樁基礎設計指導書任務書

1、 ?土力學與地基根底? 課程設計指 任導 務書 書城建系市政教研室2011-5-18 一、?根底工程?課程設計任務書1、設計題目：橋梁工程鉆孔灌注樁根底設計2、設計目的?土力學地基根底課程設計?目的是培養(yǎng)學生的設計和應用能力，經過本課程設計的學習，要求學生能夠掌握橋梁地基樁根底設計方法。本課程的主要任務是培養(yǎng)學生：1樹立正確的設計思想，理論聯系實際，具有創(chuàng)新思想；2提高綜合運用所學的理論知識獨立分析和解決問題的能力；3學會運用橋梁地基根底工程設計的根本理論、根本知識和根本技能，了解根底工程設計的一般規(guī)律； 4具有運用標準、標準，查閱技術資料的能力和分析計算能力，以及運用計算機繪圖的能力。3、設

2、計內容1通過上部結構形式及荷載的要求，確定根底類別和形式； 2通過對地質資料的分析，確定根底的埋深及對地基的驗算內容；3根據設計題目要求的內容，通過查閱有關資料確定設計的詳細內容和設計步驟； 4驗算樁基和承臺的強度并進行配筋計算選做；5編寫課程設計報告； 6繪制所設計的根底施工圖。4、設計要求1繪圖符合標準要求；2提交紙質和電子文檔設計成果各一份；3其余按學院、系規(guī)定。5、評分標準采用五級記分制：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。 優(yōu)秀：能獨立完成課程設計，計算書內容準確無誤，內容全面，書寫清楚。圖紙圖面整潔，內容全面，圖面標注正確，符合制圖標準。在設計過程中能獨立思考，發(fā)現問題、解決問題。上課

3、不缺席。 良好：能獨立完成課程設計，計算書內容有少量一般性計算錯誤，內容全面，書寫清楚。圖紙圖面較整潔，內容全面，圖面標注經提問后根本能符合制圖標準。上課不缺席。 中等：能獨立完成課程設計，計算書內容有少量一般性計算錯誤，內容不全，書寫較清楚。圖紙圖面不夠整潔，內容不全，圖面標注根本能符合制圖標準。上課不缺席。及格：尚能獨立完成課程設計，計算書有明顯錯誤，內容不全，書寫潦草。圖紙圖面較臟，內容不全，圖面標注有明顯錯誤，經提問后尚能正確答復。上課不缺席。不及格：計算書有明顯抄襲行為，有原那么性錯誤，內容不全，書寫潦草。6、參考書目1土質與土力學，人民交通出版社2根底工程，人民交通出版社3公路橋涵

4、地基與根底設計標準JTJ024854公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計標準(JTG D62-2004)7、設計資料：1、地質及水文資料：8.5 常水位5.0 河底I亞粘土，極限摩阻力1.0II硬塑粘土，極限摩阻力-3.0III密實粗砂，極限摩阻力2.0 一般沖刷線-1.0最大沖刷線軟粘土，極限摩阻力-13.0-15.0密實粗砂，極限摩阻力 2、荷載：上部結構為等跨40m的鋼筋砼預應力梁橋，荷載為縱向控制設計，砼橋墩、承臺頂面上縱橋向荷載為恒載及一孔荷載時：制動力及風力豎直反力偏心距、制動力、風力等引起的彎矩恒載及兩孔活載時： 3、結構：承臺用20號砼結構重要性系數：1.0二、設計指導書一、樁

5、根底的設計步驟設計樁根底時，首先應該搜集必要的資料，包括上部結構型式與使用要求，荷載的性質與大小，地質和水文資料，以及材料供應和施工條件等。據此擬定出設計方案包括選擇樁基類型、樁長、樁徑、樁數、樁的布置、承臺位置與尺寸等，然后進行基樁和承臺以及樁根底整體的強度、穩(wěn)定、變形驗驗，經過計算、比較、修改，以保證承臺、基樁和地基在強度、變形及穩(wěn)定性方面滿足平安和使用上的要求，并同時考慮技術和經濟上的可能性與合理性，最后確定較理想的設計方案。1、樁根底類型的選擇選擇樁根底類型時，應根據設計要求和現場的條件，并考慮各種類型樁根底具有的不同特點，綜合分析選擇。1承臺底面標高的考慮承臺底面的標高應根據樁的受力

6、情況，樁的剛度和地形、地質、水流、施工等條件確定。承臺低穩(wěn)定性較好，但在水中施工難度較大，因此可用于季節(jié)性河流、沖刷小的河流或旱地上其它結構物的根底。當承臺埋設于凍脹土層中時，為了防止由于土的凍脹引起樁根底損壞，承臺底面應位于凍結線以下不少于0.25m，對于常年有流水，沖刷較深，或水位較高，施工排水困難，在受力條件允許時，應盡可能采用高樁承臺。承臺如在水中或有流冰的河道，承臺底面也應適當放低，以保證基樁不會直接受到撞擊，否那么應設置防撞裝置。當作用在樁根底上的水平力和彎矩較大，或樁側土質較差時，為減少樁身所受的內力，可適當降低承臺底面標高。有時為節(jié)省墩臺身圬工數量，那么可適當提高承臺底面標高。

7、2柱樁樁基和摩擦樁樁基的考慮柱樁和摩擦樁的選擇主要根據地質和受力情況確定。柱樁樁根底承載力大，沉降量小，較為平安可靠，因此當基巖埋深較淺時，應考慮采用柱樁樁基。假設巖層埋置較深或受施工條件的限制不宜采用柱樁，那么可采用摩擦樁，但在同一樁根底中不宜同時采用柱樁和摩擦樁，同時也不宜采用不同材料、不同直徑和長度相差過大的樁，以防止樁基產生不均勻沉降或喪失穩(wěn)定性。3樁型與成樁工藝樁型與工藝選擇應根據結構類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工設備、施工環(huán)境、施工經驗、樁的材料供應條件等，選擇經濟、合理、平安閑用的樁型和成樁工藝。各行業(yè)的相關標準中都附有成樁工藝適用性的表格

8、，可供選擇時參考。2、樁徑、樁長的擬定樁徑與樁長的設計，應綜合考慮荷載的大小、土層性質與樁周土阻力狀況、樁基類型與結構特點、樁的長徑比以及施工設備與技術條件等因素后確定，力爭做到既滿足使用要求，又造價經濟，最有效地利用和發(fā)揮地基土和樁身材料的承載性能。設計時，首先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所擬定的尺寸是否經濟合理，再行最后確定。1樁徑擬定樁的類型選定后，樁的橫截面樁徑可根據各類樁的特點與常用尺寸選擇確定。2樁長擬定確定樁長的關鍵在于選擇樁端持力層，因為樁端持力層對于樁的承載力和沉降有著重要影響。設計時，可先根據地質條件選擇適宜的樁端持力層初步確定樁長，并應考慮施工的可行性如鉆孔灌注樁

9、鉆機鉆進的最大深度等。一般都希望把樁底置于巖層或堅硬的土層上，以得到較大的承載力和較小的沉降量。如在施工條件容許的深度內沒有堅硬土層存在，應盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要防止使樁底坐落在軟土層上或離軟弱下臥層的距離太近，以免樁根底發(fā)生過大的沉降。對于摩擦樁，有時樁底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數兩者相互牽連，遇此情況，可通過試算比較，選擇較合理的樁長。摩擦樁的樁長不應擬定太短，一般不應小于4m。因為樁長過短達不到設置樁基把荷載傳遞到深層或減小根底下沉量的目的，且必然增加樁數很多，擴大了承臺尺寸，也影響施工的進度。此外，為保證發(fā)揮摩擦樁樁底土層支承力，樁底端部應盡可

10、能到達該土層的樁端阻力的臨界深度。3、估算單樁承載力特征值4、確定基樁根數及其平面布置1樁的根數估算根底所需樁的根數可根據承臺底面上的豎向荷載和單樁容許承載力按下式估算： 式中：樁的根數； 作用在承臺底面上的豎向荷載，kN； 單樁容許承載力或單樁承載力設計值，kN； 考慮偏心荷載時各樁受力不均而適當增加樁數的經驗系數，可取=1.11.2。估算的樁數是否適宜，在驗算各樁的受力狀況后即可確定。樁數確實定還須考慮滿足樁根底水平承載力要求的問題。假設有水平靜載試驗資料，可用各單樁水平承載力之和作為樁根底的水平承載力為偏平安考慮，來校核按式估算的樁數。但一般情況下，樁基水平承載力是由基樁的材料強度所控制

11、，可通過對基樁的結構強度設計如鋼筋混凝土樁的配筋設計與截面強度驗算來滿足，所以樁數仍按式來估算此外，樁數確實定與承臺尺寸、樁長及樁的間距確實定相關聯，確定時應綜合考慮。2樁間距確實定為了防止樁根底施工可能引起土的松馳效應和擠土效應對相鄰基樁的不利影響，以及樁群效應對基樁承載力的不利影響，布設樁時，應該根據土類成樁工藝以及排列確定樁的最小中心距。一般情況下，穿越飽和軟土的擠土樁，要求樁中心距最大，局部擠土樁或穿越非飽和土的擠土樁次之，非擠土樁最小；對于大面積的樁群，樁的最小中心距宜適當加大。對于樁的排數為12排、樁數小于9根的其它情況摩擦型樁基，樁的最小中心距可適當減小。摩擦樁的群樁中心距，從受

12、力角度考慮最好是使各樁端平面處壓力分布范圍不相重疊，以充分發(fā)揮其承載能力。根據這一要求，經試驗測定，中心距定為6d。但樁距如采用6d就需要很大面積的承臺，因此一般采用的群樁中心距均小于6d。為了使樁端平面處相鄰樁作用于土的壓應力重疊不至太多，不致因土體擠密而使樁擠不下去，根據經驗規(guī)定打入樁的樁端平面處的中心距不小于3d。震動下沉樁，因土的擠壓更為顯著，規(guī)定在樁端平面處不小于4dd為樁的直徑或邊長。3樁的平面布置圖4-20 樁的平面布置樁數確定后，可根據樁基受力情況選用單排樁或多排樁樁基。多排樁的排列形式常采用行列式和梅花式，在相同的承臺底面積下，后者可排列較多的基樁，而前者有利于施工。樁根底中樁的平面布置，除應滿足前述的最小樁距等構造要求外，還應考慮基樁布置對樁基受力有利。為使各樁受力均勻，充分發(fā)揮每根樁的承載能力，設計布置時，應盡可能使樁群橫截面的重心與荷載合力作用點重合或接近，通常橋墩樁根底中的基樁采取對稱布置，而橋臺多排樁樁根底視受力情況在縱橋向采用非對稱布置。當作用于樁基的彎矩較大時，宜盡量將樁布置在離承臺形心較遠處，采用外密內疏的布置方式，以增大基樁對承臺形心或合力作用點的慣性距，提高樁基的抗彎能力。此外，基樁布置還應考慮使承臺受力較為有利，例如樁柱式墩臺應盡量使墩柱軸線與基樁軸線重合，蓋梁