基础工程课程设计

基础工程课程设计季鹏基础工程设计概念•一、地基、基础的区分及其作用•二、工程地基勘察中钻探的主要项目有：钻孔位置(间距)的确定、孔数、钻孔深度、取样(土、水)要求和勘察报告(包括钻探时现场的描述，土质物理力学性质的目测鉴别、土工试验成果、土层剖面图等)。上述各个项目的具体要求。•三、基础上作用的荷载，哪些荷载可以同时考虑，哪些荷载不能同时考虑。基础工程设计概念•四、荷载组合原则荷载组合分主要组合和主要加附加组合两类。荷载组合的目的是要在最不利而且是可能的条件下进行基础的稳定性、地基的强度和变形的验算。例如：桥台基础：恒载(包括上部结构、台身和基础自重）、台阶上土重和台后由土自重产生的土压力，以上是不变荷载；活载(包括汽车或人群荷载)，因活载在台后产生的土压力，以上称基本可变荷载，履带或平板挂车荷载为验算荷载，另外对于桥台尚可考虑支座摩阻力或汽车制动力（取大者)及地震力，以上为可变荷载和偶然荷载，也称附加荷载。基础工程设计概念因此，桥台基础的可能荷载组合有：主要组合：其中恒载和台阶上土重不变外。活载及台后土压力有下列三种情况：（1）桥跨上和台后均有汽车及人群荷载，这时台后土压力要计入有活载时的土压力（2）桥跨上有汽车和人群荷载台后无活载，台后土压力则为无活载时的土压力；（3）桥跨上没有活载，台后有汽车和人群荷载，则台后要考虑有活载时的土压力。主要+附加组合：其中恒载及台阶上土重仍不变。基础工程设计概念在考虑活载时，主要计入挂车荷载，这时不计人群荷载，挂车又可分别在桥跨上，台后土压力为无活载时土压力和挂车在台后，这时要考虑挂车引起的土压力。另外上面三种主要组合加上支座摩阻力或制动力组成三组主要+附加组合，这样在一般情况下便有五种主要+附加组合。如果按主要+附加组合荷载进行验算时,地基强度可以提高。另外，如基底下持力层为不透水土层时，由于水压力的作用，地基强度也可提高。基础工程设计概念在桥墩基础进行荷载组合中，在计算恒载时不计土压力，在考虑活载时主要分别在二边桥跨均有汽车和人群荷载及仅一边桥跨有汽车和人群荷载进行组合。在考虑浮力时，一般在验算稳定性时考虑最高洪水位时的浮力，可不计墩身部分风力(如要计算时，仅考虑洪水位以上墩身部分风力)、而在验算地基强度和变形时则考虑常水位时的浮力并考虑墩身风力。基础工程课程设计指导书一、设计计算资料•1．上部结构形式：四孔30米预应力钢筋混凝土T形简支梁桥。•2．荷载标准：综合Ⅰ级荷载，人群荷载为3.5kN／m²。•3．桥面宽度：净—9米（双车道），二侧加2×1.5米人行道。•4．桥面纵坡为1.5％•5．水位：最高洪水位为＋11.50米，常水位为＋6.80米，河底标高为＋5.00米。•6．拟用钻孔灌注桩（旋转钻成孔）。桩身混凝土强度等级C25，抗压弹性模量Eh=2.85×107kN／m²。桩径1.2米。基础工程课程设计指导书•7．桥台构造尺寸及土质剖面见附图，土的物理、力学指标见附表硬粘土未穿孔ⅤⅣⅢⅠⅡ粘土2.2粘土2.7粘土（淤泥质）3.5粘土（填土）6.78.810.00III-IIIII-III-I剖面图-洪水位11.5常水位6.8III-IIIII-III-I基础工程课程设计指导书基础工程课程设计指导书基础工程课程设计指导书二、计算提示•1．浆砌块石、台身混凝土重度γ=25kN／m³，桩身混凝土重度γ=24kN／m³，台后填土重度γ=18kN／m³；•2．作用在桥台支座上的预应力梁恒载反力N=1864.5kN，作用点离前墙的距离为0.44米。•3．桥跨的计算跨径取29.16米。•4．计算支座摩阻力时，取摩擦系数f=0.05，该力作用在支座底面上，方向任意。基础工程课程设计指导书•5．计算制动力时，按桥跨上布置荷载总重的10％或一辆重车的30％，并按规范规定活动支座传递制动力的25％•6．荷载组合。根据主要组合和主要加附加组合(包括挂车验算荷载)，要求同学手算，其余组合的内力可由计算机进行计算，并取其中最大的内力进行配筋设计及进行桩入土深度的验算。•7．台后填土计算内摩擦角取φ=30°，粘聚力c=0，台背与土间摩擦角取δ=φ/2。基础工程课程设计指导书三、参考书•1．《基础工程》石名磊季鹏等编东南大学出版社•2．《基础工程》凌治平易经武主编人民交通出版社•3．《公路桥涵地基与基础设计计算规范》（JTGD63-2007）人民交通出版社基础工程课程设计指导书四、成果要求•1．计算书一份•2．施工图一份（35×50cm）。包括桥台纵剖面图、承台钢筋平面布置及大样图、桩的配筋及大样图、钢筋及混凝土用量明细表（整个承台、桩基的用量)，钢筋用量以长度和重量计，混凝用量立方米计算。同时在图上注明在施工时应注意的问题。硬粘土未穿孔ⅤⅣⅢⅠⅡ粘土2.2粘土2.7粘土（淤泥质）3.5粘土（填土）6.78.810.00III-IIIII-III-I剖面图-洪水位11.5常水位6.8III-IIIII-III-I计算样例•一、恒载计算•二、土压力计算1.后台填土表面无活荷载时土压力计算2.后台填土表面有汽车荷载时3.台后填土表面为挂车荷载4.台前溜坡填土自重对台前侧面上的主动土压力计算样例•三、支座活载反力计算1.桥上有汽车及人群荷载，台后无活载（1）汽车及人群荷载反力（2）汽车荷载制动力2.桥上有汽车及人群荷载，台后也有汽车荷载，而重车在台后填土上（1）汽车及人群荷载反力（2）汽车荷载制动力计算样例3.桥上有挂车荷载4.支座摩阻力计算•四、荷载组合计算1.桥上有活载，台后无汽车荷载（计算一+支一）（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+支座摩阻力计算样例2.桥上有活载，台后也有汽车荷载（计算二+支二）（1）主要组合：包括恒载、桥上活载、台前土压力及台后有汽车荷载作用是=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，台后有汽车荷载（计算二）（1）主要组合：包括恒载、台前土压力及台后有汽车荷载作用时的土压力计算样例（2）附加组合：主要组合荷载+支座摩阻力4.桥上无挂车，台后有挂车（计算三）验算组合：包括恒载、台前土压力及台后有平半挂车作用时的土压力5.桥上有挂车，台后无挂车（计算三+支三）验算组合：包括恒载、台前、台后土压力及桥上平半挂车荷载计算样例6.无上部构造时（计算一恒载减上部荷载）此时作用在桥台上的荷载包括桥台及基础自重，台前、台后土压力。进行6种荷载组合，找出最多竖向力和最大弯矩•五、桩长的计算•六、桩内力及位移计算1．桩的计算宽度计算样例2．计算桩的变形系数3．桩顶刚度系数值的计算4．计算承台底面原点O点处位移（单孔活载+恒载+制动力等）5．计算作用在每根墩柱顶上外力Pi、Qi、Mi（按荷载组合五计算）6．计算最大冲刷线处桩上轴向力水平力弯矩计算样例7．计算最大冲刷线以下深度Z处桩截面上弯矩Mz及水平压应力8．桩顶纵向水平位移验算9．桩身截面强度的验算10．地基承载力验算：（1）验算基桩轴向受压容许承载力（2）地基承载力验算11.沉降量验算基础工程课程设计成果要求•1．计算书一份•2．施工图一份（35×50cm）。包括桥台纵剖面图、承台钢筋平面布置及大样图、桩的配筋及大样图、钢筋及混凝土用量明细表（整个承台、桩基的用量)，钢筋用量以长度和重量计，混凝用量立方米计算。同时在图上注明在施工时应注意的问题。