桥墩桩基础设计计算书 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
基础工程课程设计一．设计题目：00
某桥桥墩桩基础设计计算
二．设计资料：
某桥梁上部构造采用预应力箱梁。
标准跨径30m，梁长，计算跨径，桥面宽13m （10+2×），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。
1、水文地质条件：
河面常水位标高，河床标高为，一般冲刷线标高，最大冲刷线标高处，一般冲刷线以下的地质情况如下：
（1）地质情况c（城轨）：
2、标准荷载：
（1）恒载
桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN；
箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN；
墩帽自重：N3=800kN；
桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*=150KN
（2）活载
一跨活载反力：N5=，在顺桥向引起的弯矩：M1= kN·m；
两跨活载反力：N6=+8×100kN；
（3）水平力
制动力：H1=300kN，对承台顶力矩；
风力：H2= kN，对承台顶力矩
3、主要材料
承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋；
4、墩身、承台及桩的尺寸
墩身采用C30混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×。
承台平面尺寸：长×宽=7×，厚度初定，承台底标高。
拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径，成孔直径，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm。
5、其它参数
结构重要性系数γso=，荷载组合系数φ=，恒载分项系数γG=，活载分项系数γQ=
6、设计荷载
（1）桩、承台尺寸与材料
承台尺寸：××初步拟定采用四根桩，设计直径1m，成孔直径。
桩身及承台
混凝土用30号，其受压弹性模量h E =3×410MPa 。
（2） 荷载情况
上部为等跨30m 的预应力箱梁桥，混凝土桥墩，作用在承台底面中心的荷载为： 恒载及一孔活载时： 恒载及二孔活载时： 桩（直径1m ）自重每延米为：
q= 2
11511.781/4
KN m ⨯⨯=π（已扣除浮力） 三、计算
1、根据《公路桥涵地基与基础设计规范》反算桩长
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 2，则： 桩的设计桩径1m ，冲抓锥成孔直径为，桩周长和面积为 U=π×= ，
21
0.7854
m π⨯=，假定桩长<20m 取λ= t/d<取0m =
查表得2K = 已知 []0σ=550KPa
令[]h N P =得：2435.2056218.55413947.128016.26(h h h m --=⇒=舍去负值） 现取h=17m<20m,满足取λ=，则，桩低标高为 2.单桩竖向允许承载力
代入数据h=17m 得[][]{}
002221
(3)5480.672i i P U l m A k h KN =++-=∑τλσγ
加权重度3229.829.8
10108.432/h 2172
KN m γ=-
=-=++ 3、桩的平面布置图
4、桩的内力及位移计算 （1）确定桩的计算宽度b1 （2） 计算桩-土变形系数
地面或最大冲刷线下的影响深度2(1)4m h d m =+=范围内有两层土。
（3） 桩顶刚度系数1234ρρρρ、、、的计算
(4)计算承台地面远点O 处位移000αβ、b 、（单孔活载+恒载+制动力） （5）计算作用在每根桩顶上的作用力Pi 、Qi 、Mi (6)计算最大冲刷线处桩身弯矩0M ，水平力0Q 及轴向力0P (7)最大弯矩Mmax 及最大弯矩位置Zmax 的计算 (8)桩顶纵向水平位移验算
桩在最大冲刷线处水平位移x o 和转角φo 的计算
∴桩顶纵向水平位移
3
22
3233
3001000105.94221.971.62100(1.75058) 1.82100.4360.4363.2110(1.8210)2(6.850.31)107.1632o o O Q M Q M A B rad EI EI EI EI
Ql Ml l m mm
EI EI
ϕϕϕααχχϕχχ----=
+=⨯-⨯-=-⨯=-⋅++=⨯--⨯⨯++=+⨯=（）+ 水平位移容许值[△]=25==25mm 符合规范要求。
5、按m 法计算桩身入土段任一深度处的弯矩和桩侧横向土抗力（并作
Z
Z
Z Z σM 、曲线）
1 2 3 4
()20
11
1o Z
ZX x x Q M Z Z A Z B b b αασσ=⋅⋅+⋅⋅曲线，，()02o
Z
Z M M Q M Z M A M B α
=
⋅+⋅曲线，
0 0
0 1 0 3
4
6、桩身界面配筋计算 （1）配筋的计算
最大弯矩发生在Z=处，此处设计最大弯矩为369.80j M KN m =⋅ 最大设计竖向力为 故需要考虑纵向弯曲对偏心距的影响系数 若取g=，《查墩台与基础》附表得以下表格数据 实际偏心系数 E-2表中偏心系数
E 相应E 配筋率 Nr
N
ENr
EN
36766
38390 39304
40927
（2）对截面进行强度校核
（3）验算垂直于弯矩作用平面内承载力 7、承台设计
（1）桩与承台的连接处构造设计
承台平面尺寸：长×宽=7×，厚度，承台底标高。
采用桩顶主筋伸入承台连接。
桩身嵌入承台内的深度为200mm ；伸入承台内的桩顶主筋做成喇叭状，夹角15度。
伸入承台内的主筋竖向高度为100cm>35*=77cm ，不设弯钩的带肋钢筋。
抗弯钢筋布置在承台内上下两排并且不截断穿过桩身。
箍筋设20箍10Φ，间距200mm ，构造钢筋前后两端各18根10Φ，抗裂钢筋前后两端各8根12Φ下设相同的钢筋网具体配筋图见附图B 。
（2）桩顶局部受压验算
桩顶局部受压时按右式计算j j c a /m P A R βγ≤式中j P ——承台内基桩承受计算轴向力，取 （3）承台受冲切验算
承台有效高度h0=250-20-4=276cm ， 桩边冲切，相关参数见桩平面布置图B ，计算冲跨比
[]0000
111x x 30 1.3902()()2 1.995(10.25) 2.701(2.50.5)0.91390 2.2459389.35615.310.560.56
C1C2150cm 50,25, 1.3300.20.2210.2
t x c y y c ox hp t x y C HRB f MP b a h a f h KN KN cm a cm ββββλ⎡⎤=+++⋅⎣⎦=⋅⨯++⨯+⨯⨯⨯=>=====
==++混凝土钢筋取，则满足要求a 计算冲切系数[]1y hp j 121y 111x 0 1.8010.9(c 0.5a )(c 0.5a ) 1.330(1.50.50.25) 1.801(1.50.50.5)0.91390 2.2414888.35615.31x y hp t N f h KN KN βββββ=⎡⎤=∴=+++⋅=⨯+⨯+⨯+⨯⎣⎦⨯⨯⨯=>，，
取满足要求
(4)抗剪承载力验算 （5）承台受弯承载力计算
max y b b 006
0025615.31 1.011230.62,25615.310.252807.6630280,0.56,0.55224012321.111230.6210(0.5)(22400.5123i i x i y sd s d
sx sd M N x KN m M N x KN m C HRB MP x h x h mm M A h x εεεεγ===⨯⨯=⋅==⨯⨯=⋅==<⋅∴=⋅=⨯=⋅⨯⨯==-⋅-⨯∑∑M 采用混凝土钢筋，f ，取=0.55f 22620sy 0s 27167.67,34321203117120cm 2)280
27343mm 7cm 3334.310 1.1
14857.84mm 321221620122cm
(0.5)(22400.51232)280
sx s d
sd mm A M A h x A γ=Φ⨯+⨯+⨯⨯=⋅+⨯⨯===Φ⨯+⨯+⨯-⋅-⨯⨯选用间距，
实配钢筋，保护层厚度，沿x 轴布置，具体配筋图件附图B 。
（2807.66），选用19间距f 实配钢筋2y 15282mm 7cm =，保护层厚度，沿x 轴布置，具体配筋图件附图B 。
四、参考资料及应用软件
1. 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004；
2. 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007；
3. 公路桥涵设计手册：墩台与基础，北京：人民交通出版社，2000；
4. 基础工程，王晓谋，北京：人民交通出版社，2003。
5. 混凝土结构设计原理（第三版），沈蒲生主编，高等教育出版社，2007。