基础设计模板.doc

一 设计资料（一）、桥位区地质情况1、地层岩性根据钻探及工程地质调绘成果资料，桥位区地层及岩性分述如下：1.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土：紫红色、褐灰色、浅黄色、灰色等杂色，松散，稍湿湿。主要由粘性土、漂卵石及砂泥岩碎块石混杂组成，土质不均匀。碎石粒径一般2.0010.00cm，次棱角棱角状，漂卵石粒径一般20.0050.00 cm，次圆圆状，强中风化状态。该层结构松散，渗透性好，钻进时漏水，主要分布于桥位区起点桥台区域，钻探揭露厚度5.10m。 1.2第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)细砂：暗灰色，湿，松散。主要由石英、长石、云母及岩屑组成，含少量圆砾，表层含植物根系，细砂渗透性好，钻探时漏水。该层主要分布在桥位区终点桥台区域，钻探揭露厚度0.801.30m。卵石：灰色浅黄灰色，松散稍密，湿饱和。卵石约占4060%，砾石约占1025%，中细砂约占1035%，粘土约占5%，漂石约占占510%，卵石粒径一般为25cm，个别可达1015cm，漂石粒径一般2040cm，砾石粒径一般12cm,漂卵砾石磨圆度较好，呈次圆圆状，分选性一般,骨架颗粒排列混乱，充填物以中细砂为主。漂卵砾石母岩成分主要为石英岩、花岗岩、灰岩、砂岩等，呈强中风化状态。该层渗透性好，钻探时水上部分卵石表现为漏水。根据地质调查和钻孔揭露，河床卵石层漂卵石含量随着距橡胶低坝的距离增加，漂卵石含量逐步增大，砾石和中细砂含量逐步减小。该层主要分布于桥位区河床及终点桥台区域。钻探揭露厚度3.006.30m。1.3 侏罗系中统沙溪庙组地层（J2s）根据区域地质资料、钻探及工程地质调绘成果，桥位区出露侏罗系中统沙溪庙组第二段地层，该套地层为紫色泥岩夹灰绿色泥岩、浅灰色厚层中细粒长石砂岩、长石石英砂岩，灰质结核层发育，总厚度985.001021.00m。钻探揭露桥位区主要以中厚层状泥岩和砂岩为主,呈互层状产出，整合接触，单斜构造，岩层产状1621811426。泥岩：紫红色、灰绿色，泥质结构,中厚层状构造。矿物成分主要由粘土矿物组成，次为碎屑矿物，多夹薄层砂岩或含有灰色砂质条带。岩石具失水开裂崩解，饱水泥化软化特点。根据风化程度划分以下亚层：强风化泥岩：岩石强度低，风化裂隙极发育，裂隙面可见褐黄色Fe质浸染物质，岩质软，遇水易泥化，岩石破碎，岩芯多呈颗粒状、碎块状、饼状、半柱状、短柱状，采取率4993,RQD值082，钻探揭露厚度1.608.78m。中风化泥岩：岩石强度较高，节理裂隙较发育，岩层较破碎较完整，岩芯呈柱状和短柱状，少量长柱状、半柱状和碎块状。在靠近陡崖地段，裂隙发育，岩芯破碎，可见明显的竖向裂隙，裂隙发育处岩芯多破碎。岩芯采取率4898,RQD值1100，钻探揭露厚度1.3022.30m。砂岩：灰色，粒状结构，中厚层状构造。矿物成分以长石、石英及云母为主，次为岩屑及少量暗色矿物组成，泥、钙质胶结，多夹薄层泥岩，含有紫红色泥质条带，局部地段为紫红色泥岩与灰色砂岩微薄层呈韵律互层出现的过渡岩石。根据风化程度划分以下亚层：强风化砂岩：矿物成分显著变化，组织结构大部分破坏，节理裂隙发育，岩质较软，岩石强度较低，局部岩芯手可捏碎成粉砂状或手掰即断，岩体完整程度较差，岩芯多呈碎块状、半柱状、短柱状。采取率6094%，RQD值025，钻探揭露厚度1.251.50m。中风化砂岩：组织结构部分破坏，层理清楚，裂隙较发育，沿裂隙面见褐色次生矿物，岩质较硬，强度较高，锤击易碎。岩体较破碎较完整，岩芯大多呈短柱状、柱状，少量半柱状和碎块状，裂隙发育处岩芯多破碎。岩芯采取率8897%，RQD值6296，钻探揭露厚度0.953.50m。1.4 岩体基本质量等级根据钻探和工程地质调绘调查，桥位区起点桥台处为岩质陡崖，分布一褶曲构造，岩体节理裂隙较发育，岩层易遭受水平和垂直的风化影响，地表水易于渗透到岩层的构造裂隙、层间裂隙及风化裂隙中，促使岩石进一步风化，岩质变软。同时桥位区河床基底岩石长期受河水沿构造裂隙、风化裂隙渗入影响，部分岩石已发生次生风化，风化厚度大。根据钻探揭露，桥位区岩层中上部破碎，且ZK01ZK06孔相比ZK07ZK12孔来说，岩石完整程度较差。根据岩石试验成果可知，中风化泥岩为软岩，中风化砂岩为较软岩较硬岩，这说明岩石受岩性、裂隙和风化作用的控制影响，不同程度产生风化或次生变化，桥位区岩石软硬互层且分布不均。建议在桥梁墩台设计和施工中应引起重视。依照公路桥涵地基与基础设计规范（JTG063-2007）第3.1条及附录A有关规定，根据工程地质调绘、钻探揭露地层岩性、岩石试验、节理裂隙等分析，桥位区内岩体坚硬程度、完整程度和基本质量等级划分详见表1-1。 岩体坚硬程度、完整程度和基本质量等级划分表 表1-1岩石名称饱和单轴抗压强度（MPa）岩体坚硬程度节理裂隙发育程度岩体完整程度岩体基本质量等级备注强风化泥岩极软岩风化裂隙发育，结构面无序破碎极破碎强中风化泥岩浸水后易产生软化及泥化，基坑开挖后暴露时，可发生表层风化；破碎极破碎岩体主要是由裂隙切割、风化影响所致。中风化泥岩5.4011.30软岩主要结构面23组，裂隙间距25条/m较破碎强风化砂岩软岩裂隙及风化裂隙发育，结构面达到三组破碎中风化砂岩27.5032.40较软岩较硬岩主要结构面23组，裂隙间距13条/m较破碎较完整2、地层岩性岩土设计参数根据岩石室内试验成果，原位测试成果，结合当地建筑施工经验，建议与大桥基础有关的各岩、土层的设计参数祥见表1-2。 岩土设计参数建议表 表1-2岩 土名 称状 态天 然密 度(g/cm3)天然抗压强度（MPa）饱和抗压强度（MPa）抗剪强度变形试验承载力基本容 许（MPa）桩端土极限端阻力（MPa）桩周土极限摩阻力（MPa）基底摩擦系数内聚力(MPa)内摩擦角（）弹性模量104MPa泊松比卵石松散稍密1.900.150.080.35泥岩强风化2.100.400.140.40中风化2.308.206.600.8025.001.200.250.904.500.200.50砂岩强风化2.400.500.160.45中风化2.6045.0028.002.2037.002.200.181.807.000.250.55注解：桩端土极限端阻力是按桩径d=1000mm，深径比hr/d=3时，按饱和抗压强度提出，鉴于桥位区场地以泥岩为主，砂岩以夹层形式出现，设计时建议采用泥岩力学参数。地勘钻孔剖柱图见后附件。3、桥位处河床冲刷深度桥位地段河床最大冲刷深度为hp=4.50m。（二）、承台尺寸、桩基直径的确定承台尺寸：16m10m5m；中间采用6m宽的系梁连接，高度与承台相同，即采用5m高。每个承台拟采用6根桩，桩基直径为2.5m。横系梁中采用一根桩。具体布置见图1-1所示。（其中X方向为纵桥向，Y方向为横桥向）。图1-1 桥墩承台、桩基布置平面图（三）、荷载情况根据公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007），基础竖向承载力计算时荷载组合采用正常极限状态短期效应组合，频遇值系数取1.0，汽车荷载计入冲击力。根据计算分析，每根墩柱的柱底荷载组合内力见下表1-3.注：承台底中心力计算 Fd=Fz+Gt=55490+1610526=76290kN Mxd=Mx+Fyh=12631+21365=23311kN.m Myd=My+Fxh=48822+11455=54547kN.m结果汇总见表1-3。 单根墩柱底短期效应组合 表1-3作用位置FX（kN）FY（kN）FZ（kN）MX（kN.m）MY（kN.m）墩顶11452136554901263148822承台底中心11452136762902331154547二 单桩承载力验算（一） 单桩竖向力设计值根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)中规定：承台底面单桩竖向力设计值为：式中，Nid第i根桩的单桩竖向力设计值； Fd由承台底面以上作用(或荷载)产生的竖向力组合设计值；Mxd、Myd由承台地面以上作用(或荷载绕通过桩群形心的)x轴、y轴的弯矩组合设计值；n承台下面桩的总根数；xi、yi第i排桩中心至y轴、x轴的距离；由上式知，单桩竖向力设计值只与承合底面以上作用(或荷载)产生的竖向力和弯矩设计值、桩群布置有关。因此，各桩竖向力设计值如下：=76290/6+(233113)/18+(545476)/72=21146KN（最大）=76290/6-(233113)/18-(545476)/72=4284KN（最小）（二） 单桩容许承载能力根据桥墩处地勘资料，本桥桩基设计为嵌岩桩，桩的直径为2.5m，嵌入岩石深度不小于3倍桩基。拟定桩长为15m，通过土层及厚度见表2-1所示。 桩基通过土层及厚度 表2-1层数土层性质厚度（m）1松散卵石层1.882强风化泥岩4.003中风化泥岩9.12图2-1 桥墩基础设计图根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2007)中规定：支承在基岩上或嵌入基岩内的转孔灌注桩的单桩轴向受压承载能力容许值按下式计算：单桩轴向受压容许承载能力为： 式中，Ra单桩轴向受压承载能力容许值；根据清孔情况、岩石破碎程度等而定的端阻发挥系数，按规范表5.3.4采用；Ap桩端截面面积；frk桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值；u桩身周长；根据清孔情况、岩石破碎程度等而定的第i层侧阻发挥系数，按规范表5.3.4采用；h嵌入各岩层部分的厚度；m土层数，不包括强风化层和全风化层li 各土层厚度（m）n土层数，强风化层和全风化层按土层考虑覆盖层土的侧阻发