基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告5

-.z根底工程課程設(shè)計(jì)——低樁承臺(tái)群樁根底設(shè)計(jì)長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院橋梁工程2021.12低樁承臺(tái)根底設(shè)計(jì)1、根本資料1.1*跨線橋主橋上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨徑組成為〔60+100+60〕m，橋面凈寬11m，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路Ⅰ級(jí)。采用盆式橡膠支座、等截面單箱雙室薄壁橋墩〔如以下圖示〕。圖1樁根底縱橋向及橫橋向斷面圖1.2主墩高度18m，箱壁厚度0.75m，縱隔板厚度0.8m，墩身頂部1.5m及底部2m均為實(shí)心段，矩形墩底截面尺寸為(4×14)m2，采用30號(hào)混凝土(C30)。作用于墩身底截面中心處的設(shè)計(jì)荷載為：豎直力Nz=74958kN水平力H*=2895kN縱橋向彎矩My=38209kN·m〔坐標(biāo)規(guī)定：縱橋向*軸、橫橋向y軸、豎向z軸〕1.3主墩根底擬采用12根鉆孔灌注樁群樁根底，混凝土標(biāo)號(hào)25(C25)。承臺(tái)頂面與地面平齊，厚度為3.5m。1.4地質(zhì)資料自地面向下16m深度圍為中密細(xì)砂加礫石〔土層Ⅰ〕，往下為密實(shí)中粗砂加礫石〔土層Ⅱ〕。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)為:土層Ⅰ：=55kpa，=19.8kN/m3，m=10000kN/m4,土層Ⅱ：=70kpa,=500kpa,=21.8KN/m3m=20000kN/m41.5設(shè)計(jì)參數(shù)承臺(tái)及基樁材料重度=25kN/m3，基樁設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)為：Ec=2.8×107kN/m2,λ=0.85,m0=0.8,K2=6樁徑d=1.8m，縱橋向3排，橫橋向4排,如圖1所示2、主墩群樁根底設(shè)計(jì)〔以縱橋向控制設(shè)計(jì)〕2.1、承臺(tái)平面尺寸的擬定根據(jù)上面的地質(zhì)資料、上部構(gòu)造形式、荷載大小以及基樁材料性質(zhì)，并且根據(jù)07規(guī)中樁根底樁徑要求：鉆〔挖〕孔灌注樁中心距不應(yīng)小于2.5倍的樁徑等要求，初步確定承臺(tái)的尺寸為。承臺(tái)如以下圖2所示。圖2承臺(tái)即樁根底布置圖〔單位尺寸m〕2.2、基樁的平面布置由于規(guī)中有要求，鉆孔灌注樁〔摩擦樁〕中心距不應(yīng)小于樁徑的2.5倍〔即小于〕取樁中心距為5m。為了防止承臺(tái)邊緣距離樁身過近而發(fā)生破裂，并考慮樁頂位置允許的偏差，邊樁外側(cè)到承臺(tái)邊緣的距離，對(duì)于樁徑大于1m的裝不應(yīng)小于0.3倍的樁徑并不小于0.5m。基樁平面的布置如上圖2所示。2.3、擬定樁長(zhǎng)并驗(yàn)算單樁軸向受壓容許承載力采用?公路橋涵地基與根底設(shè)計(jì)規(guī)?〔JTGD63—2007〕確定單樁軸向受壓承載力容許值經(jīng)歷公式初步反算樁長(zhǎng)，由上面根本資料可知，承臺(tái)頂面與地面平齊，而承臺(tái)高3.5m，即基樁的頂面在地面以下3.5m處。根據(jù)地質(zhì)情況，擬將樁根底打入土層Ⅱ以下L2處，基樁在土層Ⅰ的高度則為12.5m。則樁徑為1.8m，樁周長(zhǎng)，，所以得：承臺(tái)底面中心處的荷載為：樁底所受的豎向荷載為：由得：解得則現(xiàn)擬定樁長(zhǎng)為21m，即。由上式計(jì)算可知當(dāng)h=21m時(shí)，，樁的軸向受力承載力符合要求。2.4、彈性樁的判斷樁的計(jì)算寬度b1，，d=1.8m，，，n=3，所以樁的變形系數(shù)所以樁的長(zhǎng)度h為21m，則，故應(yīng)按彈性樁計(jì)算。2.5、樁頂荷載分配并校核樁頂剛度系數(shù)值計(jì)算?。?。88查附表17、附表18、附表19得：,,，則：計(jì)算承臺(tái)底面中心的、、由于承臺(tái)埋入地面以下較淺，相比活載效應(yīng)承臺(tái)側(cè)面土的水平抗力較小，在設(shè)計(jì)時(shí)可以偏平安的不考慮承臺(tái)側(cè)面土的水平抗力與樁和樁側(cè)土共同作用抵抗和平平外荷載作用。===其中：==0.2868=120.0221=0.2652=計(jì)算作用在每根樁上作用力、、第一排和第三排樁的=〔+〕=0.284中間一排樁的豎向荷載水平力=彎矩=校核：計(jì)算樁頂處的=、==241.25、、=7952.82.6、確定樁長(zhǎng)并驗(yàn)算單樁軸向受壓容許承載力在確定樁長(zhǎng)時(shí)，需采用最大的豎向荷載進(jìn)展控制設(shè)計(jì)，即豎向荷載應(yīng)該采用：由及可得：則，確定樁的長(zhǎng)度為24m，實(shí)際的由上式計(jì)算可知當(dāng)h=24m時(shí)，，樁的軸向受力承載力符合要求。2.7、單樁力及位移計(jì)算與驗(yàn)算承臺(tái)底面以下深度z處樁的彎矩及樁身最大彎矩計(jì)算無量綱系數(shù)由附表3、附表7分別查得，計(jì)算列表如下表1計(jì)算，其結(jié)果圖以圖3表示。表1計(jì)算表z00.00010.00106.33106.330.20.710.196960.99806168.50106.12274.620.41.420.377390.98617322.86104.86427.720.62.130.529380.95861452.88101.93554.810.82.840.645610.91324552.3297.10649.4213.550.723050.85089618.5790.48709.041.24.260.761830.77415651.7482.32734.061.44.960.764980.68694654.4473.04727.481.65.670.737340.59373630.7963.13693.921.86.380.684880.49889585.9153.05638.9627.090.614130.40658525.3943.23568.622.27.800.53160.32025454.7834.05488.832.48.510.443340.24262379.2825.80405.072.69.220.354580.17546303.3418.66322.002.89.930.269960.11979230.9512.74243.69310.640.193050.07595165.158.08173.233.512.410.050810.0135443.471.4444.91414.180.000050.000090.040.010.05圖3圖4由得：由查附表13得：，故：，承臺(tái)底面以下深度z處樁的橫向土抗力計(jì)算無量綱系數(shù)由附表1、附表5分別查得，計(jì)算列表如下表2計(jì)算，其結(jié)果圖以圖4表示。表2計(jì)算表z00.002.440661.6210.000.000.000.20.712.117791.2908813.991.0615.050.41.421.802731.0006423.811.6425.460.62.131.502680.7498129.781.8531.620.82.841.22370.5372732.331.7634.0913.550.970410.3611932.051.4833.531.24.260.745880.2190829.561.0830.641.44.960.551750.1079325.510.6226.131.65.670.38810.0242220.510.1620.671.86.380.25386-0.0357215.09-0.2614.8327.090.14696-0.075729.71-0.629.092.27.800.06461-0.09944.69-0.903.802.48.510.00348-0.11030.28-1.09-0.812.69.22-0.03986-0.11136-3.42-1.19-4.612.89.93-0.06902-0.10544-6.38-1.21-7.59310.64-0.08741-0.09471-8.66-1.17-9.833.512.41-0.10495-0.05698-12.13-0.82-12.95414.18-0.10788-0.01487-14.25-0.24-14.50樁頂縱向水平位移計(jì)算樁在承臺(tái)底面處〔即樁頂處〕水平位移：因?yàn)椋楦奖淼茫?，，，樁頂水平位?.25cm<6cm,符合規(guī)要求。2.8、樁身截面配筋設(shè)計(jì)及樁截面強(qiáng)度驗(yàn)算由上面的計(jì)算可知，在z=4.47m處，該處，在該處的軸向力為：縱向含筋面積計(jì)算樁豎向鋼筋按含筋率0.2%配置：現(xiàn)選取12跟的HRB335級(jí)鋼筋,其面積為：計(jì)算偏心距增大系數(shù)長(zhǎng)細(xì)比，應(yīng)考慮縱向彎矩對(duì)偏心距的影響。取，則截面有效高度則偏心距增大系數(shù)求軸向力偏心距取，則以下采用試算發(fā)列表計(jì)算，試算表如下表3所示，其各系數(shù)通過查表得到：表3試算表ABCD0.751.96870.62711.37441.32420.3030.2911.0420.761.99940.62061.42831.28910.2950.2911.0130.772.03060.61361.48061.25490.2860.2910.984由上表可見，當(dāng)故取0.71為計(jì)算值。截面承載力復(fù)核故承載力滿足要求。樁身配筋圖如以下圖5所示：鋼筋圖5樁身配筋圖2.9、群樁根底承載力和沉降量驗(yàn)算群樁根底承載力驗(yàn)算由于基樁中心距為5m，小于6倍的樁徑，故需要進(jìn)展群樁根底承載力驗(yàn)算。樁為偏心受壓構(gòu)件，在進(jìn)展承載力驗(yàn)算時(shí)應(yīng)滿足以下條件：因?yàn)闃妒秦Q直的，故：，上式中取：，而其中則所以故群樁地基承載力滿足要求。沉降量驗(yàn)算由于樁的中心距小于6倍樁徑，故還需要對(duì)群樁根底進(jìn)展沉降驗(yàn)算，將群樁根底作為實(shí)體根底考慮，07規(guī)中采用分層總和法計(jì)算沉降，其公式如下所示：所給材料中沒有，這是實(shí)驗(yàn)而得的數(shù)據(jù)，故沉降無法計(jì)算得出具體數(shù)據(jù)。規(guī)中還要求：〔1〕相鄰墩臺(tái)間不均勻沉降差值〔不包括施工中的沉降