《基础工程》铁路桥梁桥墩基础课程设计(3)

1. 基础的选择与检算

（1）选定桩基类型

考虑桩基为低承台，采用钻孔灌入桩，确定设计为端承桩。 （2）选择桩材与桩径

图8 土层分布图

a) 桩身采用C25混凝土。

b) 设计桩径采用d=1m，成孔桩径为1.05m,钻孔灌注桩，采用旋转式

钻头。

c) 画出土层分布图如图8所示，选用强分化砂岩层为持力层，桩端进

入持力层的临界深度为1.5d=1.5m，即桩端进入持力层要大于1.5m，从承台底面到粗砂中密层底部深度为19.10m，则取桩长l=22m。桩底标高12.13m，进入持力层2.90m。 d) 估算桩数：（按双孔重载估算）

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估算公式：n???FK?GK R式中：?FK?GK?—竖向承载力总和（kN）；

R—基桩的竖向承载力设计值；

?—经验系数。

Quk?Qsk?Qpk?u?qsikli?qpkAp

R?Qsk/?s?Qpk/?p?R'AP?u?qsikli/?s?qpkAp/?p?R'AP

u???d????1?0.05??3.299m Ap???d24?0.785m2

qsik由教材表5-6查得桩的极限侧阻力的标准值软粘土：IL=1.22，qs1k=21kPa，l1=2.59m; 砂粘土： IL=0.43，qs2k=70kPa，l2=8.45m; 粗砂中密： qs3k=74kPa，l3=8m； 强分化砂岩：R'=2.4MPa，l4=2.96m。 由教材表5-7查得桩的极限端阻力标准值

为：

qpk为：

强分化砂岩：h=25m，取qpk=6300kPa。故：

Quk?Qsk?Qpk?u?qsikli?qpkAp?4083.8?4945.5?9029.30kN?3.299??21?2.59?70?8.45?74?8??6300?0.785

由于桩端端阻力承受主要竖向力，取?c?0，?s??p??sp?1.0，

?s??p?1.65。故：

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R?Qsk/?s?Qpk/?p?2.4Ap?4083.8/1.65?4945.5/1.65?2.4?0.785?7356.30kN

取??1.3，则估算桩数：

n???FK?GK30089.52?6871.40?1.3??5.02?根?R7356.3

暂时取n=6根，验算后作必要调整。 （1） 拟定承台底面平面形状及尺寸

查《铁路桥规》，当d?1m时，最外一排桩至承台底板边缘的净距不得小于0.5d（设计桩径）且不得小于0.25m，且钻孔灌注桩中心距不应小于2.5成孔桩径，满足桩间距和和承台边到桩净距的前提下得到桩在承台底面的布置情况，如下图（单位：cm）：

图9 桩在承台底面的布置（尺寸单位：cm）

s 由上图可知桩中心距a在（3-4）d之间，所以桩端处地基中各桩传

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来的压力将相互重叠。 （2） 桩与承台连接方式

采用主筋伸入式，桩伸入承台板内10cm，具体配筋见后面详述。 （3） 求R和桩数检验

计算考虑群桩效应下的基础竖向承载力设计值R并检验桩数是否合适

根据式（5-67）可知

R??sQsk/?s??pQsk/?p??cQck/?c

其中

Qck?qckAc na) 求侧阻、端阻群桩系数?s、?p。这两个系数可根据sa/d和Bc/l由表5-20查得，但由于横向和纵向

sa不相等，查表时应采取平均值，即

sa/d??3.4?3.5?/2?3.45

1以sa/d?3.45和Bc/l?5.4/22?0.245，按桩周为砂土，用内插法从表5-20

得出

?s?1.155,?p?1.267

b) 求承台底的土抗力群桩效应系数?c。这个系数可按式5-70计算。首先求出承台内区、外区的净面积Aci、Ace 和承台底地基土净面积Ac

Ac?5.4?9.4?6?0.785?46.05m2

Aci?2??0.5?3.4?0.5?3.5?2?3.4?4?2?0.785??34.46m2

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Ace?Ac?Aci?46.05?34.46?11.59m2

?ci、?ce可根据sa/d?3.45和Bc/l?5.4/22?0.245由表5-21内插法查得,由于承台下的砂粘土属于高压缩性土，故?ci按Bc/l?0.2取值。按

sa/d?3.45和Bc/l?0.2，用内插法得

?ci?0.1235,?ce?0.684

按式（5-70）得

eAci34.4611.59eAc?c????c?0.1235??0.684??0.26

AcAc46.0546.05ic（4） 求桩顶荷载

竖向力FK?GK?25991.9?6871.40?32863.3kN;承台高度h为2m，则承台所受的弯矩（绕y轴）(绕轴方式：水平向右为y轴，向上为x轴)

My?2937.36?292.96?16.1?3246.42kN?m

按式（5-60），各基桩所受的平均竖向压力设计值为

N?FK?GK32863.3??5477.22kN n6按式（5-61），基桩最大和最小竖向压力设计值为

Nmax?FK?GKMyxi3246.42?3.4?6?5477.22?n6?3.42 2?xii?1?5477.22?159.17?5636.39kNNminFK?GKMyxi3246.42?3.4??6?5477.22?n6?3.422 ?xii?1?5477.22?159.17?5318.05kN?014

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