基础工程课程设计计算书一设计资料东莞市常虎高速公路某高架桥梁，上部构造采用装配式钢筋混凝土T梁，标准跨径25米, 桥面宽2×17.5米，参照《公路桥梁地基基础设计规范》进行设计计算。
设计荷载为公路I级，人群荷载3.5kN/m3。
台后填土高度8.5米。
材料：台帽、耳墙、台身和基础（承台）为C20钢筋混凝土。
地质资料，上部尺寸见所附图纸。
帽梁以上荷载见下表：二基础类型的选择由于采用浅基础的时候，其基础深度不会超过5米，一般在3米左右，但是，此处地形在5米深度内承载力很小，根本不能满足桥台稳定性的要求，故在此处选择桩基础作为承台基础。
另外，由于底下土层的极限摩阻力很下，不能满足要求，此外，在距离地层表面20米的地方含有承载力很大的持力岩层，故在本地形时，柱桩基础是最好的选择。
三荷载计算3.1 上部构造恒载反力及桥台台身、基础上的土重计算其值列表如下：KNP 68.17736=∑mKN M⋅-=∑62.6774各序号含义及承台尺寸的设计见图。
3.2 土压力的计算土压力按台背竖直，0=α；填土内摩擦角︒=35φ，台背（圬工）与填土间的外摩擦角︒==5.1721φδ计算；台后填土为水平，0=β。
3.2.1 台后填土表面无活载时土压力的计算台后填土表面无活载时土压力的计算 台后填土自重所引起的主动土压力计算式为 a aB H E μγ2221=式中：2r =17.00kN/3m ；B 为桥台的有效宽度取2.4m ；H 为自基底至台土表面的距离等于10m ；a μ为主动土压力系数[])cos(/)cos(/)sin()sin(1)cos(cos)(cos 22βαδαβφδφδαααφμ-+-+++-=a⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒︒︒+︒︒=5.17cos 35sin 5.52sin 15.17cos 35cos22=0.246 所以 84.015246.04.21000.17212122=⨯⨯⨯⨯==a aB H E μγkN其水平向的分力 kNE E oa ax61.4785.17cos 84.501)cos(=⨯=+=βα离基础底面的距离：me y33.31031=⨯=对基底形心轴的弯距为 =exMm KN ⋅=⨯77.159333.361.478在竖直方向的分力)sin(βα+=a ay E E =501.84kNo91.1505.17sin =⨯作用点离基底形心轴的距离：me x 60.15.022.4=-=对基底形心轴的弯距：mkN M ey.46.24160.191.150-=⨯-=3.2.2 台后填土表面有汽车荷载时由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为：γ0bl G h∑=式中：0l 为破坏棱体长度，对于台背为竖直时，θtan 0H l =，而()()αφθtan tan tan cot tan tan -++=w w w︒=++=5.52αδφw所以有()83.5303.1303.1428.1303.1(100=++-⨯=l m又因为在破坏棱体内只能放一辆重车，因是4车道，故：KN G1540%)301(5504=-⨯⨯=∑mh 20.11783.5131540=⨯⨯=则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为()()28.622246.04.2102.120.1000.175.02212=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=a a B H h H E μγKN其水平向的分力 kNE E oa ax48.5935.17cos 28.622)cos(=⨯=+=δα离基础底面的距离： me y 66.320.121020.1310310=⨯+⨯+⨯=对基底形心轴的弯距为 =exMmkN ⋅=⨯14.217266.348.593在竖直方向的分力)sin(βα+=a ay E E =622.28kNo12.1875.17sin =⨯作用点离基底形心轴的距离：me x 60.15.022.4=-=对基底形心轴的弯距：mkN M ey.39.29960.112.187-=⨯-=3.2.3 台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力在计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1：1.5算得o69.33-=β，则基础边缘至坡面的垂直距离为97.55.175.08.610'=--=Hm ，取δ为土的内摩擦角35o ，主动土压力系数a μ为：[])cos(/)cos(/)sin()sin(1)cos(cos)(cos22βαδαβφδφδαααφμ-+-+++-=a18.069.33cos 35cos 69.68sin 70sin 135cos 35cos2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⨯︒︒⨯︒+︒︒=则主动土压力为：kNB H E a a 87.13018.04.297.500.1721'2122'=⨯⨯⨯⨯==μγ在水平方向的分力 kNEE oaax20.10735cos 87.130)cos(''=⨯=+=δα作用点离基础底面的距离： me y 99.197.531'=⨯=对基底形心轴的弯距为 mkN Mex.33.21399.120.107'-=⨯-=竖直方向的分力 kNEE oaay06.7535sin 87.130)sin(''=⨯=+=βα作用点离基底形心轴的距离 me x1.2'=对基底形心轴的弯距为mkN Mey.63.1571.206.75'=⨯=3.3 支座活载反力计算按下列情况进行计算支座反力：第一，桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；第二，桥上有汽车及人群荷载，台后也有汽车荷载，而重车在台后填土上；第三，桥上无汽车荷载，台后有汽车。
3.3.1 桥上有汽车及人群荷载，台后无活载3.3.1.1 汽车及人群荷载反力在桥跨上的汽车荷载布置如下图所排列，反力影响线的纵距分别为：所以有，支座反力 ()3.014008.0130175.070592.014065.0140942.01201201-⨯⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+=R =1176.59KN 人群荷载的支座反力 ()KNR 75.435.31255.0'1=⨯⨯⨯=支座反力作用点离基底形心轴的距离：me x 60.05.122.4=-=对基底形心轴的弯距：mkN MR .2.73260.0)75.4359.1176(1-=⨯+-=3.3.1.2 汽车荷载制动力计算对于4车道的制动里按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重的20%计算，但不得小于一辆车的60%依上述规定分别为： 一行车队总重的20% ()KNH 1502.02005501=⨯+=一辆重车的60% KNH 0.33006.5501=⨯=因此，取一辆重车的30%计算。
简支梁摆动支座应计算的制动力为：KNH H50.8233025.025.01=⨯==3.3.2 桥上、台后均有汽车荷载，重车在台后3.3.2.1 汽车及人群荷载反力由于支座作用点在基底形心轴的左侧，为了使在活载的作用下得到最大的顺时针向的力矩，因而将重车后轴贴近桥台的后侧边缘，使得在桥跨上的活载所产生的逆时针向的力矩为最小荷载布置如图所示，反力影响线的纵距分别为：所以有，支座反力 []()3.014463.0130629.0701-⨯⨯⨯+⨯=R=291.82KN 人群荷载的支座反力 ()KNR 75.435.31255.0'1=⨯⨯⨯=支座反力作用点离基底形心轴的距离：me x 60.05.122.4=-=对基底形心轴的弯距：mkN MR .79.16760.0)75.4382.291(1-=⨯+-=3.3.2.2 汽车荷载制动力计算 同上，取一辆重车的30%计算。
简支梁摆动支座应计算的制动力为：KNH H 50.8233025.025.01=⨯==3.4 支座摩阻力计算摆动支座摩擦系数取05.0=f ，则支座摩阻力为：KNf P F 8.43305.08676=⨯=∙=恒对基底的形心弯距为mKN MF.3.36875.88.433=⨯=（方向按组合荷载组合需要来决定）在以后的附加设计中，以支座摩阻力作为控制设计。
3.5 荷载组合荷载组合共分为五种情况 1、桥上有活载，后台无汽车荷载2、桥上、后台均有汽车荷载3、桥上无活载，后台有汽车荷载荷载组合汇总表四桩径、桩长的拟定本方案采用就地钻孔灌注钢筋混凝土桩，桩身为实心断面，钻孔灌注桩设计直径1.0m，以冲抓锤施工。
另外，根据地质条件及施工的需要，桩基础采用低承台基础，桩为嵌岩桩（柱桩），由于持力层深度的关系，桩长初步拟订为20m，其中，深入持力层1.7m，满足相关规范的要求。
五 基桩根数及平面布置5.1 桩的根数的估算支承在基岩上或嵌入岩层中的单桩，其轴向受压容许承载力，取决于桩底处岩石的强度和嵌入岩层的深度，钻孔灌注桩单桩轴向受压容许承载力按下式计算：[p]=(Uh C A C 21+)a R 其中系数1C 、2C 值可在下表中选取钻孔桩系数1C 、2C 值可降低20%采用。
π⨯=1U ，h=1.7m 。
所以，有：()a R Uh C A C 21[p]+==⨯⨯⨯+⨯⨯=8000)7.1%8004.041%805.0(ππ3878.21kN考虑偏心荷载时各桩受力不均而适当增加桩数的经验系数，取1.1=μ则 []P Nnμ==1.1⨯21.387802.1868=5.1加上实际需要，初步拟订采用6跟钻孔灌注桩来满足实际需要。
5.2 桩的间距的确定由于，通常钻孔成孔的，支撑或嵌固在岩层的柱桩中心间距不得小于 2.0倍的成孔直径。
即mL20.10.2=⨯≥。
另外，为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂，并考虑到桩顶位置允许的偏差，边桩外侧到承台边缘的距离，对桩径小于或等于1.0m 的桩不应小于0.5倍的桩径，且不小于0.25m ，对大于1.0m 的桩径不应小于0.3倍的桩径并不小于0.5m 。
因此，在本设计中，设计桩径为2.5m5.3 桩的平面布置桩数确定后，根据桩基受力情况选用两排桩桩基，其形式采用行列式，有利于施工，同时这种布置可以尽量使桩受力均匀，发挥每根桩的承载能力。
桩群横截面的重心与荷载合力作用点接近，桥墩桩基础中基桩采取对称布置，桩柱布置使盖梁发生的正负弯距接近，减少承台所承受的弯曲应力。
桩的排列方式见下图。
六 桩基础内力的计算6.1 桩的计算宽度1b （为圆柱形）()8.15.015.19.0b 1d 1=+⨯⨯=≤，所以因为m6．2 桩的变形系数a4440491.064114.364md I =⨯==π，267.10085.10491.0106.285.085.0mKN I E EI h ⨯=⨯⨯⨯==51EImb =α；由于地面以下()m d h m412=+=自承台底面之下4m 只有一种土（粉砂） 所以，查表取m=60000 kN/m 4 所以 155630.01085.108.160000-=⨯⨯=mα桩在地面线以下深度h=14m ，其计算长度则为：5.26.1220630.0>=⨯==h h α，故按弹性桩计算。