計圖(計算機繪圖) 一張
四．附加說明
1. 如布樁需要，可變更圖1中承臺尺寸；
2. 任務書中荷載系按圖1尺寸進行計算的結果，如承臺尺寸變更，應對其豎向荷載進行相應調整。
圖1 橋墩及承臺尺寸示意圖
基礎工程課程設計計算說明書
——鐵路橋墩樁基礎設計
一、擬定基樁尺寸及樁數
1、承臺及樁身採用c25混凝土。
2、設計樁徑取，鑽孔灌注樁；鑽孔機具為φ100cm旋轉鑽機。
3、考慮選擇較硬土層作為樁端持力層（強度較高、壓縮性較低的粘性土、粉土、中密或密實的砂土、礫石土以及中風化或微風化的岩層，是常用的樁端持力層），根據地質條件，將樁端定在粗砂層。樁端全截面進入持力層的深度，對於砂土不宜小於1.5d，所以選擇樁長，標高為-6.
69m處，樁端進入持力層深度為3.18m。
4、確定樁數n：，其中μ為經驗係數，橋梁樁基採用1.3～1.
8。計算單樁容許承載力：其中（a按設計樁徑計算），（u按成孔樁徑計算，旋轉鑽成孔樁徑比設計樁徑增大30～50mm），為鑽孔灌注樁極限摩阻力。
查《基礎工程》表6—21，得：
軟塑砂粘土： ，；
粉砂： ，；
淤泥質砂粘土： ，；
細砂（中密）：，；
粗砂（中密）：，；
查《基礎工程》表6—20，取；查《橋規》表4.1.2～4.1.2-9，中密粗砂；查《橋規》表4.1.3，，；。
當l>10d時，，則：
取，則，取n=8根。
二、確定樁在承臺底面的布置
1、承臺尺寸採用圖1中所示尺寸。
2、查《橋規》知，當時，最外一排柱至承臺底板邊緣的淨距不得小於且不得小於0.5m，且鑽孔灌注樁的樁中心距不應小於，根據承臺尺寸及以上布樁原則，樁的分布如下圖所示：
圖2.樁的布置圖
3、承臺底面形心處位移計算
1、設計荷載
⑴ 承檯底外力合計
雙線、縱向、二孔過載：
n=18629.07kn，h=341.5kn，m= 4671.75kn·m
雙線、縱向、一孔過載：
n=17534.94kn，h=341.5kn，m=4762.57kn·m
⑵ 墩頂外力
雙線、縱向、一孔過載：
h=253.44 kn，m ＝893.16 kn·m。
2、承臺底面形心處位移a,b,β
⑴ 樁的計算寬度和變形係數
由，對於圓截面樁：，，取，與外力作用面相互平行的平面內樁間淨距為：，取。則，
樁截面的受撓剛度為：c25混凝土
假定為彈性樁，承臺底面下深度為，為軟塑砂粘土和粉砂，查《基礎工程》表6-7，取，；
，；等效面積法換算地基係數：
則基礎變形係數：
樁的換算入土深度：，假設成立，按彈性樁計算。
⑵ 單樁樁頂剛度
設計樁為鑽孔灌注樁，所以，且，
查《基礎工程》表6-7，粗砂層取
，取，查《基礎工程》表6-15得：
則： ⑶ 承臺剛度係數
樁對稱布置：
⑷ 計算
承臺計算寬度
承臺處於耕地軟塑砂粘土中，，
⑸ 承臺底面形心處位移計算（單重、雙重分別計算）
雙線、縱向、二孔過載下：n=18629.07kn, h=341.5kn, m=4671.75knm
雙線、縱向、一孔過載下：n=17534.94kn, h=341.5kn, m=4762.57knm
四、托盤底面水平位移及轉角計算
假定：墩帽、托盤和基礎部分僅產生剛性轉動，將墩身分為四部分，每部分高度相同，基本風荷載強度，橋上有車時風荷載強度採用，縱向水平風力等於風荷載強度乘以受風面積。
1、和縱向風力引起的力矩（活載偏心所引起的彎矩已計入m中）
墩帽所受風力：
托盤所受風力：
托盤風力合力作用點位置距下邊緣距離為x，則：
圖3.墩身受風面積分割圖
墩身各部分（梯形）形心軸距下邊緣的距離計算公式為：
，其中a為下邊長度，b為上邊長度。
算例：1-2段所受水平風力：
1-2段形心軸距2-2截面的距離：
其他部分墩身所受風力及各截面彎矩值計算列表如下：
表1.風力及截面彎矩值計算表
2、計算托盤底面的水平位移和轉角
由得：， ，表2.托盤水平位移和轉角計算表
五、樁基檢算
1、單樁承載力檢算（雙線、縱向、二孔過載）
n=18629.07kn x=2.5 β=0.888110-4rad
查規範，取樁容重，則樁身自重：
與樁入土部分同體積的土重為：
則： 所以，單樁承載力合格
2、群樁承載力驗算（雙線、縱向、二孔過載）
檢算條件：樁中心間距為5公尺，小於6d=6公尺，考慮群樁效應；檢算方法：。
式中：n——作用於假想實體基礎底面形心上的所有豎向力；
m——作用於地面或區域性沖刷線以上外力對群樁形心的力矩；
a——假想實體基礎地面面積；
w——假想實體基礎地面的截面慣性矩。
群樁承載力的檢算圖示如下圖所示：
樁身自重：； 圖4.假想實體基礎示意圖
樁側土的自重：
承臺自重：
與承臺入土部分相同體積的土重：
所以，群樁承載力合格。
3、樁在土面處位移檢算（雙線、縱向、一孔過載）
⑴ 在《橋規》中查m、m0時，只適用於結構在地面處的最大位移為6mm，若超過6mm就不能採用「m」法進行計算，故需要對樁在土面處的位移進行檢算。
⑵ 根據檢算公式：
4、墩頂水平位移檢算（雙線、縱向、一孔過載）
所以，墩頂水平位移滿足要求。
5、樁身配筋計算（雙線、縱向、一孔過載）
⑴ 計算樁身彎矩
由表3.樁身彎矩計算表
基礎工程剛性基礎設計計算說明書
剛性擴大基礎設計計算說明書 姓名 單志遠 班級 道橋 1204 學號 321407020317 指導老師 任連偉 2015年06月30日 某橋上部結構採用鋼筋混凝土t形梁，標準跨徑20.00m，計算跨徑19.60m。板式橡膠支座，橋面寬度為7m 2 1.0m，雙車道，按 公路橋涵地基基礎設計規範 j...
基礎工程課程設計計算說明書
課程名稱 基礎工程課程設計 設計題目 柱下獨立基礎設計 專業班級 學生姓名學號 指導教師 周友香職稱 副教授 最終成績評定 湖南工業大學科技學院教務部制 2014年 06月 27 日 目錄1 1 基礎課程設計目的 1 1 2 基礎課程設計成果及其基本要求 1 1.2.1 課程設計計算書主要內容要求 ...
樁基礎設計計算書
目錄1 設計資料 2 選擇樁型 樁端持力層 承臺埋深 3 確定單樁極限承載力標準值 4 確定樁數和承臺底面尺寸 5 確定復合基樁豎向承載力設計值 6 樁頂作用驗算 7 樁基礎沉降驗算 8 樁身結構設計計算 9 承臺設計 10.參考文獻 1.設計資料 1.1建築物場地資料 某高校學生公寓樓，上部結構為...