某铁路特大桥桥墩基础设计.docx

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基础工程B课程设计
某铁路特大桥6#桥墩基础设计

班 级： 土木17班
姓 名： 李广奇
学 号： 20100144
第一章 概述
1.1　工程概况及设计任务
1.1.1工程概况
该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥（单线），线路位于直线平坡地段。该地区地震烈度较低，不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号：专桥（01）2051】组成，该梁全长32.6m，梁高2.65m，跨中腹板厚度0.18m，下翼缘梁端宽0.88m，上翼缘宽1.92m，为分片式T梁，两片梁腹板中心距为2.0m，桥梁跨中纵断面示意如图2－1所示。每孔梁的理论重量为2276 kN，梁上设双侧人行道，其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。梁缝10cm，桥墩支承垫石顶面高程1178.12m，轨底高程1181.25m，全桥总布置见图2－2。

图2－1　桥梁跨中纵断面示意图

桥墩采用圆端形桥墩【图号：叁桥（2005）4205】。圆端形桥墩支承垫石采用C40钢筋混凝土，顶帽采用C30钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，圆端形桥墩构造图见图2－3。
桥梁支座采用SQMZ型铸钢支座【图号：通桥（2006）8057】，支座铰中心至支承垫石顶面的距离为40cm。
图2-2 全桥总布置图

图2－3　圆端形桥墩构造图

图2-4 6#墩钻孔柱状图
1.1.2工程地质与水文地质资料
本段线路通过构造剥蚀低中山区、河谷阶地、河流峡谷区等地貌单元，大部分穿行山前缓坡，地形起伏大，海拔在1000~1500m，地形起伏大，相对高差100~200m，山顶覆盖新黄土或风积沙，沟谷发育。
根据岩土工程勘察报告，大桥地层自上而下依次为新黄土、白垩系泥岩夹砂岩，河谷处主要为冲积砂及砾石土，桥位的地层分布详见钻孔柱状图（图2－5）。各地层的主要物理、力学参数见表2－1。场地勘察未发现滑坡、岩溶、断层、破碎带等不良地质现象。
表2－1　地层的主要物理、力学参数

注：①W4泥岩为全风化泥岩，相关的参数按照黏性土取值，W3泥岩和W3砂岩为强风化泥岩和强风化砂岩，相关的参数按照碎石土取值，W2泥岩和W2砂岩为微风化泥岩和微风化砂岩。
②新黄土不需要考虑湿陷性。
本区蒸发量远大于降水量，为贫水地区，地下水量一般不大且埋藏较深，局部地段有泉水出露。按其赋存条件可分基岩裂隙水、第四系孔隙潜水。地下水主要靠大气降水补给，局部受地表水补给。其排泄路径主要为蒸发。地下水及地表水对普通混凝土不具侵蚀性。
地表河流为常年流水，设计频率水位1122.60m，设计流速1.8m/s，常水位1121.50m，流速1.2m/s，一般冲刷线1119.50m，局部冲刷线1118.30m。
该桥所在地区的基本风压为800Pa。
1.1.3本人承担设计任务
本人承担6#墩的荷载计算、基础设计、方案必选，以及对施工方案的简述。
1.2设计依据
本次课程设计的依据为本课程设计指导书、教材，及相关规范，如下：
（1）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）
（2）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）
（3）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）
（4）铁道第三勘察设计院编．铁路工程设计技术手册－桥涵地基和基础
（5）西南交通大学岩土工程系编．桥梁基础工程
第二章 荷载计算
因尚未确定基础类型及相应埋深，全部荷载先简化到河床标高，暂不计浮力。
2.1主力计算
2.1.1恒载计算
墩身高H=1178.12-1159.99-0.35-0.1-0.4-1.4=15.88m
C30混凝土容重γ1取23KN/m3 ,C40混凝土容重γ2取25 KN/m3
1、由桥跨传来的恒载压力
N=2276+35.5（32.6+0.1）=3436.85kN
2、顶帽重量
体积计算：

重量：

则顶帽剩余体积：
顶帽剩余重量：
顶帽总重量:
3、墩身重量
体积计算：
S1=3.14×1.052+2.4×2.1=8.5m2
S2=3.14×1.42+2.4×2.8=12.88m2

则墩身重量：
则地面以上的结构的总恒载：

2.1.2列车活载计算
1、单孔重载：
荷载布置图如下图所示：

则支点反力R1为：
作用在基底上的竖向活载为，令河床标高处横桥方向中心轴为x-x轴，顺桥方向为y-y轴，则对x-x轴的力矩为

2、单孔轻载
荷载布置图如下图所示：

则支点处的反力R2为：

；
3、双孔重载
荷载布置图如下图所示：

根据确定最不利荷载位置x，因为等跨，所以

解得x=7.16m；
则：
kN
38
.
1565
)]}
16
.
7
5
.
7
7
.
32
(
2
1
7
.
32
[
=
-
-
´
-
´

作用在基底上的竖向活载为

2.2附加力计算
附加力计算按纵向计算。
2.2.1制动力计算
1、单孔重载与单孔轻载

H1对地面处x-x轴的力矩MH1为：

2、双孔重载
左孔梁为固定支座传递的制动力

右孔梁为滑动支座传递的制动力

传到桥墩上的制动力为
故双孔重载时采用的制动力为
对基底x-x轴的力矩为
2.2.2纵向风力计算
1、风荷载强度

；；；=0.88
2、顶帽风力

3、墩身风力

则总的纵向风力为

2.3荷载组合汇总表
作用在河床标高处的荷载（顺桥方向）汇总如下表所示：
活载布置图示
单孔重载
单孔重载
单孔轻载
双孔重载
水位
设计频率水位
常水位
常水位
常水位

力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
竖向恒载
7957.00
0
7957.00
0
7957.00
0
7957.00
0
竖向活载
1896.42
663.75
1896.42
663.75
1521.98
532.69
2991.65
48.69
制动力
341.84
6634.3
341.84
6634.3
341.84
6634.3
341.84
6634.3
风力
82.11
735.54
82.11
735.54
82.11
735.54
82.11
735.54
注意：因为6#桥墩位于地表水以上，所以设计频率水位和常水位时的荷载组合一样，所以后两项只列出常水位是的荷载。

第三章 明挖基础设计
3.1拟定基础的形式和尺寸
3.1.1确定基础埋置深度及基底标高
埋置深度：由于6#桥墩处第一层地层为新黄土，新黄土的基本承载力不高，且深度为11.1m，因此将埋置深度初步定为7m，利用扩大基础的形式提高承载力。
基底标高：由于地表标高为1159.99m，基础埋置深度为7m，所以基底标高为1159.99-7=1152.99m。
3.1.2基础圬工类型及尺寸的确定
1、因为此基础为浅基础，基础采用素混凝土，且标号与蹲身一样，都选用c30混凝土。
2、尺寸的确定
（1）最小埋置深度要求：7m>2m。满足要求
（2）立面尺寸满足刚性角的要求，所以将基础做成多层扩大基础，且每层的厚度不小于1.0m。
（3）基础尺寸拟定，并附平面立面尺寸图如下图所示：
立面尺寸：

平面尺寸：

基顶截面图：

（4）要求检核：
基础每层1.5m>1m，满足每层最小厚度1m。
第一层刚性角为33°<35°，满足要求。
其他各层的刚性角为43°<45°，满足要求。
3.2荷载计算
3.2.1地面以下桥墩和基础自重
1、桥墩自重：
体积：
，，
则
重量：
2、基础的重量：
体积：
重量：
3.2.2浮力计算
由于所选持力层为新黄土层，基底标高高出设计频率水位，因此不考虑浮力这一因素。
3.2.3基础台阶上覆盖土重
基础上覆土体体积：

则土体重量：

3.2.4荷载组合汇总表
全部荷载简化到基底中心。
最终恒载：

总力矩为原有力矩加上由于基础埋深引起的附加力矩，其计算结果列于下表：

活载布置图示
单孔重载
单孔重载
单孔轻载
双孔重载
水位
设计频率水位
常水位
常水位
常水位

力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
力/KN
力矩/KN.m
竖向恒载
25296.50
0
25296.50
0
25296.50
0
25296.50
0
竖向活载
1896.42
663.75
1896.42
663.75
1521.98
532.69
2991.65
48.69
制动力
341.84
8590.44
341.84
8590.44
341.84
8590.44
341.84
8590.44
风力
82.11
1488.65
82.11
1488.65
82.11
1488.65
82.11
1488.65
3.3地基基础各项检算
3.3.1地基强度检算
因下无软弱下卧层，所以只检算持力层强度。
最不利荷载组合为纵向主力+附加力（双孔重载，常水位）；
1、荷载组合情况：

2、地基承载力修正（其中k1=0；k2=1.5）

3、基底的截面特性
面积：
弯曲截面系数:
4、地基强度检算

，
，
所以强度检算满足要求。

3.3.2基底偏心距检算
最不利荷载组合为纵向主力+附加力（单孔轻载，常水位）；
1、荷载组合情况：

2、基底偏心距检算：

所以基底偏心距满足要求。
3.3.3基础稳定性检算
最不利荷载组合为纵向主力+附加力（单孔轻载，设计频率水位）；
1、荷载组合情况：

2、倾覆稳定性检算：

所以倾覆稳定性满足要求。
3、滑动稳定性检算：

-----基底与持力层土间的摩擦系数，取0.3.
所以滑动稳定性满足要求。
3.3.4基础沉降检算
因为桥墩一下地层地质情况良好，土质均匀，且满足承载力要求，所以基础沉降不需要检算。
第四章 桩基础设计
4.1拟定桩基类型、桩径及承台立面标高
1、桩基类型：根据地质情况，最上层为新黄土，且深度达11.1m，且钻孔灌注桩适用于各类土层及岩层，所以选用钻孔灌注桩，且采用旋转锥施工；由于此号桥墩上部结构重量较小，且黄土深度较大，因此选用摩擦桩。
2、桩径：选用钻孔灌注桩设计桩径1m。
3、承台里面标高：由于此号桥墩处标高远远大于设计频率水位，因此承台选用低承台桩基；承台座板底面标高为1159.99-3=1156.99m，即承台埋深为3m。
4.2持力层、桩长及承载力的确定
1、桩端持力层：此号桥墩处地层为11.1m新黄土，8.9mW3泥岩，3mW3砂岩，11.1mW3泥岩4.2Mw2泥岩，结合上部结构的荷载，综合考虑，将第二层土层，即W3泥岩定为持力层。
2、桩长拟定：初步将桩长定为17m。
3、单桩轴向承载力：
此项计算按土阻力法确定单桩轴向承载力。
（1）根据规范，计算方法如下：
钻(挖)孔灌注桩的容许承载力：
(3-19)
式中 [P]——桩的容许承载力（kN）；
U——桩身截面周长(m)，按成孔桩径计算，通常钻孔桩的成孔桩径按钻头类型分别比设计桩径(即钻头直径)增大下列数值：旋转锥为30~50mm；冲击锥为50~100mm；冲抓锥为100~150 mm；
——各土层的极限摩阻力((kPa)，按表3-7采用；
——各土层的厚度(m)；
A——桩底支承面积(m2)，按设计桩径计算；
——桩底地基土的容许承载力(kPa)，当，； 当时，；当时，，其中d为桩径或桩的宽度(m)； 为地基容许承载力深度修正系数；对于黏性土、粉土和黄土为1.0；对于其他土，为值之半；、和h的意义与公式（2-11）相同；
m0——桩底支承力折减系数。钻孔灌注桩桩底支承力折减系数可按表3-8采用；挖孔灌注桩桩底支承力折减系数可根据具体情况确定，一般可取m0=1.0。
（2）系数取值：
截面周长：，其中因为是旋转锥，取40mm
的取值：新黄土；W3泥岩
的值：新黄土；W3泥岩
桩底支承面积：
桩底地基土的容许承载力：
因为h=18m>10d=10.0m，所以
其中，，，

则
桩底支承力折减系数：
（3）计算：
4.3估算桩数
根据规范：桩的根数估算方法如下：
基础所需桩的根数可根据承台底面上的竖向荷载和单桩承载力容许值按下式估算：
（3-1）
式中：n——桩的根数；
N——作用在承台底面上的竖向荷载（kN）；
[P]——单桩承载力容许值[kN]；
μ——考虑偏心荷载时各桩受力不均而适当增加桩数的经验系数，可取1.1~1.2。
μ取1.1，N=13682.77KN（假设承台重3000KN），[P]=2574.02KN
则，所以取。
4.4承台平面尺寸及桩的平面布置
承台尺寸定为，选用C40钢筋混凝土材料。
根据规范：钻孔灌注摩擦桩的中心距不小于2.5倍成孔桩径，且当时，承台板边缘至最外一排桩的净距不得小于0.5d，且不得小于0.25m。
采用两列行列式排列
则桩的平面布置如下图所示：

4.5荷载计算
此项计算可根据第二章的计算结果进行相应的调整可得，即需要加上承台的重量以及埋在土下的墩身的重量，承台上部土体的重量，并加上制动力以及风力由于承台埋深所产生的附加弯矩。
1、承台重量的计算：

2、埋入土下墩身重量计算：
体积：
，，
则
重量：
3、上覆土体重量：

三者总重量为2000+300.84+417.26=2718.1KN<3000KN，所以假设的承台重量满足要求。
4、制动力、风力附加弯矩计算：
制动力：
风力：
则最后的荷载组合（单孔重载、双孔重载）如下表所示：
项目
荷载类型
竖向恒载
竖向活载
制动力
风力
单孔重载
力/KN
10675.10
1896.42
341.84
82.11
力矩/KN.m
0
663.75
6987.22
932.08
双孔重载
力/KN
10675.10
2991.65
341.84
82.11
力矩/KN.m
0
48.69
6987.22
932.08
4.6桩基础的平面分析
4.6.1确定b0、m、α
1、b0的确定：
相互影响系数的计算：
，其中，因为n=2，所以C=0.6， L0=1.96m，h0=3(d+1)=6.0m
则
所以
2、m的确定：
先假设此装为弹性桩，计算按弹性桩计算。
则hm=2(d+1)=4m<7.4m，所以m值值取第一层，即新黄土。
则m=15Mpa/m2。
3、α的确定：

则
，所以为弹性桩，假设正确。
4.6.2单桩的刚度系数计算
根据规范：
单桩刚度系数计算方法如下：
单桩的轴向刚度系数r1可按下列公式求得
（3-92）
式中 l0——桩在地面或局部冲刷线以上的长度；
l——桩在地面或局部冲刷线以下的长度；
E，A——分别为桩材的弹性模量和桩身的截面面积；
C0——桩端土的竖向地基系数；
A0——桩端的换算支承面积；
x——与桩的类型有关的系数，端承桩取1.0，摩擦型预制桩取2/3，摩擦型灌注桩取1/2。

1、的求解：
确定：
则
所以取
则
2、其他数据的取值：
，，，，
，
3、的求解：

，且，所以，，
4、
5、
6、
4.6.3群桩的刚度系数计算

4.6.4承台位移及桩顶内力计算
1、承台的计算宽度：
承台底面距离地面的高度：
承台底面处的地基系数：
2、刚度系数修正：

3、由以下三式：

可以求得承台位移，计算结果如下表：
外力及位移

荷载图式
N(kN)
H(kN)
M(kN•m)
b(m)
a(m)
β(rad)
单孔重载
12305.42
423.95
8583.05
1.34×10-3
0.622×10-3
0.358×10-3
双孔重载
13400.87
423.95
7967.99
1.46×10-3
0.606×10-3
0.334×10-3
4、则各桩桩顶的内力及位移：

计算结果如下表所示：
荷载图式

Ni(kN)
Qi(kN)
Mi(kN•m)
bi(m)
ai(m)
βi(rad)
单孔重载
左排桩
2825.254
10.15
132.68
1.877×10-3
0.622×10-3
-0.358×10-3
右排桩
1276.56
0.803×10-3
双孔重载
左排桩
2955.96
15.9
113.34
1.961×10-3
0.606×10-3
-0.334×10-3
右排桩
1511.04
0.959×10-3
4.7横向荷载下单桩的内力位移计算
此项计算最不利荷载组合为纵向主力+附加力，单孔重载。
因为，所以可以采取简化算法。
则计算公式如下：
内力：
位移：
其中，
计算结果如下表所示：
1、弯矩及剪力计算：
α
αy
y
AM
BM
My
AQ
BQ
Qy
0.568
0.000
0.000
0.000
1.000
132.680
1.000
0.000
10.150
0.568
0.200
0.352
0.197
0.998
135.935
0.956
-0.028
7.593
0.568
0.400
0.704
0.377
0.986
137.559
0.839
-0.096
1.281
0.568
0.600
1.056
0.529
0.959
136.693
0.675
-0.182
-6.865
0.568
0.800
1.408
0.646
0.913
132.681
0.458
-0.271
-15.774
0.568
1.000
1.761
0.723
0.851
125.830
0.289
-0.351
-23.519
0.568
1.200
2.113
0.762
0.774
116.311
0.102
-0.413
-30.089
0.568
1.400
2.465
0.765
0.687
104.821
-0.066
-0.455
-34.960
0.568
1.600
2.817
0.737
0.594
91.982
-0.206
-0.474
-37.813
0.568
1.800
3.169
0.685
0.499
78.448
-0.313
-0.471
-38.673
0.568
2.000
3.521
0.614
0.407
64.973
-0.388
-0.449
-37.776
0.568
2.200
3.873
0.532
0.320
51.964
-0.432
-0.412
-35.434
0.568
2.400
4.225
0.443
0.243
40.158
-0.446
-0.363
-31.883
0.568
2.600
4.577
0.355
0.175
29.563
-0.437
-0.307
-27.572
0.568
2.800
4.930
0.270
0.120
20.746
-0.406
-0.249
-22.886
0.568
3.000
5.282
0.193
0.076
13.533
-0.361
-0.191
-18.058
0.568
3.500
6.162
0.051
0.014
2.769
-0.200
-0.067
-7.079
0.568
4.000
7.042
0.000
0.000
0.000
-0.001
0.000
-0.010

桩身弯矩分布图：

桩身剪力图：

2、横向位移及角位移计算：
α
αy
y
Ax
Bx
Xy/mm
Aφ
Bφ
φy
0.568
0.0
0.000
2.441
1.621
0.627913
-1.621
-1.751
-0.00036
0.568
0.2
0.352
2.118
1.291
0.507628
-1.601
-1.551
-0.00032
0.568
0.4
0.704
1.803
1.001
0.400571
-1.543
-1.352
-0.00029
0.568
0.6
1.056
1.503
0.75
0.306726
-1.452
-1.157
-0.00025
0.568
0.8
1.408
1.224
0.537
0.226029
-1.334
-0.97
-0.00021
0.568
1.0
1.761
0.97
0.361
0.158331
-1.196
-0.793
-0.00017
0.568
1.2
2.113
0.746
0.219
0.102885
-1.047
-0.63
-0.00014
0.568
1.4
2.465
0.552
0.108
0.058723
-0.894
-0.484
-0.00011
0.568
1.6
2.817
0.388
0.024
0.024558
-0.743
-0.356
-8.3E-05
0.568
1.8
3.169
0.254
-0.036
-0.00058
-0.601
-0.247
-6E-05
0.568
2.0
3.521
0.147
-0.076
-0.0181
-0.471
-0.156
-4E-05
0.568
2.2
3.873
0.065
-0.099
-0.02906
-0.356
-0.084
-2.4E-05
0.568
2.4
4.225
0.003
-0.11
-0.03529
-0.258
-0.028
-1.1E-05
0.568
2.6
4.577
-0.04
-0.111
-0.03748
-0.178
0.014
-1.8E-06
0.568
2.8
4.930
-0.069
-0.105
-0.03681
-0.116
0.044
5.19E-06
0.568
3.0
5.282
-0.087
-0.095
-0.03437
-0.07
0.063
9.8E-06
0.568
3.5
6.162
-0.057
-0.057
-0.02083
-0.012
0.083
1.49E-05
0.568
4.0
7.042
-0.015
-0.015
-0.00548
-0.003
0.085
1.55E-05
桩身横向位移分布图：

桩身角位移分布图：

4.8单桩轴向承载力检算
此项检算最不利荷载组合为纵向主力+附加力，双孔重载。
桩的重量：

则总轴向力：
所以轴向承载力满足要求。
4.9墩顶的水平位移检算
此项检算最不利荷载组合为纵向主力+附加力，单孔重载。
刚度计算：

所以墩顶水平位移检算合格。
4.10群桩基础的承载力检算
此项检算最不利荷载组合为纵向主力+附加力，双孔重载。
1、内摩擦角φ取所穿越土层平均值：

计算桩底计算截面尺寸：

计算面积：
弯曲截面系数：
2、桩底容许承载力计算：
其中，，，

则
3、荷载计算：
桩自重：
桩侧土重：
则竖向荷载及弯矩：

4、检算：桩底最大应力：

所以群桩基础承载力检算满足要求。
4.11桩侧面土抗力计算
此项检算最不利荷载组合为纵向主力+附加力，单孔重载。
1、桩侧土横向压应力计算：
其中，
，
则计算结果如下表所示：
α
αy
y
Aσ
Bσ
σxy
0.568
0.0
0.000
0
0
0
0.568
0.2
0.352
0.424
0.258
7.493516
0.568
0.4
0.704
0.721
0.4
11.82167
0.568
0.6
1.056
0.902
0.45
13.59044
0.568
0.8
1.408
0.979
0.43
13.36145
0.568
1.0
1.761
0.97
0.361
11.69173
0.568
1.2
2.113
0.895
0.263
9.120982
0.568
1.4
2.465
0.772
0.151
6.063557
0.568
1.6
2.817
0.621
0.039
2.916452
0.568
1.8
3.169
0.457
-0.064
-0.05826
0.568
2.0
3.521
0.294
-0.151
-2.64928
0.568
2.2
3.873
0.142
-0.219
-4.75322
0.568
2.4
4.225
0.008
-0.265
-6.27633
0.568
2.6
4.577
-0.104
-0.29
-7.22958
0.568
2.8
4.930
-0.193
-0.295
-7.63354
0.568
3.0
5.282
-0.262
-0.284
-7.59295
0.568
3.5
6.162
-0.367
-0.199
-5.90787
0.568
4.0
7.042
-0.432
-0.059
-2.78673
则横向土压力沿桩身分布图：

2、检算方法：
根据规范：对于弹性桩，因为构件侧面土的最大横向压应力发生在处，所以应满足下面的式子：
σxmax，σx——分别为深度y和深度h/3处土的横向压应力（kPa）；
——土的容重（有水时，考虑水浮力）（kN/m3）；
c——土的黏聚力（kPa）；
——系数，对于超静定推力拱桥的墩台＝0.7，其他结构体系的墩台＝1.0；
——考虑总荷载中恒载所占比例的系数；当时，；当时，；当时，按直线插入确定；
——恒载对桩基承台板底面中心的力矩（）；
——全部外力对桩基承台板底面中心的总力矩（）
，——系数，，；
——系数，，为基础侧面土抗力的计算宽度，b为基础的实际宽度；
——土的内摩擦角。
K——相互影响系数。
3、各项系数的确定：
，，，，
，
，，
4、检算：

所以桩侧土抗力检算满足要求。
第五章 沉井基础设计
5.1确定沉井平、立面形式及各部分尺寸
根据桥墩处地质情况，持力层选为W3泥岩，初步拟定为矩形基础，总体尺寸为，井壁厚度为1.0m，设置一道横隔墙和一道纵隔墙，厚度都为0.6m，顶板厚度定为1.5m。沉井的所有构造都选用C30钢筋混凝土。沉井结构示意图如下图所示：
沉井平面示意图：

沉井剖面示意图：

凹槽及其他部分尺寸如下图所示：

5.2施工期间沉井下沉能力的检算
1、沉井自重：

2、的计算：
各土层摩阻力：新黄土
对于W3泥岩，视为可塑性黏性土，则取
平均摩阻力：

3、刃脚踏面正面阻力计算：

4、沉井下沉系数：
，满足条件。
5.3荷载计算
此项计算简化到沉井盖板顶面，并计算在单孔重载和双孔重载模式下的荷载。
则可知计算结果同第二章荷载计算结果，略去计算过程，直接得到计算结果如下表所示。
项目
荷载类型
竖向恒载
竖向活载
制动力
风力
单孔重载
力/KN
7691.12
1896.42
341.84
82.11
力矩/KN.m
0
663.75
5961.7
685.75
双孔重载
力/KN
7691.12
2991.65
341.84
82.11
力矩/KN.m
0
48.69
5961.7
685.75
整理得：

外力

荷载图式
N(kN)
H(kN)
M(kN•m)
单孔重载
9587.54
423.95
7311.2
双孔重载
10682.77
423.95
6696.14
5.4沉井作为深埋刚性基础相关计算
基础变形系数α的计算：
新黄土，；W3泥岩，；

，

则地基变形系数α：

所以可以按刚性基础计算。
1、基底压应力计算（按主力+附加力，双孔重载计算）
基础底面的竖向地基系数

基础的转角：

基底竖向压应力：
2、侧面横向压应力验算（按主力+附加力，单孔重载计算）
根据规范，通常只须验算和处的值。
基础的转角：

基础旋转中心至局部冲刷线的距离：
在处，

在处，

3、墩台顶面水平位移计算（按主力+附加力，单孔重载计算，则相关参数可由上一步得到）

由上一步计算结果及查表可知：
其中，，，，
刚度计算：

则墩顶位移：
5.5沉井基础各项验算
5.5.1基底压应力验算
地基容许承载力

其中，，，，

验算：
所以基底竖向压应力验算满足要求。
5.5.2基础侧面水平压应力验算
1. 在处，
横向容许压应力：

其中，，，，，，
，
。

则验算满足要求。
2、在处，
横向容许压应力：

其中，，，，，，
，
。

所以验算满足要求。
5.5.3墩台顶面水平位移验算
墩顶水平位移
所以墩顶水平位移验算满足要求。
第六章 基础设计方案比选
附地址剖面图：

通过以上的地质图剖面图可以看出，第一层土层为新黄土，新黄土承载力较小，不宜作为持力层。第二层为W3泥岩，第三层为W3砂岩，这两层土层都有较好的承载能力，而且可以保证基础没有过大的沉降。
对于三类基础，明挖基础适用于地基土层性质良好，土层具有较大的承载力的桥墩；桩基础适用于荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，建筑物受到较大的水平荷载，需减少建筑物的水平位移和倾斜的桥墩基础；而沉井基础适用于荷载较大，表层地基承载力不足，在一定深度下有较好的持力层，以及在山区河流中，土质较好但冲刷大时的桥墩基础。
通过上述三种基础的适用条件以及35#桥墩处的地质情况，上部土层承载力明显不够，所以采用明挖基础不合适，而对于沉井基础，在施工是需要有足够的下沉能力，上部土层为新黄土，其摩阻力相对较大，要满足其下层能力需要加大沉井的自重，显示在经济上是不合理的。
因此，综合考虑各种因素，选用桩基础最合理。
第七章 基础施工方案简述
7.1施工工序
钻孔灌注桩施工的主要工序有：场地准备、桩位放样、埋设护简、钻孔、清孔、下钢筋笼、灌注混凝土成桩、修筑承台座板。
具体的施工流程如下图所示：

7.2施工方法及施工机具
根据6#桥墩的地质情况，选用旋转式钻孔法。旋转式钻头适用于黏性土、砂类土、卵石含量较少的土、软岩。地质情况与旋转式钻头的适用条件比较匹配。且笼式旋转式钻头导向性能好，扩孔率小，钻进平稳，适用于黏性土和沙土。
下图为笼式旋转式钻头。

除了钻头，还需要钻孔机、挖土机、工程运输车等其他设备。

7.3施工中的注意事项
1、控制钻孔垂直度
（1）、压实、平整施工场地。
（2）、安装钻机时应严格检查钻进的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差应立即调整。
（3）、定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换。
（4）、在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填粘土，冲平后再低速低钻压钻进。
（5）、在复杂地层钻进，必要时在钻杆上加设扶整器。
2、水下砼灌注过程注意事项：　
1　砼配制
采用高标号水泥时，应注意砼的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系，必要时添加砼缓凝剂。施工现场应严格控制好配合比（特别是水灰比）和搅拌时间。掌握好砼的和易性及砼的坍落度，防止砼在灌注过程发生离析和堵管。
2初灌时埋管深度　　
我国JGJ 94-94规范规定，灌注导管底端至孔底的距离应为300～500mm，初灌时导管埋深应≥800mm。在计算砼的初灌量时，个别施工单位只计算了1.3m桩长所需的砼量，漏算导管内积存的砼量，初灌量不足造成埋管深度达不到规范值。另一方面，施工单位准备的导管长度规格太少，安装导管时配管困难，有时导管低至孔底的距离偏大，而导管安装人员没有及时把实际距离通知砼灌注班，形成初灌量不足导致埋管深度达不到规范值。
初灌砼量V应根据设计桩径、导管管径、导管安装长度、孔内泥浆密度进行计算，且V≥V0+V1。
V0为1.3m桩长的砼量，V0＝1.2×1.3πD2/4（单位：m3）；1.2－桩的理论充盈系数；D－设计桩径（m）。
V1为初灌时导管内积存的砼量，V1＝(hπd2/4)（ρ＋0.55πd）/2.4 (单位：m3)；h－导管安装长度（m）；d－导管直径（m）；ρ－孔内泥浆密度（t /m3）; 0.55－导管内壁的摩阻力系数；2.4－砼的密度（t /m3）。
3灌注砼时堵管
　　灌注砼时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注砼的准备时间太长、隔水栓不规范、砼配制质量差