揚州大學建筑科學與工程學院廖志楠基礎工程計算書-PAGE15-

揚州大學建筑科學與工程學院基礎工程課程設計班級：土交1202班學號：121603210姓名：廖志楠指導教師：張靜日期：2015年06月23日至2013年06月26日設計書目錄一、設計資料………………………3二、荷載情況………………………41.恒載計算………………………42.活載計算………………………4三．樁長計算………………………6四、樁的內力計算（m法）………71.樁的計算寬度………………72.樁的變形系數A………………73.地面以下深度z處樁身截面上的彎矩與水平壓應力的計算………………7五．樁身截面配筋與承載能力驗算………………9六、樁頂縱向水平位移驗算………101.樁在地面處的水平位移和轉角計算………102.墩頂縱向水平位移驗算……………………11七、鉆孔灌注樁的施工工藝………12附：基樁配筋圖（基樁與蓋梁連接構造、基樁配筋圖、工程量表及圖紙說明）一、設計資料劉家橋位于姜堰市橋頭鎮劉家村境內，設計荷載：公路—Ⅱ級，橋面寬度為8.0+2×0.5m。河道斷面圖見圖3-2-2.圖3-2-2河道斷面圖1.標準跨徑：Lk=16m（取計算跨徑：L=15.5m）2.橋面凈寬：8+2×0.5m3.設計荷載：公路—Ⅱ級4.地質條件：第1層：素填土，土質不均勻，分布在河的兩岸。第2層：淤泥質粉質粘土，場地普遍分布，地基承載力基本容許值第3層：粉質粘土，場地普遍分布，第4層：粉土夾粉質粘土，場地普遍分布，第5層：粉砂，場地普遍分布，第6層：粉質粘土，本次勘察未能揭穿該層，5.使用材料如下：鋼筋：HRB335和R235；混凝土：蓋梁、墩柱用C30，系梁及鉆孔灌注樁用C25。擬橋墩尺寸：圖1—2橋墩尺寸二、荷載情況橋墩蓋梁斜長＝(9-1)×1.0+1.0+2×0.25=9.50m橋墩蓋梁高度＝(60+0.5×16+4)×2=144cm，取130cm橋墩蓋梁寬度=160×0.9=144cm，取150cm橋墩柱距=9.50/1.6=5.93m橋墩柱徑一般比蓋梁寬度小0.2m,故1.4-0.2=1.2m橫系梁高度可取為樁徑的0.8~1.0倍取為1.2m，寬度可取為樁(柱)徑的0.6~1.0倍取為1.0m。1.恒載計算（1）單孔恒載反力上部結構空心板自重則（2）蓋梁恒重反力如圖1—2所示，蓋梁自重（3）系梁恒重反力如圖1—2所示，系梁自重則（4）單根立柱恒重則作用于樁頂的恒載反力為（5）灌注樁每延米自重（扣除浮力）2．活載計算（6）可變荷載反力①按順橋向可變荷載移動情況，求得支座可變荷載反力最大值雙孔布置雙列車時單孔布置雙列車時②雙樁反力橫向分布計算則兩跨可變荷載反力：兩跨可變荷載反力:③制動力雙孔荷載時單孔荷載時則單樁所受制動力，距樁頂距離為④縱向風力：風壓取則由蓋梁引起的風力對樁頂的力臂為墩柱引起的風力對樁頂的力臂為橫向風因墩柱橫向剛度較大，可不予考慮（7）作用于樁頂的外力（雙孔）（單孔）（8）作用于地面處樁頂的外力三．樁長計算根據現有的勘察資料分析，第一層土，土質不均勻，第二層的土力學強度雖然較高，但經驗算不滿足設計要求，不能作為本工程橋臺基礎的天然地基持力層，故建議采用鉆孔灌注樁。樁側土的摩阻力標準值見下表。表3—1樁側土的摩阻力標準值層號12345（kPa）2420503557樁周長，考慮旋轉式鉆機，成孔直徑增大5cm，則；樁壁極限摩阻力，按表取值；土層厚度；考慮入土深度影響的修正系數，取為0.75；考慮孔底沉淀厚度的影響的清底系數，取為0.8；樁底截面積，；樁底土層容許承載力，取=180kPa；深度修正系數，取1.5；土的重度，取（已扣除了浮力）；一般沖刷線以下的深度；代入得樁低最大垂直力為由 得，取，由上式反求：，可知樁的軸向承載力滿足要求。四、樁的內力計算（m法）1.樁的計算寬度式中——形狀換算系數，取0.9——受力換算系數，——各樁間相互影響系數，取1.1則2.樁的變形系數α ，可按彈性樁計算3.地面以下深度z處樁身截面上的彎矩Mz與水平壓應力σzx的計算已知作用于地面處：N0=2561.35kN，Ho=84.13kN，Mo=487.04kN.m(1)樁身彎矩式中Am,Bm可由表格查得，計算見表4—1，樁身的彎矩分布示于圖4—1。表4—1樁身彎矩Mz計算（單位:kN*m）Z0.430.140.09960.9997436.4319486.9134523.34530.870.240.196960.9980672.0445486.0951558.13971.740.440.377390.98617138.0427480.3042618.34692.610.640.529380.95861193.6380466.8814660.51943.480.840.645610.91324236.1529444.7844680.93734.35140.723050.85089264.4791414.4175678.89665.651.340.767610.73161280.7784356.3233637.10176.521.540.754660.64081276.0415312.1001588.14168.70240.614130.40658224.6381198.0207422.658810.432.440.443340.24262162.1661118.1656280.331712.172.840.269960.1197998.746758.3425157.089213.04340.193050.0759570.614336.9907107.605015.223.540.050810.0135418.58546.594525.179917.39440.000050.000090.01830.04380.0621圖4—1樁身的彎矩分布圖(2)樁身水平壓應力式中的無綱量系數Ax,Bx可由表格查得。計算見表表4—2，樁身的水平壓應力分布于圖4—2。表4—2水平壓力計算σzx（單位:kN/m2）Z0.870.22.117991.290883.79543.08006.87551.740.41.802731.000646.46104.775111.23602.610.61.502680.749818.07845.367113.44553.480.81.22370.537278.77155.127713.89924.3510.854410.361197.65554.309011.96456.521.50.466140.062886.26491.12527.39028.7020.14696-0.075722.6335-1.80670.826812.172.8-0.06902-0.10544-1.7316-3.5221-5.253715.223.5-0.10495-0.05698-3.2912-2.3792-5.670417.394-0.10788-0.01487-3.8664-0.7096-4.5760圖4—2樁身的水平壓應力分布于圖五．樁身截面配筋與承載能力驗算驗算最大彎矩的強度，該處的內力值為：樁內豎向鋼筋按0.5%配置，則選用16φ25，為樁計算長度，根據《公預規》相關規定：因取偏心增大系數：則經試算，當ζ=0.69時，A=1.7784，B=0.6559，C=1.0692，D=1.4769另設g=0.9ρ=0.51%則鉆孔灌注樁正截面受壓承載能力滿足要求。六、樁頂縱向水平位移驗算1.樁在地面處的水平位移和轉角（）計算當時，查表得到：=2.44066=1.621（符合m法計算要求）同上查表得到：=-1.62100=-1.750582.墩頂縱向水平位移驗算由于樁露出地面部分為變截面，其上部墩柱截面抗彎剛度為(直徑為)，下部樁截面抗彎剛度為（直徑為），假定,則墩頂的水平位移公式為：式中由于，，所以，已知，，故則墩頂容許的縱向水平位移為符合規范要求。七、鉆孔灌注樁的施工工藝1.施工工藝圖：2.主要工序施工說明位于姜堰市橋頭鎮劉家村境內劉家橋橋墩基礎為鉆孔灌注樁，樁徑為Φ1.4m。針對地質及現場條件，擬采用沖擊鉆機鉆孔，汽車吊吊放鋼筋籠，砼由拌合站集中拌和，砼輸送車運輸，導管法水下灌注砼。①場地準備根據現場調查，玉帶河有一定水位，水流較平穩，水位不深。有水樁位擬采用圍堰筑島。一般情況采用土袋圍堰，其尺寸應根據施工季節、樁位、河水水位及施工需要確定。樁位無水時，清除現場，將樁基位置整平夯實；場地為陡坡時，用枕木或方木搭設工作平臺，同時有水河道修建臨時便橋，使鉆孔機械能順利進場。②泥漿制備選用粘性土造漿，泥漿的比重、粘度、含砂率、膠體率、失水量、靜切力、酸堿度等指標符合該地層護壁要求，泥漿試驗完成后，填寫泥漿試驗記錄表。③埋設護筒孔口護筒采用鋼板制作，內徑比樁徑大200～400mm，根據樁位現場情況決定護筒長度，護筒頂端高度，應高出地下水位1.0～2.0m，當護筒處于旱地時，還應高于地面0.3m.護筒底端埋置深度也應根據不同情況分別對待。護筒采用人工開挖埋設，入土較深時，輔以錘擊、壓重振動、筒內除土等方法沉入。護筒底部與土層相接處用粘土夯實，護筒外面與原土之間也要用粘土填滿、夯實，嚴防地表水順該處滲入。埋設護筒要求準確豎直，護筒頂面中心和護筒底面中心位置與設計偏差應小于50mm，護筒豎向的傾斜度不得大于1%.④鉆機就位鉆機就位時用方木墊平，將鉆頭中心線對準樁孔中心，誤差控制在20mm以內。⑤鉆孔采用沖擊鉆機成孔，開鉆時先在孔內灌注泥漿，孔內有水時，可直接投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復沖擊造漿。鉆機沖程應根據土層情況分別確定，堅硬基巖采用高沖程（1000mm），卵石夾土層采用中沖程（750mm）。鉆進過程中，始終保持孔內水位高出地下水位1.5～2.0m并低于護筒頂面0.3m以防溢出，同時要按時掏渣，掏渣后應及時向孔內添加泥漿或補水，以維持水頭高度。鉆進中用檢孔器檢孔，據此調整鉆機位置，保證成孔質量。⑥第一次清孔終孔檢查后，應迅速清孔，清孔的目的是使孔底沉碴、泥漿相對密度、泥漿中含鉆渣量和孔壁厚度等指標符合規范要求，為灌注砼創造良好的條件。清孔方法采用抽漿清孔法，初步清孔可采用掏渣法。鉆孔至設計高程后，經過孔深、孔徑、鉆孔傾斜度檢查，符合要求后，用離心吸泥泵將孔底泥漿和鉆渣抽出，清孔排渣時注意保持孔內水頭，防止坍孔。達到規范要求的清孔標準后，即可停止清孔。⑦吊放鋼筋籠鋼筋籠的制作應符合規范要求，吊放鋼筋籠采用吊車進行，吊放時注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等雜物帶入孔內。在鋼筋籠外側綁扎砼墊塊或焊接鋼筋耳環，以保證鋼筋的保護層厚度。鋼筋籠綁扎好后整體吊放，吊入后校正軸線位置，并牢固定位，以免在灌注砼時發生浮籠現象。⑧導管安裝導管用Φ300mm無縫鋼管制作，每節長2.0～5.0m，配1～2節長1.0～1.5m短管，絲扣連接。使用前對導管進行水密、承壓和接頭抗拉試驗，保證導管不漏