《基础工程》课程设计目录一、概述 (2)1、工程概况和设计任务 ......................................................................................................... 2 二．方案设计 .. (3)1.基础类型和尺寸 .................................................................................................................... 3 2.地基持力层 ............................................................................................................................ 3 三、技术设计 .. (6)1.荷载设计 (6)2.计算变形系数α ................................................................................................................... 6 3.计算刚度系数1234ρρρρ ..................................................................................................... 6 4.电算求解承台变位..a b β和桩顶内力i i i N H M ................................................................. 7 5．绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图 ......................................................... 8 6.桩身配筋计算 ...................................................................................................................... 13 7.桩水平位移检算 .................................................................................................................. 13 8.桩单位转角检算 .................................................................................................................. 14 9.承台结构设计计算 .............................................................................................................. 17 四．施工方案 (19)1.基础施工方式 ...................................................................................................................... 19 参考资料.. (21)一、概述1、工程概况和设计任务（1）工程名称：某高速铁路桥梁桥墩基础设计（2）工程概况该桥梁系高速铁路干线上的特大桥（复线），线路位于直线平坡地段。
该地区地震烈度较低，不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成，见图3-1和图3-3。
（3）设计任务本设计对象为某高速铁路的桥梁，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。
要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1．综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础和沉井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。
2．对选定的基础方案进行详细设计。
3．初步决定修筑基础的施工方案。
4．将以上全部成果整理成设计计算说明书和设计施工图。
设计计算说明书应制作成Word文档。
整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用CAD制作而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。
（4）设计资料设计荷载由上部结构传至各桥墩设计低水位（高程37.00m）处的设计荷载如表3-2所示。
表3-1 土工试验成果表纵向风力）；2．竖向力N和水平力H的单位为kN，力矩M的单位为kN-m，H和M的符号相同表示两者对基础的转动效应相同。
二．方案设计1.基础类型和尺寸（1）选定桩基类型采用桩基础，桩基设计为低承台，低承台桩基可以较好的利用承台侧面土体的抗力，故抵抗水平荷载的能力较强，自身的稳定性较好在各类结构工程中均用的较多。
(2) 选择桩材和桩径桩材采用钢筋混凝土预制方桩，其优点是施工质量易于控制，沉桩工期短，单方混凝土的承载力高，工地比较文明。
并采用摩擦端承型桩：端承型桩基础承载力大，沉降量小，较为可靠安全，基岩埋深较浅时候应考虑采用。
尺寸定为550mm*550mm。
2.地基持力层（1）持力层的选取和基础埋置深度第三层粗砂中密，呈硬塑状态，其土压缩性很小，选为持力层。
桩端进入持力层深度(3-6)d=1.65-3.3米，取为5.03米，则承台底面以下桩长为16米。
基础埋置深度定为4.46米，承台顶面标高为35.0，承台底面标高为34.0. （2）确定单桩竖向极限承载力标准值 由公式：UK SK PK sik i pk P Q Q Q u q l q A =+=+∑ 由表查得桩的极限侧阻力标准值sik q 为： 软粘土：L I =1.22, sik q =21KPa 砂粘土：L I =0.43, sik q =74KPa 粗砂中密：pk q =8400KPa ，sik q =85KPaUK Q =4*0.55(21*2.52+74*8.45+85*5.03) =2432.694KN PK Q =0.55*0.55*8400=2541KN (3)初步估计桩数Np s c SK PK ck s p cR Q Q Q ηηηγγγ=++ 由于端承型桩基础持力层坚硬，桩顶沉降量较小，桩侧摩阻力不易发挥，桩顶荷载基本上通过桩身直接传到桩端处的土层上，而桩端处的承压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响，因此课近似认为端承型群桩基础中各基桩的工作性状与单桩基本一致。
取p η=s η=1.0，c η=0.由于桩的布置和桩数还未定，先不考虑承台效应，查表得s γ=p γ=1.65R =2432.694／1.65+2541／1.65=3014.36 确定桩数时，由于承台尺寸未定，可先根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载初步估算确定。
uFn R =,其中u 为经验系数取1.1，双线双孔重载F=18500KN uFn R==1.1*18500／3014.36=6.75 为了方便布桩，取n=9.(4)进行桩位布置和承台确定桩在平面上采用行列式布置，桩中心距(34)a S d =-=1.65-2.2米。
取X 方向中心距为1.65米，Y 方向为2.2米；取边桩中心至承台边缘的距离为d =0.55米，承台边缘至桩的外边缘为0.275米，符合有关规范要求。
桩的布置和承台平面尺寸如图所示：(5)验算考虑承台土重后的桩数承台及土自重G=4,4*5.5*4.46*25=2698.3KNF Gn R+==21198.3/3014.36=7.03 说明取n=9可以满足要求n=9（6）按低承台简化计算法初步检算单桩承载力 竖向力F+G=18500+2698.3=21198.3KN,h=1m; 承台所受弯矩（绕Y 轴）为YM =M+Hh=10000+1000*1=11000KN m ⋅各基桩所受的平均竖向压力设计值为N=（F G +/n=2355.37KN 基桩最大和最小竖向压力设计值为max N =2Y ii M x F G n x ++∑=2355.37+2211000*1.653*1.653*( 1.65)+-=3466.48KNminN 2Y iiM x F G n x ++∑=2355.37+2211000*( 1.65)3*1.653*( 1.65)-+-=1244.26KN>0基础是偏心受压，验算时要同时满足0N R γ≤和0max 1.2N R γ≤两个条件，由于桩基安全等级为二级，则0γ=1.0.验算如下：0N γ=1.0*2355.37KN<R=3014.36KN0max N γ=1.0*3466.48KN<1.2R=3617.232KN 两项验算均满足要求！三、技术设计1.荷载设计取用双线双孔重载组合，简化至承台底面中心。
作用与桥墩底面形心的设计荷载为： F=18500KN;H=1000KN;M=10000KN m ⋅ 简化至承台底面中心后：N=F+G=18500+2698.3=21198.3KN H=1000KNY M =M+Hh=10000+1000*1=11000KN m ⋅2.计算变形系数α（1）桩的计算宽度0 1.50.5 1.5*0.550.5 1.325b b m =+=+=（2）变形系数α0.67h E E ==0.67*2.8*4210N mm =18.76*4210N mmI=34417.64*1012bh m -= 21121231232123(2)(22)()m h m h h m h h h m h h h +++++=++=8.8644MN mα=1m - 桩在地面以下深h=16m, 计算长度αh>2.5,因此按弹性桩计算。
3.计算刚度系数1234ρρρρ100011l l EA C A ρε=++0l =0，ε=1.0，l=16m, A=0.30252m0.67h E E ==0.67*2.8*4210N mm =18.76*4210N mm02432'2tan (0.552*16*tan )44l A d ϑ=+=+。
=15.91；a S =1.65当2tan 4a l d S ϑ+>时，0A 应由a S 得出。