墩台基础工程

《墩台基础工程》

课程设计

(交通工程B方向用)

专   业       交通工程     

 班级学号      交通080215    

姓   名      华 祥    

                             指导教师        邢世玲     

        学    期2011~2012第二学期

南京工业大学交通学院道路工程系

二〇一二年三月

一．工程简介、桩基础的选择及相应施工方法简介

1.工程简介

江阴市某大桥上部结构形式主跨采用变截面连续箱梁双幅桥，桥面双幅并立，空间9m，单幅横向布置为栏杆0.35m、非机动车道5m、隔离栅0.4m、车行道12.25m及防撞护栏0.5m，总计18.5m，总宽46m，为公路—Ⅰ级荷载标准；主跨跨径采用49+82+49，三级航道，净70*7m，最高通航水位为2.98m；本桥采用钻孔灌注桩（C25混凝土），承台为混凝土等级C30，15#墩右幅承台地面控制中心处设计控制荷载为N=60000kN(↓)、H=600kN(→)、M=6204kN·m（↖）。

2.桩基础的选择

本桥桩基础选择低桩承台，其基础全部埋入土中（桩的自由长度为零），而且承台也埋入土中一定深度，所以在计算其承受水平力的土抗力时，还要考虑承台侧面土抗力参加工作。其桩身内力和位移量都较小，稳定性较好。相应的施工方法采用钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩施工是采用机械成孔的施工方法，具有造价低、无造影、无冲击、无振动、无污染等优点，已被我国桥梁工程施工广泛采用。

3.施工方法简介

(1)埋设护管。(2)泥浆制备。(3)钻孔。使用冲抓钻孔法。(4)清孔。(5)钢筋骨架组装和吊安。(6)灌注水下混凝土。

详细见附录1

二．初步拟定基桩的桩长、桩径（竖向承载力的确定，要求考虑自重）

详见图一

    1.拟定基桩的桩长、桩径

初步拟定基桩桩径为d=1.5m，承台高度为3m，桩长为h=45m,基桩为弹性桩。

2.竖向承载力的确定

其中（冲抓钻钻头直径增大10-20cm）

    其中与有关，，所以取0.7

        与有关，所以取0.85

         由表3.3查得为2.5

        由表3.3查得为20.05

        按算

得

得

桩的根数估算可用公式,取1.3

可得（根）

设两排，每排4根。设计桩的分布详见图二。

三．桩基内力及位移计算

详见图三，四。

1.桩的各计算参数确定

桩的计算长度：

其中查表5.20得为0.9

K0=1+=1.67

K与有关，为柱间净距，设为3.5m, 

,所以，由表5.21查的为0.45，所以

得

地基土比例系数： 

，在hm深度内有两种土层。

第一层土的,，求的

第二层土的，，求的

2.桩的变形系数计算

桩在最大冲刷线以下深度为45m，则为弹性桩

3. 单位“力”作用局部冲刷线处，桩在该处变为计算

因为桩底为非岩类土，且，所以，按查表

4.单位“力”作用桩顶时桩顶变位、、计算

    是地面线以上桩柱自由长度，为。

5.桩顶发生单位变化时桩顶产生内力、、、计算

，则

为桩底面地基土的竖向比例系数，桩底地基土,所以

  所以

桩身截面为

6.承台发生单位变化时，所有桩顶对承台作用反力之和、、、计算 

(为第根基桩至轴距离，设两排柱之间的间距为4)

7.承台变位、、计算

8.任一桩顶分配作用效应组合设计值，，计算

校核： 

9.局部冲刷线处桩柱变位计算

10.局部冲刷线一下深度Z处桩身各截面内力计算

 弯矩：

计算得： 

得  

桩身截面配筋只需弯矩，不会发生剪切破坏，在此只计弯矩。

详见附录二

从表中可知，最大弯矩设计值为， 

其轴向力设计值

则可根据和按偏心受压构件进行配筋设计。

11.桩柱顶水平位移验算

式中  ，所以，所以

水平位移容许值，所以满足要求。

四．群桩竖向承载力验算

桩底面最大压应力分布范围的直径为：

，桩的间距为3.5m，小于D。并且，对摩擦桩群桩在桩底平面内间距小于6倍桩径时，应该考虑群桩效应。

桩底平面处最大压应力验算

验算式为

承台尺寸：厚3m，长14m，宽7.5m。

所以

五．桩身配筋计算

纵向钢筋采用HRB335级钢筋，

，，，，。

混凝土保护层厚度采用70mm，采用钢筋，外径为31.6mm。

设值=0.46

详见附录三

轴向力设计值与实际值基本相等，所得配筋率即为所求。

所需钢筋的截面面积为： 

选。

钢筋间距为

实际配筋率

承载力复核：

取值=0.46

所以=0.45即为所求。

截面抗压承载力满足所求，结构安全！

附录一：

钻孔灌注桩施工工艺流程图

附录二：

附录三：

图一：

图二：

图三：

图四: