基础工程课程设计计算书(桥台扩大基础设计)
《基础工程》课程设计无筋扩展矩形基础计算书
土木建筑工程学院
道路桥梁121班
陈召桃1203110210
目录
一、设计资料 (1)
二、设计资料分析 (3)
三、荷载计算及组合 (4)
1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4)
2、土压力计算 (5)
3、支座活载反力计算 (8)
4、支座摩阻力计算 (10)
5、荷载组合 (11)
四、地基承载力验算 (13)
1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13)
2、基底压应力计算 (13)
3、地基强度验算 (14)
五、地基变形验算（沉降计算） (15)
六、基底偏心距验算 (17)
七、基础稳定性验算 (17)
1、倾覆稳定性验算 (17)
2、滑动稳定性验算 (18)
八、结论 (19)
一、设计资料
1、基本概况
某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。
设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m 2。
材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用20号钢筋混凝土，31/00.25m kN =γ；台身（自截面a-a 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号），32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，
33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，
粘聚力c=0。
基础类型：无筋扩展矩形基础
基础材料：混凝土强度等级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。
2、水文地质资料
水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在a-a 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表：
表 1
取土深 度自地 面算起 （m ）
天然状态下土的物理指标 土粒密度
so γ
)/(3m t 塑性界限 液 性 指 数 I L
压缩系数 a 1-2
)/(2
N mm
直剪试验 含水量
（%）
天然容重
)/(3
m kN γ
孔 隙 比 e
液 限
L ω 塑 限
P ω
塑 性 指 数 I P
粘聚力C （kN/m 2
）
内摩 擦角
0φ
3.2~3.6
26
19.70
0.74
2.72
44
24
20
0.10
0.15
55
20
6.4~6.8
28
19.10
0.82
2.71
33
19
15
0.6
0.26
20
16
3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图）
初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m ，襟边和台阶宽度相等，取0.4m ，
基坑边坡系数可取m=0.75~1.0。
ω
图1
4、荷载组合情况
表 2 作用效应组合汇总表
荷载组合水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN.m)
（一）主要1179.17 8129.51 -2371.30 附加1221.37 8129.51 -2740.18
（二）主要1421.53 7854.90 -3683.11 附加1463.73 7854.90 -4051.99
（三）主要1421.53 7620.87 -3835.24 附加1463.73 7620.87 -4204.12
（四）1482.28 7640.02 -4110.24 （五）1179.17 8380.24 -2208.32 （六）1179.17 6696.44 -3302.79
二、设计资料分析
设计洪水位高程离基底的距离为6.5m（在a-a截面处），地基土的物理、力学指标见下表：
表3 各土层物理力学指标
序号土层名称
层厚
m 含水量
％
重度
kN/m
3
孔隙比比重
液
限％
塑性
指数
液性
指数
直剪试验压缩性指标
C
kPa
φ
度
a1-2
MPa-1
E s1-2
MPa
1 硬塑粘土 6.5 26 19.7 0.74 2.7
2 44 20 0.1 55 20 0.15 11.6 2
软塑亚
粘土
4.1 28 19.1 0.82 2.71 34 15 0.6 20 16 0.26 7
3 软质基岩
21.5
由表可知上层粘土的液性指数远小于0.75属于硬塑土，中层软塑亚粘土相对的承载力较弱，则该基础应浅埋，采用无筋刚性扩展基础，初步拟定埋深2.0m，见图1。
基础分两层，每层厚度为0.5m，襟边和台阶等宽，取0.4m。根据襟边和台阶构造要求初拟出平面较小尺寸，见图1.1，经验算不满足要求时再调整尺寸。
基础用C15的素混凝土浇筑，混凝土的刚性角max 40α=?。基础的扩散角为：
1
max 0.8
tan 38.66401.0
αα-==?<=? 满足要求。
三、荷载计算及组合
1、上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算。
参照图一基础台身结构和给出的材料特性，可得出以下计算。 ①、桥台a-a 截面以上自重计算：
竖向力F 1=0.8×1.34×7.7×25.00=206.36kN,弯矩M 1=206.36×1.35=278.59kN.m ；
竖向力F 2=0.5×1.35×7.7×25.00=129.94kN,弯矩M 2=129.94×1.075=139.69kN.m ；
竖向力F 3=0.5×2.4×0.35×25.00×2=21.00kN,弯矩M 3=21.00×2.95=61.95kN.m ；
竖向力F 4=0.5?0.2×24×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2=63.00kN,弯矩W 4=63.00×2.55=160.65kN.m ；
竖向力F 5=1.66×1.25×7.7×25.00=399.44kN,弯矩M 5=399.44×1.125=449.37kN.m 。
②、a-a 截面以下台身及基础自重计算：
竖向力F 6=1.25×5.5×7.7×23.00=1217.56kN,弯矩M 6=1217.56×1.125=1369.76kN.m ；
竖向力F 7=0.5×1.85×5.5×7.7×23.00=901.00kN,弯矩M 7=901.00×（-0.12）=-108.12kN.m ；
竖向力F 8=0.5×3.7×8.5×24.00=377.40kN,弯矩M 8=377.40×0.1=37.74kN.m ；
竖向力F 9=0.5×4.3×9.3×24.00=479.88kN,弯矩M 9=479.88×0=0kN.m 。 ③、台后及溜坡填土自重计算：
竖向力F 10=[0.5×(5.13+6.9)×2.65-0.5?1.85×5.5]×7.7×17.00=1382.16kN,弯矩M 10=1382.16×（-1.0618）=-1467.58kN.m ；
竖向力F 11=0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×2×17.00=682.10kN,弯矩M 11=682.10×（-0.07）=-47.75kN.m ；
竖向力F 12=0.5×0.4×4.3×2×17.00=29.24kN,弯矩M 12=29.24×（-1.95）=57.02kN.m ；
竖向力F 13=0.5×0.4×8.5×17.00=28.90kN,弯矩M 13=28.90×0.65=18.79kN.m 。
④、上部构造恒载计算：
上部构造恒载取值F 14=1100kN,弯矩W 13=1100×0.65=715.00kN.m 。 综上所述，恒载竖向力之和kN F i 98.7017=∑，弯矩m kN M i ?=∑91.1512
2、土压力计算。
土压力按台背竖直，0α=?，填土内摩擦角35?=?，则台背与填土之间的外摩擦角17.52
?
δ=
=?计算，台后填土水平0β=。
① 、台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 台后填土自重引起的主动土压力计算式为：
241
2
a a E B H μγ=
式中：E a —台后填土自重引起的主动土压力，kN ；
B —桥台宽度取7.7m ；
a μ—主动土压力系数；
—台后及溜坡填土的重度，取3/17m KN ；
H —自基底至填土表面的距离，取10.0m 。
4γ
主动土压力系数求取：
22
22
2
cos ()
sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.247sin 52.5sin 35cos17.51cos17.5a ?αμ?δ?βααδαδαβ-=
??
+-?++??
+-??
?
==??
????+??
???
则：)(62.1616247.07.710175.02KN E a =????=
其水平向分力：
)(80.15415.17cos 62.1616)cos(0KN E E a ax =?=+?=αδ
离基础底面的距离：
)(33.33
10
m e y ==
对基底形心轴的力矩：
)(20.513433.380.1541m KN e E M y ax ax ?-=?-=-=
其竖直向分力：
)(13.4865.17sin 62.1616)sin(0KN E E a ay =?=+=αδ
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
)
(73.85075.113.486m KN M ay ?=?=
② 、台后填土表面有汽车荷载时
根据墙后破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算为墙后填土相同高度的均布土层，其厚度h 0为：
γL B Q
h 00∑=
式中：∑Q —布置在B 0L 范围内的车轮总重，Q 为每辆标准汽车总重550kN ； B 0—不计车辆荷载作用时破裂棱体的宽度，m ； L —挡土墙的计算长度，m ；
。墙后填土重度，—3k m N γ 其中：
52.5ω?δα=++=?
tan tan (cot tan )(tan tan )0.583θω?ωωα=-++-=
m
b H a H B 83.50010583.0)010(tan tan )(0=-?-?+=--+=αθ 在破坏棱体长度范围内只能放一列汽车，因是双车道，所以：
m L B Q
h 721.017
7.783.52
550200=??÷?=
=
∑γ
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：
)
(73.1849247.07.7)10721.02(10172
1
)2(21kN B H h H E a a =??+????=+=μγ其水平向分力：
)(12.17645.17cos 73.1849)cos(0kN E E a ax =?=+=αδ
作用点离基础底面的距离：
)(54.3721
.0210721
.0310310m e y =?+?+?=
对基底形心轴的力矩：
)/(98.624454.312.1764m kN M ax -=?-=
其竖直向分力：
)(22.5565.17sin 73.1849)sin(0kN E E a ay =?=+=αδ
作用点离基础形心轴的距离：
)(75.14.015.2m e x =-=
对基底形心轴的力矩：
)(39.97375.122.556m kN M ay ?=?=
、台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
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，33.69β=-?，则基础边缘至坡面的垂直距离为,13.65
.18
.510m H =-='，若取35δ?==?（土与土之间的摩擦角），主动土压力系数：
22
2
2
2
cos ()
sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.180sin 70sin 68.69cos351cos35cos33.69a ?αμ?δ?βααδαδαβ-=
??+-?++??
+-??
?
==??
????+??
???? )(69.44218.07.713.6172
1
2122kN B H E a a
=????=='μγ 其水平向分力：
)(20.4225.17cos 69.442)cos(0kN E E a ax
=?=+'='αδ 离基础底面的距离：
)(04.23
13
.6m e y ==
对基底形心轴的力矩：
)(29.86104.220.422m kN M ex
?=?=' 其竖直向分力：
)(12.1335.17sin 69.442)sin(0kN E E a ay
=?=+'='αδ 作用点离基础形心轴的距离：
)(15.2m e y -=
对基底形心轴的力矩：
)(21.28615.212.133m kN M ey
?-=?-='
6、支座活载反力计算
支座反力计算考虑如下三种情况。 ①、台后无荷载，桥上有汽车及人群荷载
Ⅰ）汽车及人群荷载反力：公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值
2/m 5.10kN q k =，集中荷载随计算跨径而变，计算跨径小于或等于5 m 时，
kN P K 180=；计算跨径大于或等于50m 时，kN P K 360= ；计算跨径在5-50m 时，K P 按照直线内插求取。人群荷载3.5kN/m 2
。则：
kN P k 238550)55.19()180360(180=??
????
--?-+= 桥跨上的汽车荷载如图所示，荷载布置图如下：
图 2
汽车荷载支座反力：
kN y P q R k k 76.680)123815.192
1
5.10(2)(21=?+????=+Ω?=
人群荷载支座反力：
kN R 25.68)5.1912
1
5.3(21=????='
支座反力作用点距离基底形心轴的距离：
m e r 65.05.115.21=-=
对基底形心轴的力矩：
m kN M R /86.48665.0)25.6876.680(1=?+=
Ⅱ）汽车荷载制动力 重力式墩台不计冲击系数。
一个设计车道上的汽车制动力标准值，为布置在加载长度上计算的总重力的10%，但公路一级汽车制动力标准值不得小于165kN 。
kN N 165k 28.44%10)2385.195.10(<=?+?制动力：
则制动力取值为：H=165×0.25=41.25kN 。
②、台后桥上均有荷载，车辆荷载在台后
Ⅰ）汽车及人群荷载反力：由于支座作用点在基底形心轴的右侧，为了在活载作用下得到最大的逆时针方向力矩，因此将重车后轴贴桥台后侧的边缘，以使桥跨上活载所产生的顺时针力矩最小，汽车荷载布置图如下：
图3
则支座反力为：
kN y P q R k k 76.680)123815.192
1
5.10(2)(21=?+????=+Ω?=
人群荷载支座反力：
kN R 25.68)5.1912
1
5.3(21=????='
对基底形心轴的力矩：
m kN M R /86.48665.0)25.6876.680(1=?+=
Ⅱ）汽车荷载制动力：根据上面分析，汽车制动力H=41.25kN
4、支座摩阻力计算
取摆动支座摩擦系数0.05f =，则支座摩阻力：
kN f P F 5505.01100=?=?=恒
对基底形心轴的弯矩：
m kN M F ?=?=50.4787.855（方向按荷载组合需要确定）
对实体式埋置式桥台不计汽车荷载的冲击力，同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果表明，支座摩阻力大于制动力。因此，在以后的组合中，以支座
摩阻力作为控制设计。
5、荷载组合
根据实际可能出现的荷载情况，可分为桥上有活载，台后无汽车荷载；桥上无活载，台后有汽车荷载；桥上有活载，台后也有汽车荷载等荷载组合，同时还应对施工期间桥台仅受台身自重及土压力作用的情况进行验算。现将上述组合分别计算如下：
1、桥上有活载，台后无汽车荷载
（1）主要组合：包括恒载，桥上活载及台前、台后土压力。
（2）附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
2、桥上有活载，台后也有汽车荷载
（1）主要组合：包括恒载、桥上活载、桥前土压力及台后有汽车荷载作用时的土压力。
（2）附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
3、桥上无活载，台后无汽车荷载
（1）、主要组合：包括恒载，台前、台后土压力。
（2）、附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
4、桥上无活载，台后有汽车荷载
（1）主要组合：包括恒载、台前土压力及台后汽车荷载时的土压力（重车在台后）。
（2）附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力。
5、无上部构造时
桥台基础自重、台前台后土压力。
表4 荷载组合计算表
序号荷载作用情况
计算项目
公路一级
工况一
桥上有活载，台
后无汽车荷载
工况二
桥上有活载，台后
有汽车荷载
工况三
桥上无活载台
后无汽车荷载
工况四
桥上无活载，台后
有汽车荷载
工况五
无上部构造时
1 上部荷载
竖向力1100 1100 1100 1100
弯矩715.00 715.00 715.00 715.00
2 台身、基础
自重与基础
上土重
竖向力5917.98 5917.98 5917.98 5917.98 5917.98
弯矩797.91 797.91 797.91 797.91 797.91
3 汽车荷载引
起的支座反
力
竖向力680.76 680.76
弯矩442.49 442.49
4 人群荷载引
起的支座反
力
竖向力68.25 68.25
弯矩44.36 44.36
5 台后土压力
力
水平：1541.80
竖直：486.13
水平1764.12
竖直：556.22
水平：1541.80
竖直：486.13
水平1764.12
竖直：556.22
水平：1541.80
竖直：486.13 弯矩
水平：-5134.20
竖直：850.73
水平：-6244.98
竖直：973.39
水平：
-5134.20
竖直：850.73
水平：-6244.98
竖直：973.39
水平：-5134.20
竖直：850.73
6 台前溜坡土
压力
力
水平：-422.20
竖直：133.12
水平：-422.20
竖直：133.12
水平：-422.20
竖直：133.12
水平：-422.20
竖直：133.12
水平：-422.20
竖直：133.12 弯矩
水平：861.29
竖直：-286.21
水平：861.29
竖直：-286.21
水平：861.29
竖直：-286.21
水平：861.29
竖直：-286.21
水平：861.29
竖直：-286.21
7 支座摩阻力
取与台后土
压力同向
水平力55.00 55.00 55.00 55.00
弯矩-478.50 -478.50 -478.50 -478.50
8 组合水平力1174.6 1396.92 1119.6 1341.92 1118.80 竖直力8386.24 8456.33 7637.23 7707.32 6537.23 弯矩-2187.12 -3175.25 -2673.97 -3662.1 -2910.48 ()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
kN m?
()
k N
()
k N
()
kN m?
四、地基承载力验算
1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算
因台后填土较高，由填土自重在基底下地基土中所产生的附加应力：
i i i h σαγ=
台后填土高度（从原地面起算）h=8m 。当基础埋置深度为2.0m 时，取基础后边缘附加应力系数1α=0.46，基础前边缘的附加应力系数1α=0.069。则
后边缘处：KPa 56.6281746.0'1=??=σ 前边缘处：KPa 38.9817069.0'1=??=σ
此处，计算台前溜坡椎体对基础前边缘地面处引起的附加应力时，填土高度可近似取基础边缘作垂线与坡面交点的距离（h=4.13），并取系数25.02=α，则
KPa 55.1713.41725.0''2=??=σ
因此，基础前边缘总的竖向附加应力： 基础后边缘：KPa 56.62'11==σσ
基础前边缘：KPa 93.2655.1738.9'''212=+=+=σσσ
2、基底压应力计算
进行基底承载力验算时，传至基底的作用效应应该按照正常使用极限状态的短期效应组合采用，各项作用效应的分项系数分别为：上部构造恒载、桥台及基础自重、台前及台后土压力、支座摩阻力、人群荷载均为1.0，汽车荷载为0.7。
（1）建成后使用时
根据表二作用效应组合汇总表，工况（五）作用下产生的竖向力最大为8380.24kN ，因此以工况（二）来控制设计。基底压应力计算：
KPa KPa W M A P 51.13261.286{05.7756.2093.43.96
132
.22083.93.424.83802
max
min
=±=??-+?=∑±∑=σ
考虑台前、台后填土产生附加应力后的总应力：
台前：KPa 54.31393.2661.286max =+=σ 台后：KPa 07.19556.6251.132min =+=σ
（2）、施工时
施工时按照表四荷载组合计算表中四工况五来计算，其中竖向力之和为6537.23kN ，弯矩为-2910.48 。
KPa KPa W M A P 92.6102.265{
55.10147.1633.43.96148
.29103.93.423.65372
max
min =±=??-+?=∑±∑=
σ
考虑台前、台后填土产生附加应力后的总应力：
台前：KPa 95.29193.26.02.265max =+=σ 台后：KPa 48.12456.6292.61min =+=σ
3、地基强度验算
（1）、持力层强度验算
根据土工试验资料，持力层为一般黏性土，根据《公桥基规》，当74.0=e ，
10.0=L I 时，查得[ao f ]=354KPa ，因基础置埋深度为原地面下2.0m （<3.0m ）,不考虑深度修正；对黏性土地基，虽 2.0b m >，不进行宽度修正。
[f ]=KPa KPa f a 54.313350][max 0=>=σ
满足要求。
（2）、下卧层强度验算
下卧层为一般黏性土，由e=0.82，6.0=L I ，可查得容许承载力[ao f ]=222.00KPa ，小于持力层的容许承载力[σ]=354KPa ，故作如下验算。
基底至土层Ⅱ顶面（高层为+5.0）处的距离为：
Z=11.5-2.0-5.0=4.5m
当05.13.4/5.4/,16.23.4/3.9/====b z b a ，附加应力系数α=0.469，且计算下卧层顶面处压应力h Z σ+时，1Z b >，基底压应力取平均值，即
()kN m ?
KPa 31.2542
07
.19554.3132
min
max =+=
+=
σσσ平均
KPa
h p z h z h 84.228)27.1931.254(469.0)5.42(7.19)
()(21=?-?++?=-++=+γαγσ 而下卧层顶面处的容许承载力可按下式计算： 其中：10k =，而,5.06.0>=L I 5.12=K ,则
>=-?+=+KPa z h 43.325)35.6(7.195.100.222][σz h +σ=228.84KPa 满足要求。
五、地基变形验算（沉降计算）
由于持力层以下的土层2为软弱下卧层，按其压缩系数为中压缩性土，对基础沉降影响较大，因此应计算基础沉降。根据规范，桥梁墩台基础的沉降量按恒载用单向分层总和法计算。
受压层深度的确定：在土层2底部的自重应力为：
KPa h h cz 36.2061.41.195.67.1922211=?+?=+=γγσ
基底处附加应力为：
KPa p 32.1962
56
.6293.267.1923.43.912.13313.48698.70170=++?-?++=
将土层1分为2.0m 和2.5m 两层，土层2分为2.0m 和2.1m 两层，下面为软质岩层，不必计算，分为四层即可。
则每一薄层的沉降分别： 分层1
16.23.43.9==b a 93.03.42
2=?=b z
附加应力系数81.0=c α
附加应力KPa z 01.15981.032.1961=?=σ 分层2
16.23.43.9==b a 1.23.45.42=?=b z
附加应力系数44.0=c α
附加应力KPa z 38.8644.032.1962=?=σ 分层3
16.23.43.9==b a 033.45.62=?=b z
附加应力系数3.0=c α
附加应力KPa z 90.583.032.1961=?=σ 分层4
16.23.43.9==b a 43.46.82=?=b z 附加应力系数2.0=c α
附加应力KPa z 26.392.032.1961=?=σ 每一层的平均附加应力
KPa 67.1772
01
.15932.1961=+=
σ
KPa 70.1222
38.8601.1592=+=σ
KPa 64.722
90.5838.863=+=σ
KPa 08.492
26.3990.584=+=σ
每一层的沉降量
mm h e a S 63.30200074.0167.1771015.013111211=?+??=+=--σ
mm h e a S 44.26250074.0170.1221015.013212212=?+??=+=--σ
mm h e a S 75.20200082.0164.721026.013323213=?+??=+=--σ
mm h e a S 73.14210082.01087.491026.013424214=?+??=+=--σ
基础中心点以下的总沉降量为：
cm mm S S i i 255.955.9273.1475.2044.2663.305
1
==+++==∑=
按规范得，墩台允许均匀总沉降量为2.0L cm ，当L<25m 时，取L=25m ，则容许的总沉降[S]= 2.0cm cm 255.91025>=，故可以满足要求。
六、基底偏心距验算
1、仅受永久作用标准效应组合时，非岩石地基上的桥台应满足ρ75.00 m b A W 72.03.46 1 61=?=== ρ m KN M ?-=-++-+=∑64.305920.42212.13373.85020.513491.797715 KN p 23.763712.13313.48698.7017=++=∑ ρ75.040.072.075.040.023 .763764 .30590<=?<==∑∑= m m p M e 满足要求。 2、考虑作用标准值效应组合时，非岩石地基应满足0e ρ≤。 由表4“荷载组合”知桥上无荷载、台后有车辆荷载时最不利： m e 72.048.07707.323662.1 0=<== ρ 满足要求。 七、基础稳定性验算 1、倾覆稳定性验算 (1)、使用阶段 永久作用和汽车、人群的标准值效应组合，以工况二（桥上有活载，台后有活载）计算，则： 5 .166.538.015.238.033.845625.317515.223.4200>======= K e m b y 满足要求。 各种作业标准效应组合，以工况四(桥上无荷载、台后有车辆荷载)计算，则： 5 .148.448.015.248.032.77071.366215.223 .4200>======= K e m b y 满足要求。 （2）、施工阶段作用的标准值效应组合 以工况五计算，则： 5 .178.445.015.245.023.653748.291015.223.4200>======= K e m b y 满足要求。 2、滑动稳定性验算 因基底处地基土为硬塑黏土，查得u=0.30。 （1）、使用阶段 永久作用和汽车、人群的标准值效应组合，以工况二（桥上有活载，台后有活载，车道荷载在桥上，车辆荷载在台后）计算，则： 3.103.255 92.139620 .42233.84563.0>=++?= c K 满足要求。 课程设计(论文) 题目名称钢筋混凝土预制桩基础设计 课程名称基础工程 学生姓名李宇康 学号124100161 系、专业城市建设系土木工程 指导教师周卫 2015年5 月 桩基础设计计算书 一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： V=1765, M=169KN·m，H = 50kN； 柱的截面尺寸为：800×600mm； 承台底面埋深：D ＝ 2.0m。 2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m 3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa，弯曲强度设计值为 f m ＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：f y ＝310MPa 4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa，弯曲抗压强度设 计值为f m ＝1.5MPa。 、附：1）：土层主要物理力学指标； 2）：桩静载荷试验曲线。 附表一： 土层的主要物理力学指标表1-1 土 层代号名称 厚 度 m 含水 量w (%) 天然 重度 (kN/m3 ) 孔 隙 比 e 侧模 阻力 桩端 阻力液性 指数 I L 直剪试验 (直快) 压缩 模量 E s (MPa) 承载力 特征值 f k(kPa) q sk kPa q pk kPa 内摩 擦角 ?? 粘聚 力c (kPa) 1 杂填土 2.0 20 18.8 2 2 6.0 90 2 淤泥质土9 38.2 18.9 1.02 22 1.0 21 12 4.8 80 3 灰黄色粉 质粘土 5 26.7 19. 6 0.75 60 2000 0.60 20 16 7.0 220 4 粉砂夹粉 质粘土 >10 21.6 20.1 0.54 70 2200 0.4 25 15 8.2 260 附表二： 《水利工程施工》课程设计计算说明书 一、基本资料 某工程截流设计流量Q=4150 m3/s,相应下游水位为39.51m，采用单戗立堵进占，河床底部高程30m，戗堤顶部高程是44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度220m，合龙中戗堤渗透流量Q s0=220m3/s,合龙口的渗流量可近似按如下公式计算，Qs= Q s00 z(Z为上下游落差，Z0 为合龙闭气前 /z 最终上下游落差)，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流设计。已知上游水位~下泄流量关系如下： 截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，一般有多种设计方法，本次设计针对立堵截流。一般设计步骤分为：戗堤设计及截流水力分区设计，本次设计只涉及截流水力计算。 截流的水力计算中龙口流速的确定一般有图解法和三曲线法两种。以下采用三曲线法设计。 截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用5%~10%的月平均或者旬平均流量作为设计标准。 二、计算过程含附图（三曲线法） 无护底时绘制V~Z 和V~B 曲线 步骤：1、作Q~Z 关系曲线，将已知的泄流水位Q d ~△H 上转化为Q d ~Z 关系， 并做Q d ~Z 曲线； 其中：Qs= Q s0 0/z z =22023.3/z ； Q d 可根据Z 值在Q d ~Z 曲线上查得； 由Q 0=Q+Q d +Q s 绘制龙口流量与下游落差Q~Z 关系曲线，曲线由以 下表格绘制： 2、计算Z B 和Z C （1）、B 点为非淹没流梯形断面与三角形断面分界点。 Z B =2 2241?α?g +（224αn Q g ）2/5 -h s 其中，α为断面动能修正系数，常取1.0； ψ为流量系数，为0.85—0.95；此时取0.91； n 为戗堤端部边坡系数，取n=1; h s =39.51-30=9.51m ； 桩基础课程设计计 算书 土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师： 地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为 2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 图1 框架结构柱网布置图 （预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm 。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件 注：地下水位在天然地面下2.5米处 目录 地基基础课程设计任务书............................................................................ - 0 -工程概况....................................................................................................... - 1 - 1.设计资料.................................................................................................... - 4 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深...................................... - 4 - 3.确定单桩极限承载力标准值..................................................................... - 5 - 4.确定桩数和承台尺寸 ................................................................................ - 6 - 5.桩顶作用效应验算 .................................................................................... - 7 - 6.桩基础沉降验算 ........................................................................................ - 8 - 6.1 求基底压力和基底附加压力 ........................................................... - 8 - 6.2 确定沉降计算深度 ........................................................................... - 8 - 6.3 沉降计算........................................................................................... - 8 - 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 桥梁工程课程设计计算书 The pony was revised in January 2021 《桥梁工程》课程设计 专 业：土木工程（道桥方向） 班 级： 2011班 学生姓名： 周欣树 学 号： 27 指导教师： 一、确定纵断面、横断面形式，选择截面尺寸以及基本设计资料 1． 桥面净宽：净—72 1.0+? 荷载： 公路—Ⅱ级 人群—23.0kN m 人行道和栏杆自重线密度-5.0kN m 2． 跨径及梁长：标准跨径13b L m = 计算跨径12.40L m = 主梁全长 '12.96L m = 3． 材料 钢筋：主筋用HRB400级钢筋，其他用HPB335级钢筋 混凝土：C40，容重325kN m ; 桥面铺装采用沥青混凝土；容重323kN m 4.构造形式及截面尺寸 梁高: 1.0h m = 梁间距：采用5片主梁，间距。 采用三片横隔梁，间距为 梁肋：厚度为18cm 桥面铺装：分为上下两层，下层为C25砼，路缘石边处厚 ；上层为沥青砼，。桥面采用%横坡。 桥梁横断面及具体尺寸：（见作图） 二、确定主梁的计算内力 (一)计算结构自重集度（如下表） （二）计算自重集度产生的内力（如下表） 注：括号（）内值为中主梁内力值 根据计算经验，边梁荷载横向分布系数大于中梁，故取边梁进行计算分析。 （三）支点处（杠杆原理法） 由图可求得荷载横向分布系数： 汽车荷载：1 0.3332oq m η==∑ 人群荷载： 1.222or r m η== （四）跨中处（修正刚醒横梁法） 1、主梁的抗弯惯性矩I x 平均板厚：()1 1012112H cm =+= 22 3344 1111100162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ????=??+??-+??+??- ? ????? == 2、主梁的抗扭惯性矩Ti I 对于T 形梁截面，抗扭惯性矩计算如下：见下表. 3.计算抗扭修正系数 主梁的间距相等，将主梁近似看成等截面，则得 221 1 12Ti i i Gl I E a I β=+∑∑ 其中：∑It ---全截面抗扭惯距 Ii---主梁抗弯惯距 L---计算跨径 G---剪切模量 G= i a --主梁I 至桥轴线的距离 计算得0.9461β=< 满足 4.采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数 此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为： 桥梁桩基础课程设计任务书 1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)d 。局部冲刷线处设置横系梁。 2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限 %7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量 %8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。 3、桩身材料：桩身采用25号混凝土浇注，混凝土弹性模量 αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。 4、计算荷载 ⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN ⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷公路Ⅱ级 ： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 人群荷载： 双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）； 柱风力：W 2=10kN （8）。采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。W 2的力臂为11.25m 。 图4 5、设计要求 ⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 ⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。 ⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。 ⑷用A3纸绘出桩的钢筋布置图。 二、应交资料 1、桩基础计算书 2、桩基础配筋图 3、桩基础钢筋数量表 基础工程桩基础设计资料 ⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰ 竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表： 表1 地基各土层物理、力学指标 基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表： 多层砖混结构办公楼施工组织课程设计 目录 任务与指导书 (3) 第一章总则 (12) 第二章工程概况 (13) 第三章施工方案制定 (17) 第四章施工进度计划的编制 (35) 第五章施工准备与资源配置计划 (40) 第六章施工平面图设计 (45) 第七章施工组织措施 (46) 第八章其他管理措施 (49) 多层砖混结构办公楼 施工组织设计任务书及指导书 一、目的 本课程设计为单位工程施工组织设计，是《建筑工程施工组织设计》课程的主要教学环节之一，它是对已学过的建筑施工知识进行综合性的演练运用过程。 通过本课程设计，初步掌握单位工程施工组织设计的内容，设计步骤和方法，巩固所学的理论知识；并运用所学知识，分析和解决施工组织和管理及实施过程中的各种问题。 二、设计条件（即：工程概况） 1.建筑物概况 本工程为某省××公司的办公楼（兼单身职工宿舍），位于××市郊××公路边，总建筑面积为6262m2,平面形式为L型，南北方向长61.77m，东西方向总长为39.44m。该建筑物主体为五层，高18.95m；局部六层，高22.45m，附楼（F～M轴）带地下室，在11轴线处有一道伸缩缝，在F轴线处有一道沉降缝，其总平面、底层平面、立面示意图见附图。 本工程承重结构除门庭部分为现浇钢筋混凝土框架外，皆采用砖混结构，基础埋深 1.9m，在c15素混凝土垫层上砌条形砖基础，基础中设有钢筋混凝土地圈梁；多孔砖墙承重，层层设现浇钢筋混凝土圈梁；内外墙交接处和外墙转角处设抗震构造柱；除厕所、盥洗室采用现浇楼板外，其余楼盖和屋面均采用预制预应力混凝土多孔板，大梁、楼梯及挑檐均为现浇钢筋混凝土构件。 室内地面除门厅、走廊、实验室、厕所、楼梯踏步为水磨石面层外，其它皆采用水泥砂浆地面。室内装修主要采用白灰砂浆外喷乳胶漆涂料；室外装饰以马赛克为主，腰线、窗套为贴面砖。散水为无筋混凝土一次抹光。 屋面保温层为炉渣混凝土。上做两毡三油防水层上铺绿豆砂。上人屋面部分铺设预制混凝土板。 设备安装及水，暖，电工程配合土建施工。 2.地质及环境条件、 根据勘测报告：天然地基承载力为150KN/m2,地下水位在地表下7~8m。本地土壤最大冻结深度为0.5米。 建筑场地南侧为已建成建筑物；北侧和西侧为本公司地界的围墙，东面为XX公路，距道牙3米内的人行道不得占用，沿街树木不得损伤。人行道一侧上方尚有高压输电线及电话线通过(见总平面图)。 3.施工工期 本工程定于三月二十日开工，要求在本年十二月三十日竣工。限定总工期九个月，日历工期为286天。 4.气象条件 施工期间主导风向偏东，雨季为九月份，冬季为十二月到第二年的二月份。 5.施工技术经济条件 施工任务由市建某公司承担，由该公司某项目经理部承包建设，可提供的施工工人有瓦工20人，木工16人以及其它辅助工种工人如钢筋工、机工、电工及普工等，根据施工需要可以调入。装修阶段可从其他工地调入抹灰工，最多调入70人。 施工中需要的水、电均从城市供水供电网中接引。 建筑材料及予制品件均可用汽车运入工地。多孔板由市建总公司予制厂制作(运距7公 桩基础设计计算书 一:建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征与力学性质的不同自上而下划分为四层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2、0m,地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载: V = 3200kN, M=400kN m g,H = 50kN; 柱的截面尺寸为:400×400mm; 承台底面埋深:D ＝2、0m。 2、根据地质资料,以黄土粉质粘土为桩尖持力层, 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300,桩长为10、0m 3、桩身资料: 混凝土为C30,轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa,弯曲强度设计值为 f m ＝16、5MPa,主筋采用:4Φ16,强度设计值:f y ＝310MPa 4、承台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa,弯曲抗压强度设计值 为f m ＝1、5MPa。 、附:1):土层主要物理力学指标; 2):桩静载荷试验曲线。 桩静载荷试验曲线 二:设计要求: 1、单桩竖向承载力标准值与设计值的计算; 2、确定桩数与桩的平面布置图; 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算; 5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图, 承台配筋与必要的施工说明; 6、需要提交的报告:计算说明书与桩基础施工图。 三:桩基础设计 (一):必要资料准备 1、建筑物的类型机规模:住宅楼 2、岩土工程勘察报告:见上页附表 3、环境及检测条件:地下水无腐蚀性,Q —S 曲线见附表 (二):外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载:V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 2、桩型确定:1)、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩; 2)、构造尺寸:桩长L ＝10、0m,截面尺寸:300×300mm 3)、桩身:混凝土强度 C30、 c f ＝15MPa 、 m f ＝16、5MPa 4φ16 y f ＝310MPa 辽宁工业大学 工程结构课程设计说明书 题目：工程结构课程设计（36组） 院（系）：管理学院 专业班级：工程管理132班 学号：XXXXXXXXXX 学生姓名：XXXXXXXX 指导教师：XXXXXX 教师职称：教授 起止时间：2016.1. 4-2016.1.15 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院教研室：结构教研室 目录 1.设计资料---------------------------------------------------------------1 2.楼盖的结构平面布置---------------------------------------------------1 3.板的设计-------------------------------------------------------------- 2 （1）荷载计算---------------------------------------------------------------2（2）计算简图--------------------------------------------------------------2（3）弯矩设计值------------------------------------------------------------3（4）正截面承载力计算-------------------------------------------------------3 4.次梁设计---------------------------------------------------------------4（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------4（2）计算简图-------------------------------------------------------------- 4（3）内力计算---------------------------------------------------------------4（4）承载力计算------------------------------------------------------------5 5.主梁设计---------------------------------------------------------------6（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------6（2）计算简图--------------------------------------------------------------6（3）内力设计值及包络图-----------------------------------------------------7 基础工程课程设计任务书设计题目：合肥市一高层写字楼基础设计 班级岩土方向2010级 学生田祥 学生 201008141016 指导教师王瑞芳 武汉科技大学城市建设学院 二O1 3年六月 一.设计题目: 合肥市一高层写字楼基础设计 二.建设地点：合肥市 三.设计原始资料： 1.地质、水文资料: 根据工程地质勘测报告，拟建场地地势较为平坦，该场地地表以下土层分布情况如下：①人工填土，平均厚度1m ，土质不均，结构松散；②粉质粘土，平均厚度3m ，可塑状态，承载力特征值f ak =136KN/m 2，31/5.17m kN =γ，MPa E s 18=， kPa q sik 68=；③粉质粘土夹粉砂，平均6m 厚，地基承载力特征值为f ak =180kPa, 31/2.19m kN =γ，MPa E s 32=，kPa q sik 82=，kPa q pk 1500=；④中风化砂岩，层厚大于7m ，f ak =234kPa, 31/21m kN =γ，MPa E s 45=，kPa q sik 124=， kPa q pk 2600=，不考虑地下水对建筑物基础的影响。 2.气象资料: 全年主导风向为偏南风，夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为北偏西风；常年降雨量为1250mm 左右，基本风压为0.35kN/m 2。 3.底层室内主要地坪标高为士0.000，相当于绝对标高23m 。 四.上部结构资料 (1)上部结构为15层的框架结构，地基基础设计等级为乙级； (2)传至底层A,C 轴线的柱下端的荷载为：已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：A 、C 轴的框架柱：轴力k F =(2300+2n)kN ，弯矩 k M =(150+3n)kN; 剪力k H =(50+2n)kN 。（其中，k k N M ,沿柱截面长边方向作用； n 为学生学号最后两位数）；B 轴的框架柱：轴力k F =(3100+2n)kN ，弯矩 k M =(260+3n)kN; 剪力k H =(70+2n)kN 。（其中，k k N M ,沿柱截面长边方向作用； n 为学生学号最后两位数）；框架柱截面尺寸均为mm mm 600400?。 （3）承台底面埋深：d=2.0m ；底层填充墙厚度为250mm, 容重3/8m kN =γ，墙高为3.2m; 目录 1设计任务 (2) 1.1设计资料 (2) 1.2设计要求 (3) 2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3) 3 单桩承载力确定 (3) 3.1单桩竖向承载力的确定 (3) 4 桩数布置及承台设计 (4) 5 复合桩基荷载验算 (6) 6 桩身和承台设计 (9) 7 沉降计算 (14) 8 构造要求及施工要求 (20) 8.1预制桩的施工 (20) 8.2混凝土预制桩的接桩 (21) 8.3凝土预制桩的沉桩 (22) 8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23) 8.5结论与建议 (25) 9 参考文献 (25) 一、设计任务书 (一)、设计资料 1、某地方建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D ＝2.1m。 （二）、设计要求： 1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择 2、确定单桩承载力 3、桩数布置及承台设计 4、群桩承载力验算 5、桩身结构设计和计算 6、承台设计计算 7、群桩沉降计算 8、绘制桩承台施工图 二、桩基持力层，桩型，桩长的确定 根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。 根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。桩长21.1m。 三、单桩承载力确定 （一）、单桩竖向承载力的确定： 1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。 根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层， 采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层 1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深 2.1 m。 2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=μ∑qsikli+qpkAp Q——单桩极限摩阻力标准值（kN） sk Q——单桩极限端阻力标准值（kN） pk u——桩的横断面周长（m） A——桩的横断面底面积（2m） p L——桩周各层土的厚度（m） i q——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sik q——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP） pk 桩周长：μ=450×4=1800mm=1.8m 沥青路面设计错误!未定义书签。 1 设计资料2 1.1 公路等级情况及周边情况2 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表:2 1.3 沿线地理特征3 2 轴载分析3 2.1以设计弯沉值为设计指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴 次3 2.1.1 轴载换算3 2.1.2 计算累计当量轴次4 2.2 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次4 2.2.1 轴载换算4 2.2.2 计算累计当量轴次5 3 确定路面等级和面层类型5 3.1 路面等级5 3.2 面层类型5 3.3 结构组合与材料的选取5 4 确定各结构层材料设计参数。6 4.1 各层材料的抗压模量与劈裂强度6 4.2 土基回弹模量的确定6 4.2.1 确定路基的平均稠度6 4.2.2 确定土基回弹模量7 5 设计指标的确定7 5.1 设计弯沉值7 5.2 各层材料的容许底层拉应力7 6 设计资料总结8 7 确定石灰土层的厚度8 8 计算路面结构体系的轮隙弯沉值（理论弯沉值）10 9 验算各层层底拉应力10 9.1 上层底面弯拉应力的验算10 9.1.1 第一层地面拉应力验算11 9.1.2 第二层地面拉应力验算11 9.1.3 第三层换算12 9.1.4 第四层换算12 9.2 计算中层底面弯拉应力。13 水泥路面设计13 1 设计资料13 1.1 公路等级情况及周边情况13 1.2 公路1998年交通量调查情况如下表:14 1.3 沿线地理特征14 2 交通分析14 2.1 标准轴载与轴载换算14 2.2 交通分级，设计使用年限，和累计作用次数15 2.2.1 设计年限内一个车道累计作用次数15 2.2.2 交通等级的确定及初估板厚16 3 路面结构层组合设计16 4 确定结构层材料设计参数16 4.1 基层顶面的当量回弹模量与计算回弹模量16 4.2 复合式混凝土面层的截面总刚度与相对刚度半径17 5 荷载应力计算17 5.1荷载疲劳应力计算17 5.2 温度疲劳应力计算18 6 路面接缝处理19 6.1 纵向接缝19 6.1.1 根据规范的要求纵向接缝的布设应路面宽度和施工铺筑宽 度而定。19 6.2 横向接缝20 6.3 端部处理21 6.4 接缝填封材料21 7 纵向配筋设计22 7.1 计算参数22 7.2 横向裂缝间距计算22 7.3 裂缝宽度的计算22 7.4 钢筋应力的计算23 7.5 钢筋间距或根数的计算23 8 补强钢筋的设计23 8.1 边缘钢筋设计23 8.2 角隅钢筋设计23 沥青路面设计 1设计资料 1.1 公路等级情况及周边情况 沪杭高速人民广场至枫泾段公路，共有4车道，路面宽度为2×7.50m，设计年限为20年。交通量年平均增长率为6%。沿途有大量的碎石集料，砂砾并有石灰供应。 1.2 公路2007年交通量调查情况如下表: 基础工程课程设计任务书 某住宅楼桩基础设计 交通建筑工程学院土木工程课程组 二○一一年五月 一、任务安排如下： 学号 F （kN） M （m kN ） H （kN） 柱截面一 （mm×mm） 柱截面二 （mm×mm） 1 3200 400 50 400×400 2 3200 500 60 350×350 3 3200 600 70 400×400 4 3000 400 50 350×350 5 3000 500 60 400×400 6 3000 600 70 350×350 7 3000 360 60 400×400 8 2900 500 60 400×400 9 2800 500 50 350×350 10 2800 600 60 400×400 11 2800 400 70 350×350 12 2600 400 60 400×400 13 2600 500 50 350×350 14 2600 600 70 400×400 15 2400 400 40 350×350 16 2400 500 60 400×400 17 2400 600 70 350×350 18 2800 400 40 400×400 19 2800 600 50 350×350 20 2800 500 60 400×400 21 3000 400 50 350×350 22 3000 600 60 400×400 23 3000 500 70 350×350 24 2700 400 60 400×400 25 2800 400 70 350×350 26 2500 600 60 400×400 钢筋混凝土T 型梁桥设计计算书 1 行车道板内力计算 1.1恒载产生的内力 以纵向1米宽的板条进行计算如图1.1所示。 图1.1铰接悬臂板计算图示（单位：cm ） 沥青混凝土面层：= 0.02×1.0×21= 0.42/kN m C25号混凝土垫层：=0.06×1.0×24=1.44/kN m T 形翼缘板自重： = 0.100.16 1.025 3.25/2 kN m +??= 合计：g=i g ∑=++=0.42+1.44+3.25=5.11/kN m 每米宽板条的恒载内力： 弯距：22011 5.110.95 2.3122AG M gl kN m =-=-??=-? 剪力：0 5.110.95 4.85AG V gl kN ==?=1.2荷载产生的内力 按铰接板计算行车道板的有效宽度如图1.2所示）。 由<<桥规>>得=0.2m ，=0.6m 。桥面铺装厚度为8cm ，则有： =+2H=0.2+2×0.08=0.36m =+2H=0.6+2×0.08=0.76m 荷载对于悬臂板的有效分布宽 度 为:=+d+2=0.36+1.4+1.90=3.66m 冲击系数采用1+=1.3， 作用为每米宽板条上的弯矩为： 01(1)/2(/4)AP M P a l b μ=-+??- 1.3140/2/3.66(0.950.76/4)=-??-18.90KN m =-? 作用于每米宽板条上的剪力为： 图1.2 荷载有效分布宽度图示（cm ） 140(1) 1.324.8622 3.66 AP P V KN a μ=+=?=? 1.3内力组合 承载能力极限状态内力组合： 1.2 1.4 1.2 2.31 1.418.9029.23j Ag Ap M M M KN m =+=-?-?=-? 1.2 1.4 1.2 4.85 1.424.8640.62j Ag Ap V V V KN =+=?+?= 1.4 截面设计、强度验算 （HRB335钢筋：335sk f MPa =，280sd f MPa =，C25混凝土：16.7,ck f MPa = 1.78,11.5, 1.23tk cd td f MPa f MPa f MPa ===） 翼缘板的高度：h=160mm ；翼缘板的宽度：b=1000mm ；假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离=35mm ，则=125mm 。 按<<公预规>>5.2.2条规定：010()2d u c x M M f bx h γα==- 1.029.2311.51000(0.125)2 x x ?=???- 解得：x=0.0224m 验算00.550.1250.0688()0.0224()h m x m ξ=?=>= 按<<公预规>>5.2.2条规定：sd s cd f A f bx = 211.5 1.00.0224/280920s A mm =??= 查有关板宽1m 内钢筋截面与间距表，考虑一层钢筋为8根由规范查得可供使 桩基础设计计算书 设计资料: 拟建建筑物10层，地下室一层，设地下室层高3.2m，上部结构为框架剪力墙结构，层高3.3m，七度抗震设防，±0.00相当于黄海高程+6.60m，室内外高差0.6m。地下室水位±0.00。场地上部土层承载礼教低，不具备天然地基的条件，采用桩基。根据场地土的工程特征和当地的施工条件，拟采用PHC管桩或钻（冲）孔灌注桩基础方案。桩、承台、柱的混凝土强度取为C30。 PHC管桩可选择残积土或全风化花岗岩作为持力层；钻孔灌注桩可选择全风化岩或者中风化岩作为持力层。 地下水为地表滞水，对混凝土结构不具备腐蚀性。 建筑标准层平面示意图如下： 承台计算类型选择说明： 1、角桩作为一个类型； 2、中桩的中间两个承台受的力单独较大，应单独计算；边桩和其他中桩作为一个类别计算， 共三个类别。 一：建筑桩基方案的选择 1、PHC预应力圆桩 确定全风化花岗岩作为持力层，桩截面尺寸选择直径400的圆桩，桩长18m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进入持力层最小值为1.15m,满足嵌入最小深度要求。根据工程地质剖面图，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。估计需要四根，桩根据经验表，承台高度为1350mm，承台底至地面的高度为3.95m。 Q uk =Q sk +Q pk =u ∑q sik l i +q pk +A p =0.4п×（12×2.8+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.85×165）+0.04п×10000=3130kN Ra= Q uk /2=1565kN 确定桩数： 先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。 n=Fk/R=5262/1565=3.36 取桩数为4根。 此时桩造价125×18×4=9000元。 2、灌注桩选择锤击沉管（C25）： 选择残积土为持力层，桩长19.4m ，桩直径为800mm ，桩径入持力层的最小深度为2.7m,满足最小深度要求选择，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。同样估计需要四根桩根据经验表，承台高度为1350mm ，承台底至地面的高度为3.95m 。桩顶嵌入承台深度为0.1m 。 Q uk =Q sk +Q pk =u ∑q sik l i +q pk +A p =0.8п×（10×2.5+50 ×3.3+75×4.5×2/3+5.7×100+3.3×135）+0.16п ×13500=10381.1kN Ra= Q uk /2=5190.6kN>桩身强度设计值=2950kN ，Ra 取 为2950kN 。 确定桩数： 先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。 n=Fk/R=5262/2950=1.78 取桩数为2根。 此时桩造价为350×2×19.3=13510元 综合评价：预制桩的造价比灌注桩低，由于预制桩是 基础工程课程设计 说明书 二零一三年六月 土木工程 某框架结构条形基础设计计算书 一、工程概况 威海近郊五层两跨钢筋混凝土框架结构（相当于七层以上民用建筑），车间有三排柱，柱截面尺寸为400×600mm2，平面图如图1。作用在基础顶面的荷载特征值如表1，弯矩作用于跨度方向。室内外高差0.30m。 图1混凝土框架结构平面图 表1 荷载效应特征值 二、地质资料 1.综合地质柱状图如表2，地下水位在细砂层底，标准冻深为2m； 2.冻胀类别为冻胀。 表2 综合地质柱状图 三、设计要求 1.设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2.计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3.绘制基础平面图（局部），基础剖面图，配筋图。 四、设计步骤 1.考虑冻胀因素影响确定基础埋深； 2.持力层承载力特征值修正； 3.计算基础底面尺寸，确定基础构造高度； 4.计算条形基础相邻两柱的沉降差； 5.按倒梁法计算梁纵向内力，并进行结构设计； 6.计算基础的横向配筋及翼缘高度； 7.绘制施工图。 五、工作量 1. 设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2. 计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3. 完成课程设计计算说明书一份； 4. 完成铅笔绘制2号施工图一张； 5. 配合教师安排进行答辩。 六、内力计算 (一) 确定基础埋深 根据地质资料进入土层1.2m 为粘土层，其基本承载力特征值为147kPa ak f =,可知其为最优持力层，基础进入持力层大于30cm 。又有考虑冻胀因素的影响，根据规范可知，其设计冻深d z 应按下式计算：0 2.0 1.00.90.95 1.71m ...zs zw ze d z z ψψψ=???==，基础 埋深应在设计冻深以下，据此可初步确定基础埋深为2.3m 。根据基础埋深 2.3m>0.5m d =需进行持力层承载力特征值的深度修正，持力层为黄褐色粘性土层。液性指数 2618 0.50.853418 p L L p w w I w w --= = =<--，又0.70.85 e =<，查表可得，承载力修正系数0.3, 1.6b d ηη==，基础底面以上土的加权平均重度m γ= 317 1.2190.8 17.8kN/m 2.0 ?+?=， 条形基础的基础埋深一般自室内底面算起，室内外高差为0.3m ，取 2.30.3 2.6m d =+=， 则可得修正值为：(0.5)147 1.617.8(2.60.5)206.81kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+??-=。 (二) 确定基础梁的高度、长度和外伸尺寸 根据规范要求，柱下条形基础梁的高度应该取为柱距的1/81/4倍 ，又有此处柱距取为6500mm ，故可得到基础梁的高度(1/81/4)6200(7751550)mm h =?=，取 1500mm h =，即为 1.5m h =。根据构造要求，条形基础端部外伸长度应为边跨跨距的1/41/3倍，故考虑到柱端存在弯矩及其方向，可以得到基础端部左侧延伸 1(1/4 1/3)(1/41/3)6200(1550 2067)m m l l ==?=，取1 2.0m l =。计算简图如图 2所示：桩基础设计计算书
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