本科毕业论文---桥梁墩-柱式基础设计论文.doc
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1、 本科本本科毕业设计托县托东路到伍把什村桥梁墩 柱式基础设计 学 院:能源与交通工程学院 专 业:道路桥梁与渡河工程 姓 名:毕温建 学 号:111612805 指导教师:李海军 职 称:实验师论文提交日期:二一五年六月摘 要随着我国经济高速发展,高层建筑迅速兴起,而且我国地域辽阔,在工程建设中会面临各种不良的地质,所以对基础要求逐渐变高。当建筑场地浅层的土质没有办法满足建筑物对地基变形和强度等各个方面的需求,而且又不便对地基土处理时,就要利用下部坚实土层或者岩层作为建筑物的持力层,也就是采用深基础处理方案,这里桩基础的利用最为广泛。桩基础具有承载力高、沉降量小、可以抵抗水平和上拔力、减震和抗
2、震的特点,所以桩基础已成为土质不良地区修造建筑物广泛采用的基础形式。常见的桩基础有:矩形扩大基础、U形扩大基础、承台桩基础、单排桩柱基等。本文在调查托克托县五申镇人民政府察托东路到伍把什村公路桥工程地质条件及工程概况的基础上,根据周边环境条件,采用了墩柱式基础,并利用了桥梁博士软件以及公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007等规范对桩的单桩承载力、桩身截面承载力和桩基截面承载力进行了验算,通过桥梁博士软件验算得出其单桩承载力和桩身截面承载力、裂缝、沉降量均满足要求,最终确定桩基础设计。关键词:单桩轴向承载力;桩身截面内力;单桩沉降量AbstractGrew rapidly along
3、 with our country economy high speed development, high-rise building, bridge construction development is accelerated, will face all kinds of bad geology in engineering construction, when the shallow soil cannot meet the building of construction sites of foundation deformation and strength requiremen
4、t, and the inconvenience of foundation treatment, will use of subsoil, the lower the soil or rock solid as deep foundation treatment scheme is adopted, and the pile foundation is most widely used. Pile foundation with high bearing capacity, small settlement, can resist horizontal and pulling force,
5、shock absorption, and the characteristics of the seismic, so pile foundation has become a bad soil region in the work of building form the basis of widely used. Common pile foundation are: rectangular extending, u-shaped expansion, Bearing platform of pile foundation, single pile column base, etc. B
6、ased on the investigation of five togtoh county town peoples government was supporting east road to wu the assorted village road bridge, on the basis of engineering geological conditions and engineering general situation, according to the surrounding environment condition, the abutment foundation, D
7、r Software and by using the bridge as well as the highway bridge standard about foundation and foundation design JTG D63-2007 standard for single pile bearing capacity of pile, pile body section bearing capacity and pile foundation section bearing capacity calculation, through Dr Bridge software cal
8、culating the bearing capacity of single pile and bearing capacity of pile section meet the requirements, ultimately determine the pile foundation design.Keywords: Axial bearing capacity of single pile; Pile cross-section bearing capacity; Single pile settlement目 录1 引言11.1 目的与意义11.2 国内外研究现状11.3 研究内容及
9、解决方案12 工程概况及工程地质条件22.1 工程概况22.2.1 场地地形地貌概况22.2.2 区域地质构造概况22.2.3 地层结构23 桩基础设计53.1 周围环境及选择方法53.2 墩柱式基础设计基本原理53.3 设计方案83.3.1 桩身设计83.3.2 桩身钢筋布置94 桩基施工组织设计94.1 进度计划94.2 人员、机械设备94.3 施工工艺105 结论12致 谢13参 考 文 献14托县托东路到伍把什村公路桥梁桩基础计算书1521内蒙古农业大学学士学位毕业设计1 引言1.1 目的与意义 基础是工程中最重要的一部分,它将建筑物的全部荷载分散传递到土层中去,以保障上部结构的安全。
10、地基是建筑物的根基,如果根基出现问题,会直接影响结构主体的安全,且基础又处于地下土层当中,一旦出现问题会很难发现、修补,造成的后果也会及其严重,所以工程建设中必须要保证的基础的质量满足要求,在这当中基础的设计尤为重要。1.2 国内外研究现状我国地域辽阔,工程建设中会面临各种不良的地质,基础的设计和施工都要因地制宜,加上各类工程的性质不同,对沉降、荷载、结构的要求也不尽相同,而且我国又是地质灾害非常频发的国家,汶川、雅安地震造成的巨大伤害很大原因都是由于基础的不牢固所造成的,这些深痛的教训都在提醒着我们基础的重要性。我国从90年代开始兴建高层建筑,建筑基础逐步发展,桩基技术日新月异。桩基计算理论
11、主要根据m法、c法进行,与国外达到高度一体化。我国近些年来桥梁大多数都采用钢筋混凝土钻孔灌注桩,并且发展了一些新的墩台形式,并严格根据严格的桩基理论对这些新的形式的桩基进行计算,所以我国桩基础近些年发展的非常快,尤其对钻孔灌注桩的设计和施工已经非常发达,对房建和桥梁建设等工程发挥了极大作用,随着我国基础建设的不断加大,桩基技术会更加朝向牢固稳定的方向发展。在一些发达国家,建设高层建筑已有百年有余,桩基建设技术已经非常发达,欧美和日本的桩基已经达到桩径2500mm,最大桩长100m以上,施工工艺和设计技术新颖多样,在尺寸长大或短小方向、攻克桩成孔难点的方向、低公害成桩方向、扩孔桩方向、异形桩方向
12、、多种桩身材料方向的研究成果非常成熟,足以值得我们借鉴。相对比发达国家,我国桩基础的不足主要体现在工程建设质量差、施工工期长、成本高、功效底等。1.3 研究内容及解决方案大黑河桥是托克托县托东路到伍把什村一级公路上的桥梁,桥梁跨径60m,桥宽12m,设计为单向三车道,该论文将对桥梁一号桥墩进行桩基础设计。根据现场情况,基础方案选择以细砂层作为持力层,采用墩柱式钻孔灌注桩,由于选用墩柱式基础,桩的根数较少且需要承担荷载较大,所以桩直径选用1500mm,变截面上端直径1200mm,以保证能够安全稳定的承担上部荷载。2 工程概况及工程地质条件2.1 工程概况托克托县五申镇人民政府察托东路到伍把什村公
13、路桥址位于托克托县五申镇伍把什村南侧境内,地处托克托县大黑河下游,为I级公路干线上的桥梁,该桥由4跨20m预应力钢筋混凝土箱梁组成,桥墩为混凝土实体桥墩,具体结构特征及单桩荷载作用见表1、表2。表1 建筑结构特征表建筑名称基础类型基础形式桩长(m)桥梁墩柱式桥墩钻孔灌注桩26.0表2 单个墩顶各荷载作用标准值荷 载 名 称P(kN)MX(KNm)MY(KNm)上部结构支座反力1578.7-314.4-4.6盖梁结构自重425.9汽车荷载996.264.1-54.22.2 区域自然地理概况托克托县属于呼和浩特市,位于黄河北岸的土默川平原,呼和浩特大青山山脉的南部。全县的平均海拔高为1000m,地
14、处于东经1112301113221,北纬40535403515,东西宽度为37.9km,南北长52.35km,面积为1416.8km2。托克托县地势比较平坦,年均降雨量362mm,四季分明,属于明显的大陆季风气候。2.2.1 场地地形地貌概况 勘察场地位于托克托县大黑河下游,两岸冲击地形,钻孔位置为现代河床的河漫滩上。孔口高程在994.6m996.8m之间,最大高差2.20m。 2.2.2 区域地质构造概况托克托县地处内蒙古东西褶皱带的南部,与鄂尔多斯的地质非常相似,盖层走向大致东北到西南方向,向西北渐渐倾斜。它的基底褶皱贴近东西方向或者东北方向,与内蒙古东西褶皱带的构造基本相同。2.2.3
15、地层结构 本文勘探钻孔揭露最大深度深度35.00m的范围内,根据土层特征及其物理力学性质分析,堆积层主要为:上部为第四系全新统(Q4)冲洪积粉土及粉细砂,下部第四系上更新统(Q3)冲洪积粉土。根据场地土成因类型及岩性特征的不同,将钻探揭露深度范围内的地层自上而下划分为6大层,现将各土层岩性特征和埋藏分布特征分述如下:(1)粉砂:黄褐色,稍密,稍湿,砂质较均匀,含较多粉土,夹有粉土薄层,与粉土互层。层顶标高1548.7m,土层厚度8.40m9.20m,该层在场地内分布不连续。现场标准贯入试验击数=614击。标准贯入试验修正后平均锤击数=8.5击。(2)粉土:灰色,湿,密实,土质较均匀,局部夹有细
16、砂薄层或透镜体。层顶标高1539.9m,土层厚度8.00m9.40m。该层在场地内分布连续稳定。现场标准贯入试验击数N=617击。标准贯入试验修正后平均击数=11.7击。(3)细砂:灰色,中密,湿,颗粒均匀,级配差,含粉土,局部偶见粉土薄层或透镜体。层顶标高1531.2m,土层厚度3.10m。该层在场地内分布连续稳定。现场标准贯入试验击数N=2226击。标准贯入试验修正后平均击数=17.1击。(4)粉土:灰色,密实,湿,土质均匀,局部偶见细砂薄层或透镜体。层顶标高1528.2m,土层厚度3.20m3.40m,该层在场地内分布连续稳定。(5)细砂:灰色,中密,湿,颗粒均匀,级配差,含粉土,局部偶
17、见粉土薄层或透镜体。层顶标高1524.9m,土层厚度6.10m6.90m。该层在场地内分布连续稳定。(6)粉土:灰色,密实,湿,土质均匀,局部偶见细砂薄层或透镜体。层顶标高1517.7m,本次勘察未揭穿该层,最大揭露厚度4.40m,该层在场地内分布连续稳定。 2.2.4 地下水情况据钻探揭露:勘察场地内出露的地下水主要为层间水。地下水主要赋存于粉砂层、细砂层和细砂层中。勘察期间,稳定地下水位埋深在自然地面下-2.70m-3.00m,稳定地下水位高程为991.60m994.10m。勘察期间,稳定水位自然地面下-2.70m-3.00m。其补给主要靠大黑河补给、大气降水入渗补给及灌溉入渗补给,排泄方
18、式以径流排泄和垂直人工开采(包括施工降水)为主,地面蒸发为辅,径流方向自东北向西南。其动态特征随季节变化,一般来说,春、冬季为枯水期,水位会有所下降,夏、秋季为丰水期,水位会有所上升,年变化幅度为1.00m1.50m。根据地区工程经验,场区地下水、地基土对混凝土具微腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。 2.2.5 场地岩土工程分析与评价 (1)岩土工程性状对场地岩土工程性状的分析是基于统计学可靠性估值理论上的岩土参数平均值,场地各土层岩土工程性状作如表3。表3 各土层岩土工程性状序号土层 名称密实状态土天然含水率(%)内摩擦角(o)土的天然重度(kN/m3)土饱和重度(kN/m3) 粉砂稍密20.53
19、419.119.1 粉土密实20.824.318.919.7 细砂中密20.43619.119.0 粉土密实20.5362020.3 细砂中密20.220.519.119.0 粉土密实19.324.520.320.5(2)地基土层强度、变形参数的确定据本场地岩土力学性质的统计分析结果以上的岩土力学性状分析,结合地区经验综合给出地基土层强度、变形参数如表4。表4 地基土层强度、变形参数建议取值表序号地层 粉砂 粉土 细砂 粉土 细砂 粉土1压缩模量(KPa)1700106002500104302500225502土与桩侧摩擦力标准值(N)4065456545653承载力基本容许值(KN)1351
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