桥梁桩基础设计计算部分
一方案比选优化
公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。
1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。
（1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为
(1-1)
或 (1-2)
γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为1.1、1.0和0.9；
γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γ
Gi=1.2；对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》；
γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4；当某个可
变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其
分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或
装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏
杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。
γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的
其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝1.4,但风荷载的分项系数取γQ1
＝1.1；
S gik、S gid－第i个永久作用效应的标准值和设计值；
S Qjk－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值；
S ud－承载能力极限状态下，作用基本组合的效应组合设计值，作用效应设计值等于作用效应标准值S d与作用分项系数的乘积。
S Q1k、S Q1d－汽车荷载效用含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；
－在作用效应组合中，除汽车荷载效应效应（含汽车冲击力、离心力）以外其他φ
c
可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取0.80；当除汽车荷载（含汽车冲击力、离心力）以外尚有两种其他可变作用参与组合时，其组合系数取0.70；尚有三种可变作用组合时，其组合系数取0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时取0.50。
（2）偶然荷载。永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取1.0与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》中的规定采用。
表1-1 永久作用效应的分项系数
1.1 上部荷载计算
1.1.1 永久荷载
主要考虑桩基础上部结构的自重荷载，其他形式的永久作用如砼收缩作用等可忽略。计算简式如下：
永久荷载=预应力T 型梁重+盖梁重+系梁重+墩身重 (1-3) 钢筋与混凝土的比例小于3％，不考虑钢筋的重量。 1 T 梁自重——单位体积重26KN/m 3
G T 梁 =205.96×26=5354.96KN 2 墩身重——单位体积重24KN/m 3，则：
墩身体积
3.14×
/4×15.14=30.43
墩身重量G 墩身=24×30.43=730.32 KN 3 盖梁重——单位体积重24KN/m 3
体积:V 1=11.95×0.85×2=20.32
V 2= (11.95×2-1.35×2)/2×0.85×2=18.02
V 3=2×0.35×0.5×2=0.75
盖梁体积V 改良体积= V 1 +V 2 +V 3=20.32+18.02+0.75=39.09
24×39.09=938.16KN
4 系梁重——单位体积重24KN/m 3
系梁体积V 系梁体积=7.25×1.8×1.5=19.58 m 3
系梁重量G系梁=24×19.58=469.92 KN
5 桥面铺装——单位体积重26KN/m3
=38.27 m3；
桥面铺装体积V
桥面铺装
=38.27×26=995.02 KN
G
桥面铺装
6 防撞墙——单位体积重24KN/m3；
=21.06m3；
防撞墙体积V
防撞墙
G
=21.06×24=505.44 KN
防撞墙
作用在墩身底面总的垂直永久荷载为：
G= G T梁/2+G墩身+G盖梁/2+G系梁/2+G桥面铺装/2+G防撞墙/2
=5354.96/2+730.32+938.16/2+469.92/2+995.02/2+505.44/2
=4862.07 KN
1.1.2 可变荷载
为高速公路桥梁,可变荷载主要考虑汽车荷载、汽车冲击力、汽车制
动力(风荷载，流水荷载，温度荷载等均可忽略)几个方面。
(1) 汽车荷载
计中汽车荷载采用2车道荷载进行分析，由于汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，据《公
路桥涵设计通用规范》JTCD-60-2004,车道荷载计算图示如下:
P k一集中荷载标准值 q k一均布荷载标准值
据《公路桥涵设计通用规范》JTCD-60-2004,公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标
准值为q
=10.5KN/m标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于或等于5m时，P k=180 k
KN；算跨径等于或大于50m时，P k=360KN；桥梁计算跨径在5m~50m之间时P k值采用直
线内插求得。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值P k应乘以1.2的系数。
P k=180+180/45×（30-5）=280KN
q k =10.5 (KN / m )
计算剪力效应时集中荷载标准值Pk乘以1.2；
汽车荷载P k=280×1.2+10.5×30=651 KN
(2) 汽车冲击力
据《公路桥涵设计通用规范》JTCD-60-2004，汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ。
冲击系数μ可按下式计算：
f表示结构基频（HZ）；
当f＜1.5HZ时，μ=0.05；当f＞14HZ 时，μ=0.45；
当1.5HZ≤f≤14 HZ 时，μ=0.176lnf-0.0157；
汽车冲击力=汽车荷载×μ
此桥的频率f=4HZ,带入式中，故u＝0.228；
则汽车冲击力N1=651×0.228=148.43 KN
(3) 汽车制动力
一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按规范规定的车道荷载标准值在加载长度上计算以总重力的10%计算，但公路—Ⅰ级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN。
10%的总重力=322 KN＞165KN；
取汽车制动力N2=322 KN；
由以上计算可变荷载可归纳列入下表：
表1-2 可变荷载
(4) 偶然荷载
本合同段区内50年超越概率10%的地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于0.35s，对应地震基本烈度小于Ⅵ度，故地震力可不进行计算。
1.1.3 上部荷载总算
据《公路桥涵设计通用规范》JTCD-60-2004；
（1-4）
其中：γ0=1.1；γQj =1.2； S Q1=1.4；
=1.1×（1.2×4862.07+1.4×(651+148.43+322)）
竖向荷载P
V
=8144.94KN
=322×1.4
横向荷载P
H
=450.80KN
弯矩=2690.625
表1-3 桩顶上部荷载总算表
()
2690.625
2.1 方案一：单排墩柱式桩基础（1）
2.1.1 工程地质介绍
总体上桥位区内地形变化较大，相差高度大，桥位覆盖层厚度小，下伏基岩为花岗岩，岩石风化强烈，全风化层厚度大，最大厚度将近30米，该层在水的作用下岗地边坡坡面抗冲刷能力差，洼地内上部承载力偏低，桥位中风化基岩埋深大，且受地域地质影响，中风化花岗岩岩体破碎，桥位洼地内地下水位埋深浅，中风化基岩虽破碎，但饱和单轴抗压强度高，可作为桩基的持力层。
2.1.2 基础类型的选择
选择桩基础是,根据设计要求和现场的条件,并考虑各种不同情况,包括荷载的大小和性质、地质和水文地质条件、料具的用量价格（包括料具的数量）、施工难易
程度、物质供应和交通运输条件以及施工条件等等，经过综合考虑后对以下四个可
能的基础类
型，进行比较选择，采用最佳方案高承台桩基础。本设计桩基础,因为有很好的承载力的持力层,按柱桩进行设计计算。
浅基础：建筑物的浅平基多用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料组成，因为材料的抗拉性能差，截面强度要求较高，埋深较小，用料省，无需复杂的施工设备，因而工期短，造价低，但只适宜于上部荷载较小的建筑物。
低承台：稳定性较好，但水中施工难度较大，故多用于季节性河流或冲刷深度较小的河流，航运繁忙或有强烈流水的河流。位于旱地、浅水滩或季节性河流的墩台，当冲刷不深，施工排水不太困难时，选用低承台桩基有利于提高基础的稳定性。
高承台：由于承台位置较高或设在施工水位以上，可减少墩台的坞工数量，可避免或减少水下施工，施工较为方便，且经济。高桩承台基础刚度较小，在水平力的作用下，由于承台及桩基露出地面的一段自由长度周围无土来共同承担水平外力，桩基的受力情况较为不利，桩身的内力和位移都将大于低承台桩基，在稳定性方面也不如低承台桩基。
沉井：沉井基础占地面积小，施工方便，对邻近建筑物影响小，沉井内部空间还可得到充分利用。沉井法适用于地基深层土的承载力大，而上部土层比较松软，易于开挖的地层。
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)的规定,选钻孔桩、钻（挖）孔桩适用于各类土层（包括碎石类土层和岩石层）。
一般情况下桩基础设计需经过以下步骤：（1）通过环境条件、结构荷载条件、地质施工条件、经济条件等确定桩型；（2）确定基桩几何尺寸；（3）确定桩数及平面布置；（4）验算桩身结构强度。本设计根据实际情况做出以下计算。
2.1.3 桩基础的设计
(1)桩身设计
1.桩材选择：根据本工程的特点，选择钢筋混凝土钻孔灌注桩。
2.桩径：初步选定桩径为1.80m。
3.桩长：由于设计桩为端承桩，根据（JTJ024-85.《公路桥涵与基础设计规范》
第4.3.5条）；当河床岩层有冲刷时，桩基须嵌入基岩，按桩底嵌固设计，其应嵌入基岩的深度按下式计算；
圆形桩：（2-1）——在基岩顶面处的弯矩()；
——桩嵌入基岩中（不计风化层）的有效深度不得小于0.5m；
——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度（kpa）；
——钻孔桩的设计直径（m）；
——系数，根据岩层侧面构造而定，节理发达的取小值，节理发达的取大值；
h==1.6m
故设计嵌入深度h=1.6m；
4.验算单桩承载力；
根据（JTJ024-85.公路桥涵与基础设计规范第4.3.4条）；支撑在基岩上或嵌入基岩内的钻（挖）孔桩、沉桩、和管桩的单桩轴向受压容许承载力可按下式计算；
(2-2)
单桩轴向受压允许承载力(KN)；
天然湿度的岩石单轴极限抗压强度（Kpa）；
桩嵌入基岩深度（m）；
U——桩嵌入基岩部分的横截面周长（m），对于钻孔桩和管桩按设计直径采用；
A——桩底横截面面积（m2），对于钻孔桩和管桩按设计直径采用；
根据清孔情况，岩石的破碎程度等因素而定的系数，按下表2-1取用；
表2-1 系数C1、C2值
12 2 对于钻孔桩，系数C1、C2值可降低20%采用；
取C
1=0. 4×0.8=0.32；C
2
=0.03×0.8=0.024；
将各系数值统计到下表2-2；
表2-2 承载力公式系数表
（()(m)(m)
35000 2.54 2.65 1.6 [p]=(0.32×2.54+0.024×5.65×1.6) ×35000=35920.64KN 满足上部荷载的要求；
2.1.4 沉降计算
根据简化法计算单桩沉降量，即在竖向工作荷载作用下，单桩沉降S由桩身压缩变形和桩端土的压缩变形组成，本设计为端承桩，故计算公式为：
(2-3) 式中：N——作用于桩顶的竖向压力（KN），桩自重对没有影响，所以不考虑桩身自重；
E——桩身材料的受压弹性模量（Mpa）,取2.80×104 Mpa；
l——桩的长度（m），实际桩长为23.06+1.6=24.66m；
——桩底处岩层的竖向抗力地基系数，根据(JTG
-
63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》表P.0.2-2)取值，即在表2-3中取值；
A——桩的横截面面积；
表2-3 岩石地基抗力系数C0
（
a 标准值；当1000＜R a ＜25000时，可用直线内插法确定C o 。
表2-4沉降计算表
8144.94
2.8 24.66 (kN/
)A()
由于S 2.0=9.9mm 沉降满足规范要求。
2.1.5单桩内力及变位计算；
图1 柱顶自由，桩底嵌固在基岩中的单排桩式桥墩
根据(《建筑桩基技术规范》JGJ -94-2008)第5.7.5：桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数的比例系数m 可按下列规定确定： （1）决定桩测土抗力的计算宽度b 0 ；
圆形单桩：b 0=0.9(d+1)k ； (2-4) 其中k 为构件相互影响系数； b 0=0.9×（1.8+1）×1.0=2.52 （2）计算桩基变形系数；
（2-5）式中 m——桩侧土水平抗力系数的比例系数；
b
——桩身的计算宽度；
EI——桩身抗弯刚度，按该规范第5.7.2条的规定计算；对于钢筋混
凝土桩，EI=0.85E
c I
；其中E
c
为混凝土弹性模量，I
为桩身换
算截面惯性矩：圆形截面为I
0=W
d
/2；
查规范《建筑桩基技术规范》JGJ
-94-2008表5.7.5取m=100000 KN/m4，E
h
=2.8×107
Kpa；
EI=0.80.8×2.8=1.154×2；
==0.47；
桩在最大冲刷线以下深度h=14.66m,其计算长度为=0.47×14.66=6.89〉2.5所以应该按弹性桩设计。
(3) 因为地面与最大冲刷线重合，桩（直径1.8m）每延米重q计算如下：
q=×（25-10）=38.15KN（扣除浮力）；
墩柱桩顶上外力N
i ，Q
i
，M
i
及最大冲刷处桩顶上外力N
，Q
，M
0.
的关系如下；
N
i
= 8144.94+8.4×38.15×1.2=8529.49KN；
Q i =Q
=450.80 KN=H
;
M
i
= M=2690.625;
(4) 最大冲刷线（即桩顶）处桩变位X0，φ0计算；
已知:=0.47； EI=1.154×2；
当桩置于岩石类土且>3.5时，取K
h
=0；h计算长度==6.89>4，按h计算长度=4m计算，查JTGD63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》表P.0.8 计算桩身作用效应无量纲系数用表得:
A 1=-5.85333；B
1
=-5.94097；C
1
=-0.92667； D
1
=4.54780；A
2
=-6.53316；
B
2=-12.15810；C
2
=-10.60840；D
2
=-3.76647；A
3
=-0.80848；B
3
=-11.73066
C
3=-17.91860；D
3
=-15.07550；A
4
=9.24368；B
4
=-0.35762；C
4
=-15.61050
D
4
=-23.14040；
H
=1作用时；
（2-6）=
=2.01110-6m
（2-7）=
=6.29810-7rad
M
=1作用时；
（2-8）=
=6.29810-7m
（2-9） =
=3.20410-7rad
X 0，φ
的计算；
（2-10） =450.802.01110-6+2690.6256.29810-7
=2.60mm<6mm(符合m法要求)
（2-11） = _ (450.806.29810-7+2690.6253.20410-7)
= _11.4610-4rad
（5）最大冲刷线（即地面）以下深度Z处桩截面上的弯矩M
z 及剪力Q
z
的计算；
（2-12）
（2-13）
式中无量纲系数A
3，B
3
，C
3,
，D
3
与A
4
，B
4
，C
4
，D
4
，查JTGD63-2007《公路桥涵地
基与基础设计规范》表P.0.8 计算桩身作用效应无量纲系数用表得，M
z 与Q
z
值计算列
表如下表2-5与表2-6；弯矩图与剪力图如下图的图2与图3；
图2 弯矩M z图
图3 剪力Q z图
表2-5 M z值计算列表
表2-6 Qz值计算列表
(6) 桩柱顶水平位移的计算；
桩顶为自由端，其上作用有H与W，顶端位移可应用叠加原理计算。设桩顶的水平位移为，它是由下列各项组成：桩在地面处的水平位移X0、地面处转角φ0所引起的桩顶的水平位移φ0l0、桩露出地面段作为悬臂梁桩顶在水平力H以及在M作用下产生的水平位移
，即
（2-13）
h
1+h
2
=0+8.4=8.4（m）;
n=I
1E
1
/EI=(1.6/1.8)4=0.624;
n：桩式桥墩上段抗弯刚度E
1I
1
与下段抗弯刚度EI的比值，E
1
I
1
=E
I
1
;EI=0.8E
I，
其中E
0为桩身混凝土抗压弹性模量，I
1
为桩上段毛截面惯性矩；
（桥墩）（2-14） =[8.43]+8.42
=32mm;
=1.879_( _9.65510-48.4)+32
=33.89mm;
代入数据解=3.4cm<[ ]=0.5=27.4cm；符合设计要求。
(7) 桩的配筋及桩截面抗压承载力计算；
桩身最大弯矩位置及最大弯矩计算；
桩地面处的剪力和弯矩：H
=H=450.8KN；
M 0=M+H
l
=2690.625+450.88.4=6477.345；
地面以下桩身最大弯矩；
M
max =H
/a m
H
+M
m
m
（2-15）
确定最大弯矩位置；
由Q
z =0得；i
m计
===7.75；
据=4.0m,查《公路桥梁钻孔桩计算手册》附表m-5，；当ay=0.5时，i
m
=6.931?11.667，i m计在其之间，故为最大弯矩位置，再据=4.0m，ay=0.4；查附表m-3，，m-4，得到；
m
H =0.86；m
m
=0.378；
M
max
=450.8/0.540.86+6477.3450.378=3166.38；地面至最大弯矩断面距离；
y
m
=ay/a=0.5/0.47=1.06m；
桩侧土壤最大应力计算：
Q
max =a2/b
（H
/a+M
Q
m
）（2-16）
确定最大应力位置；
I
Q计=i
m计
=7.75；
据=4.0m,查《公路桥梁钻孔桩计算手册》附表m-8，；当ay=0.7时，i
m
=1.557?20.538，i m计在其之间，故为最大应力位置，再据=4.0m，ay=0.7；查附表m-6，，m-7，得到；
Q
H =0.935； Q
m
=0.441；
Q
max
=0.472/2.52（0.935450.8/0.47+6477.3450.441） =210.43KN
地面至最大应力断面距离；
y
m
=ay/a=0.7/0.54=1.30m；
配筋计算及桩身材料截面强度验算；
根据《公路桥梁钻孔桩计算手册》；桩的计算长度；
l p =k
1+l0（2-17）
其中：k 1==5.37m ；l 0：桩的悬出长度取8.4m ； l p =k 1+l 0=5.37+8.4=13.77m ；
因为l p /D=13.77/1.8=7.65〉7；固应考虑偏心距增大系数 ；
结构重要性系数；采用混凝土C25，f cd =11.5Mpa ；HRB335级钢筋抗压强度设计值
； 混凝土保护层厚度取60mm ，拟采用φ25钢筋（外径28.4m ）；
则：r s =1800/2-（60+28.4/2）=825.8mm ；g=r s /r=825.8/900=0.918；
e 0=M/N=3166.38/8144.94=0.389m ； EI=1.154×
2
；
（2-16）
式中： e 0=0.389mm ；
h 0=r+r s =825.8+900=1725.8mm ；
0.2+2.7e 0/h 0=0.2+2.7×389/1725.8=0.81<1；
1.15-0.01l p /h=1.15-0.01×13.77/14.66=1.14>1，取
=1；
将数据代入式（2-16）得；
=1.15；
计算偏心距：
1.150.389=0.447 m
采用查表法计算（参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）附录C-表C.0.2）；
假设
0.39；查表可得各系数分别如下：
A=0.8369， B=0.5304， C=--0.5227， D=1.8711；
代入下式计算配筋率：
= -0.0238 按构造配筋
计算轴向力设计值；
（2-17）将数据代入式（2-17）得；
=8078.26KN
与实际作用轴向力设计值8144.94KN偏差在2%以内，符合设计规范；所以桩基只需按构造配筋，根据规范要求，选配28φ25，钢筋截面面积A
=13745.2mm2。
s
2.1.5桩基础工程概算；
相对于陆上钻孔来说，水中钻孔灌注桩主要在围堰筑岛、工作平台等辅助工程方面有所差别，另外水中钢护筒的设置、泥浆船的使用、水上拌和站、施工栈桥等也是需要考虑的问题。在条件允许的情况下首先考虑围堰筑岛的方案是较经济的，当水深≤1.5m、流速≤O.5m/s的浅滩、且河床渗水性较小时，可采用土围堰;水深≤3.0m、流速≤1.5m/s、且河床渗水性较小或淤泥较浅时，可采用土袋(草袋、麻袋等)围堰;若水深在3～7.0m、流速≤2.0m/s也可采用竹笼、木笼铁丝围堰，否则应考虑采用桩基工作平台。
文件说明：结合本工程的实际情况，采用4×4×6.5m竹笼铁丝围堰；砼强度等级水下C25，钢筋保护层为60mm；钻孔设备按6台套记，工程采用正循环方法成孔，钻机为GPS15 型钻机3 台，泥浆泵为流量l08的离心泵4 个，挖泥浆池4个，尺寸为5×4×2m；材料运输及其加工，所有材料考虑汽车运输，泥浆运输距离5km。
编制依据：《公路工程预算定额》；《公路基本建设工程概算预算编制办法》。
表2-7 桥桩基础费用计算表
t
t
表2-9 灌注桩费用计算表
3.1 方案二：单排墩柱式桩基础（2） 3.1.1 桩基础设计
(1) 桩身设计；
根据本工程的特点，选择钢筋混凝土钻孔灌注桩。
墩的尺寸不变，桩型仍为端承桩，桩尺寸拟定如下：
直径d=1.9m ，桩长24.06m ，嵌入基岩深度h=1m ，桩身混凝土强度C25，受压弹性
模量Ec=2.8×104MPa ； (2) 验算单桩承载力；
根据（JTJ024-85.公路桥涵与基础设计规范 第4.3.4条）；将数据代入式（2-2）；
=（0.32×2.83+0.024×5.97×1）×30000=31446.4KN 满足上部荷载
的要求；
其中：系数C 1，C 2在表2-1中分别取0.4，0.03降低20%采用，即C 1=0.32，C 2=0.024。 3.1.2 沉降计算
根据简化法计算单桩沉降量；将数据代入式（2-3）中，计算结果如下表3-1：
表3-1沉降计算表
8144.94
2.8 24.06 (kN/)A() 由于S 2.0=9.8mm 沉降满足规范要求。
3.1.4 单桩内力及变位计算；
根据(《建筑桩基技术规范》JGJ
-
94-2008)第5.7.5：桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数的比例系数m可按下列规定确定：
（1）决定桩测土抗力的计算宽度b
；
圆形单桩：b
=0.9(d+1)k；
代入数据得：b
=0.9×（1.9+1）×1.0=2.61
（2）计算桩基变形系数；
==0.47
桩在最大冲刷线以下深度h=15.66m,其计算长度为=0.47×15.66=7.36〉2.5所以应该按弹性桩设计。
(3) 桩（直径1.8m）每延米重q计算如下：
q=×（25-10）=42.51KN（扣除浮力）；
墩柱桩顶上外力N
i ，Q
i
，M
i
及最大冲刷处桩顶上外力N
，Q
，M
0.
的关系如下；
N
i
= 8144.94+8.4×42.51×1.2=8573.44KN；
Q i =Q
=450.80 KN=H
;
M
i
= M=2690.625;
(4) 最大冲刷线（即桩顶）处桩变位X0，φ0计算；
已知:=0.47；EI=0.80.8×2.8×107×3.14×1.94/64=1.432×
当桩置于岩石类土且>3.5时，取K
h
=0；h计算长度==7.36>4，按h计算长度=4m计算，查JTGD63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》表P.0.8 计算桩身作用效应无量纲系数用表得:
A 1=-5.85333；B
1
=-5.94097；C
1
=-0.92667； D
1
=4.54780；A
2
=-6.53316；
B
2=-12.15810；C
2
=-10.60840；D
2
=-3.76647；A
3
=-0.80848；B
3
=-11.73066
C
3=-17.91860；D
3
=-15.07550；A
4
=9.24368；B
4
=-0.35762；C
4
=-15.61050
D
4
=-23.14040；
H
=1作用时；
基础设计规范(桩基础部分)
建筑地基基础设计规范GB50007-2001——8.5桩基础（一） 8.5 桩基础 8.5.1 本节包括混凝土预制桩和混凝土灌注桩低桩承台基础。 按桩的性状和竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。 8.5.2桩和桩基的构造，应符合下列要求： 1摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的 1.5倍，当扩底直径大于2m时，桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺 中挤土等效应对邻近桩的影响。 2扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍。 3桩底进入持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩身直径的1~3倍。 在确定桩底进入持力层深度时，尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，不宜小于0.5m。 4布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。 5预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩不应低于C20；预应力桩不应低于C40。 6桩的主筋应经计算确。定打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%；静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%；灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%（小直径桩取大值）。 7配筋长度： 1）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定。 2）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥淤、泥质土层或液化土层。 3）坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋。 4）桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。 8桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径（Ⅰ级钢）的30倍和钢筋直径（Ⅱ级钢和Ⅲ级钢）的35倍。对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接。桩和柱的连接可按本规范第8.2.6条高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋，柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。 9 在承台及地下室周围的回填中，应满足填土密实性的要求。 8.5.3 群桩中单桩桩顶竖向力应按下列公式计算：
桩基础课程设计-计算书
4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，地质剖面示意图如图 1 所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为 F = 2035kN, M=330kN ?m , H = 55kN, 荷载效应标准组合设计值为 F k =1565kN, M=254
1. 2. 2^00 - 确定桩的规格 根据地质勘察资料，确定第 4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为 方桩，为400mm< 400mm 桩长为9米。承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台 0.1米，则桩 端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为 2.4m X 2.4m 。 确定单桩竖向承载力标准值 Q 根据公式 查表内插求值得 层序 深度(m) I L q sik (kPa ) q pk ( kPa) ② 粉质粘土 2 0.6 60 ③ 饱和软粘土 4.5 0.97 38 ② 粘土 2.4 0.25 82 2500 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值: Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p =4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN 取 Q uk 902.4 kN 3.确定桩基竖向承载力设计值 R 并确定桩数n 及其布置 按照规范要求，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。 查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值 R 为 sp 1.60 桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (F+G)/R= (1565+195.84)/ 547.08=3.22 根 取桩数n = 4根，桩的平面布置为右图所示， 承台面积为 2.4m X 2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑 群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值 R ,S a B e 由一=4 ; = 0.25 d l 查表得 e = 0.155 , ：= 0.75 sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN
某桥梁桩基础设计计算
第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m 为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m ；河床标高为40.5m ，一般冲刷线标高为38.5m ，最大冲刷线为35.2m ，常水位42.5m 。 2、土质指标 表一、土质指标 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.0m 。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m 。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量h E =2.6×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m 的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时： 5659.4N KN =∑、 298.8H KN =∑、 3847.7M KN m =∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2N KN =∑。桩（直径 1.0m ）自重每延米为： 2 1.01511.78/4 q KN m π?= ?= 故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN =+???===+?=∑∑∑ 恒载及二孔活载时： 6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+???=∑ 桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度 为3h ，则：002221 []{[](3)}2 h i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842 h N h =+?+? 计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，桩周长 2 22 02021211.15 3.6,0.485,0.7 4 0.9, 6.0,[]550,12/40,120, a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ?=?== ======== 1 [] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852 [550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m =??+-?+??? +??+-==+∴= 现取h=9m ，桩底标高为26.2m 。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。
桩基础设计计算书
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：
桩基础课程设计计算书范本
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 -
桥梁桩基础设计计算部分
一方案比选优化 公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。 1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。 （1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为 (1-1) 或(1-2) γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为1.1、1.0和0.9； γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=1.2； 对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》； γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。 γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝1.4,但风荷载的分项系数取γQ1＝1.1； Sgik、Sgid－第i个永久作用效应的标准值和设计值； SQjk－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值；
桥梁桩基础设计计算部分
桥梁桩基础设计计算部 分 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一方案比选优化 公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。 1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。 （1）基本作用效应组合。基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为 (1-1) 或(1-2) γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级一级、二级、三级，分别为、和； γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=；对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》； γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。 γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝,但风荷载的分项系数取γQ1＝；
桩基础的设计计算
1 第四章桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，
2 使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 z zx Cx =σ （4-1） 式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3； z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。 （2）确定方法 地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测z x 及zx σ后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。
基础工程桩基础课程设计
基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学
目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。
桩基础设计计算书样本
桩基础设计计算书
桩基础设计计算书 1、研究地质勘察报告 1.1地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 1.2、工程地质条件 自上而下土层一次如下： ① 号土层：素填土，层厚约为 1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值 a ak KP f 95= ② 号土层：淤泥质土，层厚 5.5m ，流塑，承载力特征值 a ak KP f 65= ③ 号土层：粉砂，层厚 3.2m ，稍密，承载力特征值a ak KP f 110= ④ 号土层：粉质粘土，层厚 5.8m ，湿，可塑，承载力特征值 a ak KP f 165= ⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值 a ak KP f 280= 1.3、 岩土设计参数 岩土设计参数如表1和表2所示。 表1地基承载力岩土物理力学参数
表2桩的极限侧阻力标准值 q和极限端阻力标准值pk q单位KPa sk 1.4水文地质条件 ⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度：位于地表下4.5m。 1.5 场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。 1.6 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为 400mm 400mm，横向承重，柱网布置如图所示。
2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 根据地质勘查资料，确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm，桩端进持力层1.2m承台埋深
排桩基础课程设计指导书
单排桩基础课程设计指导书 一．拟定尺寸 桩径：参考选择范围：1.2m~1.6m。 桩长：据所选定的持力层选择。 摩擦桩的桩长不应小于4m，桩底端部应尽可能达到该土层的桩端阻力的临界深度。一般不宜小于1m。 横系梁：梁高取（0.8~1.0）d；梁宽取（0.6~1.0）d。详见《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)第？条第3款 二．荷载计算及荷载组合 1.荷载计算 浮力的考虑参见《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.2.4条 墩柱自重应考虑常水位和最低水位两种情况。 钢筋混凝土重度取25KN/m3；有效重度取15KN/m3。 2.桩顶荷载计算及桩顶荷载组合 参见《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.1有关条款及《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0.5条~1.0.11条有关条款。 可列表计算 三．桩基设计计算与验算
1.桩长确定及单桩承载能力验算 桩长的计算可以根据持力层位置拟定，再根据单桩容许承载力的验算来修正，也可以根据单桩单桩承载力的验算公式反算桩长。 地基承载能力验算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0..8条规定，验算荷载采用正常使用极限状态荷载组合。取能产生最大竖向轴向力N max 的荷载组合作为控制荷载。 G ———桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值 R ———地基承载力容许值抗力系数。按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第5.3.7条规定取值。 [R a ] ——单桩轴向受压承载力容许值。 由于R 取值不同，应取永久荷载+汽车荷载及永久荷载+可变荷载两种工况验算。 2.桩身内力及配筋计算 (1)计算桩的计算宽度 圆形截面桩：9.0)1(+=d b l （2）计算桩土变形系数α，并判断桩是否为弹性桩 （3）计算最大冲刷线处桩顶荷载 按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 第1.0.5条规定基础结构设计当按承载能力极限状态设计时，应采用作用效应基本组合和偶然组合（本设计不考虑）进行验算。控制荷载应取按承载能力极限状态设计时，能产生最大弯矩及相应轴力较小的工况进行验算。 （4）桩身内力计算可列表进行，相应格式可参照下表： 求出桩身弯矩及剪力图（用坐标纸绘制） Z Z Z α=- h h α=- m A m B m A H α m B M 0 Z M Z Z Z α=- h h α=- q A q B q A H 0 q B M 0α Z Q （5）配筋计算 a ．桩身最大弯矩值及其相应的截面位置的确定 可由桩身弯矩图（用坐标纸绘制）确定（图解法），也可计算出系数C Q 后，查表求得（数解法）。 b ．求出最大弯矩和相应轴力后，配筋计算及截面强度验算课参见《结构设计原理》有关偏心受压构件强度计算部分。 最大弯矩及相应轴力应取设计值，要考虑荷载分项系数。 桩基构造要求详见《公桥基规》第5.2.2条及5.2.5条第3款有关规定。 钢筋布置要考虑： （1）主筋钢种、直径，与承台的联结方式及主筋的截断； （2）箍筋的直径、间距，加强筋的设置。 ] [max a R R G N γ≤+
桩基础的设计计算 m值法
桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的"m"法、就属此种方法，本节将主要介绍"m"法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，" "法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律
1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 （4-1） 式中：--横向土抗力，kN/m2； --地基系数，kN/m3； --深度Z处桩的横向位移，m。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念
桩基础课程设计(仅供参考)
院系：土木学院 姓名： *** 学号： ********班号：土木1001指导教师：罗晓辉日期：2013年6月
目录 1.设计资料 1.1 上部结构资料 (4) 1.2 建筑物场地资料 (4) 2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (4) 2.1 选择桩型 (4) 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (4) 3.确定单桩极限承载力标准值 (5) 4 确定桩数和承台底面尺寸 (5) 4.1 B柱桩数和承台的确定 (5) 4.2 C柱柱桩数和承台的确定 (5) 5. 确定复合基桩竖向承载力设计值（与非复合作比较） (5) 5.1四桩承台承载力计算（B承台） (5) 5.2五桩承台承载力计算（C承台） (7) 5.3 比较 (8) 6. 桩基础沉降验算 (8) 6.1 B柱沉降验算 (8) 6.2 C柱沉降验算 (8) 7.桩身结构设计计算 (9) 8. 承台设计 (10) 8.1四桩承台设计（B柱） (10) （1）柱对承台的冲切 (10) (2) 角桩对承台的冲切 (11) （3）斜截面抗剪验算 (11) （4）受弯计算 (11) （5）承台局部受压验算 (12) 8.2五桩承台设计（C柱） (12) （1）柱对承台的冲切 (12)
(2) 角桩对承台的冲切 (12) （3）斜截面抗剪验算 (13) （4）受弯计算 (13) （5）承台局部受压验算 (13)
1.设计资料 1.1 上部结构资料 某建筑方案，上部结构为五层框架，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。 B C 附图 1.2 建筑物场地资料 见附加资料 2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 2.1 选择桩型 采用预制桩（静压桩），这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。 2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 依据地基土的分布，第⑤层为粉砂，压缩性低，所以第⑤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=2+2+4+8+1=17m。 初步选定承台埋深为2.1m。
(完整版)桩基础设计计算书
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
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................................................................................................................................. - 3 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深................................................................. - 3 - 3.确定单桩极限承载力标准值................................................................................................. - 4 - 4.确定桩数和承台尺寸............................................................................................................. - 5 - 5.桩顶作用效应验算................................................................................................................. - 5 - 6.桩基础沉降验算..................................................................................................................... - 6 - 6.1 求基底压力和基底附加压力...................................................................................... - 6 - 6.2 确定沉降计算深度...................................................................................................... - 6 - 6.3 沉降计算...................................................................................................................... - 6 - 6.4 确定沉降经验系数...................................................................................................... - 7 - 8 承台设计计算........................................................................................................................ - 9 - 8.1承台受冲切承载力验算............................................................................................... - 9 - 8.1.1.柱边冲切............................................................................................................. - 9 - 8.1.2角桩向上冲切................................................................................................... - 10 - 8.2承台受剪承载力计算................................................................................................. - 10 - 8.3承台受弯承载力计算..................................................................................................- 11 - 参考文献...................................................................................................................................- 11 -
土木5桥梁桩基础课程设计word文档
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