低樁承臺群樁基礎(chǔ)設(shè)計課程設(shè)計報告

-.z.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計——低樁承臺群樁基礎(chǔ)設(shè)計低樁承臺基礎(chǔ)設(shè)計1、基本資料1.1*跨線橋主橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨徑組成為（60+100+60）m，橋面凈寬11m，設(shè)計荷載標準為公路Ⅰ級。采用盆式橡膠支座、等截面單箱雙室薄壁橋墩（如下圖示）。圖1樁基礎(chǔ)縱橋向及橫橋向斷面圖1.2主墩高度18m，箱壁厚度0.75m，縱隔板厚度0.8m，墩身頂部1.5m及底部2m均為實心段，矩形墩底截面尺寸為(4×14)m2，采用30號混凝土(C30)。作用于墩身底截面中心處的設(shè)計荷載為：豎直力Nz=74958kN水平力H*=2895kN縱橋向彎矩My=38209kN·m（坐標規(guī)定：縱橋向*軸、橫橋向y軸、豎向z軸）1.3主墩基礎(chǔ)擬采用12根鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，混凝土標號25(C25)。承臺頂面與地面平齊，厚度為3.5m。1.4地質(zhì)資料自地面向下16m深度圍為中密細砂加礫石（土層Ⅰ），往下為密實中粗砂加礫石（土層Ⅱ）。地基土的物理力學性質(zhì)指標為:土層Ⅰ：=55kpa，=19.8kN/m3，m=10000kN/m4,土層Ⅱ：=70kpa,=500kpa,=21.8KN/m3m=20000kN/m41.5設(shè)計參數(shù)承臺及基樁材料重度=25kN/m3，基樁設(shè)計有關(guān)參數(shù)為：Ec=2.8×107kN/m2,λ=0.85,m0=0.8,K2=6樁徑d=1.8m，縱橋向3排，橫橋向4排,如圖1所示2、主墩群樁基礎(chǔ)設(shè)計（以縱橋向控制設(shè)計）2.1、承臺平面尺寸的擬定根據(jù)上面的地質(zhì)資料、上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小以及基樁材料性質(zhì)，并且根據(jù)07規(guī)中樁基礎(chǔ)樁徑要求：鉆（挖）孔灌注樁中心距不應(yīng)小于2.5倍的樁徑等要求，初步確定承臺的尺寸為。承臺如下圖2所示。圖2承臺即樁基礎(chǔ)布置圖（單位尺寸m）2.2、基樁的平面布置由于規(guī)中有要求，鉆孔灌注樁（摩擦樁）中心距不應(yīng)小于樁徑的2.5倍（即小于）取樁中心距為5m。為了避免承臺邊緣距離樁身過近而發(fā)生破裂，并考慮樁頂位置允許的偏差，邊樁外側(cè)到承臺邊緣的距離，對于樁徑大于1m的裝不應(yīng)小于0.3倍的樁徑并不小于0.5m?；鶚镀矫娴牟贾萌缟蠄D2所示。2.3、擬定樁長并驗算單樁軸向受壓容許承載力采用《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)》（JTGD63—2007）確定單樁軸向受壓承載力容許值經(jīng)驗公式初步反算樁長，由上面基本資料可知，承臺頂面與地面平齊，而承臺高3.5m，即基樁的頂面在地面以下3.5m處。根據(jù)地質(zhì)情況，擬將樁基礎(chǔ)打入土層Ⅱ以下L2處，基樁在土層Ⅰ的高度則為12.5m。則樁徑為1.8m，樁周長，，所以得：承臺底面中心處的荷載為：樁底所受的豎向荷載為：由得：解得則現(xiàn)擬定樁長為21m，即。由上式計算可知當h=21m時，，樁的軸向受力承載力符合要求。2.4、彈性樁的判斷已知，，d=1.8m，，，n=3，所以所以樁的長度h為21m，則，故應(yīng)按彈性樁計算。2.5、樁頂荷載分配并校核取已知：。88查附表17、附表18、附表19得：,,，則：由于承臺埋入地面以下較淺，相比活載效應(yīng)承臺側(cè)面土的水平抗力較小，在設(shè)計時可以偏安全的不考慮承臺側(cè)面土的水平抗力與樁和樁側(cè)土共同作用抵抗和平平外荷載作用。===其中：==0.2868=120.0221=0.2652=第一排和第三排樁的=（+）=0.284中間一排樁的豎向荷載水平力=彎矩=校核：=、==241.25、、=7952.82.6、確定樁長并驗算單樁軸向受壓容許承載力在確定樁長時，需采用最大的豎向荷載進行控制設(shè)計，即豎向荷載應(yīng)該采用：由及可得：則，確定樁的長度為24m，實際的由上式計算可知當h=24m時，，樁的軸向受力承載力符合要求。2.7、單樁力及位移計算與驗算無量綱系數(shù)由附表3、附表7分別查得，計算列表如下表1計算，其結(jié)果圖以圖3表示。表1計算表z00.00010.00106.33106.330.20.710.196960.99806168.50106.12274.620.41.420.377390.98617322.86104.86427.720.62.130.529380.95861452.88101.93554.810.82.840.645610.91324552.3297.10649.4213.550.723050.85089618.5790.48709.041.24.260.761830.77415651.7482.32734.061.44.960.764980.68694654.4473.04727.481.65.670.737340.59373630.7963.13693.921.86.380.684880.49889585.9153.05638.9627.090.614130.40658525.3943.23568.622.27.800.53160.32025454.7834.05488.832.48.510.443340.24262379.2825.80405.072.69.220.354580.17546303.3418.66322.002.89.930.269960.11979230.9512.74243.69310.640.193050.07595165.158.08173.233.512.410.050810.0135443.471.4444.91414.180.000050.000090.040.010.05圖3圖4由得：由查附表13得：，故：，無量綱系數(shù)由附表1、附表5分別查得，計算列表如下表2計算，其結(jié)果圖以圖4表示。表2計算表z00.002.440661.6210.000.000.000.20.712.117791.2908813.991.0615.050.41.421.802731.0006423.811.6425.460.62.131.502680.7498129.781.8531.620.82.841.22370.5372732.331.7634.0913.550.970410.3611932.051.4833.531.24.260.745880.2190829.561.0830.641.44.960.551750.1079325.510.6226.131.65.670.38810.0242220.510.1620.671.86.380.25386-0.0357215.09-0.2614.8327.090.14696-0.075729.71-0.629.092.27.800.06461-0.09944.69-0.903.802.48.510.00348-0.11030.28-1.09-0.812.69.22-0.03986-0.11136-3.42-1.19-4.612.89.93-0.06902-0.10544-6.38-1.21-7.59310.64-0.08741-0.09471-8.66-1.17-9.833.512.41-0.10495-0.05698-12.13-0.82-12.95414.18-0.10788-0.01487-14.25-0.24-14.50樁在承臺底面處（即樁頂處）水平位移：因為，查附表得：，，，樁頂水平位移0.25cm<6cm,符合規(guī)要求。2.8、樁身截面配筋設(shè)計及樁截面強度驗算由上面的計算可知，在z=4.47m處，該處，在該處的軸向力為：樁豎向鋼筋按含筋率0.2%配置：現(xiàn)選取12跟的HRB335級鋼筋,其面積為：長細比，應(yīng)考慮縱向彎矩對偏心距的影響。取，則截面有效高度則偏心距增大系數(shù)取，則以下采用試算發(fā)列表計算，試算表如下表3所示，其各系數(shù)通過查表得到：表3試算表ABCD0.751.96870.62711.37441.32420.3030.2911.0420.761.99940.62061.42831.28910.2950.2911.0130.772.03060.61361.48061.25490.2860.2910.984由上表可見，當故取0.71為計算值。故承載力滿足要求。樁身配筋圖如下圖5所示：鋼筋圖5樁身配筋圖2.9、群樁基礎(chǔ)承載力和沉降量驗算由于基樁中心距為5m，小于6倍的樁徑，故需要進行群樁基礎(chǔ)承載力驗算。樁為偏心受壓構(gòu)件，在進行承載力驗算時應(yīng)滿足以下條件：因為樁是豎直的，故：，上式中?。?，而其中則所以故群樁地基承載力滿足要求。由于樁的中心距小于6倍樁徑，故還需要對群樁基礎(chǔ)進行沉降驗算，將群樁基礎(chǔ)作為實體基礎(chǔ)考慮，07規(guī)中采用分層總和法計算沉降，其公式如下所示：所給材料中沒有，這是實驗而得的數(shù)據(jù)，故沉降無法計算得出具體數(shù)據(jù)。規(guī)中還要求：（1）相鄰墩臺間不均勻沉降差值（不包括施工中的沉降），不應(yīng)使橋面形成大