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(建筑工程设计)基础工程设计说明书 设计说明书 一、 设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量MPa E h 4106.2?=。 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为： 恒载及一孔活载时： 、风力等引起的弯矩） （竖直力偏心、制动力（制动力及风力）m KN M KN H KN N ·7.38478.2984.5659000= 恒载及二孔活载时： KN N 2.64980= 桩（直径1.0m ）自重每延米为： （已扣除浮力）m KN q /78.11154 0.12 =?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为： m KN M KN H KN N ·3.44450.28.2987.38478.2984.7234)250.25.40.7(4.5659=?+=?+= 恒载及二孔活载时： KN N 2.8073250.25.40.72.6498=?+=）（。桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。 二、单桩容许承载力的确定 根据公路桥涵地基与基础设计规范中确定单桩容许承载力的经验公式， 初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为h 3。则， 3 2 1 22200）（-+=h k A m l U P N i i h 当两跨活载时： ） （KN h N h 78.112 1 78.113.342.8073?+?+= 计算P时取以下数据： 桩的设计桩径 1.0m ，冲抓锥成孔直径为 1.15m ，桩周长 m h N h h P KPa KPa m KN KPa K m m A m U h 78.889 .517.2057) 33.3(120.6550785.09.070.0120)7.2(407.261.32 1 12040/125500.69.070.0485.04161.315.1212 202222 =+=-+?+?+?-+?=?= =?=。，（已扣除浮力）， ， 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。 图1 双排桩断面 （a ）纵桥向断面 （b ）横桥向断面 三、桩顶及最大冲刷线处荷载的计算、及、000M Q P M Q P i i i 、参数计算 1、桩的计算宽度1b ()K K K d d K K K b f 8.1119.0)1(9.001=+?=+?=?= ()()()38 .1767.099.0767.06 5.16 .06.016.06 .016.0;2;613;5.111 1 11=?= =?-+ =?'-+'=+='b h L b b K b n m d h m L 故，又， 2、桩的变形系数 ()()1 57 3 4 4 273 32 3322212115 1489.00491 .0106.267.038 .11025.170491.064 /106.267.067.0/1025.1743 .13.17.2210257.21082-=?= =?=?=?+?+?=+=m m d I m KN E E m KN h h h h m h m m EI mb h m ； 桩在最大冲刷线以下深度h=9m ，其计算长度则为： 5.2401.49489.0>=?=h h 故按弹性桩计算。 3、桩顶刚度系数4321、值计算 EI 520.0EI 107.00.031EI 1.063181 0.4484030.262564191817614 .13.3489.04 4401.49489.0977.010355.891.4105.21106.2785.09213.313191.45.24 /105.210251010785.04 21;9;3.34 233 20221 5 700012 20353002 2 0=?=>=?=?=? ?+?+=+ += =?= ?=?=-m m Q m m Q h EI EIx EIx x x l l h h EI A C AE h l m A m KN m C m d A m h m l ；得：、查附表，取用已知：故取按桩中心距计算面积，； 4、计算承台底面原点O 处位移000、b a ()()()() ()() ()EI EI EI EI EI EI n x n n H n M n EI EI EI EI EI EI n x n n M n H x n a EI EI n EI EI n EI EI n EI EI EI x n EI EI n N b m i i m i i m i i m i i 80 .820224.0185.8124.08.298429.03.4445124.066.5299184.0185.8124.03.4445429.08.298185.8184.0429.0429.0107.04124.0031.04185.825.14977.050.0442.1851977.044.723422 31214232022 3121423121402 2233221 21410=-?+?=-? ? ?+=-?+?=-? ? ?+? ?+=?=?=?+?=+=?= = 计算作用在每根桩顶上的作用力i i i M Q P 、 ()()()()的计算 及最大弯矩位置四、最大弯矩及轴向力水平力弯矩计算最大冲刷线处桩身三校核 弯矩水平力竖向力max max 00000001 10 3040 30202273.2849153.3785.087.28107.7400.1053.37.7450.141,4.72344.723433.80687.281023.44453.444550.141425.133.80687.281028.2988.2987.74450.14166 .5299107.080.820520.07.7480 .820227.066.5299031.033.80687.281080.82025.142 .1851977.0Z M KN P KN Q KNm l Q M M P Q M KN P KN nP KNm M KNm M n P x KN H KN nQ m KN EI EI EI EI a M KN EI EI EI EI a Q KN KN EI EI EI x b P i i n i i i n i i i i i i i i =?+=?+-=+=>=，则设、计算受压区高度系数 。 偏心矩的影响，取，可不考虑纵向弯曲对长细比，故桩的计算长度因、计算偏心距增大系数 现采用试算法列表计算（见表2）： 故取=0.97，=0.002726为计算值。 3、计算所需纵向钢筋的截面积 ()22 22141500002726.0mm r A g =?= 现选用1018，245.25cm A g =，布置如图2 混凝土净保护层 ,25502 20 60mm mm c >=-=纵向钢筋间净 距为256mm>80mm 。 对截面进行强度复核 由前面的计算结果，mm e 5.760= 01296.05045.25449.0450602 2=?=d A g mm r mm a g g 筋率，实际配， 1、在垂直与弯矩作用平面内 ， ，实际纵向钢筋面积混凝土截面积为。 故纵向弯曲系数长细比 ，222 25457853984 1,7740.5mm A mm d A d l g h p = =? ? ? ?+?=? ? ? ?'+=022*.137KN 254524025.117853981125.1195.011 1、在弯矩作用平面内 C A D B C A D B 110.31195.132* 240 01296.011240 9.001296.011+= ?+?+?= ()为计算值。故取很接近与设计的时当同样采用试算法可得98.0,5.76,99.78,98.0,00=mm e mm e 在弯矩作用平面内的承载力为 ()()KN N KN r C R Ar R N j g s b a c b u 270873.6327500007353.03690.224025.195.05006424.21125.195.02 222=>=?+?= += ()()桩截面符合强度要求。 KNm M KNm R gr D Br R M j g s b a c b u 06.20707.484500007353.06339.024025.195.05003717.01125.195.02323=>=?+?=+= 七、承台结构设计计算 图3 桩承台计算图（尺寸单位：cm ） 承台（见图3）的有效高度为： cm h 1773202200=-= 1、承台受冲切验算 桩边冲切，计算冲跨比： 2.02.0141.0177 25 565.0177100 00000，取=?+?+?=+ 满足要求。 ()()()()400 .12.02.056 .02.056.0732 .02.0565.056 .02.056.02.0565.025*y 1y 1x 1x 111121=+= += =+=+=，计算冲切系数： ； ，所以，；桩向上冲切，y x y x cm a cm a cm c c 取，所以：0.1=hp ()()KN KN h f a c a c t hp x y y x 87.281056.776777.111000.15.050.1400.1125.050.1732.0220 111121>=?+?+?=? ? ? +? ?+ 满足要求。 3、抗剪承载力计算 。 影响系数，剪切承载力截面高度。，取，所以，0.11772.0141.0177 25 565.017710025100000= =hs y y x x y x cn h h a h a cm a cm a =>=?+=+KN H KN h b f t hs 8.29863.1987577.1711000.10 .12.075.10 .175 .10 0 所以抗剪承载力满足要求。 4、承台受弯承载力计算 2 26 max 27.19334.19327340 2177055.017700.11061.843231.421675.087.2810261.843250.187.28102cm mm A KNm y N M KNm x N M M sx i i x i i y =? ? ? ?-?=?=?= 选用3228钢筋，间距为17+29×14+17cm ，则实际钢筋=197.02cm 2，混凝土保护层为5cm ，沿X 轴方向布置。 ()226 83.18451.18482340 2177055.017700.1107.384731.4216cm mm A sy =? ? ? ?-?+= 选用3128钢筋，间距为23cm ，则实际钢筋=190.86cm 2，混凝土保护层为5cm ，沿X 轴方向布置。 1、凌治平，易经武.基础工程.北京：人民交通出版社，2022 2、朱浮声.地基基础设计与计算.北京：人民交通出版社，2022 3、叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，2022 4、中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）. 北京：人民交通出版社，1986
