摘 要

近数十年来，不论是交通运输，还是公共设施建设，都在广泛地应用着桩基础。本文基于竹竿河特大桥环境资料，确定其桩基础的数目，类型，平面布置等。然后总结方案，反复论证，最后进行复核检验其安全性的工作。其中，桩基础的数目，类型，平面布置均可以通过《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008确定，我们按照桥墩编号，除去两边桥台，一共有26个桥墩，每个桥墩对应一个桩基。通过计算有两套方案，分别为4根基桩桩基（A方案）和5根基桩桩基（B方案）。设计结果必须保证每个方案的单桩承载力，群桩承载力，地基变形，承台水平位移，水平承载力，以及桩顶内力，桩身结构强度和承台结构强度计算符合规范要求。最后画CAD图展示桩身和承台配筋以及全桥的桩基础布置。

关键词：桩基础；桩型选择；强度校核；承载力

Abstract

In recent decades,pile foundation have been widely used in both transportation and public facilities. Based on the environmental data of Zhuganhe River Bridge, the number, type and layout of pile foundation are determined in this paper. Then summarize the scheme, demonstrate repeatedly, and finally check its safety work. Among them, the number, type and plane arrangement of pile foundation can be determined by JGJ94-2008. According to the number of piers, except for both abutments, there are 26 piers, each pier corresponding to one pile foundation. Through calculation, there are two sets of schemes, which are 4 foundation pile foundation A respectively.And 5 foundation pile foundation B plan. The design results must ensure that the calculation of single pile bearing capacity, pile group bearing capacity, foundation deformation, horizontal displacement, horizontal bearing capacity, as well as the internal force of pile top, the strength of pile body structure and the strength of pile cap structure meet the requirements of the code. Finally, the CAD diagram is drawn to show the reinforcement of pile body and cap and the pile foundation arrangement of the whole bridge.

Keywords:Pilefoundation;pile type selection; strength check;bearing capacity

目录

第1章 绪论 1

1.1建筑基础概述 1

1.2工程概况 2

第2章 选桩与承台尺寸 5

2.1桩型选择 5

2.2桩基布置 5

2.3承台定型 7

2.3.1基桩桩数计算 7

2.3.2承台尺寸确定 8

第3章 竖向承载力及沉降验算 10

3.1四桩基竖向承载力验算 10

3.2五桩竖向承载力验算 11

3.3四桩基中心点沉降验算 12

3.4五桩基础中心点沉降验算 15

第4章 桩顶内力及承台水平承载计算 19

4.1四桩基础基桩桩顶内力计算 19

4.2五桩基础基桩桩顶内力计算 22

4.3四桩基础水平承载力验算 25

4.4五桩基础水平承载力验算 27

第5章 结构强度计算 28

5.1四桩基础桩身结构验算 29

5.2五桩基础桩身结构验算 29

5.3四桩基础承台配筋及结构强度验算 30

5.3.1受弯计算 30

5.3.2受冲切计算 31

5.3.3受剪计算 32

5.4五桩基础承台配筋及结构强度验算 33

5.4.1受弯计算 33

5.4.2受冲切计算 33

5.4.3基桩对承台的冲切计算 35

5.4.4受剪计算 35

第6章 总结 36

参考文献 36

致谢 36

第1章 绪论

1.1建筑基础概述

建筑物一般都是建造在一定的地层上的，其荷载都是由它下面的地层来承担。受建筑物荷载影响的那部分地层称为该建筑物的地基，建筑物向地基传递荷载的下部结构则称为基础。基础主要分为深基础和浅基础俩大类，二者并没有一个明确的深度界限，主要是从施工方法来判别的。当基础埋置深度不大，可以采用比较简便的施工方法建造，即只需要经过挖坑，排水，浇筑基础等工序就可以建造的基础统称为浅基础；反之，若浅层土质不良，须把基础置于深处好的地层上是，就需要借助特殊的施工方法来建造深基础了。深基础主要有桩基础，沉井基础和地下墙等形式，其中，以桩基础的历史最为悠久，其应用也最为广泛。

桩是深入土层的柱形杆件，其作用是将上部结构的荷载传递给土层或岩层。桩基础简称桩基，由桩和承台组成，是通过承台把若干根桩的顶部连接成整体，共同承受荷载的一种深基础。基桩特指桩基础中的单桩。桩基在保证自身结构强度的前提下，承受竖向荷载时，桩身通过桩端阻力和桩侧摩阻力将竖向荷载传给地基；承受水平荷载时，桩身通过桩侧土层的侧向抗力将水平荷载传给地基；在承受上拔荷载时，桩身通过桩侧摩阻力将桩顶上拔荷载传给地基。

桩基础按照材料可将其分为：木桩，混凝土桩，钢桩，组合桩；桩基础按照成桩方法，即施工工艺，可以分为预制桩和灌注桩；桩基础按照桩对环境的挤土影响可分为挤土桩和非挤土桩；桩基础按照几何尺寸可分为小直径桩，中等直径桩和大直径桩；桩基础按照承载功能机理可以分为端承桩和摩擦桩；桩基础按照承台位置可分为低承台桩基和高承台桩基；桩基础按照桩轴方向可以分为竖直桩，单向斜桩和交叉桩。

桩基工程技术是一门古老的工程技术，从人类有记载历史开始就有使用了。19世纪之前为桩基础技术的初级阶段，此阶段的应用主要为木桩；19世纪后期至20世纪中叶为桩基技术的发展阶段，钢管桩和混凝土桩逐渐被使用并不断发展，但此阶段桩型不多，桩基设计理论和施工技术都比较简单；20世纪中期以后是桩基技术的现代化阶段，随着第二次世界大战之后世界各地经济复苏与发展，建筑规模不断壮大使得桩基工程快速发展，出现了许多新桩型和新工艺。特别是计算机技术的应用，以数值分析为基础的理论研究以及以现代建筑业为背景的工程研究，更加使得桩基技术以及施工水平上了一个新台阶。

桩基础设计计算必须做到长久安全，经济合理，施工方便和环保。为保证桩基础设计的安全性，必须满足桩基荷载不应超过地基承载力，桩基变形应小于允许变形值，和桩基结构具有足够的强度，刚度及耐久性等要求。桩基础设计主要包括桩基方案的确定，具体计算或验算，计算结果分析和施工图绘制四大部分。桩基础方案的确定包括桩基类型的确定，桩身截面和桩长的确定，桩数拟定及平面布置，桩身结构和承台结构设计；桩基计算主要包括桩基承载力验算，桩基变形验算以及桩基结构强度验算等。

1.2工程概况

宁西线南阳至合肥段增建第二线工程竹竿河特大桥位于河南省信阳市罗山县竹竿镇境内，二线桥位于既有线竹竿河大桥右侧40～110m，桥址起讫里程为DK667 026.65～DK667 919.35，全长893.70米。孔跨布置为：27-32m简支梁。

拟建二线桥址位于宁西既有线右侧，地貌为竹竿河河漫滩及一级阶地区，地势平坦宽阔，略向河床及河流下游倾斜，河漫滩宽200米左右，水深1.5m。阶地地表多分布沟渠、水塘和积水洼地。一般相对高差为1～5m。沿途交通较为便利。桥址区无地质构造现象，无活动断裂通过，场地较稳定。

区域地层依据岩土特征划分为二大层：第四系沉积层(黏性土、砂层)及沉积基岩层，现将勘探深度范围内地层结构及特征从上至下按地层由新至老具体分述如下：

(1)1 Q4al粉质黏土：褐黄色，软塑，层厚约1.8~5.5m

(1)2 Q4al粉土：褐黄色，潮湿，中密，层厚约2.8～5.55 m。

(1)3 Q4al 细砂：褐黄色，稍密，饱和，层厚2.45~4.70 m。　

(2)1 Q4al粗砂：灰黄色，中密，饱和，层厚1.7～24.5 m。

(2)1-1 Q4al中砂：褐灰色夹灰白色，中密，饱和.,层厚1.2~8.9m。

(2)1-2 Q4al细圆砾土，褐黄色，中密～密实，饱和，层厚2.5～7.20m。

(2)1-3 Q4al粉质黏土：褐黄色，软塑，层厚约0.0~2.0m

(2)2 Q4al砾砂，灰黄色，中密，饱和，层厚5.3~19.55m；

(2)2-1 Q4al 粗砂：褐黄色-棕黄色，中密，饱和，层厚3.6m。

(3)Q4al细圆砾土：灰白色夹灰黄色，中密～密实,饱和，砾石呈浑圆状，成分为石英岩碎块，层厚0.7～10.6m。

(3)1 Q4al粗砂：褐灰色夹灰白色，中密，饱和，含砾砂.，层厚2.2～10.2m。

(4)1 E黏土岩与砂岩互层，灰青色～灰白色，全风化，岩芯呈砂土状，层厚大于7m。

竹竿河特大桥跨竹竿河水系，地表水季节性较强，发育。

漫滩及一级阶地区地下水发育第四系孔隙潜水，埋深约0～4.5米，受大气降水及地表水的下渗补给，水量较丰富。

参照DK664 925水样分析，桥址区地表水及地下水有CO2侵蚀性，环境作用等级为H1，试验结果见表3，详细指标见附表2：水样分析报告。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306）,地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱周期为0.35s。