橋梁樁基礎設計計算部分

1、實用標準文檔文案大全一方案比選優(yōu)化公路橋涵結構設計應當考慮到結構上可能出現(xiàn)的多種作用，例如橋涵結構構件 上除構件永久作用（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)要求這時應該按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，結合相應的設 計狀況進行作用效應組合，并取其最不利組合進行計算。永久作用標準值效1、按承載能力極限狀態(tài)設計時，可采用以下兩種作用效應組合（1）基本作用效應組合?；窘M合是承載能力極限狀態(tài)設計時,應與可變作用標準值效應的組合，基本組合表達式為(1-1)(1-2)丫 °-橋梁結構的重要性系數(shù)，按結構設計安全等級采用，對于公路橋梁，安全等級一級、二級、三級，

2、分別為1.1、1.0和0.9 ;Y。-第i個永久荷載作用效應的分項系數(shù)。分項系數(shù)是指為保證所設計的結構具有 結構的可靠度而在設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。當永久作用效應（結構重力和預應力作用）對結構承載力不利時，丫Gi = 1.2 ；對結構的承載能力有利時，丫 Gi = 10；其他永久作用效應的分項系數(shù)詳見公路橋規(guī)；丫 Q1汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）的分項系數(shù) ，取丫 Q1= 1.4 ；當某個可 變作用在效用組合中，其值超過汽車荷載效用時，則該作用取代汽車荷載，其 分項系數(shù)應采用汽車荷載的分項系數(shù)；對專門為承受某種作用而設置的結構或 裝置，設計時該作用的

3、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。YQ-在作用效應組合中除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）、風荷載以外的其他第j個可變作用效應的分項系數(shù)，取丫 Q匸1.4,但風荷載的分項系數(shù)取丫 Q1二 1.1 ；Sk、Sd第i個永久作用效應的標準值和設計值；SQjk -在作用效應組合中除汽車荷載效應（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j個可變作用效應的標準值；Sd-承載能力極限狀態(tài)下，作用基本組合的效應組合設計值，作用效應設計值等于作用效應標準值Sd與作用分項系數(shù)的乘積。SQ1k、SQ1d-汽車荷載效用含汽車沖擊力、離心力）的標準值和設計值；&

4、#169; C-在作用效應組合中，除汽車荷載效應效應（含汽車沖擊力、離心力）以外其他 可變作用效應的組合系數(shù)，當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與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標 準值效應相組合。偶然作用的效應分項系數(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

5、程經(jīng)驗取用適當?shù)拇碇怠５卣鹱饔脴藴手导捌浔磉_式按現(xiàn)行公路工程抗震設計規(guī)范中的規(guī)定采用。表1-1永久作用效應的分項系數(shù)序號作用類型永久作用效應的分項系數(shù)對結構的承載能 力不利時對結構的承載能力有利時1混凝土和垢工結 構重力（包括結構 附加重力）1.21鋼結構重力（包括 結構附加重力）1.10 或 1.2012預加力1.213土的重力1.214混凝土的收縮及 徐變115土側壓力1.416水的浮力117基礎 變位 作用混凝土 和垢土 結構0.50.5鋼結構111.1上部荷載計算永久荷載主要考慮樁基礎上部結構的自重荷載，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=預應力T型梁重+

6、 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/mGt梁 =205.96 X 26=5354.96KN2墩身重單位體積重24KN/m,貝墩身體積!3.14 X ' : /4 X 15.14=30.43 ''墩身重量 Go =24 X 30.43=730.32 KN3蓋梁重單位體積重24KN/m體積:V1=11.95 X 0.85 X 2=20.32 'V 2= (11.95 X 2-1.35 X 2)/2 X 0.85 X 2=18.02 小V 3=2 X 0.35 X 0.5 X 2=0.75蓋梁

7、體積 V改良體積= V1 +V2 +Va=20.32+18.02+0.75=39.09 時G =蓋架 24X 39.09=938.16KN4系梁重單位體積重24KN/m系梁體積 Vr梁體積=7.25 X 1.8 X 1.5=19.58 m 3系梁重量 Gc梁=24X 19.58=469.92 KN5橋面鋪裝單位體積重26KN/m橋面鋪裝體積 V橋面鋪裝G喬面鋪裝=38.27 X 26=995.02 KN36防撞墻單位體積重24KN/m；防撞墻體積V防撞墻=21.06m撞墻=21.06 X 24=505.44 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梁/

8、2+G喬面鋪裝/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 KN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

9、?。簶蛄河嬎憧鐝叫∮诨虻扔?5訥寸，Pk=180 KN算跨徑等于或大于50m寸，Pk=360KN橋梁計算跨徑在5m50之間時Pk值采用直線內(nèi)插求得。計算剪力效應時，上述集中荷載標準值R應乘以1.2的系數(shù)。R=180+180/45 X( 30-5) =280KNqk =10.5 (KN / m )計算剪力效應時集中荷載標準值Pk乘以1.2 ；汽車荷載 P =280X 1.2+10.5 X 30=651 KN(2) 汽車沖擊力據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范JTCD-60-2004,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表示結構基頻(HZ);當 f V 1.5HZ

10、 時，卩=0.05 ;當 f > 14HZ 時，卩=0.45;當 1.5HZW f < 14 HZ 時，卩=0.1761 nf-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N仁651X 0.228=148.43 KN(3) 汽車制動力一個設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燦算，但公路一I級汽車荷載的制動力標準值不得 小于165KN10% 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

11、荷載(KN)汽車沖擊力(KN汽車制動力(KN)可變何載651148.43322(4) 偶然荷載本合同段區(qū)內(nèi)50年超越概率10%勺地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應譜 特征周期小于0.35s，對應地震基本烈度小于切度，故地震力可不進行計算。上部荷載總算據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范JTCD-60-2004;為 S陽=© (工 rGiGik + 旬 *1 )a(1-4)其中：丫 0=1.1 ; 丫 Qj =1.2 ; S q1=1.4 ;豎向荷載 P=1.1 X( 1.2 X 4862.07+1.4 X (651+148.43+322)=8144.94KN橫向荷載P=322X 1.4=4

12、50.80KN彎矩=2690.625表1-3樁頂上部荷載總算表豎向荷載(KN)水平荷載(KN)彎矩(KNf)8144.94450.802690.6252.1方案一：單排墩柱式樁基礎(1)工程地質介紹總體上橋位區(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，巖石風化強烈，全風化層厚度大，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，橋位中風化基巖埋深大，且 受地域地質影響，中風化花崗巖巖體破碎，橋位洼地內(nèi)地下水位埋深淺，中風化基巖雖破碎，但飽和單軸抗壓強度高，可作為樁基的持力層?；A類型的選擇選擇樁基礎是，根據(jù)設計要求和現(xiàn)場的條件，并考慮

13、各種不同情況，包括荷載的大 小和性質、地質和水文地質條件、料具的用量價格(包括料具的數(shù)量)、施工難易程度、物質供應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類型，進行比較選擇，采用最佳方案高承臺樁基礎。本設計樁基礎，因為有很好的承載 力的持力層，按柱樁進行設計計算。淺基礎：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，無需復雜的施工設備， 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

14、于旱地、淺水灘或季節(jié)性河流的墩臺， 當沖刷不深，施工排水不太困難時，選用低承臺樁基有利于提高基礎的穩(wěn)定性。高承臺：由于承臺位置較高或設在施工水位以上， 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：沉井基礎占地面積小，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

15、礎設計規(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）。一般情況下樁基礎設計需經(jīng)過以下步驟：（1）通過環(huán)境條件、結構荷載條件、 地質施工條件、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）驗算樁身結構強度。本設計根據(jù)實際情況做出以下計算。樁基礎的設計（1）樁身設計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：初步選定樁徑為1.80m。3. 樁長：由于設計樁為端承樁，根據(jù)（JTJ024-85.公路橋涵與基礎設計規(guī)范第條）；當河床巖層有沖刷時，樁基須嵌入基巖，按樁底嵌固設計，其應嵌入 基巖的

16、深度按下式計算；(2-1)圓形樁:在基巖頂面處的彎矩（* '）；'樁嵌入基巖中（不計風化層）的有效深度不得小于0.5m；“一一天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（kpa）；門鉆孔樁的設計直徑（m ；八一一系數(shù)，廠|川根據(jù)巖層側面構造而定，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.公路橋涵與基礎設計規(guī)范 第條）；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）；&天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（Kpa）；力樁

17、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計直徑采 用；a樁底橫截面面積（m）對于鉆孔樁和管樁按設計直徑采用；c CZ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)C、C2值條件C良好的0.60.05一般的0.50.04較差的0.40.03注：1當h v0.5m時，C米用表列數(shù)值的0.75倍，G=0;2對于鉆孔樁，系數(shù)C、Q值可降低20%采用；取C=0. 4 X 0.8=0.32 ; C2=0.03 X 0.8=0.024 ; 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C1C2(Kpa)列訐）U(m)h(m)0.320.

18、024350002.542.651.6p=（0.32 X 2.54+0.024 X 5.65 X 1.6） X 35000=35920.64KN滿足上部荷載的要求；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S由樁身壓縮 變形星和樁端土的壓縮變形冰組成，本設計為端承樁，故計算公式為：NI Ny = AC + A/C= + (2-3)EA C.A式中：N作用于樁頂?shù)呢Q向壓力（KN，樁自重對訂 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 X 104 Mpa；l樁的長度（m），實際樁長為23.06+1.6=24.66m ；樁底處巖層的豎向抗力地

19、基系數(shù)，根據(jù)（JTG63-2007公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 表取值，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)C0編號瓦（Kpa）CO （KN/m）10003000002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 標準值；當1000V RaV 25000時，可用直線內(nèi)插法確定 G。表2-4沉降計算表N(kN)8144.94E(Kpa)2.8 xl0?NlNl(m)24.66s =+5.05 (mm匕(kN/亦)15000000EA C AA(亦)2.54由于2.0

20、=9.9mm沉降滿足規(guī)范要求單樁內(nèi)力及變位計算；厶璽位好/析&軸綾 /*右EEfEI地向戒同P部沖刷続£01一 QH圖1柱頂自由，樁底嵌固在基巖中的單排樁式橋墩根據(jù)(建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008)第: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b° ;圓形單樁：bo=0.9(d+1)k ;(2-4)其中k為構件相互影響系數(shù)；bo=0.9 X( 1.8+1 ) X 1.0=2.52(2) 計算樁基變形系數(shù)；a 二I El(2-5)式中m樁側土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù);b 0樁身的計算寬度；El樁身抗彎剛度，

21、按該規(guī)范第條的規(guī)定計算；對于鋼筋混凝土樁，EI=0.85EcI°其中E為混凝土彈性模量，I。為樁身換 算截面慣性矩：圓形截面為I°=Wdo/2 ;查規(guī)范建筑樁基技術規(guī)范Kpa；JGJ94-2008表取m=100000KN/m, Eh=2.8 X 1071.8'El=0.8 ' '0.8 X 2.8xlO'x764=1.154 x 1°朋 2.7口二冷叭舊=0.47 ；樁在最大沖刷線以下深度h=14.66m,其計算長度為=0.47 X 14.66=6.892.5所以應該按彈性樁設計。(3) 因為地面與最大沖刷線重合，樁(直徑1.8m)

22、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N，Q，M及最大沖刷處樁頂上外力Nd，Q，M.的關系如下;N= 8144.94+8.4 X 38.15 X 1.2=8529.49KN ；Q=Q=450.80 KN=Fb;M= M=2690.625J(4) 最大沖刷線(即樁頂)處樁變位X。，©。計算；已知:=0.47 ；EI=1.154 X ； 2.當樁置于巖石類土且>3.5時，取Kh=0； h計算長度=6.89>4，按h計算長度=4n計算, 查JTGD63-200公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范表計算樁身作用效應無量綱 系數(shù)用表得：A=-

23、5.85333 ； B=-5.94097 ； G=-0.92667 ； D1=4.54780 ； A=-6.53316 ；B 2=-12.15810 ； C2=-10.60840 ； D2=-3.76647 ； A=-0.80848 ； B3=-11.73066G=-15.61050C 3=-17.91860 ; D3=-15.07550 ; A=9.24368; B=-0.35762 ;D 4=-23.14040 ;H 0=1作用時； x 場D a El(2-6)=2.01110-6m1A.2.D A D->aEl APx-AsBz(2-7)M°=1作用時;=6.29810-

24、7radI 、na -El 4同AB2(2-8)=6.29810-7m(2-9)(2-10)_ I v MG?aEIX7=3.20410 rad。的計算；如=IlA + A/Q粘-6-7=2.60mm<6mm(符合n法要求)汁二廠(2-11)=_ -7-7)=_11.4610-4rad(5) 最大沖刷線(即地面)以下深度 Z處樁截面上的彎矩M及剪力Q的計算;(2-12)Qz CC(Xo4 + 艮 + - ¥曇 C； H¥窩 D耳) a a Ei a El(2-13)式中無量綱系數(shù)A, B, C3,，D3與A，B4，C4，D4,查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎

25、設計規(guī)范表計算樁身作用效應無量綱系數(shù)用表得，M與Q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M圖圖3剪力QZ圖表2-5 M z值計算列表wop27E91mpMicrosoft Excel 1.xIsx表2-6 Qz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,頂端位移可應用疊加原理計算。 設樁頂?shù)乃?位移為，它是由下列各項組成：樁在地面處的水平位移 、地面處轉角© 0所引起 的樁頂?shù)乃轿灰?#169;。1°、樁露出地面段作為懸臂梁樁頂在水平力 H以及在M乍用下產(chǎn) 生的水平位移。，即払三A4麵尿+九)+ A仆(

26、2_13)h計h2=0+8.4=8.4 (m)；n=liEi/EI=(1.6/1.8)4=0.624;n：樁式橋墩上段抗彎剛度Eili與下段抗彎剛度EI的比值，Eli=E)li；EI=0.8E。1 , 其中曰為樁身混凝土抗壓彈性模量，I 1為樁上段毛截面慣性矩；式中：+ nhh2(h + fe)| + hj + nh(2h2 + A,)''- '(橋墩) (2-14)=8.4)+8.4 2=32mm;A = xq 鬲(力2 + ftj) + Ao-4=1.879_( _9.65510 8.4)+32=33.89mm;代入數(shù)據(jù)解=3.4cm< =0.5=27.4cm

27、 ;符合設計要求。(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：H=H=450.8KNM=M+H 0A地面以下樁身最大彎矩;Mmax=H0/a m H+Mlnrn(2-15)確定最大彎矩位置；由 Q=0得；im十=7.75 ;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-5 ;當ay=0.5時，i m=6.931? 11.667, im十在其之間，故為最大彎矩位置，再據(jù) =4.0m, ay=0.4 ;查附表m-3,， m-4得到；m尸0.86 ； m=0.378 ；Mnax八:；地面至最大彎矩斷面距離；ym=ay/a=0.5/0.47=1.06

28、m ；樁側土壤最大應力計算：Qmax=a2/b 0( Ht/a+MoQ)( 2-16)確定最大應力位置；I(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ay=0.7時，im=1.557? 20.538，im十在其之間，故為最大應力位置，再據(jù) =4.0m, ay=0.7 ;查附表m-6,， m-7得到；Qh=0.935 ;Q m=0.441 ;QmaX=0.472/2.52 ( )=210.43KN地面至最大應力斷面距離；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；l p=k1+l

29、 0( 2-17)其中：ki=5.37m； I。：樁的懸出長度取8.4m；Ip=ki+lo=5.37+8.4=13.77m;因為lp/D=13.77/1.8=7.65 7;固應考慮偏心距增大系數(shù)、;結構重要性系數(shù)1 ;采用混凝土 C25, fcd=11.5Mpa； HRB33級鋼筋抗壓強度設計值：Hi'：；混凝土保護層厚度取60mm擬采用© 25鋼筋(外徑28.4m);貝U: rs=1800/2- (60+28.4/2 ) =825.8mm g=rs/r=825.8/900=0.918 ;e0=M/N=3166.38/8144.94=0.389m; EI=1.154 X； 2

30、."1十一(y就瓷盤 1400 經(jīng)L 血(2-16)式中：e 0=0.389mmh°=r+r s=825.8+900=1725.8mm- 0.2+2.7e 0/h0=0.2+2.7 X 389/1725.8=0.81<1 ;- 1.15-0.011 p/h=1.15-0.01 X 13.77/14.66=1.14>1，取一 =1 ;將數(shù)據(jù)代入式(2-16 )得;-1000. 389L 7258(13, 77 / 1. x 0. 81 x 1=1.15 ;計算偏心距:二 =采用查表法計算(參考公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 (JTG D62-2004)附

31、錄 C-表);假設，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:r 冥 f- Dgr=-0.0238計算軸向力設計值；1L 5 5304 x 900 - 0. 8369 x 447280- 0. 5227 x 447 - 1.8711 x 0.918 x 900按構造配筋將數(shù)據(jù)代入式(2-17)得；嘰=0, 8369 x 9002 x 11.5 + (-0. 5227) x (-0. 0238) x 900* x 280=8078.26KN與實際作用軸向力設計值8144.94KN偏差在2%以內(nèi)，符

32、合設計規(guī)范；所以樁基只 需按構造配筋，根據(jù)規(guī)范要求，選配 28 0 25,鋼筋截面面積A=13745.2mrf。樁基礎工程概算；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置、泥漿船的使用、水上拌和站、施工棧橋等 也是需要考慮的問題。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，當水深w 1.5m、流速w O.5m/s的淺灘、且河床滲水性較小時，可采用土圍堰；水深w 3.0m、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w 2.0m/s也可采用竹籠、木籠鐵絲圍堰，否

33、則應考慮 采用樁基工作平臺。文件說明：結合本工程的實際情況，采用 4X 4X 6.5m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5X 4X 2m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)：公路工程預算定額；公路基本建設工程概算預算編制辦法。表2-7橋樁基礎費用計算表序號項目名稱單位工程量1成孔和灌注樁/n2605.802人工挖孔方139.203人工挖溝槽307.204鋼筋籠t92.255泥漿運送m3052

34、.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灌注樁工程量表疋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100'1.392352489.98114人工挖孔槽10肘30.72661.520321.28238鋼筋籠t92.253375.3311371.43240成孔和灌注樁10肘260.586111.61592560.73247泥漿運送10腫305.22811.7247747.072115鋼筋籠吊焊t90.2354.431966.88序22P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.

35、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疋額直接費分項工程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)工具增費疋額直接費的1%222647.384檢杳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%9542.036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施工圖預算疋額直接費的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

36、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(2)樁基礎設計(1) 樁身設計；根據(jù)本工程的特點，選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 X 104MPa(2) 驗算單樁承載力；根據(jù)(JTJ024-85.公路橋涵與基礎設計規(guī)范 第條)；將數(shù)據(jù)代入式(2

37、-2 );lP = (CA + C2Uh 戌，=(0.32 X 2.83+0.024 X 5.97 X 1) X 30000=31446.4KN 滿足上部荷載 的要求；其中：系數(shù)G, C2在表2-1中分別取0.4 , 0.03降低20%采用，即C=0.32 , Q=0.024。沉降計算根據(jù)簡化法計算單樁沉降量；將數(shù)據(jù)代入式(2-3 )中，計算結果如下表3-1 :表3-1沉降計算表N(kN)8144.942.66 (mmSEA + COAE(Kpa)2.8 xl0?l(m)24.06IS (kN/15000000A(亦)2.83由于S- 2.0=9.8mm沉降滿足規(guī)范要求單樁內(nèi)力及變位計算；根據(jù)

38、(建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008)第: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：bo=O.9 x( 1.9+1 )x 1.0=2.61(2) 計算樁基變形系數(shù)；a =/ El=0.47樁在最大沖刷線以下深度h=15.66m,其計算長度為=0.47 x 15.66=7.362.5所 以應該按彈性樁設計。(3) 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N , Q, M及最大沖刷處樁頂上外力2, Q, M.的關系如

39、下；N= 8144.94+8.4 X 42.51 x 1.2=8573.44KN;Q=Q=450.80 KN=H0; M= M=2690.6251 * J(4) 最大沖刷線(即樁頂)處樁變位 ,© 0計算；已知：=0.47 ； El=0.8 '' '0.8 X 2.8 X 107x 3.14 X 1.94/64=1.432 X當樁置于巖石類土且>3.5時，取&=0; h計算長度=7.36>4，按h計算長度=4n計算， 查JTGD63-200公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范表計算樁身作用效應無量綱 系數(shù)用表得：A=-5.85333 ； B=-5.9

40、4097 ； G=-0.92667 ； D1=4.54780 ； A=-6.53316 ；B 2=-12.15810 ； C2=-10.60840 ； D=-3.76647 ； A=-0.80848 ； B=-11.73066C 3=-17.91860 ； D3=-15.07550 ； A=9.24368 ； B4=-0.35762 ； C4=-15.61050D 4=-23.14040 ；H°=1作用時；(2-6) v a Ei A-Bl AS-_6=1.36110 m1、AtD AD->a乜佔 A*(2-7)=5.05810-7 radM°=1作用時;I 猶找z

41、a -El A2(2-8)(2-9)(2-11 )=5.05810-7mI dmCjyjiC1：； aEl A2B-AB27=2.57410 rad。的計算；如="Q粘 + a/(M-6-7=1.974mm<6mm(符合n法要求)如=罰跚+ M趣)-7-7=_ -4=_9.20610 rad(5) 最大沖刷線(即樁頂)以下深度 Z處樁截面上的彎矩M及剪力Q的計算;將數(shù)據(jù)分別代入下式；A/j =(x2EI(Xi)A + S3 十-豊生 G HDJa a El a ElQi ocyEI(xA + S4 + ¥生 G h¥窩 Dja a El a El式中無量綱系

42、數(shù)A, B3, C3, D與氏，B, G, D,查JTGD63-2007公路橋 涵地基與基礎設計規(guī)范表計算樁身作用效應無量綱系數(shù)用表得，M與Q值計 算列表如下表3-2與表3-3 ;彎矩MZffl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頂端位移可應用疊加原理計算。 設樁頂?shù)乃?位移為，它是由下列各項組成：樁在地面處的水平位移 、地面處轉角© o所引起 的樁頂?shù)乃轿灰?#169; olo、樁露出地面段作為懸臂梁樁頂在水平力 H以及在M乍用下產(chǎn) 生的水平位移 0,即A 三兀。血(尿+*|)+( 2_13)h i+hb=0+8.4=8.4

43、 (m ；4n=l1E/EI=(1.6/1.9)=0.503;n：樁式橋墩上段抗彎剛度EL與下段抗彎剛度EI的比值，El1=E)l 1；EI=0.8E。1 , 其中E0為樁身混凝土抗壓彈性模量，I 1為樁上段毛截面慣性矩；式中：An U 4 (nh + /?2) + r 吐尿十十州)'''、''''(橋墩) (2-14)=8.4)+8.4 2=23.7mm;A = Xo 禹(力2 + A|) + Ao=1.974_( _9.20610-48.4)+23.7=25.68mm;代入數(shù)據(jù)解=25.68mm< =0.5 ;符合設計要求。(7

44、) 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：f=H=450.8KNM=M+H 0地面以下樁身最大彎矩；Mma=H/a m h+MIri( 2-15)確定最大彎矩位置；由 Q=0得；i m十=aM/Ho=6.75 ；據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-5 ;當ay=0.5時，i m=6.931? 11.667，im十在其之間，故為最大彎矩位置，再據(jù) =4.0m, ay=0.4 ;查附表m-3,， m-4得到；mf=0.86 ； m=0.378 ；Mnax=450.8/0.47 X 0.86+6477.345 X 0.378=3273.30

45、'；地面至最大彎矩斷面距離；ym=ay/a=0.5/0.47=1.06m ；樁側土壤最大應力計算：Qmax=a2/b 0 (Hb/a+MoQ)(2-16)確定最大應力位置；I十=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ay=0.7時，im=1.557? 20.538，im十在其之間，故為最大應力位置，再據(jù) =4.0m, ay=0.7 ;查附表m-6,， m-7得到；Qhf0.935 ； Q m=0.441 ；QmaX=0.472/2.61 ()=317.67KN地面至最大應力斷面距離；ym=ay/a=0.7/0.47=1.49m ;配筋計算及樁身材

46、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)I p=ki+l 0其中：ki=5.84m； I °:樁的懸出長度取8.4m；Ip=k1+l 0=5.84+8.4=14.24m ；因為lp/D=14.24/1.9=7.497;固應考慮偏心距增大系數(shù)、；結構重要性系數(shù) + Q)譏島1400 乞(2-16)式中：e 0=0.402mm ;采用混凝土 C25, fcd=11.5Mpa； HRB33級鋼筋抗壓強度設計值：；混凝土保護層厚度取60mm擬采用© 25鋼筋(外徑28.4m)；貝U: rs=1900/2- (60+28.4/2 ) =875.8mm g=rs/r=875.8/950=0.922 ；將數(shù)據(jù)代入式(2-16)得；=1.14 ；e0=M/N=3273.3/8144.94=0.402m ； El=1.432 X “ ho=r+r s=875.8+950=1825.8mm-0.2+2.7e 0/h0=0.2+2.7 X 402/1825.8=0.79<1 ；1.15-0.011 p/h=1.15-0.01 X 14.24/15.66=1.14>1，取