1、鐵路橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計一、 設(shè)計資料：（一）地質(zhì)及水文：河床土質(zhì)：從地面（河床）至標(biāo)高32.5m為軟塑粘土，以下為密實粗砂，深度達(dá)30m；水文：地面（河床）標(biāo)高為40.5m，一般沖刷線標(biāo)高為38.5m，最大沖刷線為35.2m，常水位42.5m。（二）土質(zhì)指標(biāo)：類型地基系數(shù)m(KN/m)極限摩阻力(KPa)內(nèi)摩擦角容重（扣除浮力）（）軟粘土8×4216°12密實粗砂25×12034°12（三）荷載資料：橋梁主跨32m無渣橋面單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，墩柱與承臺布置如下圖所示。（主+附）作用下控制設(shè)計，承臺底中心外力合計N=18420（kN），H=342.0（

2、kN），M=4210（kN.m）（四）設(shè)計方案：該橋墩基礎(chǔ)擬采用高承臺多排樁基礎(chǔ)。1. 設(shè)計樁和樁基礎(chǔ)采用沖抓錐鉆孔灌注樁，為摩擦樁。2. 樁與承臺連接方式采用樁頂伸入式，樁頂伸入板內(nèi)為1.2m。3. 綜合地層，荷載情況，使用要求，上部結(jié)構(gòu)條件等選用密實粗砂層作為樁基持力層。4. 樁身材料選用C20混凝土，其受壓彈性模量，外形尺寸為直徑的圓柱形樁基礎(chǔ)。5. 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及承臺情況，初步擬定樁的數(shù)量為9根，其平面布置如下圖1。4.1m1.0m1.0m0.5m2.5m7.0m11.2m圖1 樁基平面布置圖（五）設(shè)計依據(jù)：鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（TB 10002.5-2005）或建筑樁基設(shè)計規(guī)范

3、（JG94-2012）圖2 橋墩及承臺示意圖（單位：cm）二、設(shè)計計算：（一）確定單樁深度及其承載力：1、樁（直徑1.0m)自重每延米為：2、設(shè)該樁埋入最大沖刷線以下的深度為，一般沖刷線以下為。則：。所以群樁中單樁所受軸向力為：3、根據(jù)鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中單樁容許承載力的經(jīng)驗公式，初步反算樁的長度。系數(shù)取值：樁周長，樁截面面積，查表可得折減系數(shù)取，所以樁底地基土的容許承載力：又因為軟塑粘土的厚度。所以，單樁容許承載力： 4、令單樁軸向力等于單樁容許承載力，即，可求解得樁深：。 現(xiàn)取樁埋深，樁底標(biāo)高為 ，樁的總長為。由于設(shè)計樁埋深，所以樁底地基土的容許承載力：所以，單樁容許承載力：由后面

4、計算可得單樁所受軸向力為：因為，所以符合單樁軸向承載力要求。（二）確定最大沖刷線荷載，。1、樁的計算寬度:因為樁間凈距,樁在局部沖刷線以下的計算深度，,與外力作用平面相互平行所驗算的一排樁數(shù)為的有關(guān)系數(shù)，所以樁間的相互影響系數(shù)為:樁的計算寬度：。2、基礎(chǔ)的變形系數(shù)及換算深度：由“m”法求解地基系數(shù)的比例系數(shù)。最大沖刷線以下,。所以地基系數(shù)的比例系數(shù)為： 基礎(chǔ)剛度： 所以基礎(chǔ)的變形系數(shù)為：樁在局部沖刷線以下深度所以其換算深度為：所以應(yīng)按彈性基礎(chǔ)計算。3、樁頂剛度系數(shù)，的計算：因為剛度系數(shù)：又因為系數(shù)取值為：，樁的面積：,鉆挖孔樁；樁底平面的地基土豎向地基系數(shù)：,按樁中心距計算面積： 所以：；，又

5、因為：，且我們采用的是摩擦樁；所以查書上附表3-173-19可得：，。所以：4、承臺底面形心O點的位移，： 豎向位移： 水平向位移： 轉(zhuǎn)角： 5、計算作用在每根樁頂上的作用力，：由上述的樁頂剛度系數(shù)和位移可以每一根樁的作用力：豎向軸力：水平力：彎矩：6、計算最大沖刷線處樁身彎矩、水平力及軸向力。（三）位移驗算及單樁樁身內(nèi)力計算：1、局部沖刷線處單樁位移驗算：查表可得當(dāng)時：，所以由無量綱法求樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角為：2、 樁頂位移驗算：；所以樁頂縱向水平位移為：3、單樁樁身內(nèi)力計算及內(nèi)力圖：樁身在任一深度處的內(nèi)力計算公式如下：剪力：；彎矩：；查表可得，,并由MATLAB編程計算可得任一深

6、度對應(yīng)的,如附表一，由此可作其剪力，彎矩圖如下。 圖2.1 剪力圖 圖2.2 彎矩圖（四）群樁承載力驗算及變形計算：1、地基所穿過各層土的摩擦角的加權(quán)平均值：2、假設(shè)實體基礎(chǔ)在樁底平面處的長為，寬為，則：又因為系數(shù)取值：， 3、所以，樁底持力層承載力為：所以滿足群樁基礎(chǔ)承載力驗算。（5） 樁的縱斷面和橫斷面布置圖：4、 附表： 附表一：深度yz=yAmAQBmBQ剪力Qy彎矩My0.000000.00.000001.000001.000000.0000037.99616.5340.207040.10.099600.988330.99974-0.0075337.49224.3650.414080

7、.20.196960.955510.99806-0.0279536.08231.9960.621120.30.290100.904680.99382-0.0582033.90939.2530.828160.40.377390.838980.98617-0.0955431.11545.9931.035200.50.457520.761450.97458-0.1374727.83452.1051.242240.60.529380.674860.95861-0.1819124.18957.4941.449280.70.592280.582010.93817-0.2268520.30262.1041.

8、656310.80.645610.485220.91324-0.2708716.27365.8871.863350.90.689260.386890.88407-0.3124512.20568.8392.070391.00.732050.289010.85089-0.350598.18171.6572.277431.10.747140.193880.81410-0.384434.29772.2352.484471.20.761830.101530.77415-0.413350.55772.7302.691511.30.767610.014770.73161-0.43690-2.92872.48

9、22.898551.40.76498-0.065860.68694-0.45486-6.13571.5363.105591.50.75466-0.139520.64081-0.46715-9.03269.9623.312631.60.73734-0.205550.59373-0.47378-11.59467.8213.519671.70.71381-0.263590.54625-0.47496-13.80865.1853.726711.80.68488-0.313450.49889-0.47103-15.67162.1263.933751.90.65139-0.355010.45219-0.46223-17.18058.7194.140792.00.61413-0.388390.40658-0.44914-18.34455.0344.554872.20.53160-0.431740.32025-0.41179-19.69347.1144.968942.40.44334-0.446470.24262-0.36312-19.86438.8885.383022.60.35458-0.436510.17546-0.30732-19.04030.7955.797102.80.26996-0.406410.11979-0.24853-17.42723.