高强度基岩上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的确定方法.pdf

《高强度基岩上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的确定方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4期(总第160期)中国亏丛王柱No．4(ser旧IN。．160)2012年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug．2012●■●■■■■—■■●■——●—■■■————■■—■———■—■■■—●———————————一IIIII————■■—●—————一DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2012．04．008高强度基岩上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的确定方法唐祖宁(上海市城市建设设计研究总统，上海200125)摘要：深入探讨了嵌岩桩的受力机制，对目前所采用的几种确定嵌岩桩嵌岩深度的方法进行了分析。针对这些方法在高强度基岩

2、基础上确定嵌岩桩深度的不足，提出了基于桩身能力的确定方法。计算分析了各因素对嵌岩深度的影响，得到高强度基岩基础上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的最大值。关键词：桩身能力；嵌岩桩；嵌岩深度；高强度基岩中图分类号：U443．15文献标志码：A文章编号：1004-4655(2012104-0022—03在工程地质条件较好，岩层强度较高的地区，大直径嵌岩桩因其具有单桩承载能力高、沉降小、群桩作用小等优点，已成为在桥梁工程中广为采用的基础形式。嵌岩桩的嵌岩深度对桩基的竖向承载力和桩身稳定至关重要。但目前的嵌岩深度计算方法在确定桩基嵌入高强度基岩深度的计算中存在不足，导致设计人员在实际工

3、程中多持保守态度。这也使得在高强度基岩中桩基施工难度加大，施工成本提高，严重滞后了施工进度⋯。因此，设计人员需要一种合理可靠、简便易行的嵌岩桩嵌岩深度的确定方法。1工程实例泉州北迎宾大道拓改工程位于泉州东北部、洛阳江南岸。工程北起洛阳江，南至华侨大学。沿线跨越多条横向道路及河道，需要建设桥梁。地质勘察报告显示，沿线钻孔揭露的地层中广泛分布有中、微风化花岗岩，岩层坚硬程度为较硬岩。中风化花岗岩的岩体完整程度为较破碎，基本质量等级为V级；微风化花岗岩的岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级。场地中地质条件复杂，多孤石，岩面起伏较大。中、微风化花岗岩强度较高，岩石

4、饱和单轴抗压强度标准值．丘普遍在30～65MPa之间。根据泉州地区的工程实践，该工程桥梁基础采用大直径的嵌岩桩是合适的，嵌岩桩混凝土强度等级为C30。收稿日期：2012—06—04作者简介：唐祖宁(19r77一)，男，工程师，主要从事桥梁结构设计。222嵌岩桩嵌岩深度的确定2．1根据竖向承载力确定嵌岩深度嵌岩桩在受到竖向力的作用下，桩身产生的压缩变形导致了桩身与桩侧土(岩)体之间的相对位移，而桩侧土(岩)体给桩身提供了向上的摩阻力。随着桩顶竖向力的增加，桩内竖向力零点逐渐下移，当到达桩底基岩时，桩底基岩产生桩端阻力参与抵抗竖向力。这一结果，已经被国内外很多有限元分

5、析和实测研究成果所证实拉。3J。因此嵌岩桩的竖向承载力，由桩端阻力和桩侧土(岩)体摩阻力决定。由此得到桩基承载允许值[R。]计算公式为rR。]=c,A以+uc2』Il^+知。u∑：liq血(1)式中：3项分别为桩端阻力、岩体产生的桩侧摩阻力和土体产生的桩侧阻力。c，、c：为根据清孔情况、岩石破碎程度确定的系数；A。为桩端截面积，m2派为桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值，kPa；u为桩身周长，m；^，为桩基嵌岩深度，m；f。为覆盖层土的侧阻力发挥系数；l。为各土层的厚度，m；q矗为桩侧第i层土的侧阻力标准值，kPa；n是土层的层数。设计中，根据计算得到的[尺。]，得到

6、桩基嵌岩深度h，为ER．]一clA以一知。“∑h矗^r=———i孟L一(2)作为受压构件，桩身内轴力Ⅳ、桩基承载允许值[R。]及桩身抗压承载能力设计值Ⅳd的关系式为N≤[R。]≤确Nd=0．9t：f!fcdAp(3)式中：y。为结构重要性系数；Ⅳd为轴向力组合设计中国彳丛z张唐祖宁：高强度基岩上桥梁嵌岩桩嵌岩深度的确定方法2012牟-．g4期值，kN；咖为≤l的稳定系数，工。为混凝土的抗压强度设计值，kPa(C30混凝土厶=20．1×103kPa)。式(3)未考虑桩基内受压钢筋的影响。1当y。Na≤c，A以+寺六n∑?tq矗时，贝Ⅱ式(2)中‘oh，≤0，该公式结

7、果无实际工程意义。本工程中，中、微风化花岗岩饱和抗压强度厶普遍较高，即便不考虑桩侧土体摩阻力，当^≥32MPa时，代入式(2)得h，≤o，则无法获得合理的桩基嵌岩深度h，。2．2根据桩身稳定确定嵌岩深度该方法∞1的思路为，嵌岩桩在基岩顶面处受到的弯矩不能导致桩身在基岩中发生转动倾覆。为简化桩身稳定的计算，将桩身所受水平力和岩层提供的桩侧摩阻力忽略不计；在嵌固深度范围内桩的应力呈三角形分布；对于圆形桩，桩侧压力最大值等于平均压力的1．27倍。其基本力学模型见图1。V岩顶面吒—、、＼k1秀．／丁、＼．．亡1嘭名弘印圈1嵌岩桩嵌岩深度范围内压力分布图由此得到圆形桩嵌岩深

8、度h。为=