橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計計算部分

1、實用標準文檔文案大全方案比選優(yōu)化公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮到結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的多種作用，例如橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)件 上除構(gòu)件永久作用（如自重等）夕卜，可能同時出現(xiàn)汽車荷載、人群荷載等可變作用。公路橋規(guī)要求這時應(yīng)該按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的設(shè) 計狀況進行作用效應(yīng)組合，并取其最不利組合進行計算。1、按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，可采用以下兩種作用效應(yīng)組合。（1）基本作用效應(yīng)組合?；窘M合是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效應(yīng)與可變作用標準值效應(yīng)的組合，基本組合表達式為工尸匕上創(chuàng)Z<JI +儀工人?必tri(1-1)< el丿">尸詁擁=Z«i工瓦討+

2、Sqm +叭工S/d(1-2)Y-橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級采用，對于公路橋梁，安全等級一級、二級、三級，分別為1.1、1.0和0.9 ;Y-第i個永久荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)。分項系數(shù)是指為保證所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)的可靠度而在設(shè)計表達式中采用的系數(shù)，分為作用分項系數(shù)和抗力分項系數(shù)兩類。當(dāng)永久作用效應(yīng)（結(jié)構(gòu)重力和預(yù)應(yīng)力作用）對結(jié)構(gòu)承載力不利時，Yi=1.2 ；對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時，丫 Gi = 10 ；其他永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)詳見公路橋規(guī)；YQ1 -汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項系數(shù),取Y匸1.4 ;當(dāng)某個可變作用在效用組合中，其值超過汽車荷載效用時，則該作用取代汽

3、車荷載，其分項系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項系數(shù)；對專門為承受某種作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計時該作用的分項系數(shù)取與汽車荷載同值；計算人行道板和人行道欄桿的局部荷載時，其分項系數(shù)也與汽車荷載取同值。Yj在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載以外的其他第j個可變作用效應(yīng)的分項系數(shù)，取丫 Q1 = 1.4,但風(fēng)荷載的分項系數(shù)取丫 Q11.1 ；Sgik、Sgid 第i個永久作用效應(yīng)的標準值和設(shè)計值;SQjk -在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第 j個可變作用效應(yīng)的標準值;Sud-承載能力極限狀態(tài)下，作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計值，作用效應(yīng)設(shè)計值等于作用

4、效應(yīng)標準值Sd與作用分項系數(shù)的乘積。SQik、SQid 汽車荷載效用含汽車沖擊力、離心力）的標準值和設(shè)計值;©c-在作用效應(yīng)組合中，除汽車荷載效應(yīng)效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）以外其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取 0.80 ;當(dāng)除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）以外尚有兩種其他可變作用參與組合時,其組合系數(shù)取0.70 ;尚有三種可變作用組合時，其組合系數(shù)取0.60 ;尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時取0.50。（2 ）偶然荷載。永久作用標準值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用

5、 標準值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項系數(shù)取 1.0與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作 用，可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗取用適當(dāng)?shù)拇碇怠５卣鹱饔脴藴手导捌浔磉_式按 現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定采用。表1-1永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)序號作用類型永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)對結(jié)構(gòu)的承載能 力不利時對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時1混凝土和垢工結(jié) 構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu) 附加重力）1.21鋼結(jié)構(gòu)重力（包括 結(jié)構(gòu)附加重力）1.10 或 1.2012預(yù)加力1.213土的重力1.214混凝土的收縮及徐變115土側(cè)壓力1.416水的浮力117基礎(chǔ)變位作用混凝土和垢土結(jié)構(gòu)0.50.5鋼結(jié)構(gòu)111.1上部荷載計算 1.1.1永久荷載主要考慮

6、樁基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的自重荷載，其他形式的永久作用如砼收縮作用等可忽略。計算簡式如下:永久荷載=預(yù)應(yīng)力T型梁重+蓋梁重+系梁重+墩身重(1-3)鋼筋與混凝土的比例小于3%,不考慮鋼筋的重量。1 T梁自重單位體積重 26KN/m 3Gt梁=205.96 X26=5354.96KN單位體積重24KN/m 3,則:/n墩身體積= 3.14 xL6'/4 X15.14=30.43墩身重量 G墩身=24 X30.43=730.32 KN單位體積重24KN/m 3體積:Vi=11.95 X0.85 X2=20.32 "V2= (11.95 X2-1.35 X2)/2 X0.85 X2=18.0

7、2V3=2 X0.35 X0.5 X2=0.75 加"蓋梁體積 V改良體積=V 1 +V2 +V 3=20.32+18.02+0.75=39.095朋"24 X39.09=938.16KN系梁重單位體積重24KN/m 3系梁體積V系梁體積=7.25 X1.8 X1.5=19.58 m 3系梁重量 G系梁=24 X19.58=469.92 KN橋面鋪裝單位體積重26KN/m 3橋面鋪裝體積V橋面鋪裝=38.27 m 3G橋面鋪裝=38.27 X26=995.02 KN6防撞墻單位體積重24KN/m 3;防撞墻體積V防撞墻=21.06m 3 ；G防撞墻=21.06 X24=50

8、5.44 KN作用在墩身底面總的垂直永久荷載為:G= Gt梁/2+ G墩身+ G蓋梁/2+ G系梁/2+G橋面鋪裝/2+G防撞墻/2=5354.96/2+730.32+938.16/2+469.92/2+995.02/2+505.44/2 =4862.07 KN1.1.2可變荷載為高速公路橋梁，可變荷載主要考慮汽車荷載、汽車沖擊力、汽車制 動力(風(fēng)荷載，流水荷載，溫度荷載等均可忽略)幾個方面。(1)汽車荷載計中汽車荷載采用2車道荷載進行分析，由于汽車荷載等級為公路-I級，據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004,車道荷載計算圖示如下：Pk -集中荷載標準值qk-均布荷載標準值據(jù)公路橋涵設(shè)

9、計通用規(guī)范JTCD-60-2004,公路-I級車道荷載的均布荷載標準值為qk=10.5KN/m 標準值按以下規(guī)定選取：橋梁計算跨徑小于或等于5m時,Pk=180 KN ;算跨徑等于或大于50m時，Pk=360KN ;橋梁計算跨徑在5m50m 之間時Pk值采用直線內(nèi)插求得。計算剪力效應(yīng)時，上述集中荷載標準值Pk應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。Pk=180+180/45 X(30-5 ) =280KN qk =10.5 (KN / m )計算剪力效應(yīng)時集中荷載標準值Pk乘以1.2 ;汽車荷載 Pk =280 X1.2+10.5 X30=651 KN(2)汽車沖擊力據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004

10、，汽車荷載的沖擊力標準值為汽 車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)卩。沖擊系數(shù)卩可按下式計算:f表示結(jié)構(gòu)基頻(HZ);當(dāng) fv 1.5HZ 時，尸0.05 ;當(dāng) f > 14HZ 時，尸0.45 ;當(dāng) 1.5HZ <f <14 HZ 時，尸0.176Inf-0.0157 汽車沖擊力=汽車荷載Xy此橋的頻率f=4HZ,帶入式中，故u = 0.228 ;則汽車沖擊力 N1=651 X0.228=148.43 KN(3)汽車制動力一個設(shè)計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標準值按規(guī)范規(guī)定的車道荷載標準值在加載長度上計算以總重力的10%計算，但公路一I級汽車荷載的制動力標準值不 得小于165KN 。1

11、0% 的總重力=322 KN > 165KN ;取汽車制動力N2=322 KN ;由以上計算可變荷載可歸納列入下表：表1-2可變荷載汽車荷載(KN)汽車沖擊力(KN )汽車制動力(KN)可變荷載651148.43322(4)偶然荷載本合同段區(qū)內(nèi)50年超越概率10%的地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應(yīng) 譜特征周期小于0.35s，對應(yīng)地震基本烈度小于W度，故地震力可不進行計算。1.1.3上部荷載總算據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004 ;匚幾=心(A zS岳& +如»)(1-4 )(=1其中：丫0=1.1 ;YQj =1.2 ;Sq1 = 1.4 ;豎向荷

12、載 Pv=1.1 X(1.2 X4862.07+1.4 X(651+148.43+322)=8144.94KN橫向荷載Ph=322 X1.4=450.80KN彎矩=2690.625 KNf表1-3樁頂上部荷載總算表豎向荷載（KN）水平荷載（KN）彎矩（KN 同）8144.94450.802690.6252.1方案一：單排墩柱式樁基礎(chǔ)（1）2.1.1工程地質(zhì)介紹總體上橋位區(qū)內(nèi)地形變化較大，相差高度大，橋位覆蓋層厚度小，下伏基巖為花崗巖，巖石風(fēng)化強烈，全風(fēng)化層厚度大，最大厚度將近 30米，該層在水的作用下崗地邊坡坡面抗沖刷能力差，洼地內(nèi)上部承載力偏低，橋位中風(fēng)化基巖埋深大，且受地域地質(zhì)影響，中風(fēng)化

13、花崗巖巖體破碎，橋位洼地內(nèi)地下水位埋深淺，中風(fēng)化基巖雖破碎，但飽和單軸抗壓強度高，可作為樁基的持力層。2.1.2基礎(chǔ)類型的選擇選擇樁基礎(chǔ)是，根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場的條件，并考慮各種不同情況，包括荷載的大小和性質(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)和交通運輸條件以及施工條件等等，經(jīng)過綜合考慮后對以下四個可能的基礎(chǔ)類型，進行比較選擇，采用最佳方案高承臺樁基礎(chǔ)。本設(shè)計樁基礎(chǔ) ，因為有很好的承載力的持力層，按柱樁進行設(shè)計計算。淺基礎(chǔ)：建筑物的淺平基多用磚、石、混凝土或鋼筋混凝土等材料組成，因為材 料的抗拉性能差，截面強度要求較高，埋深較小，用料省，無需復(fù)雜的施工

14、設(shè)備, 因而工期短，造價低，但只適宜于上部荷載較小的建筑物。低承臺：穩(wěn)定性較好，但水中施工難度較大，故多用于季節(jié)性河流或沖刷深度較 小的河流，航運繁忙或有強烈流水的河流。位于旱地、淺水灘或季節(jié)性河流的墩臺, 當(dāng)沖刷不深，施工排水不太困難時，選用低承臺樁基有利于提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。高承臺：由于承臺位置較高或設(shè)在施工水位以上， 可減少墩臺的塢工數(shù)量，可避 免或減少水下施工，施工較為方便，且經(jīng)濟。高樁承臺基礎(chǔ)剛度較小，在水平力的 作用下，由于承臺及樁基露出地面的一段自由長度周圍無土來共同承擔(dān)水平外力, 樁基的受力情況較為不利，樁身的內(nèi)力和位移都將大于低承臺樁基，在穩(wěn)定性方面 也不如低承臺樁基。沉井：沉

15、井基礎(chǔ)占地面積小，施工方便，對鄰近建筑物影響小，沉井內(nèi)部空間還 可得到充分利用。沉井法適用于地基深層土的承載力大，而上部土層比較松軟，易 于開挖的地層。根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ024-85）的規(guī)定，選鉆孔樁、鉆（挖） 孔樁適用于各類土層（包括碎石類土層和巖石層）。一般情況下樁基礎(chǔ)設(shè)計需經(jīng)過以下步驟：（1）通過環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)荷載條件、 地質(zhì)施工條件、經(jīng)濟條件等確定樁型；（2）確定基樁幾何尺寸；（3）確定樁數(shù)及 平面布置；（4）驗算樁身結(jié)構(gòu)強度。本設(shè)計根據(jù)實際情況做出以下計算。2.1.3樁基礎(chǔ)的設(shè)計（1）樁身設(shè)計1. 樁材選擇：根據(jù)本工程的特點，選擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。2. 樁徑：

16、初步選定樁徑為1.80m 。3. 樁長：由于設(shè)計樁為端承樁，根據(jù)（JTJ024-85.公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第4.3.5條）；當(dāng)河床巖層有沖刷時，樁基須嵌入基巖，按樁底嵌固設(shè)計，其應(yīng)嵌入 基巖的深度按下式計算;(2-1)圓形樁："也贏0AJf在基巖頂面處的彎矩（從丫 用）；白樁嵌入基巖中（不計風(fēng)化層）的有效深度不得小于0.5m ；&天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（kpa）；D鉆孔樁的設(shè)計直徑（m ）；0系數(shù),根據(jù)巖層側(cè)面構(gòu)造而定，節(jié)理發(fā)達的取小值，節(jié)理發(fā)達的取大值;h=1.6m故設(shè)計嵌入深度h=1.6m ；4. 驗算單樁承載力;根據(jù)（JTJ024-85.公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

17、第4.3.4條）；支撐在基巖上或嵌 入基巖內(nèi)的鉆（挖）孔樁、沉樁、和管樁的單樁軸向受壓容許承載力可按下式計算;(2-2)鬥單樁軸向受壓允許承載力（KN）；比天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（Kpa ）;力一一樁嵌入基巖深度（m ）；U樁嵌入基巖部分的橫截面周長（m），對于鉆孔樁和管樁按設(shè)計直徑米用;A樁底橫截面面積（m2）,對于鉆孔樁和管樁按設(shè)計直徑采用;根據(jù)清孔情況，巖石的破碎程度等因素而定的系數(shù)，按下表2-1取用;表2-1系數(shù)Ci、C2值條件C1C2良好的0.60.05一般的0.50.04較差的0.40.03注：1當(dāng)h < 0.5m時，Ci采用表列數(shù)值的0.75倍，C2=0 ；2對于鉆

18、孔樁，系數(shù)Ci、C2值可降低20%采用;取Ci=0. 4 X0.8=0.32 ; C2=O.O3 XO.8=O.O24 ;將各系數(shù)值統(tǒng)計到下表2-2 ;表2-2承載力公式系數(shù)表C1C2R“(Kpa)心）Jm)"(m)0.320.024350002.542.651.6滿足上部S由樁身壓p=(0.32 X2.54+0.024 X5.65 X1.6) X35000=35920.64KN荷載的要求;2.1.4沉降計算根據(jù)簡化法計算單樁沉降量，即在豎向工作荷載作用下，單樁沉降縮變形竝C和樁端土的壓縮變形 M組成，本設(shè)計為端承樁，故計算公式為:，V/ VS = + 式中：N 作用于樁頂?shù)呢Q向壓力

19、（KN ）(2-3)，樁自重對AC沒有影響，所以不考慮樁身自重;E樁身材料的受壓彈性模量（Mpa ），取2.80 X104 Mpa ;I樁的長度（m ），實際樁長為23.06+1.6=24.66mC”一一樁底處巖層的豎向抗力地基系數(shù)，根據(jù) （JTG-63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 表卩.0.2-2）取值，即在表2-3中取值;A樁的橫截面面積;表2-3巖石地基抗力系數(shù)Co編號“ (Kpa)Co ( KN/m 2)110003000002不小于250001500000033500015000000注：Ra為巖石的單軸飽和抗壓強度標準值；對于無法進行飽和的試樣，可采用天然含水量單軸抗壓強度

20、標準值；當(dāng)1000 < Ra<25000時，可用直線內(nèi)插法確定 Co表2-4沉降計算表N(kN)8144.94E(K pa)2.8 Ml(m)24.66U(kN/ 亦)15000000_ EA C5.05 ( mm )A”)2.54由于S£2.0=9.9mm沉降滿足規(guī)范要求。2.1.5單樁內(nèi)力及變位計算;H占/杠柱軸績if產(chǎn)凸門=nEt :地面或1"_ W1V 畢巖圖1柱頂自由，樁底嵌固在基巖中的單排樁式橋墩根據(jù)(建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ-94-2008)第5.7.5 :樁的水平變形系數(shù)和地基 土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m可按下列規(guī)定確定:(1) 決定樁測土抗力的計

21、算寬度bo ；bo=O.9(d+1)k(2-4)其中k為構(gòu)件相互影響系數(shù);bo=O.9 X(1.8+1 ) X1.O=2.52(2) 計算樁基變形系數(shù);(2-5 )式中 m 樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù);b0樁身的計算寬度;EI樁身抗彎剛度，按該規(guī)范第5.7.2條的規(guī)定計算；對于鋼筋混凝土樁，EI=O.85Eclo;其中Ec為混凝土彈性模量，Io為樁身換算截面慣性矩：圓形截面為Io=W odo/2 ;查規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ-94-2008表5.7.5取m=100000 KN/m 4, Eh=2.8X1O7 Kpa ;El=0.8 魚"0.8 X2.864=1.154 xW忙.如

22、嘰 FEi =0.47 ;樁在最大沖刷線以下深度h=14.66m,其計算長度為=0.47 X14.66=6.892.5所以應(yīng)該按彈性樁設(shè)計。（3）因為地面與最大沖刷線重合，樁（直徑1.8m ）每延米重q計算如下:q= X(25-10 ) =38.15KN (扣除浮力)；墩柱樁頂上外力Ni，Qi，M i及最大沖刷處樁頂上外力N0，Q0, M0.的關(guān)系如下;Ni= 8144.94+8.4 X38.15 X1.2=8529.49KNQi=Q 0=450.80 KN=H 0;M i= M=2690.625 最大沖刷線（即樁頂）處樁變位X0,©0計算;已知:=0.47 ;EI=1.1542.當(dāng)

23、樁置于巖石類土且>3.5時，取Kh=0 ； h計算長度=6.89>4 ,按h計算長度=4m=2.01110-6m計算，查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表 P.0.8計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得：Ai=-5.85333 ; Bi=-5.94097 ; Ci=-0.92667 ； Di=4.54780 ; A2=-6.53316 ；B2=-12.1581O ； C2=-10.60840 ； D2=-3.76647 ； A3=-0.80848 ；B3=-11.73066C3=-17.9186O ;D3=-15.O755O ;A4=9.24368 ;B4=-O.357

24、62 ;C4=-15.61O5OD4=-23.14O4O ；Ho=1作用時;ftp -揚生(2-6)冷 J(2-7)=6.29810 -7radMo=1作用時;Ml_ I j t?(2-8)=6.29810 -7m£0X=1M%-=3.20410 -7radXo,©o的計算;(2-10 )=450.802.01110 -6 +2690.6256.29810 -7 =2.60mmv6mm( 符合m法要求)(2-11 )血-+ A/o5Jvi)=-(450.806.29810 -7 +2690.6253.20410 -7) =-11.4610 -4rad(5) 最大沖刷線(即地

25、面)以下深度Z處樁截面上的彎矩Mz及剪力Qz的計算;胚“的胡+卽卄牆G +牆(2-12)2二護幼認+細"誅G +為d)(2-13)式中無量綱系數(shù)A3，B3，C3,，D3與A4, B4，C4，D4，查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表P.0.8計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得，Mz與Qz值計算列表如下表2-5與表2-6 ;彎矩圖與剪力圖如下圖的圖2與圖3 ;圖2彎矩Mz圖圖3剪力Qz圖表2-5 M z值計算列表wop27 E9JlmpM icno5oft_Excd表2-6Qz值計算列表(6) 樁柱頂水平位移的計算;樁頂為自由端，其上作用有H與W，頂端位移可應(yīng)用疊加原理計

26、算。設(shè)樁頂?shù)乃轿灰茷?，它是由下列各項組成：樁在地面處的水平位移 Xo、地面處轉(zhuǎn)角機所引起的樁頂?shù)乃轿灰?#169;0l0、樁露出地面段作為懸臂梁樁頂在水平力H以及在M作用F產(chǎn)生的水平位移0，即(2-13)h1+h 2=0+8.4=8.4(m );n=l iEi/EI=(1.6/1.8) 4=0.624;n：樁式橋墩上段抗彎剛度E1I1與下段抗彎剛度EI的比值，E1l1=E0l1；EI=0.8E0l，其中E0為樁身混凝土抗壓彈性模量，11為樁上段毛截面慣性矩;（橋墩）（2-14 ）式中：Ao =+ 訕1 尿 + 如+據(jù) + 訕 足十血=8.4 3+8.4 2=32mm;A = Jo 如血 +

27、 /?!)+ An=1.879 _( -9.65510-48.4)+32=33.89mm;代入數(shù)據(jù)解=3.4cmv=0.5=27.4cm ;符合設(shè)計要求。（7）樁的配筋及樁截面抗壓承載力計算;樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算;樁地面處的剪力和彎矩：H0=H=450.8KNM 0=M+H 010=2690.625+450.88.4=6477.345地面以下樁身最大彎矩;(2-15 )Mmax=H 0/a m h+M 0mm確定最大彎矩位置;由 Qz=O 得；im計=7.75 ；據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-5，;當(dāng)ay=0.5時，im=6.931?11.667 , im計在其之間

28、，故為最大彎矩位置，再據(jù)=4.0m ，ay=0.4 ；查附表m-3，m-4，得至U;mH=0.86 ; mm =0.378 ;Mmax =450.8/0.540.86+6477.3450.378=3166.38地面至最大彎矩斷面距離;ym=ay/a=0.5/0.47=1.06m樁側(cè)土壤最大應(yīng)力計算:Qmax=a2/b 0 ( Ho/a+M 0Qm )(2-16 )確定最大應(yīng)力位置;Iq計=i m 計=7.75 ;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊 附表m-8，;當(dāng)ay=0.7時，im=1.557?20.538，im計在其之間，故為最大應(yīng)力位置，再據(jù)=4.0m ，ay=0.7 ;查附表m-6

29、，m-7，得至U;Qh=0.935 ;Qm=0.441 ;Qmax=0.47 2/2.52 (0.935450.8/0.47+6477.3450.441)=210.43KN地面至最大應(yīng)力斷面距離;ym=ay/a=0.7/0.54=1.30m配筋計算及樁身材料截面強度驗算;根據(jù)公路橋梁鉆孔樁計算手冊；樁的計算長度;Ip =k 1+ I0(2-17)其中：ki= = 5.37m ； I0:樁的懸出長度取8.4m ；lp=k 1+ l0=5.37+8.4=13.77m因為Ip/D=13.77/1.8=7.657;固應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)"結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)fQ ;采用混凝土 C25 , fcd=

30、11.5Mpa ; HRB335級鋼筋抗壓強度設(shè)計值冗-2呂隔:;混凝土保護層厚度取60mm，擬采用© 25鋼筋（外徑28.4m );則：rs=1800/2-(60+28.4/2 ) =825.8mm ; g=r s/r=825.8/900=0.918e0=M/N=3166.38/8144.94=0.389mEI=1.154也2.(2-16 )式中：e0=0.389mm ；ho=葉r s=825.8+900=1725.8mm9 =0.2+2.7e o/ho=O.2+2.7 X389/1725.8=0.81<1=1 ；=1.15-0.011 p/h=1.15-0.01 X13.7

31、7/14.66=1.14>1，取冬將數(shù)據(jù)代入式（2-16 ）得;1 +(13. 77 / L X 0 81 X 1HE E 丿=1.15 ；h 7258計算偏心距： =叫 =1.150.389=0.447 m采用查表法計算（參考公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004 )附錄 C-表C.0.2)；假設(shè)點=0.39 ;查表可得各系數(shù)分別如下:A=0.8369，B=0.5304，C=-0.5227 ，D=1.8711 ；代入下式計算配筋率:11.5X2800, 5304 X 900 - 0, 8369 x 447-L 5227 X 447 - L 8711 x (L

32、 918 冥 90()=-0.0238(2-17)按構(gòu)造配筋計算軸向力設(shè)計值;將數(shù)據(jù)代入式（2-17 ）得;5 = 6 8369 X 900- X 11.5 + (0. 5227) x (一0. 0238) x 900' x 280=8078.26KN與實際作用軸向力設(shè)計值8144.94KN偏差在2%以內(nèi)，符合設(shè)計規(guī)范；所以樁 基只需按構(gòu)造配筋，根據(jù)規(guī)范要求，選配28 025，鋼筋截面面積As=13745.2mm 2 2.1.5樁基礎(chǔ)工程概算;相對于陸上鉆孔來說，水中鉆孔灌注樁主要在圍堰筑島、工作平臺等輔助工程 方面有所差別，另外水中鋼護筒的設(shè)置、泥漿船的使用、水上拌和站、施工棧橋等也

33、是需要考慮的問題。在條件允許的情況下首先考慮圍堰筑島的方案是較經(jīng)濟的, 當(dāng)水深1.5m、流速wO.5m/s的淺灘、且河床滲水性較小時，可采用土圍堰；水深w3.0m、流速w 1.5m/s、且河床滲水性較小或淤泥較淺時，可采用土袋（草袋、麻袋等）圍堰;若水深在37.0m、流速w2.0m/s也可采用竹籠、木籠鐵絲圍堰，否則應(yīng)考 慮采用樁基工作平臺。文件說明：結(jié)合本工程的實際情況，采用 4X4X6.5m竹籠鐵絲圍堰；砼強度等級水下C25，鋼筋保護層為60mm ;鉆孔設(shè)備按6臺套記，工程采用正循環(huán)方法成孔,鉆機為GPS15型鉆機3臺，泥漿泵為流量108的離心泵4個，挖泥漿池4個,尺寸為5 X4 X2m

34、;材料運輸及其加工，所有材料考慮汽車運輸，泥漿運輸距離5km。編制依據(jù)：公路工程預(yù)算定額；公路基本建設(shè)工程概算預(yù)算編制辦法。表2-7橋樁基礎(chǔ)費用計算表序號項目名稱單位工程量1成孔和灌注樁2605.802人工挖孔方139.203人工挖溝槽307.204鋼筋籠t92.255泥漿運送nF3052.26鋼筋籠吊焊t90.27大型機械安拆臺次48大型機械場外運輸臺次4表2-8灌注樁工程量表定額標號項目名稱計量單位工程量基價（元）單價金額11人工挖孔樁100亦1.392352489.98114人工挖孔槽10 nd30.72661.520321.28238鋼筋籠t92.253375.3311371.4324

35、0成孔和灌注樁10 F*260.586111.61592560.73247泥漿運送10龍305.22811.7247747.072115鋼筋籠吊焊t90.2354.431966.88序22大型機械安拆臺次42728.310913.2序25大型機械場外運輸臺次42775.811103.2合計2226473.77表2-9灌注樁費用計算表序號項目名稱取費標準金額1定額直接費分項工程X定額基價2226473.772雨季施工增費定額直接費的0.7%15585.323生產(chǎn)工具增費定額直接費的1%222647.384檢查試驗費定額直接費的0.2%6361.355工程定位，場地清理費定額直接費的0.3%954

36、2.036材料二次搬運費不計7夜間使用費定額直接費的0.2%6361.358施工圖預(yù)算定額直接費的4%190840.619價差10施工管理費定額直接費的16%763362.4411臨時設(shè)備費定額直接費的2.5%119275.3812勞動保險費定額直接費的4.8%229008.7313直接費與間接費之和112的總和3789422.3614計劃利潤（直接費+間接費）X 9%341048.0115稅金不含稅工程造價3.14%72874.2316含稅金額造價(13) + (14) + (15)4203344.63.1方案二：單排墩柱式樁基礎(chǔ)（2）3.1.1樁基礎(chǔ)設(shè)計（1）樁身設(shè)計;根據(jù)本工程的特點，選

37、擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。墩的尺寸不變，樁型仍為端承樁，樁尺寸擬定如下直徑d=1.9m，樁長24.06m，嵌入基巖深度h=1m，樁身混凝土強度C25，受壓 彈性模量 Ec=2.8 X1O4MPa ;（2）驗算單樁承載力;根據(jù)（JTJ024-85.公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 第4.3.4條）；將數(shù)據(jù)代入式（2-2 ）;P = C,A±C,Uh)R(0.32 X2.83+0.024 X5.97 X1 )X3OOOO=31446.4KN荷載的要求;其中：系數(shù)C1，C2在表2-1中分別取0.4，0.03降低20%采用，即0=0.32，C2=O.O24。3.1.2沉降計算根據(jù)簡化法計算單樁沉降量；將

38、數(shù)據(jù)代入式（2-3 ）中，計算結(jié)果如下表3-1 :表3-1沉降計算表N(kN)8144.94E(K pa)2.8皿l(m)24.06廠丁%kN/丿川）15000000A”)2.832% CM2.66 ( mm)由于sW2.0=9.8mm沉降滿足規(guī)范要求。3.1.4單樁內(nèi)力及變位計算;根據(jù)（建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ-94-2008）第5.7.5 :樁的水平變形系數(shù)和地基土水 平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m可按下列規(guī)定確定:（1）決定樁測土抗力的計算寬度bo ；圓形單樁：bo=O.9(d+1)k ;代入數(shù)據(jù)得：b0=0.9 X(1.9+1 )X1.0=2.61（2）計算樁基變形系數(shù);=0.47樁在最大沖刷線

39、以下深度h=15.66m,其計算長度為=0.47 X15.66=7.362.5所以應(yīng)該按彈性樁設(shè)計。樁（直徑1.8m ）每延米重q計算如下:q= X(25-10 ) =42.51KN (扣除浮力)；墩柱樁頂上外力Ni, Qi, M i及最大沖刷處樁頂上外力N0, Q0, M0.的關(guān)系如下;Ni= 8144.94+8.4 X42.51 X1.2=8573.44KNQi=Q 0=450.80 KN=H o;M i= M=2690.625最大沖刷線（即樁頂）處樁變位X0 ,©0計算;已知:=0.47 ; EI=0.8£M=0.8 X2.8 X107 X3.14 X1.94/64=

40、1.432 xlO"當(dāng)樁置于巖石類土且>3.5時，取Kh=0 ; h計算長度=7.36>4 ,按h計算長度=4m計算，查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表 P.0.8計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得：A1=-5.85333;B1=-5.94097 ; C1=-0.92667 ; D1=4.54780 ; A2=-6.53316 ;B2=-12.15810;C2=-10.60840 ; D2=-3.76647 ; A3=-0.80848 ;B3=-11.73066C3=-17.91860;D3=-15.07550 ; A4=9.24368 ; B4=-0.3

41、5762 ; C4=-15.61050D4=-23.14040 ;H0=1作用時;(2-6 )=1.36110 -6m(2-7 )=5.05810 -7radMo=1作用時;(2-8 )加 MH -護&佔g=5.05810 -7m(2-9 )=2.57410 7radXo,©o的計算;(2-10 )=450.801.36110 -6 +2690.6255.05810 -7 =1.974mmv6mm( 符合m法要求)(2-11 )=-(450.805.05810 -7 +2690.6252.57410 -7) =-9.20610 -4rad(5)最大沖刷線(即樁頂)以下深度 Z

42、處樁截面上的彎矩Mz及剪力Qz的計算;將數(shù)據(jù)分別代入下式;心曲(說+綁+牆G +譙嚴)Qi回皿逹焉3焉g式中無量綱系數(shù) A3，B3，C3, D3與A4，B4, C4，D4，查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表P.0.8計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得，Mz與Qz值計算列表如下表3-2與表3-3 ;彎矩Mz圖和剪力Qz圖如圖4與圖5所示;(6)樁柱頂水平位移的計算;樁頂為自由端，其上作用有H與W，頂端位移可應(yīng)用疊加原理計算。設(shè)樁頂?shù)乃轿灰茷椋怯上铝懈黜椊M成：樁在地面處的水平位移 X0、地面處轉(zhuǎn)角©0所引起的樁頂?shù)乃轿灰?#169;0l0、樁露出地面段作為懸臂梁樁

43、頂在水平力H以及在M作用F產(chǎn)生的水平位移0，即(2-13 )h1+h 2=0+8.4=8.4(m );n=l 1E1/EI=(1.6/1.9) 4=0.503;n：樁式橋墩上段抗彎剛度E1l1與下段抗彎剛度EI的比值，E1l1=E0l1；EI=0.8E0l,其中E0為樁身混凝土抗壓彈性模量，11為樁上段毛截面慣性矩;式中：Aft-A U 曲 +/?：) + 朋島3i + 如+ 57- /?2 + 葉加 2 雖 + /?()LiI J上上山(橋墩)(2-14 )=8.4 3+8.4 2=23.7mm;A = Jo 佈血 + /?) + Ao=1.974 _( -9.20610 48.4)+23.

44、7=25.68mm;代入數(shù)據(jù)解=25.68mm<=0.5 ;符合設(shè)計要求。(7)樁的配筋及樁截面抗壓承載力計算;樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算;樁地面處的剪力和彎矩:Ho=H=45O.8KNM 0=M+H 010=2690.625+450.88.4=6477.345 KW加地面以下樁身最大彎矩;M max =H 0/a m H+M 0mm(2-15)確定最大彎矩位置;由 Qz=0 得；im計=aM 0/H 0= 6.75 ;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-5，;當(dāng)ay=0.5時，im=6.931?11.667 , im計在其之間，故為最大彎矩位置，再據(jù)=4.0m，ay=0

45、.4 ;查附表m-3，m-4，得至U;mH=0.86 ; mm =0.378 ;X0.378=3273.30 KA、用；M max =450.8/0.47 X0.86+6477.345地面至最大彎矩斷面距離;ym=ay/a=0.5/0.47=1.06m樁側(cè)土壤最大應(yīng)力計算:Qmax=a 2/b 0 ( H0/a+M 0Qm )(2-16)確定最大應(yīng)力位置;Iq計=i m 計=7.76 ;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表m-8，;當(dāng)ay=0.7 時，im=1.557再據(jù)=4.0m ， ay=0.7 ;查附表 m-6，?20.538，im計在其之間，故為最大應(yīng)力位置,m-7，得至U;Qh

46、=0.935 ;Qm=0.441 ;Qmax=0.47 2/2.61(0.935450.8/0.47+6477.3450.441)=317.67KN地面至最大應(yīng)力斷面距離;ym=ay/a=0.7/0.47=1.49m配筋計算及樁身材料截面強度驗算;根據(jù)公路橋梁鉆孔樁計算手冊；樁的計算長度;(2-17)Ip =k 1 + lo其中：ki= = 5.84m ； lo:樁的懸出長度取8.4m ；lp=k i+ lo=5.84+8.4=14.24m因為 Ip/D=14.24/1.9=7.497;固應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)"；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);采用混凝土 C25 , fcd=11.5Mpa ； HR

47、B335級鋼筋抗壓強度設(shè)計值冗乜MP"混凝土保護層厚度取60mm，擬采用© 25鋼筋（外徑28.4m)；則：rs=1900/2-(60+28.4/2 ) =875.8mm ; g=r s/r=875.8/950=0.922eo=M/N=3273.3/8144.94=O.4O2mEl=1.432 xIFKA> 増I2.丿疔黑14()0 0式中：e0=0.402mm ；ho=葉r s=875.8+950=1825.8mm0.2+2.7e o/ho=O.2+2.7 X402/1825.8=0.79<1(2-16)1.15-0.01l p/h=1.15-0.01X14.24/15.66=1.14>1 ，取=1 ；將數(shù)據(jù)代入式(2-16 )得;I +(11. 24 / 1. 9 X 0. 79 X 10 402 、'1100仝竺=1.