墩台基础课程设计计算书

第一章概述

1.1基本资料

本设计资料是江阴市某大桥低桩承台基础设计，该桥上部结构型式采用变截面连续箱梁

双幅桥，荷载标准公路一一I级，桥面双幅并立，中央空间9m,单幅横向布置为0.35m （栏杆）+5m（非机动车道）+0.4m （隔离栅）+12.25m （车行道）+0.5m （防撞护栏）=18.5m,总宽46m.桩的型式采用钻孔灌注桩，桩身采用C25混凝土，承台采用C30混凝土。

本设计是针对15#墩（左幅），对应的地质钻孔是ZKB4,其设计控制荷载分别为：

N=60000kN （J）、H=600kN（~）、M=6204kN・ m（\）。

1.2施工方法

1.2.1施工方法简介及机具设备

本设计工程桩基础采用钻孔灌注桩。施工时直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼、灌注混凝土而成。钻孔的方法主要根据地质条件，本设计采用的正循环回转钻机。

正循环旋转钻进是泥浆由泥浆泵压进泥浆笼头，通过钻杆从底端钻头射出而输入孔底，

泥浆挟钻渣上升，从护筒顶溢流口不断流出排至沉淀池内，钻渣沉淀，泥浆流入泥浆池循环

使用。

由于是在粘土中钻孔，采用自造泥浆护壁。钻孔达到要求的深度后，测量沉碴厚度，进行清孔。清孔采用射水法，此时钻具只转不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格。钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。用垂直导管灌注法水

下施工。水下灌注混凝土至桩顶处，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除含有泥浆的桩

段后，桩顶标高和质量能符合设计要求。施工后的灌注桩的平面位置和垂直度都需要满足

规范的规定。

1.2.2主要的施工程序

（一）、施工工艺

钻孔灌注桩是用动力驱使钻头在土中钻进成孔。主要的工序是钻孔、清孔、下钢筋笼和灌注

混凝土。具体施工工艺流程图见图一。

（二）、主要工艺的技术要求

1、埋设护筒

埋设护筒是钻孔灌注桩准备工作中的一个最主要环节。混同为圆形，可用木、钢板。钢筋混凝土制作，要求坚实耐用、不变形不漏水，并应能重复使用。埋设护筒要满足以下要求：

①护筒直径应比钻头直径大100~40 Omm,依据成孔方式来确定。

②护筒顶标高奥高出地面或岛面300~500mm,高于地表水面或地下水面 1.5~2.0m;

③护筒底应用粘土夯填，不得漏水跑浆。

2、泥浆制备

泥浆是用作护壁用，由水、粘土（或膨胀土）和添加齐U组成。泥浆的作用：增大孔内向外的静水压力，并在孔壁形成一层泥皮，隔断孔内外水流起着护壁的作用；用作悬浮钻渣，润滑

钻头，减少钻进阻力。

图一 钻孔灌注桩施工工艺图

3、 钻孔

本设计中采用的是旋转钻孔法，用动力驱动钻头旋转切削地层，利用泥浆循环排渣成孔的旋 转钻机钻孔。在钻孔过程中，要注意以下几个问题：

① 钻进过程中要随时检查进尺和土层和土质情况，并做好记录；

② 在转进过程中要随时检查孔径和垂直度， 当发生严重的斜孔、弯孔、缩孔时要进行必要的 修孔；

③ 在钻进过程中，要注意护筒内水头高度的稳定性，以防坍孔； ④ 经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置，对卡钻、掉钻要及时处理；

4、 清孔

钻孔达到设计标高后， 应立即进行清孔。 清孔的目的是减小孔底沉淀土层厚度， 要

*壇设护囂

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件・

第一次济孔・

第二次济孔・

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以达到设计

慎水*

求，保证桩尖土的承载力；为灌注水下混凝土创造良好条件，保证水下混凝土灌注质量。 采用抽浆清孔法，直接用反循环钻机、空气吸泥机、水力吸泥机或离心吸泥泵等将孔底含钻 渣泥浆吸出达到清孔的目的。此法清孔较彻底，适用于各种方法钻孔的桩柱和摩擦桩。

5、 钢筋骨架组装和吊安

钻孔灌注桩的钢筋笼要提前制作组装，

长桩情况下钢筋笼长度很长应分节制作，

每节长度以

8~9m 为宜。在加工制作和组装时，要注意其施工精度，并应有较高的刚度。 6、 灌注水下混凝土

水下混凝土一般采用刚性导管法灌注。 刚性导管用钢管制作，导管内径一般为200~350mm ，

导管使用前应进行必要的水密、 承压和接头抗拉等试验。 开始灌注混凝土时， 应在漏斗底口

处设置可靠的隔水设施。

第二章 桩径、桩长的确定

2.1桩径、桩长的初拟

根据相关设计材料的数据，初步确定桩长 45米，桩径D=2米。承台尺寸初拟及地面标高见

图二。

图二移尺寸诩眩帧标駆 单优稣

2.2桩数的确定

摩擦桩单桩轴向力受压容许承载力：

（桩孔灌注桩）

n

[P] =2（UI p AJ ） Tu ' ih Am o {X 】K 2 2（h-3）}

i3

其中，桩的周长U =2.05二；（桩径D=2m,采用旋转钻，则直径增大5cm）

7

' ih =40 1.4 24 8.6 66 1.7 57 14.4 70 4.8 45 6.00 55 8.1 =2246.9

i 1

（.j、l i具体数据参见表一）

面积：A 二二d2 / 4 二二

修正系数：二0.83, m° 二0.7^ = 1.2, K 2 二1.5;

深度h =45m 40m,故取h =40m米；

桩底土的容许承载力[匚0] = 220MPa ；

桩侧土的平均容重

3 2=(18.7 17.73 19.6 19.56 19.85 18.55 19.20) “ 7 =19.03 kN / m

故[P]詔2.05 二2246.9 二0.7 0.83 [220 1.5 19.03 (40 _ 3)] = 9564.66

估算桩数：n八1■普二12 9S二7.52

;桩的具体分布及承台尺寸见图

n取整数，即

假设桩基插入最底层的高度为h，，则

n

[P]=二“N =9000 ; ' ih =1801.4 55h/;

i £

假设埋置深度小于等于40,则h =36.9十『;