基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(1)-第四版

PAGEPAGE52011年度橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:某公路橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件要求本設(shè)計(jì)對象為某公路橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)與地基的設(shè)計(jì)與檢算。要求同學(xué)選擇（或由任課教師分配）一個(gè)基礎(chǔ)，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)2.1工程概況某公路橋梁設(shè)計(jì)采用樁（柱）式橋墩，初步擬定尺寸如圖1所示。該橋梁上部結(jié)構(gòu)為25米鋼筋混凝土裝配式T梁橋。橋面寬7米，兩邊各0.5該橋墩基礎(chǔ)由兩根鉆孔樁組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d（即鉆頭直徑，精確至0.1m）自選，樁底沉渣厚度控制為t=(0.2~0.4)d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。2.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)地質(zhì)資料：標(biāo)高20.00以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；標(biāo)高20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。2.3設(shè)計(jì)荷載（1）一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000×(L/20)1.2kN（取整），其中L為跨徑；（2）蓋梁自重G2=350kN；（3）局部沖刷線以上樁重應(yīng)分別考慮最低水位及常水位；汽車荷載應(yīng)考慮最不利荷載組合（雙孔和單孔布載）；人群荷載尚應(yīng)考慮最不利情況；荷載布載長度為梁長（L-0.1）m。（4）設(shè)計(jì)汽車荷載為公路—Ⅱ級，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa。（5）水平荷載單樁所受水平力如圖4所示。其中：HT（制動(dòng)力）=4.5kN；W1(風(fēng)力)=5kN；W2(風(fēng)力)=8kN圖22.4材料樁身混凝土強(qiáng)度等級擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85×104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。2.5具體任務(wù)要求如下：1地質(zhì)資料標(biāo)高20.00以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；標(biāo)高20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。常水位標(biāo)高為44.50m，一般沖刷線標(biāo)高為39.50m，最大沖刷線標(biāo)高為35.50m2樁、墩尺寸與材料該橋墩基礎(chǔ)由兩根鉆孔樁組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d=1.2m，樁底沉渣厚度控制為t=0.3d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。樁身混凝土強(qiáng)度等級擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85×104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。3荷載情況橋墩為單排雙柱式，橋面寬7米，兩邊各0.5米人行道，上部為25-0.1=（1）一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000×(L/20)1.2=2602kN，兩跨自重反力（2）蓋梁自重反力；系梁自重反力（3）兩跨活載反力為758kN，一跨活載反力為669kN，所引起的彎矩M=200.7kN。常水位以上樁身自重（4）設(shè)計(jì)汽車荷載為公路—Ⅱ級，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa。（5）單樁所受水平力如圖所示。其中：HT（制動(dòng)力）=4.5kN；W1(風(fēng)力)=5kN；W2(風(fēng)力)=8kN圖2（6）樁（直徑1.5m(7)擬定樁基礎(chǔ)采用旋轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁基礎(chǔ),為摩擦樁。二計(jì)算1、樁的周長計(jì)算根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中確定單樁容許承載力的經(jīng)驗(yàn)公式初步反算樁的長度，設(shè)該樁埋入最大沖刷線以下深度為h，一般沖刷線以下深度為h3，則：Nh=[P]=U∑+λm0A{[σ0]+K2γ2(h3-3)}當(dāng)兩跨活載時(shí)：計(jì)算[P]時(shí)取以下數(shù)據(jù)：樁的設(shè)計(jì)樁徑為1.2m樁周長,，，，，，。；樁底為硬塑性亞粘土查表得解得：h=22.03m取整h=22.5m樁底標(biāo)高為13m在20m以下滿足低級二層土要求即樁的軸向承載力滿足。2、樁的內(nèi)力計(jì)算（1）確定樁的計(jì)算寬度（2）計(jì)算樁—土變形系數(shù)其中m=15000樁的換算深度所以按彈性樁計(jì)算（3）計(jì)算墩柱頂外力、、及最大沖刷線處樁身彎矩，水平力，及軸向力墩帽頂?shù)耐饬Γò匆豢缁钶d計(jì)算）換算到最大沖刷線處（4）樁身最大彎矩位置及最大彎矩計(jì)算由得：由查表得故由及查表得（5）樁的最大沖刷線以下各截面的橫向土抗力計(jì)算無量綱系數(shù)查表得z0.230.14.00.09960.999744.23514.15518.380.470.24.00.196960.998068.41513.34521.750.930.44.00.377390.9861716.11513.34529.451.630.74.00.592280.9381725.29511.15536.442.331.04.00.723050.8508930.87437.19468.063.491.54.00.754660.6408132.22329.18361.404.652.04.00.614130.4065828.24209.12237.365.582.44.00.443340.2426218.93124.81143.746.983.04.00.193050.075958.2439.0647.309.34.04.00.000050.000090.010.050.06z00000000.470.22.117791.290881.6212.9114.530.930.41.802731.000642.7620.0122.771.630.71.360240.638853.6422.3525.992.791.20.745880.219083.1110.9814.094.652.00.14696-0.07571.12-7.57-6.456.052.6-0.0398-0.1114-0.04-14.47-14.876.983.0-0.0874-0.0947-1.00-14.20-15.