橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計橋墩

土木工程專業(yè)橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計指導(dǎo)書西南交通大學(xué)巖土工程系2014年6月指導(dǎo)老師：于志強學(xué)號：20110500姓名：李哲目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章概述 31.1工程概況和設(shè)計任務(wù) 31.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料 91.3設(shè)計依據(jù) 10第2章方案設(shè)計（或初步設(shè)計） 112.1地基持力層的選擇 112.2荷載計算 112.2.1主力計算 112.2.2附加力計算 142.2.3荷載組合 152.3基礎(chǔ)類型的比選 152.4基礎(chǔ)尺寸的擬定 162.4.1選定樁基礎(chǔ)的類型 162.4.2擬定樁長和樁徑 162.4.3估算樁數(shù)，擬定布樁形式 16第3章技術(shù)設(shè)計 183.1樁基礎(chǔ)的平面分析 183.1.1b0、m、α的確定 183.1.2單樁的剛度系數(shù)計算 183.1.3群樁的剛度系數(shù)計算 193.1.4樁頂位移及樁基礎(chǔ)內(nèi)力計算 193.2橫向荷載下單樁的內(nèi)力和位移計算 203.3單樁軸向承載力檢算 233.4墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算 243.5群樁基礎(chǔ)的承載力和位移檢算 243.8樁身截面配筋計算 27第4章初步的施工組織設(shè)計 314.1基礎(chǔ)的施工工藝流程 314.2主要施工機具 324.3主要工程數(shù)量和材料用量 334.4保證施工質(zhì)量的措施 334.4.1成孔質(zhì)量控制 334.4.2成樁質(zhì)量控制 34第1章概述1.1工程概況和設(shè)計任務(wù)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。該地區(qū)地震設(shè)防烈度為VI度，不考慮地震設(shè)防問題。橋梁及橋墩部分的設(shè)計已經(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2276kN，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。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。圖1－1橋梁跨中縱斷面示意圖圖1－2全橋總布置圖圖1－3圓端形橋墩構(gòu)造圖圖1－4空心橋墩構(gòu)造圖圖1－530號橋墩鉆孔柱狀圖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#、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。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。本設(shè)計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)計已經(jīng)完成，本課程設(shè)計的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)的設(shè)計與檢算。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)計和計算工作，具體要求如下：（1）綜合分析設(shè)計資料，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)）的技術(shù)合理性進(jìn)行比較（限于課時，本次課程設(shè)計不考慮造價因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。（2）對選定的基礎(chǔ)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。（3）初步確定修筑基礎(chǔ)的施工方案。（4）將以上全部成果整理成設(shè)計計算說明書和設(shè)計施工圖。設(shè)計計算說明書應(yīng)制作成Word文檔。整個說明書應(yīng)滿足計算過程完整、計算步驟清楚、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。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。我需要完成的是30號橋墩的基礎(chǔ)設(shè)計任務(wù)，30號橋墩的位置和鉆孔柱狀圖如圖1－５所示。1.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料本段線路通過構(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100~200m，山頂覆蓋新黃土或風(fēng)積砂，溝谷發(fā)育。根據(jù)巖土工程勘察報告，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，各橋位的地層分布詳見鉆孔柱狀圖（圖1－5~圖1－12）。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。表1－1地層的主要物理、力學(xué)參數(shù)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砂巖為強風(fēng)化泥巖和強風(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。②新黃土不需要考慮濕陷性。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給，局部受地表水補給。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。地表河流為常年流水，設(shè)計頻率水位1122.60m，設(shè)計流速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。該橋所在地區(qū)的基本風(fēng)壓為800Pa。1.3設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)除本指導(dǎo)書外，還包括相關(guān)的規(guī)范、設(shè)計手冊及參考書。例如：（1）鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（TB10002.5-2005）（2）鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（TB10002.1-2005）（3）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（TB10002.3-2005）（4）鐵道第三勘察設(shè)計院編．鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊－橋涵地基和基礎(chǔ)（5）西南交通大學(xué)巖土工程系編．橋梁基礎(chǔ)工程第2章方案設(shè)計（或初步設(shè)計）2.1地基持力層的選擇地基持力層選擇W2泥巖層。設(shè)計承臺為長9m，寬7m，高2.5m的長方體，承臺頂面標(biāo)高1141.55m。2.2荷載計算2.2.1主力計算2.2.1.1恒載計算由橋跨傳來的恒載壓力等跨梁的橋墩，橋跨通過橋墩傳至基底的恒載壓力N1為單孔梁重及左右孔、梁跨中間的梁上線路設(shè)備，人行道的重量，即（2）頂帽重量頂帽體積頂帽重量墩身重量墩身的高度墩身重量分3部分計算，分別是上下兩實臺柱體和中間的環(huán)狀實體。墩身重量承臺重量承臺體積：承臺重量：承臺上土重量因為設(shè)計承臺頂面與地面相平，故可不計承臺上土的重量，即作用在承臺底上的恒載2.2.1.2活載計算（1）列車豎向靜活載圖2-1四種加載方式①單孔重載根據(jù)∑M=0.可得支點反力R1為作用在承臺底的豎向活載為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②單孔輕載支點反力R2為作用在承臺底的豎向活載為R2對承臺底x-x軸的力矩M活2為③雙孔重載根據(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，

由G1=G2解得x=6.81m。則支點反力R3、R4為作用在承臺底的豎向活載為R3、R4對承臺底x-x軸的力矩M活3為④雙孔空車荷載支點反力作用在承臺底的豎向活載為R3、R4對承臺底x-x軸的力矩（2）離心力因該橋為直線橋所以離心力為0。（3）橫向搖擺力橫向搖擺力取為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。（4）活載土壓力因橋墩兩側(cè)沒有土體，所以活載土壓力為0。2.2.2附加力計算（1）制動力（或牽引力）①單孔重載與單孔輕載的制動力（或牽引力）因單孔重載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H1對承臺底x-x軸的力矩MH1為②雙孔重載的制動力（或牽引力）左孔梁為固定支座傳遞的制動力（或牽引力）右孔梁為滑動支座傳遞的制動力（或牽引力）傳到橋墩的制動力（或牽引力）故雙孔重載采用的制動力（或牽引力）為H2對承臺底x-x軸的力矩MH2為MH2=KN·M（2）縱向風(fēng)力①風(fēng)荷載強度其中K1根據(jù)長邊迎風(fēng)的圓端形截面l/b＞1.5由課本表2-8查得為1.1；K2根據(jù)軌頂離地面的高度內(nèi)插得K2=1.19；K3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K3=1.23。②頂帽風(fēng)力H3-1對承臺底x-x軸的力矩MH3-1為注：頂帽風(fēng)力的合力作用點近似取為據(jù)承臺底以上18cm處。③墩身風(fēng)力H3-2對承臺底x-x軸的力矩MH3-2為④縱向風(fēng)力在承臺底產(chǎn)生的荷載（3）流水壓力因該橋墩不處于水流中所以流水壓力為02.2.3荷載組合（1）單樁軸向承載力檢算最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。（2）墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。（3）樁身截面配筋計算最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。（4）群樁基礎(chǔ)的承載力檢算最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。因為該設(shè)計墩臺不處于水流中，故常水位和設(shè)計水位的組合一樣。單孔重載：雙孔重載：2.3基礎(chǔ)類型的比選根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、施工難易程度以及施工條件等等，經(jīng)過綜合考慮后決定以下三個可能的基礎(chǔ)類型，進(jìn)行比較選擇，采用最佳方案?；A(chǔ)類型方案比較淺基礎(chǔ)一般指基礎(chǔ)埋深小于基礎(chǔ)寬度或深度不超過5m的基礎(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。低承臺樁基穩(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。高承臺樁基當(dāng)常年有水，且水位較高，施工不易排水或河床沖刷較深，在沒有和不通航河流上，可采用高承臺樁基。有時為了節(jié)省圬工和便于施工，也可采用高承臺樁基。然而在水平力的作用下，由于承臺及部分樁身露出地面或局部沖刷線，減少了及自由段樁身側(cè)面的土抗力，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。由設(shè)計資料中的橋墩鉆孔柱狀圖可知，所要設(shè)計的30#墩臺基礎(chǔ)位于新黃土層中，持力層初步設(shè)定在W2泥巖層。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。30#橋墩所處位置無流水，施工較容易，上部荷載較大。并結(jié)合自己所掌握的知識選擇了低承臺樁基。2.4基礎(chǔ)尺寸的擬定2.4.1選定樁基礎(chǔ)的類型承臺底面的標(biāo)高為1141.55－2.5=1139.05m。因為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。根據(jù)地質(zhì)條件和各種類型樁基礎(chǔ)具有的不同特點，綜合分析后選用鉆孔灌注樁。樁端持力層W2泥巖為微風(fēng)化泥巖，再初步結(jié)合樁的埋置深度這里選用柱樁2.4.2擬定樁長和樁徑鉆孔灌注樁的設(shè)計樁徑（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1.25m。初步選擇樁端持力層在W2泥巖層內(nèi)，取柱樁25.5m,則該樁在新黃土層中深度為4.0m,在W4泥巖層中深度為6.9m,在W3泥巖中深度為13.6m，在W2泥巖層中深度為1.0m。2.4.3估算樁數(shù)，擬定布樁形式單樁軸向容許承載力的確定：，由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》6.2.2得該摩擦型鉆孔灌注樁的容許承載力為取成孔樁徑d=1.3m所以U=1.3π;取C1=0.5，C2=0.04。作用于承臺底面的最大豎向荷載(雙孔重載)估算所需樁數(shù)故初取n=8根由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》：鉆孔灌注樁的中心距不應(yīng)小于2倍成孔樁徑，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0.3d，且不得小于0.5m。對于鉆孔灌注樁，d為設(shè)計樁徑。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):本設(shè)計采用梅花式：樁和承臺的平面布置圖第3章技術(shù)設(shè)計3.1樁基礎(chǔ)的平面分析3.1.1b0、m、α的確定（1）查規(guī)范：求計算寬度b0=0.9（d+1）=0.9×(1.25+1)=2.025m（2）地基系數(shù)Cy的比例系數(shù)m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。假設(shè)按彈性樁設(shè)計，hm=2（d+1）=2(1.3+1)=4.6m.該影響深度范圍內(nèi)有兩層土：4m的新黃土和0.6mW4泥巖。需進(jìn)行換算：查規(guī)范可得m1=15000kPa/m2，m2=7500kPa/m2。求出m=13.17MPa。由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》：當(dāng)樁基由位于橫向力所在豎直平面內(nèi)的數(shù)根樁組成，且由承臺板連接時，應(yīng)對求出的換算比例系數(shù)進(jìn)行折減因為h0=3(d+1)=6.9mL0=3-1.3=1.7m<0.6h0=0.6×6.9=4.14m構(gòu)件數(shù)n=3,故C=0.5，代入得折減后（4）求樁的橫向變形系數(shù)樁的橫向變形系數(shù)C30混凝土受壓彈性模量Eh=3.2×104MPa樁的樁截面受撓剛度代入公式有樁的橫向變形系數(shù)樁位于地面以下的長度為25.5m，﹥，所以應(yīng)該按彈性樁設(shè)計,假設(shè)正確。3.1.2單樁的剛度系數(shù)計算單樁的軸向剛度系數(shù)可按下式求得其中：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：故D=3m，由查表有3.1.3群樁的剛度系數(shù)計算是對于低承臺樁基，承臺完全處于新黃土中，因此，承臺的計算寬度為：承臺地面處的地基系數(shù)Ch=mh,h可近似取承臺高度2.5m,故所以3.1.4樁頂位移及樁基礎(chǔ)內(nèi)力計算計算承臺地面原點O處的位移α、b、β（1）對于雙孔重載：N=23340.77kNM=20497.59kN.mH=678.86kN承臺位移為：故作用在任一根樁頂處的軸向力Ni、橫向力Qi和力矩Mi為：豎向力：水平力：彎矩：（2）對于單孔重載：N=22263.69kNM=21119.0kN.mH=678.86kN承臺位移為：故作用在任一根樁頂處的軸向力Ni、橫向力Qi和力矩Mi為：豎向力：水平力：彎矩：3.2橫向荷載下單樁的內(nèi)力和位移計算對于低承臺樁基礎(chǔ)的基樁，分析其在橫向力作用下的內(nèi)力和位移時，近似地把承臺底面視為地面。如右圖所示：由上面的計算可知在最不利橫向荷載（單孔重載）下，單樁樁頂橫向位移X0=a=152.4×10-5m，對應(yīng)的橫向水平力Q0=-23.65KN單樁樁頂轉(zhuǎn)角β0=-64.26×10-5rad，對應(yīng)的彎矩M0=459.87KN根據(jù)簡化算法求任意深度y處的單樁內(nèi)力和位移：彎矩:剪力:樁側(cè)土橫向壓應(yīng)力:帶入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，且。上述計算公式并將隨深度變化的各系數(shù)值在excel里列出，并計算和繪圖ayyAmBmAqBqAxBxAcBcMyQyCxyXxy0.000.000.0001.0001.0000.0002.4411.6210.0000.000459.873-23.6500.000152.7570.100.170.1001.0000.988-0.0082.2791.4510.2280.145453.154-24.6614.359135.0780.200.340.1970.9980.956-0.0282.1181.2910.4240.258445.717-27.1427.651118.5890.300.510.2900.9940.905-0.0581.9591.1410.5880.342437.629-30.7929.995103.2730.400.680.3770.9860.839-0.0961.8031.0010.7210.400428.105-35.38211.50089.1120.500.850.4580.9750.761-0.1371.6500.8700.8250.435417.604-40.17412.27375.9860.601.020.5290.9590.675-0.1821.5030.7500.9020.450405.476-45.42512.41964.0830.701.190.5920.9380.582-0.2271.3600.6390.9520.447391.586-50.51012.01753.1960.801.360.6460.9130.458-0.2711.2240.5370.9790.430376.461-54.70011.20043.2730.901.530.6890.8840.387-0.3121.0940.4450.9840.400360.236-59.65710.00034.4531.001.690.7230.8510.289-0.3510.9700.3610.9700.361342.775-63.6538.55826.4931.101.860.7470.8140.193-0.3840.8540.2860.9400.315324.148-66.7246.93419.4791.202.030.7620.7740.102-0.4130.7460.2190.8950.263304.745-69.2665.16113.2911.302.200.7680.7320.015-0.4370.6450.1600.8380.208285.027-71.0943.3397.9461.402.370.7650.687-0.066-0.4550.5520.1080.7720.151264.534-72.0921.4913.3051.502.540.7550.641-0.140-0.4670.4460.0630.6990.094244.052-72.284-0.317-0.2611.602.710.7370.594-0.206-0.4740.3880.0240.6210.039223.647-71.856-2.019-3.9491.702.880.7140.546-0.264-0.4750.317-0.0080.540-0.014203.119-70.647-3.625-6.5621.803.050.6850.499-0.313-0.4710.254-0.0360.457-0.064183.453-68.840-5.104-8.8331.903.220.6510.452-0.355-0.4620.197-0.0580.375-0.110164.124-66.390-6.431-10.4852.003.390.6140.407-0.388-0.4490.147-0.0760.294-0.151145.915-63.505-7.569-11.7772.203.730.5320.320-0.432-0.4120.065-0.0990.142-0.219111.416-56.475-9.357-13.1082.404.070.4430.243-0.446-0.3630.003-0.1100.008-0.26581.985-48.212-10.388-13.3432.604.410.3550.175-0.437-0.307-0.040-0.111-0.104-0.29056.626-39.360-10.725-12.7052.804.750.2700.120-0.406-0.249-0.069-0.105-0.193-0.29537.044-30.705-10.413-11.4683.005.080.1930.076-0.361-0.191-0.087-0.095-0.262-0.28421.983-22.380-9.590-9.9423.505.930.0510.014-0.200-0.067-0.105-0.057-0.367-0.1993.012-6.116-5.674-5.0334.006.780.0000.000-0.0010.000-0.108-0.015-0.432-0.0590.0000.0240.1610.094將上表的計算結(jié)果繪圖：=1\*GB3①單樁在橫向力作用下剪力隨樁換算入土深度變化圖：（單位：kN）可見當(dāng)y=0.95m時，剪力為0=2\*GB3②單樁在橫向力作用下樁身My隨ay變化圖(單位:kN?m)當(dāng)剪力為-0.71kN時，有最大彎矩135.97KN·m=3\*GB3③樁側(cè)土橫向壓應(yīng)力σxy隨ay的變化(單位：kPa)可見，當(dāng)y=1.81m時，有最大應(yīng)力=5.94kpa.=4\*GB3④樁身截面的橫向位移Xy(×105)隨樁換算入土深度y變化圖：（單位:m）3.3單樁軸向承載力檢算根據(jù)上面的計算可知單樁的軸向容許承載力為：[P]=4655.84N；最不利時為雙孔重載時的樁頂內(nèi)力：有N=4264.14kN；對于柱樁軸向承載力的檢算：式中[N]—樁頂軸向壓力；G—樁的自重。[P]-按巖石阻力的計算確定的單樁受壓容許承載力其中有4264.14+846.17=5110.31kN≤1.2×4655.84=5587.0kN(主力+附加力組合[p]可提高20%),通過驗算。3.4墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算取此時的最不利荷載荷載組合是單孔重載的情況。墩頂彎矩墩頂水平力墩身風(fēng)力對于彈性樁有其中為地面處即承臺的水平位移，為樁在地面處的轉(zhuǎn)角，h'為承臺底到支撐墊石頂?shù)母叨?，有為地面墩臺身變形引起的墩臺頂水平位移位于地面上的墩臺可以看做彈性懸臂梁來處理，,（取墩身中的截面的慣性值）由材料力學(xué)可知mm可見墩臺頂?shù)乃轿灰茲M足要求。3.5群樁基礎(chǔ)的承載力和位移檢算群樁基礎(chǔ)承載力檢算：由《鐵路橋涵地基基礎(chǔ)規(guī)范》，基地應(yīng)力應(yīng)滿足下式：。柱底處地基容許應(yīng)力：[σ]=[p]=4655.84kPa；用最不利荷載（雙孔重載）時，有N=23340.77kN,M=20497.59kN·m,H=678.86kN;式中：故∴滿足要求3.6群樁基礎(chǔ)沉降檢算

群樁基礎(chǔ)沉降量可按分層總和法進(jìn)行計算，計算時同樣將樁基礎(chǔ)簡化為如前所述的實體深基礎(chǔ)，計算荷載僅考慮恒載，即：N恒=20367.27KN；作用于實體深基礎(chǔ)底面的自重應(yīng)力僅考慮土層的重力.且每根樁的成孔樁底面積有附加應(yīng)力：樁下有W2泥巖4.7m.由規(guī)定每層土不能超過0.4b=0.4×9=3.6m,將土層分為5層。且由可見第一層，查表內(nèi)插有第二層，查表內(nèi)插有第三層，查表內(nèi)插有第四層，查表內(nèi)插有第五層，查表內(nèi)插有五層均處于W2泥巖中，Esi=500Mpa.代入基礎(chǔ)沉降計算公式：因為五層土均大于20Mpa，故偏安全取ms=1.0來計算，有：第一層：第二層：第三層：第四層：第五層：故群樁基礎(chǔ)的總沉降：可見群樁基礎(chǔ)沉降通過檢算。3.7樁身截面配筋計算（1）最不利荷載組合為縱向主+附，單孔重載，此時樁頂最大豎向力N=4168.09kN，M=459.87kN·m計算偏心距樁的半徑r=1250/2=625mm，對于C30混凝土，保護(hù)層取，則取樁的計算長度為故樁的長細(xì)比：＞7，所以，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)其中故考慮偏心距增大系數(shù)后的偏心距為：（2）計算配筋率采用C30混凝土，鋼筋擬采用HRB335鋼筋，即：；計算受壓區(qū)高度系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗公式得：采用試算法列表計算，根據(jù)規(guī)范，系數(shù)A、B、C、D查附表所得：0.481.1110.614-0.11.908-0.008191226074.45463341681.4574027430.491.1420.621-0.051.905-0.008201546200.05053441681.4875361170.51.1740.62701.902-0.008202226325.89843841681.5177299510.511.2050.6330.481.897-0.008893486028.25621541681.446318670.521.2360.6390.0961.891-0.008173536578.87844441681.57842573由表中計算可見，當(dāng)時，計算縱向力與設(shè)計值相近，且大于設(shè)計值。且強度不要求配筋.現(xiàn)按構(gòu)造要求?。海?）配筋并繪制基樁構(gòu)造及鋼筋布置圖根據(jù)灌注樁構(gòu)造要求，橋梁樁基主筋宜采用光圓鋼筋，主筋直徑不宜小于16mm，凈距不宜小于120mm，且任一情況下不得小于80mm，主筋凈保護(hù)層不應(yīng)小于60mm。在滿足最小間距的情況下，盡可能采用單筋、小直徑的鋼筋，以提高樁的抗裂性，所以主筋采用I級鋼筋。樁身混凝土為C30，根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，取=0.5%,則鋼筋的面積為：現(xiàn)選用18根的HRB335鋼筋，鋼筋的面積為：；采用對稱配筋，則主筋凈距為：，符合要求。實際配筋率為：繪制圖形樁基礎(chǔ)圓截面配筋圖樁基礎(chǔ)正截面配筋圖第4章初步的施工組織設(shè)計4.1基礎(chǔ)的施工工藝流程施工方法：泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁。直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠、灌注混凝土而成（1）施工準(zhǔn)備:施工準(zhǔn)備包括：選擇鉆機、鉆具、場地布置等。鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機的應(yīng)用條件來選擇。（2）樁位放線:=1\*GB3①樁位放線依據(jù)：建設(shè)單位提供的放線依據(jù)和設(shè)計圖紙要求。=2\*GB3②.樁位放線：依據(jù)放線依據(jù)采用經(jīng)緯儀、鋼尺，以通視測量法放出軸線、樁位，確保軸線、樁位的位置準(zhǔn)確。=3\*GB3③.樁位檢測：放出樁位后，填寫放線記錄與技術(shù)復(fù)核，報請總包、監(jiān)理驗收，驗收通過后，準(zhǔn)備開始施工。=4\*GB3④．樁位復(fù)測：施工期間對樁位定期復(fù)測，如發(fā)現(xiàn)問題會同有關(guān)人員及時處理解決。（3）開挖泥漿池、排漿溝（4）護(hù)筒埋設(shè)鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌。當(dāng)鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持壁地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，能為孔壁、防止坍孔。護(hù)筒除起到這個作用外，同時好有隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。制作護(hù)筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護(hù)筒要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大（旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm），每節(jié)長度約2~3m。一般常用鋼護(hù)筒。（5）鉆機就位，孔位校正安裝鉆孔機的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機推平，在墊上鋼板或枕木加固。為防止樁位不準(zhǔn)，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機，對有鉆塔的鉆孔機，先利用鉆機的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機架頂起，準(zhǔn)確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒中心在一垂線上，以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準(zhǔn)樁位后，用枕木墊平鉆機橫梁，并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風(fēng)繩。（6）泥漿制備鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護(hù)壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進(jìn)速度。（7）成孔鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應(yīng)及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應(yīng)實事先規(guī)劃好，既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠(yuǎn)和相互干擾。（8）清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達(dá)到設(shè)計要求深度后，應(yīng)對孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計要求時，應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當(dāng)孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；當(dāng)孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應(yīng)用。通?？刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設(shè)備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩(wěn)定土層中應(yīng)慎重使用。其原理就是用壓縮機產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機管道將泥渣吹出。（9）下鋼籠和混凝土導(dǎo)管（10）灌注水下混凝土清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。（11）成樁綜合上面詳細(xì)施工工藝，得出工藝流程如下：場地準(zhǔn)備成孔檢測泥漿制備，鉆進(jìn)鉆機就位埋設(shè)護(hù)筒樁位放樣場地準(zhǔn)備成孔檢測泥漿制備，鉆進(jìn)鉆機就位埋設(shè)護(hù)筒樁位放樣基樁檢測，完基樁檢測，完樁頭處理混凝土施工安放鋼筋籠安放導(dǎo)管清孔樁頭處理混凝土施工安放鋼筋籠安放導(dǎo)管清孔4.2主要施工機具主要機具設(shè)備：回轉(zhuǎn)鉆機?；剞D(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動鉆機的回轉(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。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是以鉆機的回轉(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（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)排渣方式。正循環(huán)和反循環(huán)示意圖4.3主要工程數(shù)量和材料用量直徑根數(shù)單根長容重(kg/m)總長總重（kg）受力縱筋22.0018.0025.52.00459918環(huán)向箍筋8.00100.003.50.40350140骨架鋼筋22.0010.003.502.0035.0070.00承臺力筋橫向20.00