一、概述:
(一)设计依据:
1、xx公司提供的商务区电子版地形图,电子版道路图纸,电子板河道及景观图纸;
2、甲方确定的规划河底宽度为20米,设计最高水位4.8米,设计河底高程2.0米;
3、桥梁方案汇报会确定桥位和桥型布置方案;
4、xx公司其它要求。
(二)工程概况:
二级桥包括涵洞两座,位置分别在规划一路与水街交叉处和规划二路与水街交叉处,新区商务区水街规划河底宽度为20米,设计最高水位4.8米,设计河底高程2.0米,其中按3-6m 框架涵设计,道路规划宽度为20米,两侧景观带按景观要求设计。框涵俩侧按悬挑结构设计。
二、桥梁工程场地地质条件、水文地质条件等介绍
(一)自然、气候条件
天津市属于暖温带半湿润季风气候,位于大陆性与海洋性气候的过渡带上,四季分明。冬季受蒙古冷高气压控制,盛行西北风;夏季受太平洋副热带高气压左右,多为偏南风。气候特点是:春季干旱多风,冷暖多变;夏季温高湿重,雨热共济;秋天天高云淡,风和日丽;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。
年平均气温11.1~12.3℃,七月平均气温26℃以上,一月份平均气温-4℃以下,偶然最高温40.3℃,极端最低温-21℃。
年平均降水量为550~680mm,一日最大暴雨量304.4mm。每年6~9月为汛期,平均雨日34天左右,占全年总降水量的73%以上,冬季雨雪量只占全年总降水量的
1%~3%。
(二)拟建场地概况
拟建场地位于华北平原北部,属滨海冲积平原,地貌单一,场地地表略有起伏。本次勘探揭示埋深50.00m以上的地层属海相、陆相沉积地层。
(三)地质条件及地下水情况
1、场地地形地貌、场地土土质特征及分布规律
根据《岩土工程技术规范》(DB29-20-2000)第3.2节、附录A及本次勘察资料,本次
勘探50.0m深度范围内,场地土按成因年代可分为9层,按物理力学性质进一步划分为18个亚层。各层土的土质特征及分布规律描述如下:
(1)人工填土层(Qml)
主要由素填土(地层编号①)组成,厚度0.30~1.20m,黄褐色,主要粘性土组成,含少量植物根系,水平方向分布连续。人工填土填垫年限小于十年。02、04、06号孔夹有厚度0.3~0.4m的灰黑色坑底淤泥质土。
(2)全新统新近组坑底淤积层(Q43Nsi)
地层编号②,该层土在本场地缺失。
(3)全新统新近组古河道、洼淀冲积层(Q43Nal)
系北运河洪泛冲积而成,层顶标高为5.95~1.75m,主要由上部的粘土、粉
质粘土(地层编号为③1)及下部的粉土(地层编号为③2)组成:
③1粘土、粉质粘土,层顶标高为5.95~1.75m,厚度0.60~4.10m,灰黄色,可塑,含少量有机质,属中偏高压缩性土,水平方向分布不连续,在02、06#孔附近缺失。
③2粉土,层顶标高为5.85~1.15m,厚度1.00~2.70m,灰黄色,稍密,饱和,含少量有机质,夹粉质粘土薄层,分布不连续,属中压缩性土。
(4)全新统上组河床~河漫滩相沉积层(Q43al)
地层编号④,该层土在本场地缺失。
(5)全新统上组湖沼相沉积层(Q43l+h)
层顶标高为2.35~-0.38m,主要由上部的粘土(地层编号⑤1),中部的粉土(地层编号⑤2),以及下部粉质粘土(地层编号⑤3)、粉土(地层编号⑤4)组成:
⑤1粘土,厚度0.80~3.00m,灰黑色~青灰色,可塑,含少量有机质及腐殖物,夹粉质粘土薄层,属中偏高压缩性土,水平方向分布连续。
⑤2粉土,层顶标高为1.55~-2.44m,厚度0.70~5.70m,青灰色,稍密~中密,饱和,含少量有机质,属中压缩性土,水平方向分布不连续,在20#孔附近缺失。
⑤3粉质粘土,层顶标高为0.05~-4.29m,厚度0.50~5.00m,青灰色,可塑,含少量有机质,夹粉质粘土薄层,属中偏高压缩性土,水平方向分布不连续,分布于1#桥、2#桥和4~6#桥(01~12#、20~23#孔)附近。
⑤4粉土,层顶标高为-2.58~-7.85m,厚度0.50~2.50m,青灰色,稍密~中密,饱和,含少量有机质,属中压缩性土,水平方向分布不连续,在3#桥和6#桥区域(13~19#、22#、23#孔)缺失。
(6)全新统中组浅海相沉积层(Q42m)
层顶标高为-4.68~-8.85m,主要由上部粘土、粉质粘土(地层编号⑥1)和下部的粉土(地层编号⑥2)组成:
⑥1粘土、粉质粘土,层顶标高为-4.75~-8.85m,厚度1.60~4.00m,灰色,可塑,含少量有机质及贝壳,属中偏高压缩性土,水平方向分布不连续在1#桥局部和5#桥区域(19#、21#、22#孔)缺失。
⑥2粉土,层顶标高为-4.68~-10.85m,厚度0.50~4.10m,灰色,稍密~中密,砂粘互层,含少量有机质及贝壳,属中压缩性土,水平方向分布不连续,仅在1#桥和2#桥、6#桥局部(01~05#、17#、08#、10#、24#孔附近),以及5#、6#桥所在区域(19~22#孔附近)有分布。
(7)全新统下组沼泽相沉积层(Q41h)
层顶标高为-7.95~-11.35m,主要由粘土、粉质粘土(地层编号⑦)组成,厚度0.50~4.10m,灰黑~浅灰色,可塑,含腐植物及少量有机质,属中压缩性土,水平方向分布连续。
(8)全新统下组河床~河漫滩相沉积层(Q41al)
层顶标高为-9.84~-13.29m,主要由粉土(地层编号⑧1)和粉质粘土(地层编号⑧2)组成:
⑧1粉土,层顶标高为-11.28~-13.29m,厚度1.20~3.80m,灰黄色,粉土,饱和,含铁质,夹粉质粘土薄层,属中偏低压缩性土,水平方向分布不连
续,仅在2#桥所在区域(07~12#孔附近)有分布。
⑧2粉质粘土,层顶标高为-9.84~-15.08m,厚度1.00~6.20m,灰黄色,可塑,含铁质、少量蚌壳,夹粘土薄层和粉土薄层,属中压缩性土,水平方向分布连续。
(9)上更新统五组河床~河漫滩相沉积层(Q3eal)
层顶标高为-14.45~-17.38m,主要由粉质粘土(地层编号⑨1)和粘土(地层编号⑨2)组成:
⑨1粉质粘土,层顶标高为-15.18~-17.38m,厚度2.00~9.60m,黄褐色,可塑,含铁质、少量蚌壳,夹粘土薄层和粉土薄层,属中压缩性土,水平方向分布不连续,仅在5#桥局部(22#孔附近)缺失。
⑨2粘土,层顶标高为-14.25~-23.85m,厚度2.50~10.20m,黄褐色,可塑,含蚌壳,属中压缩性土,水平方向分布不连续,在2#桥6#桥局部(10~12#孔、24#附近)以及3#桥所在区域(13~18#孔附近)渐变为⑨1粉质粘土。
(10)上更新统四组滨海~潮汐带相沉积层(Q3dmc)
地层编号⑩,该层在本场地没有分布。
(11)上更新统三组河床~河漫滩相沉积层(Q3cal)
层顶标高-24.38~-26.79m左右,主要由粘土(地层编号为111)、粉质粘土(地层编号为112)以及粉土(地层编号为113)组成:
111粘土,层顶标高-24.38~-26.79m左右,厚度2.50~10.20m,灰黄色,可塑,含铁质、蚌壳、姜石,夹粉质粘土薄层,在05、13#、14#、17#、18#、23#、24#孔该层中部(层顶标高-27.71~-31.08m左右,层底标高-31.41~-35.44m左右)夹密实状的粉土透镜体(111t),属中压缩性土。分布连续。
112粉质粘土,层顶标高-28.78~-35.44m左右,厚度2.80~8.10m,灰黄色,可塑,含铁质和少量蚌壳、姜石,夹粉土和粘土薄层,属中压缩性土。分布不连续,在1#桥和5#桥局部(05#、22#孔附近)及4#桥区域(19#、20#孔附近)缺失。
113粉土,层顶标高-31.15~-40.25m左右,厚度3.50~12.30m,灰黄色,密实,饱和,含铁质、蚌壳,属低压缩性土。水平分布连续。
(12)上更新统二组浅海~滨海相沉积层(Q3bm)
层顶标高-40.31~-43.58m左右,主要由粉质粘土(地层编号为12)组成,褐灰色,可塑,含姜石,夹粘土薄层,属中压缩性土,水平方向分布连续。本次勘察未揭穿该层,最大揭示厚度为4.50m,最低揭示标高为-47.88m。
各岩土层详细分布情况详见《钻孔柱状图》及《工程地质剖面图》。
2、不良地质作用、地质灾害及及特殊土
本场地地面略有起伏,无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。
本场地标高1.75m以上,分布有厚薄不均的素填土(地层编号①),主要由粘性土组成,可塑状态,在02#、04#、06#孔该层为灰黑色淤泥质土,厚度0.3~0.4m,为河底淤积而成,应清除;均为特殊性土。
3、场地地下水水文地质条件
(1)地下水位及地下水类型
浅层地下水属于孔隙潜水类型,以大气降水补给,蒸发形式排泄为主,水位随季节略有变化。
据区域水文地质资料,地下水位年变化幅度在0.50~1.00m
左右。
勘探期间测得场地地下水位如下:初见水位埋深1.50~2.40m,标高2.91~4.45m;稳定水位埋深1.30~2.10m,标高3.38~4.75m。
(2)地下水及地表水水质及腐蚀性评价
根据本次勘探所取地下水及地表水水质分析报告,判定该场地地下水属
Cl--SO42--HCO3---K++Na+-Ca2+-Mg2+型水,地下水PH值为7.34~7.76,为中~弱碱性水;地表水属Cl--SO42---K++Na+型水,地下水PH值为7.68~7.81,为弱碱性水。水质分析结果详见《水质分析报告》。依据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20--2011)附录K,就地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性进行评价。场地环境按Ⅱ类。
(3)浅层地基土的渗透性
[L]根据本次勘察室内渗透试验结果,提供本场地埋深20.00m以上各层土的渗透系数及渗透性如表3-4。[/L]
浅层地基土渗透性表表3-1
地层编号
岩性
垂直渗透系数
KV(cm/s)
(建议值)
水平渗透系数
KH(cm/s)
(建议值)
渗透性等级
③1
粘土、粉质粘土
1.6E-6
2.1E-5
弱透水
③2
粉土
1.8E-6
3.0E-6
微透水
⑤1
粘土
4.5E-8
9.0E-8
不透水
⑤2
粉土7.2E-6
1.3E-5
弱透水
⑤3
粉质粘土
3.4E-7
9.0E-8
不透水
⑤4
粉土
5.1E-6
2.9E-5
弱透水
⑥1
粘土、粉质粘土2.3E-7
4.8E-8
不透水
⑥2
粉土
9.6E-6
2.1E-6
微透水
⑦
粘土、粉质粘土3.3E-8
7.1E-8
不透水
⑧1
粉土
1.2E-5
1.3E-5
弱透水
⑧2
粉质粘土
4.5E-8
1.2E-7
不透水
(4)地基土承载力基本容许值
[L]根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)和我公司有关技术标准,按层位、标高提供场地埋深65.00米以上地基土承载力基本容许值[fa0](kPa)见下表3-2。[/L]
地基土承载力基本容许值表3-2
成因
地层编号
主要岩性
标高段(m)
[fa0] (kPa)
Q43N al
[L]③1[/L]
粘土、粉质粘土
4.56m以上(不含人工填土层)85
[L]③2[/L]
粉土
3.05~
4.56m
110
Q43 l+h
[L]⑤1[/L]
粘土
-2.44~2.21m
80
[L]⑤2[/L]
粉土
-5.44~-4.85m
120
[L]⑤3[/L]
粉质粘土
110
[L]⑤4[/L]
粉土
Q42m
[L]⑥1[/L]
粘土、粉质粘土
-9.44~-8.95m 110
[L]⑥2[/L]
粉土
130
Q41h
[L]⑦[/L]
粘土、粉质粘土
-10.74~-10.18m 120
Q41al
[L]⑧1[/L]
粉土
150
[L]⑧2[/L]
粉质粘土
-15.64~-4.45m
Q3eal
[L]⑨1[/L]
粉质粘土
-17.38~-23.85m 140
[L]⑨2[/L]
粘土
120
Q3cal
[L]111[/L]
粘土
-24.65~-24.44m 130
[L]111t[/L]
粉土
-35.44~-32.45m 180
[L]112[/L]
粉质粘土
-40.25~-39.44m 160
[L]113[/L]
粉土
-40.25~-44.44m
180
Q3bm
[L]12[/L]
粉质粘土
-44.44m以下
170
本涵洞基底落在第⑤1层上。
(5)标准冻结深度
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)附录F,确定该场地标准冻结深度为0.60m。
4、场地土液化判别及场地类别
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),该场地设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g。
根据勘查结果及宏观调查,判定本场地土无液化土层分布。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),确定场地类别为III类,场地土类型为中软场地土。
一、设计规范及技术标准
(一)采用的主要技术规范
1、《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD60-2004)
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
3、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)
4、《城市桥梁设计规范》 (CJJ 11-2011)
5、《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166-2011 )
6、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)
7、《公路涵洞设计细则》 (JTG/T D65-04-2007)
8、《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011)
9、《中国地震动参数区划图》 (GB18306-2001)
10、《公路工程抗震设计规范》 (JTJ004-89)
11、《公路桥梁抗震设计细则》 (JTG/T B02-01-2008)
12、《公路工程混凝土结构防腐技术规范》(JTG B07-01-2006)
(二)设计技术标准
1、设计基准期:50年。
2、箱涵结构设计安全等级:二级。
3、荷载标准:
车辆荷载:公路--Ⅰ级。
人群荷载:整体分析4.0kN/m2;局部分析:5.0kN/m²均布荷载或1.5kN集中荷载。
4、地震基本烈度
参照《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),桥梁工程区域地震动峰值加速度为0.15g。根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),桥梁抗震设防类型为B类,桥梁抗震设防措施等级为8级,E1地震作用下桥梁抗震重要性系数为0.43,E2地震作用下桥梁抗震重要性系数为1.3。
5、河道:
规划河底宽度为20米,设计水位4.8米,河底高程为2.0米。
6、通航要求:无通航要求。
7、横坡:机动车道双向横坡1.5%。
8、铺装:与道路一致。
9、坐标系统:1990年天津市任意直角坐标系。
10、高程系统:1972年天津市大沽高程系,2008年高程
二、主要材料规格
1、混凝土:
(1)箱涵结构:C40防水混凝土,抗冻耐久性指数70%,抗渗等级W8。(2)垫层素混凝土:C15;
(3)栏杆基础:C35
(4)翼墙混凝土:C35
2、普通钢筋:
图中“φ”表示HPB235钢筋,“φ”表示HRB335钢筋。
一、桥梁结构设计
商务区五号箱涵跨越处河底宽度约为20米,设计水位4.8米,涵洞洞口处为满足景观需求,设置异型悬臂。
(一)车行箱涵结构:
箱涵长度为29.74米:分五个涵节,节长范围为5~6米;分节之间中间留2cm缝,并用浸沥青软木板填塞。悬臂部分长度为1~3米。
根据河道设计断面及过水要求,箱涵的标准横断面总宽度为20m,断面形式为:0.5m(结构侧墙)+6.0m(净宽)+0.5m(结构侧墙)+6.0m(净宽)+0.5m(结构侧墙)+6.0m (净宽)+0.5m(结构侧墙)=20m。箱体高度为3.0m。
1、框涵主体结构
(1)结构设置
根据结构变形受力要求,综合考虑箱涵长度较长,箱涵分成五节,箱体的结构长度范围约为5~6m,缝宽2cm。
(2)路面设置
路面铺装与道路面层一致,设置于箱体结构顶板顶面上。
(3)结构顶底板
根据结构的受力要求,箱体的顶板和底板厚度为60cm。
(4)结构侧墙
根据结构受力要求,结构侧墙的厚度取为50cm。
(5)基底承载力
设计基底承载力为150Kpa。
2、附属结构
(1)涵洞出入口上端设置栏杆。
二、桥梁耐久性设计:
(一)本场地处于长期浸水和干湿交替条件下,场地地下水及地表水对混凝土结构均具弱腐蚀性,腐蚀介质为SO42-;长期浸水条件下,地下水及地表水对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,干湿交替条件下,地下水及地表水对混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性,腐蚀介质为Cl-。
(二)耐久性设计:
考虑到本工程所处环境对桥梁结构混凝土及钢筋有腐蚀,桥梁结构混凝土按环境作用等级采取防护措施,混凝土品质要求如下:
1、结构混凝土最大水胶比为0.45,最大氯离子含量0.10%,最大碱含量3.0kg/m3。
2、混凝土掺和料应保证品质稳定、来料均匀,并符合《混凝土用矿物掺和料应用技术规程》(J10527)的要求,骨料和外加剂应符合《公路工程混凝土结构防腐技术规范》(JTG
B07-01-2006)的有关要求。如采用新型胶凝材料原料,必须有可靠的科学试验依据,证明其配制的混凝土耐久性能够满足工程使用的环境条件,并通过技术鉴定。
一、施工要点及施工注意事项
(一)施工放线:
1、桥位图中,注意桥梁中心线与设计道路路中线的关系,请按《坐标表》施放。
2、桥位放线后应反复核对夹角方向,注意翻阅相关图纸确定无误后方可开工,如有问题需及时与设计单位联系。
(二)基坑开挖:
所有结构均采用明挖施工。基坑施工根据既有的情况,可以采用放坡开挖基坑的方式;在开挖较深处,施工单位应结合现场情况采用钢板桩临时支护进行开挖,保证施工的安全。1、施工方式及施工顺序
采用放坡的施工方法,坡度为1:1.5~1:2。
(1)施工前期工作
在施工前,应对工程范围内的地下管线进行详细调研,请施工单位会同建设单位、产权管理单位对所涉及的地上、地下管线采取有效措施进行保护或改移。
(2)基坑施工放线
根据道路专业提供的平面尺寸及其曲线要素和控制点坐标放线。核对无误后,根据图纸提供的尺寸施放平面轮廓线、特征点等。
2、基坑开挖
(1)基坑开挖应遵循“先深后浅、分层开挖”的原则,应减少暴露时间。挖土时应坚持随挖随运到卸土地点。
(2)基坑开挖过程中,严禁超挖或扰动地基原状土。机械挖土至坑底时应留有20cm厚土层,由人工挖土修整基坑。如发现坑外水渗流入基坑时应及时进行排水及止水,必要时结合地道箱体段降水一同考虑采用大口井进行降水。
(3)采用机械开挖时,施工单位应做好施工组织,提出安全保证措施。
二、设计要点及施工注意事项
1、施工缝浇灌混凝土前,应将其表面浮浆和杂物清除,先铺净浆,再铺上30~50mm
厚的1:1水泥砂浆或涂刷混凝土界面处理剂,及时浇灌混凝土。
2、加强振捣。采用高频机械振捣实,振捣时间宜为10~30s,以混凝土泛浆和不冒气泡为准,应避免漏振、欠振和超振。
3、施工缝后浇混凝土的施工,为防止由于水化热引起的混凝土收缩裂缝,应采取以下措施:
(1)采用低水化热水泥、控制水泥用量;
(2)采取保温湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃,混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃。养护时间不应小于14天。
(3)采用微膨胀混凝土。
4、拆模检修:当混凝土强度达到施工规范要求的强度后可拆除内模。拆除后要抓紧进行外观检查。对蜂窝麻面等缺陷应及时进行修补。
5、浇混凝土垫层时应随浇随找平,要求表面平整光滑,不要出现露石子和坑槽,不平整处用砂浆抹平,以防戳破或压坡防水层。
6、其它未尽事宜,请严格按设计文件和交通部颁《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T
F50-2011)执行。