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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流软土地基桥头跳车问题分析与处理.精品文档.目录摘要1Abstract2第一章 绪论31.1引言31.2国内外现状41.2.1 国外研究现状41.2.2 国内研究现状51.3本文研究的主要内容6第二章 工程地质概况72.1工程概况72.2场地工程地质条件72.2.1场地地形、地貌72.2.2场地岩土层结构72.2.3岩土体物理力学性质及岩土设计参数92.3场地水文地质条件概况102.3.1地下水埋藏条件与性质102.3.2地下水及地基土腐蚀性评价102.4场地稳定性与适宜性评价122.4.1地震效应评价122.4.2场地土类型及建筑场地类别12
2、2.4.3软土震陷评价122.4.4场地及地基稳定性与适宜性评价122.5地基土评价及基础方案132.5.1地基土评价13第三章 桥头“跳车”分析与处理143.1 设计资料143.1.1工程初始概况143.2 桥台基础PHC桩加固153.2.1桩型和截面尺寸的选择153.2.2桩长和单桩承载力确定163.2.4桩基承载力验算173.2.5桩基沉降验算203.2.6桩身截面强度验算223.2.7桩基承台验算223.3 深层搅拌桩（湿法）加固243.3.1单桩承载力的确定253.3.2计算复合地基置换率253.3.3确定桩数253.3.4复合地基承载力特征值263.3.5垫层263.3.6沉降计算
3、263.4 排水固结法加固283.4.1初步设计283.4.2砂井计算283.4.3分级加载293.4.4沉降量计算31第四章 数值模拟分析334.1MIDAS/GTS介绍334.2工程实例建模操作流程334.2.1模型土体参数334.2.2模型的建立334.3分析结果354.4解决“跳车”工程实例分析36第五章 施工工艺与质量检测385.1PHC管桩施工工艺与检测385.1.1施工准备385.1.2桩的验收385.1.3桩的作业395.1.4桩基验收395.2深层搅拌桩的施工工艺405.2.1施工准备405.2.2桩的作业405.2.3复合地基验收：415.3排水固结的施工工艺415.3.1
4、施工准备415.3.2施工方法415.3.3 埋设观测桩和监测器425.3.4 堆载预压及卸载435.3.5观测与监测43第六章 结论与建议456.1结论456.2建议45致谢47参考文献48摘要路基、地基的沉降是工程行业最为常见的问题之一和研究的内容，而引起沉降问题会对在建的工程和已建的工程产生决定性的危害。近年来，随着国名经济的发展，各城市甚至各国之间的交流越来越密切。而我们国家开始大量修建公路、桥梁等来促进各个地方的交流。随着公路桥梁工程的不断设计和完成，很多问题在这方面出现，而这次本文研究的桥头“跳车”问题就是桥梁与地基接触时最为常见的问题之一。在国内外处理此类方面问题主要集中在路桥过
5、渡段的地基。而忽略了在桥梁设计的过程中从桥台部分到路桥过渡处都会影响到。本文从桥墩承台和路桥过渡段进行设计，协调这段不同区域的沉降，通过桥墩承台下软土地基处理、复合地基处理、软土地基堆载预压等来解决桥头“跳车”问题。在本文中的工程中将形成的桥头“跳车”原因分析如下：（1） 桥墩承台下的沉降与位移；（2） 路桥衔接处地基处理造成的沉降与位移；（3） 路桥尾部的地基的沉降与位移。而从这些方面本文提出如下的措施处理：（1） 桥墩承台下采用PHC管桩控制沉降；（2） 路桥衔接处采用水泥搅拌桩控制沉降；（3） 路桥尾部采用堆载预压控制沉降。本文在后期采用Midas/GTS软件对工程实例分析从桥墩承台到路
6、桥尾部沉降的性状，通过建立工程实例地基模型和三步处理措施同提出的设计计算结果对比分析，通过数值模拟分析验证提出的新措施进行理论研究和可行性。关键字：桥头“跳车”，地基处理，深层搅拌桩，排水固结 AbstractSubgrade settlement of foundation engineering industry is one of the most common questions and content of the study, which will cause subsidence problems in construction engineering and construct
7、ion of the project will have a decisive hazards. In recent years, with the name of a countrys economic development, the city and even exchanges between countries are getting closer. And a lot of our country began construction of roads, bridges, etc. to promote the exchange of various places. With th
8、e design of highway bridges and completion of the project, many questions arise in this regard, and this paper studies the bridge Jumping One of the problems is that when the bridge foundations in contact with the most common problems. At home and abroadto handle suchproblemsmainly concentrated in t
9、he luqiaotransition sectionsubgrade While ignoring the bridge design process will affect the part of the bridge abutments from the transition to. This paper from the pier caps and bridge transition section design, coordination of different regions of this settlement, by order of the audience pier so
10、ft ground treatment, composite foundation treatment, such as soft preloading to solve bridge jumping problem.In this article, the bridge project in the form of jumping The reason is as follows: (1) Order of the audience pier settlement and displacement; (2) Groundhandlingsettlementand displacement c
11、aused byconvergence atBridge(3) The tail bridge foundation settlement and displacement. The measures proposed in this article are from these areas of treatment: (1) Order of the audience using the PHC pile pier control sedimentation; (2) Bridge convergence at controlling the use of cement mixing pil
12、e settlement; (3) Using the tail bridge preloading control sedimentation. In this paper, the latter using Midas / GTS software engineering case study from the pier caps to bridge the tail settlement characteristics, design engineering example through the establishment of the foundation model and the
13、 same three-step treatment measures proposed by comparative analysis of the results, verified by numerical simulation analysis presented The new measures theoretical research and feasibility.Keywords: Bridge jumping, ground handling, deep mixing piles, drainage consolidation第一章 绪论1.1引言桥头跳车是指由于桥涵构造物与
14、桥涵台后的路堤之间的沉降等超过某一限定值造成汽车经过该路段时车轮产生上下振动的现象。在工程实例中，沉降对于在建工程以及已建工程都是很重要的影响。尤其在软土地基中，这种沉降更是工程类十分危险的因素。这些软土地基中由于土的含水量较高，孔隙比大，天然承载力较低，由桥墩往下的荷载一般通过桩基础直接传递到软土地基下的较好的受力土层，产生的相对小的沉降，而其路桥衔接处的软土地基由于汽车、人群这些动荷载造成沉降，这些沉降相对于桥墩桩基的沉降就要大很多，这些沉降不均匀，使其路基面不平整，造成车辆通过时减速振动的不良影响。而这边路桥衔接处产生的沉降主要原因为软土地基处理不够，达不到工程所需的地基承载力，施工条件
15、及排水工程的设置等一些情况。对于这些原因，在工程在建期间，可以通过一些地基再处理，如堆载预压，超载预压等让工程提前达到沉降允许值以内。而引发桥头“跳车”的问题随着工程实例的不断设计和完成，其它造成的因素主要归结为以下几个方面：(1)地基土：桥梁结构一般兴建于沟壑、河流地段，桥台背后所在的地基相对其他的地段来说，其天然含水量叫高，属于软土地基范畴内，其天然承载力不够，一旦受到工程荷载，其所造成的沉降会很大。需要进行后期的地基处理设计，一些桥梁在设计的过程中，由于完工的桥梁工程要受到长时间车辆，人群荷载，更容易造成地基沉陷，工后沉降也是设计必须考虑的因素。（2）地基填料：在软土地基处兴建的桥梁时，
16、桥梁地基填料一般为渗透性材料，孔隙率大，但是在施工中很难将填料颗粒间的孔隙完全消除，在后期的碾压中也很难将填土的空隙完全压缩。前期工程未碾压完全，而工后由于自重及车辆、人群的垂直荷载与振动荷载作用下，路基的填料逐渐被压缩，孔隙率降低，便在通车后一定期限后产生不同区域的路基再次沉降，造成“跳车”问题。因此在选择填料过程中，一般采用摩擦角大、高强度、透水性良好的砾石、砂砾、岩渣等半刚性材料。（3）环境因素：岩土工程内，完善的排水系统是对于每个工程的必要措施。对于桥梁道路的建设，主要出于河流沟壑处，地下水丰富，排水系统更为重要。由于工程中的排水系统设计不完善，造成雨水等不能及时排除路基表面，而渗透进
17、入地基，对地基表面和以下的地基土产生冲刷和侵蚀，造成地基里各类细粒土的流失，而且随着地下水位的升高，填料和地基本身的地基土孔隙比增大，破坏原有土质结构，使地基承载力下降，在后期外部车辆人群荷载以及自重的作用下再次较大幅度的不均匀沉降，产生桥头“跳车”现象。（4）设计问题：在路桥设计过程中，没有按照有关设计规范的要求在路桥衔接处正确地设置过渡段，对于软土地基的路段，在工程沉降还趋于稳定时应考虑先设过渡性路面，让路基沉降趋于稳定后再加铺原路面，而在桥台与路面衔接处应设置胀缝。在桥墩基底下桩基承载设计不周，在基底未作彻底处理，而沉降还未稳定时，应周详考虑桥台结构与引道衔接，在没有质量保证情况下，不应
18、该直接浇砼板。在桥台后面的地基土未彻底做地基处理，造成工后的沉降幅度大。设计处理的路基面的范围较小，造成在桥台后一段距离位置出现沉降，这些的设计不周都有可能造成桥梁的“跳车”问题。（5）施工控制：目前一些施工单位没有意识到桥梁工程中由于后期长时间的运作会对工程有很大的考验，在工程施工中只求工程进度和经济利益而忽视工程的重要性和质量，由于为了节约成本，大幅度缩减施工工期，施工工序就不符合规范要求，比如在堆载预压期间，堆载土加载速度过快，没有让地基土得到充分时间的固结，这样会加大工后产生的不均匀沉降会很大。在一些需要置换软土地基土置换后的填料由于人为因素碾压不均，不稳定，施工后的沉降大，这些地基处
19、理的不彻底不均匀都是工程完工后造成桥头“跳车”的主要原因之一。1.2国内外现状1.2.1 国外研究现状 桥头“跳车”现象目前是世界上各个国家都是普遍存在的问题。但是由于一些发达国家经济的发展，对高速公路及桥梁的修建较早，因此他们这些国家比我们更早发现了桥头“跳车”问题，并很早就开始对桥头“跳车”问题开展了很多有关的调查研究，页相应提出了一些防治和处理措施。国外早在上世纪五、六十年代就开始重视并分析桥头引道与桥台的差异沉降问题，在这段时间里关于解决这项工程问题，他们在路桥衔接处的相当一段路段采用不同桩承载路桥的方法来处理地基，从而对路桥实现平稳过渡。美国从20世纪60年代开始就对桥头“跳车”问题
20、开展了广泛的调查。如美国肯塔基州从 1964 年开始对 782 座桥梁和引道进行了实地调查和测量，有的进行了连续 19 年的观察，发现 78%的桥头因沉降产生“跳车”问题而需要工程维修。加利福尼亚州和怀俄明州也进行了调查、监测以及处治试验。为了确定桥头路堤沉降引起跳车问题的严重程度和了解搭板设计与养护的现状，美国公路局也在此基础上进行了调查，范围波及美国大多数州和加拿大的部分省。调查研究认为，桥头“跳车”是一个在工程中普遍存在的问题，几乎在每一个地区都有发生，但是在一些软土地基的区域，和一些重交通的路段这种情况下尤为严重。 对于桥头“跳车”问题，主要就是控制桥头河路桥衔接处的沉降问题，这这些方
21、面，美国等一些国家开展了调查研究，内容包括桥头“跳车”形成原因，防治、处理措施等方面。这些调查的分析结果发现其形成“跳车”原因主要有地基土、地基填料、地基沉降、环境因素、设计问题、不恰当的施工方法、大交通荷载、排水不畅、气候的影响等。同时研究提出了一系列的处置办法：如修建桥头搭板(包括几何尺寸和坡度)，加强施工质量(包括选择填料和加强压实)，保持排水通畅和减轻交通负荷等防治措施。 日本是一个岛国，软土地基相对较多的国家，很多的高速公路是修建在软土地基上，因此日本对于软土地基的上兴建工程，对软土地基的处理提出了不少处理措施；德国也根据本国的调查状况，分析后提出了台背填料严格的预压要求，等等。1.
22、2.2 国内研究现状 对于我国的有关桥头“跳车”工程问题的解决，我们主要是从 上个世界80 年代末 90 年代初建成高速公路，最早建成的是沪嘉和沈大高速公路。受到当时设计施工条件等的限制，在这两条公路从竣工通车不久就受到桥头引道路堤沉陷引起“跳车”这个问题的困扰，为了保持较高质量的通车水平，后期对两条线路都投入了大量资金进行养护，结果也不是很理想。从 90 年代开始我国开始陆续修建了很多高等级公路，随着桥头跳车问题的凸显，对于桥头引道沉降问题的研究分析也逐步开展起来。其中，由于东南沿海各省的高等级公路不少是在软土地基上修建的，该地区土质不良，且含水量大，因此有关软土地基上桥头引道沉降的研究开展
23、得更早更多一些。而现如今，国内随着经济的发展，高速公路以及桥梁的工程兴建也越来越多，对于桥头“跳车”问题的发现和处理液越来越多。对它们的研究内容只要包括差异沉降的形成原因、路桥衔接处地基的处理措施，以及工后沉降值如何确定等等。除了开展理论研究，各地也修建了不少试验路。可以说目前我国对桥头跳车现象的研究内容广泛，而且也取得了不少成果。而在福建省，由于大部分地区处于丘陵地带等，对于路桥的设计更为重要。后面对于桥头“跳车”问题更加重视，也取得了不错的成果。1.3本文研究的主要内容在福州可门港经济区的岩土工程勘察报告及相关规范、书籍的基础上进行对此工程进行三段设计，从桥头开始对桥墩底部进行PHC管桩第
24、一步加固，随后进行搅拌桩进行软土地基处理，最后进行排水固结处理，以达到沉降阶梯型变化，以解决车辆经过桥头时产生的“跳车”问题。第二章 工程地质概况2.1工程概况福州可门港经济区（大官坂片东区）防洪排涝工程包括7条永久河道，3条近期河道以及2个滞洪区。本次施工图范围为二期范围以内东西向河道，设计河长3720.83m，底宽3540m，河底高程-1.80m，P=2%设计洪水位1.781.60m，水深3.583.40m，堤顶高程2.682.50m。本河道堤防的级别为3级，防洪标准为50年一遇。2.2场地工程地质条件2.2.1场地地形、地貌 拟建场地地貌类型主要为冲海积平原，现为大片网格状虾(蟹)塘（以
25、塘堤间隔）及围网养殖区，地形较平坦开阔，现场大部分区域已用粘土及砂石回填。场地局部为丘陵地貌，勘探点范围标高为-8.4820.6m。 工程场地区域内覆盖层主要有人工填土层（Q4ml）、第四系海积层（Qm）、坡残积层（Qdl、Qel），下伏基岩为燕山晚期第一次侵入花岗岩（）。2.2.2场地岩土层结构 根据钻孔揭露的情况，场地岩土层的分布及特征自上而下分述如下：素填土：灰褐褐黄，松散（软塑），以粘性土为主，含少量碎砾石及蛎壳等杂物，粗硬质约占515%，新近堆填，未经压实。本层拟建场区内主要分布于虾（蟹）塘堤岸等回填区域，揭露厚度为0.74.50m，平均厚度为2.02m。填细砂-1：灰黄色，稍密为主
26、，粒径大于0.075mm颗粒占85%以上，分选性好。主要分布于正在施工填方的一区范围及其西侧边与隔堤公路间范围，本层普遍分布，揭露厚度为0.707.20m，平均厚度为2.22m。淤泥：灰黑色，软流塑，土质均匀，以粘粒为主，稍有臭味，无摇振反应，光泽反应光滑，干强度高。在S1-S8进行现场十字板剪切试验，十字板剪切测点为中等高灵敏度的淤泥。本层在拟建场区内普遍分布，揭露厚度为1.2042.10m，平均厚度为15.17m。粉质粘土：灰褐深褐黄，可塑，以粉粘粒为主，质地纯，无摇振反应，光泽反应光滑，干强度高，韧性高，局部相变为粘土。本层在拟建场区空间分布及厚度变化均较大，揭露厚度为1.1033.70
27、m，平均厚度为10.77m。淤泥质土-1：深灰色，饱和，软塑，切面光滑，光泽反应光滑，无摇振反应，干强度中等。场地少数地段分布。本层在拟建场区内局部以透镜体分布于层中，揭露厚度为0.5014.2m，平均厚度为4.74m。含砾粉质粘土-2：褐黄色，可硬塑，以粉粘粒为主，角砾含量约1530%，分布不均，粒径430mm，风化程度多为强风化，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。本层在拟建场区内局部分布，揭露厚度为10.313.3m，平均厚度为12.22m。碎石-3: 褐灰黄，中密，粒径大于20mm颗粒占5060%，一般28cm，母岩岩性火成岩为主，多呈棱角状，粒间充填粉粘粒为主。本层在钻孔内普遍有分布，
28、揭露厚度为0.435.90m。平均厚度为8.58m。中砂-4：灰黄灰黑，松散稍密，粒径大于0.25mm颗粒占85%以上，分选性好，级配差。本层仅在少数钻孔有揭露，揭露厚度为2.609.90m，平均厚度为4.90m。碎石: 褐灰黄，中密，粒径大于20mm颗粒占5060%，一般28cm，母岩岩性火成岩为主，多呈棱角状，粒间充填粉粘粒为主。本层在场地内普遍分布，揭露厚度为2.7042.30m。平均厚度为12.26m。淤泥质土-1：深灰色，饱和，软塑，切面光滑，光泽反应光滑，无摇振反应，干强度中等。场地少数地段分布，揭露厚度为5.46.60m，平均厚度为6.10m。中砂-2：灰黄灰黑，松散稍密，粒径大
29、于0.25mm颗粒占85%以上，分选性好，级配差。本层仅在少数钻孔有揭露，揭露厚度为1.910.1m，平均厚度为3.65m。残积粘性土: 褐黄色，灰黄色，可塑，局部呈软塑，原岩结构完全破坏，风化呈（砂）土状，无摇震反应，干强度中等，韧性低。本层在拟建场区内普遍分布，揭露厚度为2.4019.80m，平均厚度为7.00m。全风化花岗岩：褐黄色，硬塑，原岩结构基本破坏，岩芯呈砂土状为主，原岩结构可辨，岩芯手捏即散，遇水易软化。本层在拟建场区内少数地段有揭露，揭露厚度为0.717.1m，平均厚度为5.14m。砂土状强风化花岗岩：褐黄色，散体状，风化强烈，节理发育，岩体极破碎，岩芯呈砂土状，属极软岩，岩
30、体的基本质量等级为类。本层在拟建场区内局部分布，揭露厚度为1.3016.80m，平均厚度为4.33m。碎块状强风化花岗岩：褐黄色，散体状，风化强烈，节理发育，岩体极破碎，岩芯呈砂土状，属极软岩，岩体的基本质量等级为类。本层在拟建场区局部分布，揭露厚度为2.6014.90m，平均厚度为7.02m,。中风化花岗岩：青灰、肉红色，中粗粒结构，块状构造，矿物成分主要有石英、钾长石及斜长石，少量黑云母、角闪石等，节理上部较发育，岩体较完整，岩芯呈短柱状为主，少量碎块，RQD约为40%，岩体基本质量等级为类。本层仅在局部区块钻孔有揭露，未揭穿，揭露厚度为5.609.8m，平均厚度为7.87m。 根据建筑抗
31、震设计规范（GB50011-2001），该场地抗震设防烈度为6度，据福建省建设厅闽建设200237号文件及闽建设200310号文件，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。 场地属抗震设防烈度6度区，地面下20m深度内无饱和砂（粉）土分布，故可不考虑饱和土的地震液化及软土震陷问题。以上各层土层厚度及空间分布情况详见工程地质剖面图（附图）2.2.3岩土体物理力学性质及岩土设计参数岩土设计参数根据室内土工试验及现场原位试验等结果，按国际有关要求进行数理统计后，并结合地区工程实践经验综合确定（见表2-1）。其中工程特性指标重度、压缩模量取平均值，地基承载力依据实验结果和地区经验取-特
32、征值。表2-1地基岩土体设计参数 岩土层名称及编号天然重度压缩模量快剪承载力特征值承载力修正系数粘聚力内摩擦角rEs0.1-0.2cfakbdkN/m3MPakPa(o)kPa素填土*17.54.0*5*10.070淤泥*16.92.3*8.3*4.340粉质粘土18.36.523.712.21800.31.6含泥碎石*18.726280残积粘性土17.35.018.815.3200全风化花岗岩*21.0550强风化花岗岩19.0*15350中风化花岗岩2210002.3场地水文地质条件概况2.3.1地下水埋藏条件与性质拟建场地地下水主要为赋存于碎石的孔隙及下部风化基岩的孔隙、网状裂隙中，总体
33、属潜水类型，上述岩土层除碎石为中强透水层，富水性较好，素填土富水性受季节性影响较外，透水性较好外，其余各土层均为弱微透水、弱微含水层，富水性总体较差。水量补给来源主要为大气降水、相邻含水层的渗透及同一含水层的侧向补给,排泄方式主要沿含水层由高往低排泄。2.3.2地下水及地基土腐蚀性评价根据国标岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版规定，本场地地下水主要赋存处于湿润气候区弱透水层中，故判定本场地环境类别为类，地层渗透性类型为A类。水腐蚀性评价：本次勘察分别在地表积水处、ZK5、ZK24及地表水钻孔各采取1组水样进行水质分析评价。根据水质分析报告试验结果，判别如下表2-2：表22水
34、腐蚀性判定表类型试验值 临界值判定结果项目单位对砼结构环境类型类SO42-mg/L23.3929.99300（干湿交替）微腐蚀性SO42-mg/L23.3929.99390（无干湿交替）Mg2+mg/L1.343.492000NH4+mg/LT500OH-mg/LT43000总矿化度Mg/L118.88407.685.0微腐蚀性侵蚀性CO2mg/L1.529.7915微腐蚀性16.321530弱腐蚀性对砼结构中钢筋(长期浸水)CL-mg/L12.08128.2310000微腐蚀性对砼结构中钢筋(干湿交替)CL-mg/L12.0812.43100微腐蚀性128.23100500弱腐蚀性注： T为
35、未检出。根据水质分析报告试验结果，综合判定场地地下水及地表水对混凝土结构具弱腐蚀性；在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱蚀性。建筑材料应按现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008)的规定进行防护。场地土腐蚀性评价：本次勘察在ZK35、ZK46钻孔取素填土各取1组样进行土样易溶盐分析，并进行场地土腐蚀性判定，结果见下表2-3：表23 场地土腐蚀性判定表类型试验指标临界值判定结果项目单位ZK35ZK46对砼结构环境类型类SO42-mg/ Kg77.3383.93450微腐蚀性Mg2+mg/ Kg6.928.363000
36、NH4+mg/ Kg0.30.48750OH-mg/ KgTT64500总矿化度mg/ Kg247.25239.035.0微腐蚀性侵蚀性CO2mg/ KgTT30HCO3-mg/kg153.86128.22-对砼结构中钢筋CL-mg/Kg17.7621.31250微腐蚀性注： T为未检出项目。场地土受环境类型与地层渗透性影响均对砼结构具微腐蚀性；对钢筋砼结构中的钢筋具微腐蚀。建筑材料应按现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范(GB50046-2008)的规定进行防护。2.4场地稳定性与适宜性评价2.4.1地震效应评价按中国地震动峰值加速度区划图福建省区划一览表规定，福州防可门港经济区（大关坂片东区
37、）烈度为7度，设计地震动峰值加速度为0.10g，根据国标建筑抗震设计规范(GB50011-2010)附录A.0.11，设计地震分组为第三组，特征周期为0.45s。2.4.2场地土类型及建筑场地类别本次勘察于高层建筑位置共选取了6个钻孔进行剪切波速测试，根据测试报告结果，场地地表下20m深度范围内各岩土层平均等效剪切波速Vse为252.1302.2m/s，属中硬场地土，根据钻探结果及邻近地区工程经验，本场地覆盖层厚度约527m，场地覆盖层厚度在5m，场地类别为类。2.4.3软土震陷评价 拟建场地未见软土分布，可不考虑饱和软土震陷的影响。2.4.4场地及地基稳定性与适宜性评价 根据区域地质资料及本
38、次钻探结果，本场地及其附近无活动性断裂通过。可不考虑活动性断裂对本场地的影响。场地地势总体平坦开阔，且远离山体，不会产生崩塌、滑坡、泥石流的地质灾害；场地基底由凝灰岩构成，场地内及其附近现无人为地下工程和开采地下水的活动，不存在岩溶作用，也不会产生地面塌陷、地裂缝的灾害。勘探过程中未发现有古河道、暗滨、水井、防空洞、孤石等对工程施工不利的地下埋藏物或构筑物，在各风化带基岩中也无地下洞穴、临空面、孤石或软弱夹层。总之，经对高压电线及场地整平后形成约5m的边坡进行适当处理后，场地与地基稳定，可为建设的一般场地。2.5地基土评价及基础方案2.5.1地基土评价拟建场地主要土层为素填土、淤泥、粉质粘土、
39、含泥碎石、残积粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩等。素填土：工程性能差，欠固结，密实度和均匀性差，力学强度低，工程性能差，不能作为持力层； 淤泥：土质不均匀，具有中压塑性，厚薄不均； 粉质粘土：可塑状，具有中等压缩量，厚度较小，仅局部分布，力学强度一般，其工程地质性能一般； 含泥碎石：层位不稳定，土质均匀性偏差，属中等压缩性土层，工程性能一般，其力学强度差； 残积粘性土：具有中等压塑性，修正后标贯击数为8.713击，标准值为14击，厚度较大，其工程地质性能一般。 全风化花岗岩：岩石为极软岩，岩体为极破碎，岩土基本质量等级为级，力学强度较高，其工程地质性能较好；强风化花岗岩：总体层
40、位较稳定，下伏无破碎岩体和软弱岩层，力学强度较高，其工程地质性能好。中风化花岗岩：层较稳定，但仅局部地段有揭露到该层，力学强度较高，其工程地质性能好。2.5.2工程评价 本工程位于福州可门港区，其场地较为平坦，场地开阔，无泥石流、暗埋的墓穴、孤石等工程不利的埋藏物。主要属冲积平原地貌。场地的抗震设防烈度为6度，根据钻孔资料及标贯指标表明，工程地质土质较均匀，淤泥土厚度较大，地下水丰富，处于中等复杂软土地基，需要进行一定的软土地基处理。第三章 桥头“跳车”分析与处理3.1 设计资料3.1.1工程初始概况本次施工为二期范围的东西河道，拟建一个35m的简支梁桥，桥墩高为2.3m。由于该工程地质地层主
41、要为淤泥层，为软弱地基，对于后期完工后的自重和动、静荷载的作用下造成桥头不均匀沉降造成“跳车”问题。对于拟建的简支梁桥的规格如下表3-1：表3-1拟建的简支梁桥的规格桥梁的自重荷载（）人群荷载（）车辆荷载（）墩台尺寸土体参数为：对于桥头沉降控制在20mm以内，因为PHC管桩具有高强度承载，所以对于该简支梁桥以PHC管桩承台承载桥的承载力，其持力层为含泥碎石，其承台尺寸确定为；其后软土地基用深层水泥搅拌桩加固地基，达到地基复合承载力，使沉降控制在100150mm的沉降以内。最后采用排水固结对桥尾部地基处理加固，必要时采用超载预压，使其沉降控制在200mm。这三部处理使其桥头的沉降差均匀。从而达到
42、桥头“跳车”问题的处理。工程分三步进行，具体设计如下：3.2 桥台基础PHC桩加固3.2.1桩型和截面尺寸的选择根据桥梁的上部荷载和场地工程地质条件出发，选用PHC管桩（C80）,桩的规格为，取桩径为500mm,桩身强度为2300kN,桩长取20m。初设计中承台埋深取d=1.8m。承台设计参数详见表3-2：表3-2承台设计参数上部荷载（）承台尺寸桩长（m）20m桩身强度2300 桩的周长为： 桩的截面积为：3.2.2桩长和单桩承载力确定根据勘察报告钻孔确定PHC管桩的单桩竖向极限承载力标准值如下：当时，承载力特征值： 式中：所以，不考虑承台重量确定桩数：选用ZK67钻孔土层剖面计算：取桩数为：
43、 根所以桩布置为桩间距取2m，桩平面布置图如图3-1：图3-1PHC管桩布置图3.2.3承台的平面尺寸承台取矩形，不设计阶梯状，桩的中心距取；承台边缘至桩中心的距离不小于桩直径，取边桩中心至承台边缘的距离，则承台的长宽，根据表格提供的数据，取承台高度为，如图3-2： 图3-2承台设计3.2.4桩基承载力验算由建筑桩技术规范JGJ94-2008规范知，在考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R在考虑地震作用时： 其中由，由建筑桩技术规范JGJ94-2008规范确定由建筑抗震设计规范GB50011-2010知：，承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值：
44、式中：竖向承载力验算：轴心竖向力作用下：水平承载力计算：所使用的钢筋为HRB335，其桩身配筋率为0.60%，则该桩单桩水平承载力特征值可按照下式进行计算：由混凝土结构设计规范知：取，混凝土保护层厚度取35mm，得：式中： 由建筑桩基技术规范JGJ94-2008知：，所以取，则所以：由群桩基础的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，可按下列公式确定：由于和考虑地震作用：查建筑桩基技术规范JGJ94-2008得：，式中：3.2.5桩基沉降验算根据建筑桩基技术规范JGJ94-2008知：对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基，其最终沉降量采用等效作用分层总和法。等效作用面位于
45、桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。则：承台的地面应力：承台地面附加应力：桩端土的自重压力：附加应力计算如下：(Mpa)(mm)(kPa)003.70270.2500.250000260194.5851.8513.70270.20370.23520.435120.435122613.026158.5483.723.70270.13380.20100.74370.30858269.238104.1425.5533.70270.0910.17100.949050.20535266.14770.8297.44