橋梁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　土木工程專業(yè)</b></p><p>　　橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　1.1工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)1</p><p&g

2、t;　　1.1.1工程概況1</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)3</p><p>　　1.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料6</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)依據(jù)7</b></p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)（或初步設(shè)計(jì)）8</p><p>　　2.1 地基持力層的選擇8&l

3、t;/p><p>　　2.2 承臺尺寸的確定8</p><p><b>　　2.3荷載計(jì)算9</b></p><p>　　2.3.1主力計(jì)算9</p><p>　　2.3.2　附加力計(jì)算15</p><p>　　2. 4 基礎(chǔ)類型及尺寸擬定19</p><p>　　

4、2.4.1 選定樁基類型19</p><p>　　2.4.2 擬定樁長和樁徑20</p><p>　　2.4.3 估算樁數(shù)及擬定布樁形式20</p><p>　　第3章 技術(shù)設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.1樁基礎(chǔ)的平面分析22</p><p>　　3.1.1 b0、m、α的確定22</p>

5、;<p>　　3.1.2　單樁的剛度系數(shù)計(jì)算24</p><p>　　3.1.3群樁的剛度系數(shù)計(jì)算24</p><p>　　3.1.4樁頂位移及樁基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算25</p><p>　　3.2橫向荷載下單樁的內(nèi)力和位移計(jì)算28</p><p>　　3.3單樁軸向承載力檢算32</p><p>　　

6、3.4　墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算33</p><p>　　3.5群樁基礎(chǔ)的承載力和位移檢算34</p><p>　　3.5.1 承載力檢算34</p><p>　　3.5.2 沉降檢算35</p><p>　　3.6 單樁基底最大豎向壓應(yīng)力及側(cè)面土抗力檢算37</p><p>　　3.6.1單樁基底最大豎向壓應(yīng)力

7、檢算37</p><p>　　3.6.2基礎(chǔ)側(cè)面橫向壓應(yīng)力檢驗(yàn)37</p><p>　　第4章 初步的施工組織設(shè)計(jì)38</p><p>　　4.1 基礎(chǔ)的施工工藝流程38</p><p>　　4.2 主要施工機(jī)具39</p><p>　　4.3主要工程數(shù)量和材料用量40</p><p

8、>　　4.4 保證施工質(zhì)量的措施41</p><p>　　4.4.1成孔質(zhì)量控制41</p><p>　　4.4.2鋼筋施工42</p><p>　　4.4.3原材料質(zhì)量控制42</p><p>　　4.4.4 混凝土配合比設(shè)計(jì)42</p><p>　　4.4.5 混凝土的拌和、運(yùn)輸43</p

9、><p>　　4.4.6成樁質(zhì)量控制43</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　1.1.1工程概況</b></p><p>　　該橋梁系某I級鐵路干線上的特大橋（單線），線路位于直線平坡地段

10、。該地區(qū)地震設(shè)防烈度為VI度，不考慮地震設(shè)防問題。</p><p>　　橋梁及橋墩部分的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，橋跨由38孔32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁【圖號：專橋（01）2051】組成，該梁全長32.6m，梁高2.65m，跨中腹板厚度0.18m，下翼緣梁端寬0.88m，上翼緣寬1.92m，為分片式T梁，兩片梁腹板中心距為2.0m，橋梁跨中縱斷面示意如圖1－1所示。每孔梁的理論重量為2276 kN，梁上設(shè)雙側(cè)人行道，其重量與

11、線路上部建筑重量為35.5kN/m。梁縫10cm，橋墩支承墊石頂面高程1178.12m，軌底高程1181.25m，全橋總布置見圖1－2</p><p>　　圖1－1　橋梁跨中縱斷面示意圖</p><p>　　圖1－2　全橋總布置圖</p><p>　　橋墩采用圓端形橋墩【圖號：叁橋（2005）4203】和空心橋墩【圖號：叁橋（2005）4205】2種，其中1#~6#

12、、33#~37#采用圓端形橋墩，7#~32#采用空心橋墩。圓端形橋墩支承墊石采用C40鋼筋混凝土，頂帽采用C30鋼筋混凝土，墩身采用C30混凝土，圓端形橋墩構(gòu)造圖見圖1－3?？招臉蚨罩С袎|石采用C40鋼筋混凝土，頂帽采用C30鋼筋混凝土，墩身采用C30混凝土，空心橋墩構(gòu)造圖見圖1－4。</p><p>　　橋梁支座采用SQMZ型鑄鋼支座【圖號：通橋（2006）8057】，支座鉸中心至支承墊石頂面的距離為40cm。

13、</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　本設(shè)計(jì)對象為某鐵路的特大型橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)和橋墩設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與檢算。要求同學(xué)選擇（或由指導(dǎo)教師分配）一個基礎(chǔ)，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作，具體要求如下：</p><p>　?。?）綜合分析設(shè)計(jì)資料，對三種常用的橋梁基礎(chǔ)類型（明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)

14、）的技術(shù)合理性進(jìn)行比較（限于課時，本次課程設(shè)計(jì)不考慮造價因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。</p><p>　?。?）對選定的基礎(chǔ)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）初步確定修筑基礎(chǔ)的施工方案。</p><p>　?。?）將以上全部成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)施工圖。</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)制作成Word文檔。整個說明

15、書應(yīng)滿足計(jì)算過程完整、計(jì)算步驟清楚、文字簡明、符號規(guī)范和版面美觀的要求，圖紙應(yīng)用CAD繪制而且應(yīng)表達(dá)正確、布局合理和尺寸齊全。</p><p>　　說明書用A4紙張打印，圖紙用A3紙張打印，說明書和和圖紙一起裝訂成冊，交指導(dǎo)老師評閱。</p><p>　　本文完成的是21號橋墩的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)，21號橋墩的位置和鉆孔柱狀圖如圖1-5所示。</p><p>　　圖1－3

16、　圓端形橋墩構(gòu)造圖</p><p>　　圖1－4　空心橋墩構(gòu)造圖</p><p>　　圖1－5　10號橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　1.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料</p><p>　　本段線路通過構(gòu)造剝蝕低中山區(qū)、河谷階地、河流峽谷區(qū)等地貌單元，大部分穿行山前緩坡，地形起伏大，海拔在1000~1500m，地形起伏大，相對高差100~200

17、m，山頂覆蓋新黃土或風(fēng)積砂，溝谷發(fā)育。</p><p>　　根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，大橋地層自上而下依次為新黃土、白堊系泥巖夾砂巖，河谷處主要為沖積砂及礫石土，21橋位的地層分布詳見鉆孔柱狀圖1－5。各地層的主要物理、力學(xué)參數(shù)見表1－1。場地勘察未發(fā)現(xiàn)滑坡、巖溶、斷層、破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。</p><p>　　表1－1　地層的主要物理、力學(xué)參數(shù)</p><p>　　

18、注：①W4泥巖為全風(fēng)化泥巖，相關(guān)的參數(shù)按照黏性土取值，W3泥巖和W3砂巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖和強(qiáng)風(fēng)化砂巖，相關(guān)的參數(shù)按照碎石土取值，W2泥巖和W2砂巖為微風(fēng)化泥巖和微風(fēng)化砂巖。</p><p>　　②新黃土不需要考慮濕陷性。</p><p>　　本區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，為貧水地區(qū)，地下水量一般不大且埋藏較深，局部地段有泉水出露。按其賦存條件可分基巖裂隙水、第四系孔隙潛水。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，

19、局部受地表水補(bǔ)給。其排泄路徑主要為蒸發(fā)。地下水及地表水對普通混凝土不具侵蝕性。</p><p>　　地表河流為常年流水，設(shè)計(jì)頻率水位1122.60m，設(shè)計(jì)流速1.8m/s，常水位1121.50m，流速1.2m/s，一般沖刷線1119.50m，局部沖刷線1118.30m。</p><p>　　該橋所在地區(qū)的基本風(fēng)壓為800Pa。</p><p><b>　　

20、1.3設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)依據(jù)除本指導(dǎo)書外，還包括相關(guān)的規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊及參考書。例如：</p><p>　　（1）鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.5-2005）</p><p>　?。?）鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）</p><p>　?。?）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝

21、土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3-2005）</p><p>　?。?）鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院編．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊－橋涵地基和基礎(chǔ)</p><p>　　（5）西南交通大學(xué)巖土工程系編．橋梁基礎(chǔ)工程</p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)（或初步設(shè)計(jì)）</p><p>　　2.1 地基持力層的選擇</p><p>　　

22、地基持力層的確定需要在各土層中找一個埋深較淺、壓縮性較低、承載力較高的土層作為持力層。通過研究21號橋墩地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)前三層粉砂巖、W4泥巖及W3泥巖中，粉砂巖和W4泥巖壓縮性差，承載力低；而W3泥巖壓縮性好，承載力高，埋深相對較淺，滿足最小埋置深度，故地基持力層選擇W3泥巖層。</p><p>　　2.2 承臺尺寸的確定 </p><p>　　橋墩支承墊石頂面高程為1178.12m，地面

23、高程為1120.41m,常水位標(biāo)高為1121.5m,設(shè)計(jì)頻率水位標(biāo)高為1122.60m,一般沖刷線標(biāo)高為1119.50m,局部沖刷線標(biāo)高為1118.30m。承臺底面應(yīng)位于局部沖刷線以下，而埋深過深會提高施工難度，因此擬定承臺底面位于局部沖刷線，承臺高度為2.5m。由此計(jì)算墩身高度為：</p><p>　　取h=57m，則承臺頂頂部標(biāo)高1120.72m,承臺底部標(biāo)高1118.22m。</p><

24、p>　　由墩身高度可計(jì)算橋墩底面尺寸為：</p><p>　　根據(jù)橋墩底面尺寸和剛性角要求，取承臺尺寸為。</p><p>　　承臺基礎(chǔ)應(yīng)滿足剛性角要求，以保證剛性基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度符合檢算要求，即：</p><p><b>　　剛性角滿足要求。</b></p><p><b>　　2.3荷載計(jì)算</b

25、></p><p><b>　　2.3.1主力計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《鐵路涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB10002.1-2005)和指導(dǎo)書提供的數(shù)據(jù)梁的數(shù)據(jù)，梁體自重為2276 kN，梁上設(shè)雙側(cè)人行道，其重量與線路上部建筑重量為35.5kN/m。C40混凝土重度為25kN/m3, C30混凝土重度為23kN/m3。</p><p>

26、;<b>　　恒載計(jì)算</b></p><p>　?。?）由橋跨傳來的恒載壓力</p><p><b>　?。?）墊石重量</b></p><p><b>　　墊石體積 </b></p><p><b>　　墊石重量 </b></p><

27、;p><b>　?。?）墩身重量</b></p><p>　　墩身重量分3部分計(jì)算，分別是上下兩實(shí)臺柱體和中間的環(huán)狀實(shí)體。</p><p><b>　　墩身重量 </b></p><p><b>　　（4）承臺重量</b></p><p><b>　　承臺體積：

28、 </b></p><p><b>　　承臺重量：</b></p><p>　?。?）承臺上土體重量</p><p>　　承臺上的土體重量是承臺頂面到一般沖刷線的土體重量，而承臺頂面標(biāo)高高于一般沖刷線，故可不計(jì)承臺上土的重量，即</p><p><b>　?。?）水浮力</b><

29、;/p><p><b>　?、俪Ｋ粫r</b></p><p><b>　　水下圬工體積</b></p><p><b>　　水浮力</b></p><p><b>　?、谠O(shè)計(jì)頻率水位時</b></p><p><b>　　水

30、下圬工體積</b></p><p><b>　　水浮力</b></p><p>　?。?）作用在承臺底上的恒載 </p><p><b>　?、俪Ｋ粫r</b></p><p><b>　?、谠O(shè)計(jì)頻率水位時</b></p><p><b

31、>　　活載計(jì)算</b></p><p>　?。?）列車豎向靜活載</p><p>　　圖2-1四種加載方式</p><p><b>　　單孔重載</b></p><p>　　根據(jù)∑M=0.可得支點(diǎn)反力R1為：</p><p>　　作用在承臺底的豎向活載為：</p>

32、<p>　　令承臺底橫橋方向中心軸為x-x軸順橋方向中心軸為y-y軸,則R1對承臺底x-x軸的力矩M活1為：</p><p><b>　　單孔輕載</b></p><p><b>　　支點(diǎn)反力R2為</b></p><p>　　作用在承臺底的豎向活載為： </p><p>　　R2對

33、承臺底x-x軸的力矩M活2為 </p><p><b>　　雙孔重載</b></p><p>　　根據(jù)G1/L1= G2/L2確定最不利荷載位置x，本橋梁為等跨梁，故G1= G2，G1和G2分別為左右兩跨上活載重量。</p><p>　　由G1= G2解得。則支點(diǎn)反力R3、R4為：</p><p>　　作用在承臺底的豎

34、向活載為</p><p>　　R3、R4對承臺底x-x軸的力矩M活3為 </p><p><b>　　④雙孔空車荷載</b></p><p><b>　　支點(diǎn)反力</b></p><p>　　作用在承臺底的豎向活載為：</p><p>　　R3、R4對承臺底x-x軸的力矩：

35、</p><p><b>　?。?）離心力</b></p><p>　　因該橋?yàn)橹本€橋所以離心力為0。</p><p><b>　　（3）橫向搖擺力</b></p><p>　　橫向搖擺力取為100kN，作為一個集中荷載取最不利位置，一水平方向垂直線路中心線作用于鋼軌頂面。</p>&

36、lt;p><b>　?。?）活載土壓力</b></p><p>　　因橋墩兩側(cè)沒有土體，所以活載土壓力為0。</p><p>　　2.3.2　附加力計(jì)算</p><p>　　（1）制動力（或牽引力）</p><p>　?、賳慰字剌d與單孔輕載的制動力（或牽引力）</p><p>　　因單孔重載

37、與單孔輕載作用在梁上的豎向靜活載相同，故其制動力（或牽引力）也相等，為</p><p>　　H1對承臺底x-x軸的力矩MH1為 </p><p>　?、陔p孔重載的制動力（或牽引力）</p><p>　　左孔梁為固定支座傳遞的制動力（或牽引力）</p><p>　　右孔梁為滑動支座傳遞的制動力（或牽引力）</p><p>

38、;　　傳到橋墩的制動力（或牽引力）</p><p>　　故雙孔重載采用的制動力（或牽引力）為</p><p>　　H2對承臺底x-x軸的力矩為 </p><p><b>　?。?）縱向風(fēng)力</b></p><p><b>　?、亠L(fēng)荷載強(qiáng)度</b></p><p>　　其中根據(jù)

39、長邊迎風(fēng)的圓端形截面l/b＞1.5,由課本表2-8查得為； 根據(jù)軌頂離地面的高度內(nèi)插得；根據(jù)橋址所處地形為構(gòu)造剝蝕地中山區(qū)，河谷階地、河流峽谷區(qū)取為 。</p><p><b>　?、趬|石風(fēng)力</b></p><p>　　H3-1對承臺底x-x軸的力矩MH3-1為</p><p>　　注：墊石風(fēng)力的合力作用點(diǎn)近似取為據(jù)承臺底以上59.7m處。&

40、lt;/p><p><b>　　墩身風(fēng)力</b></p><p><b>　　常水位時</b></p><p>　　H3-2對承臺底x-x軸的力矩MH3-2為</p><p><b>　　設(shè)計(jì)頻率水位時</b></p><p>　　H3-3對承臺底x-x軸的

41、力矩MH3-3為</p><p>　　縱向風(fēng)力在承臺底產(chǎn)生的荷載</p><p><b>　　常水位時：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)頻率水位：</b></p><p><b>　?。?）流水壓力</b></p><p><b>　

42、　常水位時：</b></p><p><b>　　橋墩的流水壓力為：</b></p><p>　　P對基底y-y軸的力矩為</p><p><b>　　設(shè)計(jì)頻率水位：</b></p><p><b>　　橋墩的流水壓力為：</b></p><p&

43、gt;　　P對基底y-y軸的力矩為</p><p>　　2.3.3 荷載組合</p><p><b>　　1.淺基礎(chǔ)荷載組合</b></p><p><b>　　（1）地基強(qiáng)度檢算</b></p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載或雙孔重載。</p><p>

44、　?。?）基地偏心距檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔輕載。</p><p>　?。?）基地穩(wěn)定性檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔輕載。</p><p><b>　　2.樁基礎(chǔ)荷載組合</b></p><p>　?。?）單樁軸向承載力檢算</

45、p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。</p><p>　　（2）墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　?。?）樁身截面配筋計(jì)算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　?。?）群樁基

46、礎(chǔ)的承載力檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。</p><p><b>　　3.荷載組合數(shù)據(jù)</b></p><p>　　綜上，荷載組合數(shù)據(jù)如下表所示：</p><p><b>　　表2-1 荷載組合</b></p><p>　　2. 4 基礎(chǔ)類

47、型及尺寸擬定</p><p>　　2.4.1 選定樁基類型</p><p>　　根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、料具的用量價格（包括料具的數(shù)量）、施工難易程度、物質(zhì)供應(yīng)和交通運(yùn)輸條件以及施工條件等等，經(jīng)過綜合考慮后決定以下四個可能的基礎(chǔ)類型，進(jìn)行比較選擇，采用最佳方案。</p><p><b>　　表2-2 方案比較</b><

48、/p><p>　　由設(shè)計(jì)資料中的場地平面布置圖可知，所要設(shè)計(jì)的墩臺基礎(chǔ)位于W3泥巖中，持力層即為W3泥巖，W3泥巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，天然重度為20，壓縮模量為120，基本承載力為400，樁周土的極限側(cè)阻力100。場地勘察未發(fā)現(xiàn)滑坡、巖溶、斷層、破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。本區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，為貧水地區(qū)，地下水量一般不大且埋藏較深，地下水及地表水對普通混凝土不具侵蝕性。</p><p>　　綜合以上原

49、因，選用低承臺樁基。</p><p>　　樁基類型分析：打入樁適用于稍松至中密的沙類土、粉土和流塑、軟塑的黏性土；震動下沉樁適用于沙類土、粉土、黏性土和碎石類土；樁尖爆擴(kuò)樁可用于硬塑黏性土以及中密、密實(shí)的沙類土和粉土；鉆孔灌注樁可用于各類土層、巖層；挖孔灌注樁可用于無地下水或少量地下水的土層。</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)條件和各種類型樁基礎(chǔ)具有的不同特點(diǎn)，綜合分析后選用鉆孔灌注樁。樁端持

50、力層W3泥巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，再初步結(jié)合樁的埋置深度這里選用摩擦樁。</p><p>　　2.4.2 擬定樁長和樁徑</p><p>　　鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)樁徑（即鉆頭直徑）一般采用0.8m，1.0m，1.25m,1.5m不宜小于0.8米。初步選擇樁徑為1.5m。</p><p>　　初步選擇樁端持力層在泥巖層內(nèi)，則樁長的范圍為</p><p>　

51、　初步擬定樁長為20m。</p><p>　　2.4.3 估算樁數(shù)及擬定布樁形式</p><p>　　1.單樁軸向容許承載力的確定：</p><p>　　由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.2.2得該摩擦型鉆孔灌注樁的容許承載力為</p><p>　　選擇沖擊錘，成孔樁徑d=1.5+0.1=1.6m，則 。 </p><

52、p>　　各土層極限摩阻力：粉砂，泥巖，泥巖。 </p><p>　　鉆孔灌注樁樁底支撐力折減系數(shù)，，土質(zhì)較好，經(jīng)查表，取0.6。</p><p><b>　　又h﹥10d， </b></p><p>　　其中，為地基容許承載力深度修正系數(shù)，該設(shè)計(jì)樁底持力層為W3泥巖，按照碎石土中密狀態(tài)取=5,故取的一般為2.5。</p>

53、<p>　　樁底以上土的天然重度的平均值</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　2.樁根數(shù)的估算：</b></p><p>　　由荷載組合得到的總荷載值可知，常水位時的總荷載大于設(shè)計(jì)頻率水位時的總荷載，故在設(shè)計(jì)中只考慮常水位時的荷載情況。</p><p>　

54、　作用于承臺底面的最大豎向荷載(雙孔重載)</p><p><b>　　估算所需樁數(shù)</b></p><p><b>　　故初取n=6根。</b></p><p><b>　　3.布樁形式</b></p><p>　　由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》：鉆孔灌注摩擦樁的中心距不應(yīng)

55、小于2.5倍成孔直徑，各類樁的承臺板邊緣至最外一排樁的凈距當(dāng)樁徑d≦1m時，不得小于0.5d，且不得小于0.25m。對于鉆孔灌注樁，d為設(shè)計(jì)樁徑。</p><p>　　根據(jù)上述原則做出樁和承臺的平面布置圖如下圖(單位:m)所示，設(shè)計(jì)采用行列式布置，樁采用C30混凝土，樁中心距為4m：</p><p>　　圖2-2 樁和承臺的平面布置圖</p><p><b&g

56、t;　　第3章 技術(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1樁基礎(chǔ)的平面分析</p><p>　　3.1.1 b0、m、α的確定</p><p><b>　　（1）計(jì)算寬度b0</b></p><p><b>　　查規(guī)范：計(jì)算寬度</b></p><p><

57、;b>　　樁間距，計(jì)算深度，</b></p><p>　?。?）地基系數(shù)Cy的比例系數(shù)m</p><p>　　樁側(cè)有多層土，應(yīng)將地面或局部沖刷線以下主要影響深度hm內(nèi)各層土換算成一個m值。粉砂，泥巖，泥巖，假設(shè)為彈性樁，，則</p><p><b>　?。?）橫向變形系數(shù)</b></p><p>　　混

58、凝土受壓彈性模量=3.2×104MPa</p><p><b>　　樁 </b></p><p><b>　　樁截面受撓剛度</b></p><p>　　則樁的橫向變形系數(shù)：</p><p>　　樁位于地面以下的長度為20m，﹥2.5，所以應(yīng)該按彈性樁設(shè)計(jì),假設(shè)正確。</p>

59、<p>　　3.1.2　單樁的剛度系數(shù)計(jì)算</p><p>　　單樁的軸向剛度系數(shù)可按下式求得</p><p><b>　　其中： ，， ，，</b></p><p>　　樁側(cè)土的平均內(nèi)摩擦角應(yīng)按樁側(cè)土層加權(quán)平均的內(nèi)摩擦角：</p><p><b>　　又，，則：</b></p&g

60、t;<p><b>　　由，查表有</b></p><p>　　3.1.3群樁的剛度系數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　承臺的計(jì)算寬度為：</b></p><p>　　承臺底面距局部沖刷線的距離，則承臺地面處的地基系數(shù)為：</p><p><b>　　所以</b>

61、;</p><p>　　3.1.4樁頂位移及樁基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　荷載組合為縱向主+附，雙孔重載</p><p>　　1.計(jì)算承臺地面原點(diǎn)O處的位移、、</p><p><b>　　水平力 </b></p><p><b>　　豎向力</b></p>

62、<p><b>　　對x-x軸力矩</b></p><p><b>　　承臺位移</b></p><p>　　承臺豎向位移： </p><p><b>　　承臺水平位移：</b></p><p><b>　　承臺轉(zhuǎn)角：</b></p

63、><p><b>　　2.樁頂位移及內(nèi)力</b></p><p><b>　　樁頂豎向位移</b></p><p><b>　　第一排樁</b></p><p><b>　　第二排樁</b></p><p><b>　　樁頂水

64、平位移</b></p><p><b>　　樁頂轉(zhuǎn)角</b></p><p><b>　　樁頂軸向力</b></p><p><b>　　樁頂橫向力</b></p><p><b>　　樁頂處彎矩</b></p><p>

65、;　　荷載組合為縱向主+附，單孔重載：</p><p>　　1.計(jì)算承臺地面原點(diǎn)O處的位移、、</p><p><b>　　水平力 </b></p><p><b>　　豎向力</b></p><p><b>　　對x-x軸力矩</b></p><p>

66、<b>　　承臺位移</b></p><p>　　承臺豎向位移： </p><p><b>　　承臺水平位移：</b></p><p><b>　　承臺轉(zhuǎn)角：</b></p><p><b>　　2.樁頂位移及內(nèi)力</b></p><

67、;p><b>　　樁頂豎向位移</b></p><p><b>　　第一排樁</b></p><p><b>　　第二排樁</b></p><p><b>　　樁頂水平位移</b></p><p><b>　　樁頂轉(zhuǎn)角</b>&

68、lt;/p><p><b>　　樁頂軸向力</b></p><p><b>　　樁頂橫向力</b></p><p><b>　　樁頂處彎矩</b></p><p>　　3.2橫向荷載下單樁的內(nèi)力和位移計(jì)算</p><p>　　對于低承臺樁基礎(chǔ)的基樁，分析其在

69、橫向力作用下的內(nèi)力和位移時，近似地把承臺底面視為地面。</p><p>　　計(jì)算采用荷載組合為常水位時，縱向主+附，單孔重載產(chǎn)生的單樁內(nèi)力及位移。</p><p><b>　　水平力</b></p><p>　　對承臺x-x軸的力矩</p><p>　　又，故可用簡捷算法。</p><p>　?、?/p>

70、任意深度y處樁身橫向位移</p><p>　?、谌我馍疃葃處樁身轉(zhuǎn)角</p><p>　　③任意深度y處樁身截面上的彎矩</p><p>　?、苋我馍疃葃處樁身截面上的剪力</p><p>　?、萑我馍疃葃處樁側(cè)土的橫向壓應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)上述式子以及查表得出A、B系數(shù)值，得出單樁內(nèi)力和位移結(jié)果如下圖表所示

71、：</p><p>　　表3-1 單樁內(nèi)力和位移計(jì)算表</p><p>　　圖3-1 內(nèi)力位移圖</p><p>　　3.3單樁軸向承載力檢算</p><p>　　根據(jù)上面計(jì)算可知單樁的軸向容許承載力為：[P]=5097.48kN</p><p>　　按最不利荷載組合為縱向主+附，雙孔重載荷載常水位計(jì)算。</p&

72、gt;<p>　　最不利時為雙孔重載時的樁頂內(nèi)力：有N= 5450.53kN</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　通過驗(yàn)算。</b></p><p>　　3.4　墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算</p><p>　　取此時的最不利荷載荷載組合主+附，單孔重載的情況。

73、</p><p>　　彈性樁墩臺頂水平位移簡算公式：</p><p>　　其中：為地面處即承臺的水平位移，</p><p><b>　　為樁在地面處的轉(zhuǎn)角</b></p><p>　　h'為承臺底到支撐墊石頂?shù)母叨?，有，?lt;/p><p>　　為地面墩臺身變形引起的墩臺頂水平位移</

74、p><p>　　位于地面上的墩臺可以看做彈性懸臂梁來處理，, </p><p>　?。ㄈ《丈碇薪孛娴膽T性值），由材料力學(xué)可知</p><p>　　可見墩臺頂?shù)乃轿灰茲M足要求。</p><p>　　3.5群樁基礎(chǔ)的承載力和位移檢算</p><p>　　3.5.1 承載力檢算</p><p><

75、;b>　　（1）樁的重量</b></p><p><b>　　樁的體積</b></p><p><b>　　樁的重量</b></p><p><b>　?。?）土的重量</b></p><p><b>　　平均內(nèi)摩擦角</b></

76、p><p>　　實(shí)體基礎(chǔ)底面的寬度：</p><p>　　實(shí)體基礎(chǔ)底面的長度：</p><p><b>　　土的體積</b></p><p><b>　　土的重量</b></p><p>　　(3)群樁基礎(chǔ)承載力檢算（雙孔重載）</p><p><b

77、>　　豎向力</b></p><p>　　對承臺中心力矩 \* MERGEFORMAT </p><p>　　將基礎(chǔ)視為實(shí)體基礎(chǔ)進(jìn)行檢算</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　3.5.2 沉降檢算</p><p>　　群樁基礎(chǔ)沉降量可按分層總和法進(jìn)

78、行計(jì)算，計(jì)算時同樣將樁基礎(chǔ)簡化為如前所述的實(shí)體深基礎(chǔ)，計(jì)算荷載僅考慮恒載。作用于實(shí)體深基礎(chǔ)底面的自重應(yīng)力僅考慮土層的重力。附加應(yīng)力的作用面積按前所述的方法確定，且每根樁的成孔樁底面積。</p><p><b>　　附加力： </b></p><p><b>　　附加應(yīng)力： </b></p><p>　　樁下有粉砂4.21m

79、、泥巖4.2m和泥巖10.59m.由規(guī)定每層土不能超過0.4b=0.4×11.74=4.7m,將土層分為8層。</p><p><b>　　且由可見</b></p><p>　　第一層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第二層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第三層 ，查表內(nèi)插有</p><

80、;p>　　第四層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第五層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第六層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第七層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　第八層 ，查表內(nèi)插有</p><p>　　因?yàn)榈谝?、二層處于粉砂中?第三、四層處于泥巖中， ，第五、六、七、八層處于泥巖中，。查表知，

81、粉砂層的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，泥巖，泥巖。</p><p>　　代入基礎(chǔ)沉降計(jì)算公式：</p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　第一層： </b></p><p><b>　　第二層： </b></p><p><b&g

82、t;　　第三層： </b></p><p><b>　　第四層： </b></p><p><b>　　第五層： </b></p><p><b>　　第六層： </b></p><p><b>　　第七層： </b></p>&

83、lt;p><b>　　第八層： </b></p><p>　　故群樁基礎(chǔ)的總沉降：</p><p>　　可見群樁基礎(chǔ)沉降通過檢算。</p><p>　　3.6 單樁基底最大豎向壓應(yīng)力及側(cè)面土抗力檢算</p><p>　　3.6.1單樁基底最大豎向壓應(yīng)力檢算</p><p>　　本設(shè)計(jì)屬于非巖

84、石地基上的樁，且，所以不檢算基地應(yīng)力，只按下式進(jìn)行檢算：</p><p><b>　　通過驗(yàn)算。</b></p><p>　　3.6.2基礎(chǔ)側(cè)面橫向壓應(yīng)力檢驗(yàn)</p><p>　　因?yàn)闃?gòu)件側(cè)面土的最大橫向壓應(yīng)力發(fā)生在y=2.42m處，y<h/3=6.67m,所以按下式進(jìn)行檢算：</p><p>　　式中：——為深度

85、y處的橫向壓應(yīng)力，為10.63kPa；</p><p><b>　　——土的容重，為；</b></p><p>　　C——土的粘聚力，為0；</p><p>　　——系數(shù)，本設(shè)計(jì)為1；</p><p>　　——考慮總荷載中恒載所占比例系數(shù)，因，，其中恒載的彎矩為0。</p><p><b&g

86、t;　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　——系數(shù)，，為基礎(chǔ)側(cè)面抗力計(jì)算寬度，為實(shí)際寬度；</p><p>　　——相互影響系數(shù)，為0.78。</p><p><b>　　代入公式有： </b></p><p><b&

87、gt;　　檢算通過。</b></p><p>　　第4章 初步的施工組織設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 基礎(chǔ)的施工工藝流程</p><p>　　本基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。施工工藝流程如下：</p><p>　　4.2 主要施工機(jī)具</p><p>　　鉆孔機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆頭、挖土機(jī)、工程運(yùn)輸車。</p&

88、gt;<p>　　主要機(jī)具設(shè)備：回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。</p><p>　　回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動力裝置帶動鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動，并帶動帶有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤。切削形成的土碴，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)樁型、鉆孔深度、土層情況、泥漿排放條件、允許沉碴厚度等條件，泥漿循環(huán)方式選擇使用正循環(huán)方式。</p><p>　　下圖是某類型的回旋鉆機(jī)及構(gòu)造圖：</p><p>

89、;　　圖4-1回旋鉆機(jī)構(gòu)造圖</p><p>　　正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是以鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆具旋轉(zhuǎn)切削巖土，同時利用泥漿泵向鉆桿輸送泥漿（或清水）沖洗孔底，攜帶巖屑的沖洗液沿鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀空間上升，從孔口流向沉淀池，凈化后再供使用，反復(fù)運(yùn)行，由此形成正循環(huán)排渣系統(tǒng)；隨著鉆渣的不斷排出，鉆孔不斷地向下延伸，直至達(dá)到預(yù)定的孔深。由于這種排渣方式與地質(zhì)勘探鉆孔的排渣方式相同，故稱之為正循環(huán)，以區(qū)別于后來出現(xiàn)的反循環(huán)排

90、渣方式。</p><p>　　4.3主要工程數(shù)量和材料用量</p><p><b>　　1.鋼筋用量 </b></p><p>　　鋼筋用量如下表所示：</p><p><b>　　表4-1 鋼筋用量</b></p><p><b>　　2.混凝土用量 </b

91、></p><p>　　混凝土用量如下表所示：</p><p>　　表4-2 混凝土用量</p><p>　　4.4 保證施工質(zhì)量的措施</p><p>　　由于橋樁基都屬于隱蔽工程。為保證樁基的施工質(zhì)量，對樁基成孔必須嚴(yán)格控制，對砼的性能控制是關(guān)鍵，要控制好砼的性能，必需嚴(yán)格按以下幾點(diǎn)進(jìn)行控制。</p><p&g

92、t;　　4.4.1成孔質(zhì)量控制</p><p>　　成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計(jì)持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作。</p><p>　　1.采取隔孔施工程序。</p><p>　　鉆孔混凝土灌注樁和打入樁

93、不同，打人樁是將周圍土體擠開，樁身具有很高的強(qiáng)度，土體對樁產(chǎn)生被動土壓力。鉆孔混凝土灌注樁則是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周圍土移向樁身土體對樁產(chǎn)生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應(yīng)的樁距對防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。</p><p>　　2.確保樁身成孔垂直精度</p><p>　　這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否

94、則鋼筋籠和導(dǎo)管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。</p><p>　　3.確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度。</p><p>　　在護(hù)筒定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于 50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施

95、工過程中自然地坪的標(biāo)高會發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復(fù)核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。</p><p>　　為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復(fù)核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對比地質(zhì)資料，隨時調(diào)整鉆進(jìn)速度，并描繪出鉆進(jìn)成孔時間曲線。當(dāng)鉆進(jìn)粉砂層進(jìn)尺明顯下降，在軟粘土鉆進(jìn)最快 左右，在細(xì)粉砂層

96、鉆進(jìn)都是左右，兩者進(jìn)尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過10mm就要及時調(diào)換鉆頭。</p><p><b>　　4.4.2鋼筋施工</b></p><p>　?。?）鋼筋籠在起吊和運(yùn)輸過程中，由于鋼筋籠骨架鋼筋少，容易變形，須在吊點(diǎn)位置加焊吊環(huán)，并通過吊架來承受鋼筋起吊時吊點(diǎn)的水平分力，防止鋼筋籠變形。&

97、lt;/p><p>　?。?）鋼筋主筋采用搭接焊。并現(xiàn)場檢查安裝情況。</p><p>　?。?）鋼筋端頭處需做好標(biāo)記，方便對接。</p><p>　　（4）對鋼筋加工按規(guī)范抽檢頻率要求進(jìn)行抽檢。</p><p>　　4.4.3原材料質(zhì)量控制</p><p>　?。?）嚴(yán)格對進(jìn)場的砂、碎石進(jìn)行物理性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)范

98、要求后才進(jìn)行采用。</p><p>　?。?）水泥由業(yè)主提供，每批水泥做原材料試驗(yàn)，并將試驗(yàn)報(bào)告單連同廠商的材質(zhì)檢驗(yàn)合格證書報(bào)監(jiān)理工程師，必要時會同監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核，不同標(biāo)號品種的水泥不得混用，過期水泥不得使用。</p><p>　?。?）拌和用水采用自來水水，拌和用水不能含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)，拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用水均須化驗(yàn)合格，方可使用。</p><p

99、>　　（4）加強(qiáng)對原材料進(jìn)場的監(jiān)督和控制，嚴(yán)禁一切未經(jīng)化驗(yàn)和未經(jīng)批準(zhǔn)的不合格原材料運(yùn)入施工現(xiàn)場。</p><p>　　4.4.4 混凝土配合比設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）不同結(jié)構(gòu)部位的混凝土其抗壓、抗?jié)B、抗裂及耐腐蝕性、施工和易性應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?）先進(jìn)行試配拌和，并進(jìn)行抗壓強(qiáng)度及彈模試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，逐步調(diào)整修改，直至混凝土強(qiáng)度

100、等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可作為理論配合比，施工時再根據(jù)材料的含水量，調(diào)整混凝土施工配合比進(jìn)行混合料的拌制。</p><p>　?。?）混凝土的水灰比以骨料在干燥狀態(tài)下的混凝土單位用水量對單位膠凝材料用量的比值為準(zhǔn)，最大水灰比和最大水泥用量要符合規(guī)定，以保證混凝土的密實(shí)度和耐久性。</p><p>　?。?）粗骨料級配及砂率的選用，考慮骨料的生產(chǎn)平衡、混凝土和易性及最大單

101、位用水量的要求，并進(jìn)行綜合分析才以確定。</p><p>　?。?）密切注視環(huán)境條件的變化，及時采集施工現(xiàn)場信息，實(shí)行動態(tài)監(jiān)督控制，嚴(yán)格控制施工過程中的混凝土配合比。</p><p>　　4.4.5 混凝土的拌和、運(yùn)輸</p><p>　?。?）混凝土的拌和設(shè)備的性能，在整個混凝土生產(chǎn)過程中，拌和設(shè)備要經(jīng)常進(jìn)行檢查，包括混凝土拌和物的均勻性，適宜的拌和時間，衡重器的

102、準(zhǔn)確性、機(jī)器及葉片的磨損程度等。</p><p>　?。?）在炎熱的天氣，拌制砼要設(shè)法降低拌和后混凝土的溫度，防止混凝土在澆注過程中過量硬化和出現(xiàn)裂紋，更不允許用加水或其它辦法變更混凝土的稠度。砼澆筑在炎熱天氣施工時盡量避開高溫作業(yè)，調(diào)整施工作業(yè)時間。</p><p>　?。?）混凝土拌和過程中根據(jù)氣候情況隨時測定砂-石集料的含水率，及時調(diào)整配合比。拌和機(jī)按其規(guī)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，生產(chǎn)的混凝土必

103、須拌和均勻，拌和程度和時間通過試驗(yàn)確定。</p><p>　?。?）混凝土的運(yùn)輸能力滿足混凝土的凝結(jié)速度和澆注速度的需要，以保持混凝土的均勻性和規(guī)定的坍落度，并充分發(fā)揮設(shè)備的效率。</p><p>　?。?）在運(yùn)輸混凝土的過程中不能使其發(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水和過多降低坍落度的現(xiàn)象。</p><p>　　4.4.6成樁質(zhì)量控制</p><p>

104、;　?。?） 為確保成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場原材料的質(zhì)保書(水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告)，如發(fā)現(xiàn)實(shí)樣與質(zhì)保書不符，應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查，對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質(zhì))，嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。</p><p>　?。?） 鉆孔灌注水下混凝土的施工主要是采用導(dǎo)管灌注，混凝土的離析現(xiàn)象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，為使每

105、根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗(yàn)計(jì)量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格計(jì)量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。</p><p>　?。?） 為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象，在混凝土灌注時應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制，并隨時了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋人深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 2m—4m，不宜大于 5m 和小于 1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高

106、8m—10m 時，應(yīng)及時將坍落度調(diào)小至 12cm—16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過程中必須每灌注 2m3 左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)， 建筑施工操作規(guī)程》規(guī)定樁