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文檔簡介

土木工程專業橋梁基礎工程課程設計指導書西南交通大學巖土工程系2014年6月指導老師:于志強學號:20110500姓名:李哲目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章概述 31.1工程概況和設計任務 31.2工程地質和水文地質資料 91.3設計依據 10第2章方案設計(或初步設計) 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基礎類型的比選 152.4基礎尺寸的擬定 162.4.1選定樁基礎的類型 162.4.2擬定樁長和樁徑 162.4.3估算樁數,擬定布樁形式 16第3章技術設計 183.1樁基礎的平面分析 183.1.1b0、m、α的確定 183.1.2單樁的剛度系數計算 183.1.3群樁的剛度系數計算 193.1.4樁頂位移及樁基礎內力計算 193.2橫向荷載下單樁的內力和位移計算 203.3單樁軸向承載力檢算 233.4墩臺頂的水平位移檢算 243.5群樁基礎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計 314.1基礎的施工工藝流程 314.2主要施工機具 324.3主要工程數量和材料用量 334.4保證施工質量的措施 334.4.1成孔質量控制 334.4.2成樁質量控制 34第1章概述1.1工程概況和設計任務該橋梁系某I級鐵路干線上的特大橋(單線),線路位于直線平坡地段。該地區地震設防烈度為VI度,不考慮地震設防問題。橋梁及橋墩部分的設計已經完成,橋跨由38孔32m后張法預應力混凝土梁【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,梁上設雙側人行道,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圓端形橋墩構造圖圖1-4空心橋墩構造圖圖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。本設計對象為某鐵路的特大型橋梁,該橋梁的上部結構和橋墩設計已經完成,本課程設計的任務是完成橋墩基礎的設計與檢算。要求同學選擇(或由指導教師分配)一個基礎,按給定的條件完成相關的設計和計算工作,具體要求如下:(1)綜合分析設計資料,對三種常用的橋梁基礎類型(明挖基礎、樁基礎和沉井基礎)的技術合理性進行比較(限于課時,本次課程設計不考慮造價因素),選擇較為合理的基礎方案。(2)對選定的基礎方案進行詳細設計。(3)初步確定修筑基礎的施工方案。(4)將以上全部成果整理成設計計算說明書和設計施工圖。設計計算說明書應制作成Word文檔。整個說明書應滿足計算過程完整、計算步驟清楚、文字簡明、符號規范和版面美觀的要求,圖紙應用CAD繪制而且應表達正確、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,交指導老師評閱。我需要完成的是30號橋墩的基礎設計任務,30號橋墩的位置和鉆孔柱狀圖如圖1-5所示。1.2工程地質和水文地質資料本段線路通過構造剝蝕低中山區、河谷階地、河流峽谷區等地貌單元,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積砂,溝谷發育。根據巖土工程勘察報告,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、力學參數見表1-1。場地勘察未發現滑坡、巖溶、斷層、破碎帶等不良地質現象。表1-1地層的主要物理、力學參數注:①W4泥巖為全風化泥巖,相關的參數按照黏性土取值,W3泥巖和W3砂巖為強風化泥巖和強風化砂巖,相關的參數按照碎石土取值,W2泥巖和W2砂巖為微風化泥巖和微風化砂巖。②新黃土不需要考慮濕陷性。本區蒸發量遠大于降水量,為貧水地區,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。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,設計頻率水位1122.60m,設計流速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。該橋所在地區的基本風壓為800Pa。1.3設計依據設計依據除本指導書外,還包括相關的規范、設計手冊及參考書。例如:(1)鐵路橋涵地基和基礎設計規范(TB10002.5-2005)(2)鐵路橋涵設計基本規范(TB10002.1-2005)(3)鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范(TB10002.3-2005)(4)鐵道第三勘察設計院編.鐵路工程設計技術手冊-橋涵地基和基礎(5)西南交通大學巖土工程系編.橋梁基礎工程第2章方案設計(或初步設計)2.1地基持力層的選擇地基持力層選擇W2泥巖層。設計承臺為長9m,寬7m,高2.5m的長方體,承臺頂面標高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∑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)縱向風力①風荷載強度其中K1根據長邊迎風的圓端形截面l/b>1.5由課本表2-8查得為1.1;K2根據軌頂離地面的高度內插得K2=1.19;K3根據橋址所處地形為構造剝蝕地中山區,河谷階地、河流峽谷區取為K3=1.23。②頂帽風力H3-1對承臺底x-x軸的力矩MH3-1為注:頂帽風力的合力作用點近似取為據承臺底以上18cm處。③墩身風力H3-2對承臺底x-x軸的力矩MH3-2為④縱向風力在承臺底產生的荷載(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)墩臺頂的水平位移檢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。因為該設計墩臺不處于水流中,故常水位和設計水位的組合一樣。單孔重載:雙孔重載:2.3基礎類型的比選根據荷載的大小和性質、地質和水文地質條件、施工難易程度以及施工條件等等,經過綜合考慮后決定以下三個可能的基礎類型,進行比較選擇,采用最佳方案?;A類型方案比較淺基礎一般指基礎埋深小于基礎寬度或深度不超過5m的基礎。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。低承臺樁基穩定性較好,但水中施工難度較大,故多用于季節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定性。高承臺樁基當常年有水,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面的土抗力,樁身的內力和位移都將大于低承臺樁基,在穩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。由設計資料中的橋墩鉆孔柱狀圖可知,所要設計的30#墩臺基礎位于新黃土層中,持力層初步設定在W2泥巖層。本區蒸發量遠大于降水量,為貧水地區,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。并結合自己所掌握的知識選擇了低承臺樁基。2.4基礎尺寸的擬定2.4.1選定樁基礎的類型承臺底面的標高為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。根據地質條件和各種類型樁基礎具有的不同特點,綜合分析后選用鉆孔灌注樁。樁端持力層W2泥巖為微風化泥巖,再初步結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,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,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設計規范》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)估算所需樁數故初取n=8根由《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》:鉆孔灌注樁的中心距不應小于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為設計樁徑。根據上述原則做出樁和承臺的平面布置圖如下圖(單位:m):本設計采用梅花式:樁和承臺的平面布置圖第3章技術設計3.1樁基礎的平面分析3.1.1b0、m、α的確定(1)查規范:求計算寬度b0=0.9(d+1)=0.9×(1.25+1)=2.025m(2)地基系數Cy的比例系數m樁側有多層土,應將地面或局部沖刷線以下主要影響深度hm內各層土換算成一個m值。假設按彈性樁設計,hm=2(d+1)=2(1.3+1)=4.6m.該影響深度范圍內有兩層土:4m的新黃土和0.6mW4泥巖。需進行換算:查規范可得m1=15000kPa/m2,m2=7500kPa/m2。求出m=13.17MPa。由《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》:當樁基由位于橫向力所在豎直平面內的數根樁組成,且由承臺板連接時,應對求出的換算比例系數進行折減因為h0=3(d+1)=6.9mL0=3-1.3=1.7m<0.6h0=0.6×6.9=4.14m構件數n=3,故C=0.5,代入得折減后(4)求樁的橫向變形系數樁的橫向變形系數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樁位于地面以下的長度為25.5m,﹥,所以應該按彈性樁設計,假設正確。3.1.2單樁的剛度系數計算單樁的軸向剛度系數可按下式求得其中:樁側土的平均內摩擦角應按樁側土層加權平均的內摩擦角:故D=3m,由查表有3.1.3群樁的剛度系數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樁頂位移及樁基礎內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力和位移計算對于低承臺樁基礎的基樁,分析其在橫向力作用下的內力和位移時,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,對應的橫向水平力Q0=-23.65KN單樁樁頂轉角β0=-64.26×10-5rad,對應的彎矩M0=459.87KN根據簡化算法求任意深度y處的單樁內力和位移:彎矩:剪力:樁側土橫向壓應力:帶入相應的數據,且。上述計算公式并將隨深度變化的各系數值在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)當剪力為-0.71kN時,有最大彎矩135.97KN·m=3\*GB3③樁側土橫向壓應力σxy隨ay的變化(單位:kPa)可見,當y=1.81m時,有最大應力=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墩臺頂的水平位移檢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,為樁在地面處的轉角,h'為承臺底到支撐墊石頂的高度,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)由材料力學可知mm可見墩臺頂的水平位移滿足要求。3.5群樁基礎的承載力和位移檢算群樁基礎承載力檢算:由《鐵路橋涵地基基礎規范》,基地應力應滿足下式:。柱底處地基容許應力:[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群樁基礎沉降檢算

群樁基礎沉降量可按分層總和法進行計算,計算時同樣將樁基礎簡化為如前所述的實體深基礎,計算荷載僅考慮恒載,即:N恒=20367.27KN;作用于實體深基礎底面的自重應力僅考慮土層的重力.且每根樁的成孔樁底面積有附加應力:樁下有W2泥巖4.7m.由規定每層土不能超過0.4b=0.4×9=3.6m,將土層分為5層。且由可見第一層,查表內插有第二層,查表內插有第三層,查表內插有第四層,查表內插有第五層,查表內插有五層均處于W2泥巖中,Esi=500Mpa.代入基礎沉降計算公式: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:故群樁基礎的總沉降:可見群樁基礎沉降通過檢算。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,保護層取,則取樁的計算長度為故樁的長細比:>7,所以,應考慮偏心距增大系數其中故考慮偏心距增大系數后的偏心距為:(2)計算配筋率采用C30混凝土,鋼筋擬采用HRB335鋼筋,即:;計算受壓區高度系數,根據經驗公式得:采用試算法列表計算,根據規范,系數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,當時,計算縱向力與設計值相近,且大于設計值。且強度不要求配筋.現按構造要求取:(3)配筋并繪制基樁構造及鋼筋布置圖根據灌注樁構造要求,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,主筋凈保護層不應小于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《橋規》規定,取=0.5%,則鋼筋的面積為:現選用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:繪制圖形樁基礎圓截面配筋圖樁基礎正截面配筋圖第4章初步的施工組織設計4.1基礎的施工工藝流程施工方法:泥漿護壁鉆孔灌注樁。直接在樁位上就地成孔,然后在孔內安放鋼筋籠、灌注混凝土而成(1)施工準備:施工準備包括: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備,可根據地質情況和各種鉆孔機的應用條件來選擇。(2)樁位放線:=1\*GB3①樁位放線依據:建設單位提供的放線依據和設計圖紙要求。=2\*GB3②.樁位放線:依據放線依據采用經緯儀、鋼尺,以通視測量法放出軸線、樁位,確保軸線、樁位的位置準確。=3\*GB3③.樁位檢測:放出樁位后,填寫放線記錄與技術復核,報請總包、監理驗收,驗收通過后,準備開始施工。=4\*GB3④.樁位復測:施工期間對樁位定期復測,如發現問題會同有關人員及時處理解決。(3)開挖泥漿池、排漿溝(4)護筒埋設鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時,在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內坍塌、甚至發生流砂現象。鉆孔內若能保持壁地下水位高的水頭,增加孔內靜水壓力,能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外,同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用,不漏水,其內徑應比鉆孔直徑大(旋轉鉆約大20cm,潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm),每節長度約2~3m。一般常用鋼護筒。(5)鉆機就位,孔位校正安裝鉆孔機的基礎如果不穩定,施工中易產生鉆孔機傾斜、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,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,準確定位,使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上,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,隔斷孔內外滲流,防止坍孔的作用。調制的鉆孔泥漿及經過循環凈化的泥漿,應根據鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度,泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握,泥漿太稀,排渣能力小、護壁效果差;泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能,降低鉆進速度。(7)成孔鉆孔是一道關鍵工序,在施工中必須嚴格按照操作要求進行,才能保證成孔質量,首先要注意開孔質量,為此必須對好中線及垂直度,并壓好護筒。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固。所以鉆好的孔應及時清孔,下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應實事先規劃好,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和相互干擾。(8)清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質量與樁身曲直。為此,除了鉆孔過程中密切觀測監督外,在鉆孔達到設計要求深度后,應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時,應立即進行孔底清理,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;當孔壁不易坍塌時,不大于20cm。對于柱樁,要求在射水或射風前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通??刹捎谜h旋轉鉆機、反循環旋轉機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔,所需設備不多,操作方便,清孔也較徹底,但在不穩定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產生的高壓空氣吹入吸泥機管道將泥渣吹出。(9)下鋼籠和混凝土導管(10)灌注水下混凝土清完孔之后,就可將預制的鋼筋籠垂直吊放到孔內,定位后要加以固定,然后用導管灌注混凝土,灌注時混凝土不要中斷,否則易出現斷樁現象。(11)成樁綜合上面詳細施工工藝,得出工藝流程如下:場地準備成孔檢測泥漿制備,鉆進鉆機就位埋設護筒樁位放樣場地準備成孔檢測泥漿制備,鉆進鉆機就位埋設護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管清孔樁頭處理混凝土施工安放鋼筋籠安放導管清孔4.2主要施工機具主要機具設備:回轉鉆機?;剞D鉆機是由動力裝置帶動鉆機的回轉裝置轉動,并帶動帶有鉆頭的鉆桿轉動,由鉆頭切削土壤。切削形成的土碴,通過泥漿循環排出樁孔。根據樁型、鉆孔深度、土層情況、泥漿排放條件、允許沉碴厚度等條件,泥漿循環方式選擇使用正循環方式。正循環回轉鉆進是以鉆機的回轉裝置帶動鉆具旋轉切削巖土,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狀空間上升,從孔口流向沉淀池,凈化后再供使用,反復運行,由此形成正循環排渣系統;隨著鉆渣的不斷排出,鉆孔不斷地向下延伸,直至達到預定的孔深。由于這種排渣方式與地質勘探鉆孔的排渣方式相同,故稱之為正循環,以區別于后來出現的反循環排渣方式。正循環和反循環示意圖4.3主要工程數量和材料用量直徑根數單根長容重(kg/m)總長總重(kg)受力縱筋22.0018.0025.52.00459918環向箍筋8.00100.003.50.40350140骨架鋼筋22.0010.003.502.0035.0070.00承臺力筋橫向20.00

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