大直径变截面挖孔空心桩设计与施工-论文.pdf

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1、大直径变截面挖孔空心桩设计与施工梁祥．龚惠云(1．江西九洲建设设计有限公司，江西南昌330002)(2．江西省高速公路联网管理中心宜春分中心，江西宜春336000)摘要：在岩溶区修建桥梁时，在其主要受力范围内，由于受到上部恒栽以及动载的作用，可能导致溶洞坍塌，引起地层的变形。对桥梁的安全、稳定造成不利影响。文章结合工程实例，对大直径变截面挖孔空心桩用于岩溶发育地区的设计计算及施工工艺进行相应的介绍和探讨。关键词：桥梁工程；岩溶区；大直径变截面挖孔空心桩；设计计算；施工工艺据工程地质调绘及钻探成果，桥址区表层分布冲U刖罱洪积粉质粘土：下覆基岩为二叠系下统栖霞组灰岩。岩溶地区的桥

2、梁基础，特别是桥梁钻孔灌注桩基桥址区岩土层自上而下分别如下：第①层：杂填土础经过岩溶发育区时存在严重的地质病害。岩溶对桩基(Q)第①层：植表(Q4m1)、第②层：粉质粘土(Q)、的承载能力产生重大影响，如桩周板顶厚度不够。在桥第③层：中风化灰岩(P)、第③层：微风化灰岩(P)。梁荷载作用下，压碎顶板，桩基承载能力损失，从而引起大桥沿线路前进方向上跨三条铁路线，分别为桥梁结构的破坏。目前，位于岩溶区的建设项目日益增井吉线，京九线和新建的吉安南疏解线。深圳大桥多，桩基持力层岩溶地质隐患问题也越来越引起建设、桩基在施工过程中发现的以下问题：勘察、设计、施工和监理等各部门的重视；进行

3、这方面的①根据地质勘探和管波资料显示，l号、2号、3研究对新建项目桩基隐患的处理具有重要的指导意义。号桥墩桩基处岩溶(洞)较发育，地勘钻孑L进尺深度本文结合深圳大桥大直径变截面挖孔空心桩情最深者已达80m以上，但仍未存在满足桩基设计要况，提出对于岩溶发育地区的桥梁基础，需认真选择求的岩层厚度。合理的基础形式设计方案及施工过程中采用合理的②0、l、7和8墩台离吉井铁路、京九铁路较施工方法来保证基础工程的顺利完工。近，尤其是1晰墩处于岩溶发育区，桩基钻孔施工对铁路路基稳定有可能存在较大影响。1工程背景为解决以上几个问题。经业主、设计、监理和施深圳大桥处于江西省吉安市井冈山经济技术

4、工单位协商讨论，提出0、1、7和8"I-~台均采用大直开发区深圳产业园深圳大道上，该桥分左、右两幅径变截面挖孔空心桩方案，其余桩基维持原常规钻设计，全长为933．08m。桥梁单幅横断面布置为：2．5孑L灌注桩方案不变。m(人行道)+2．5m(非机动车道)+l1．5rn(机动车道)+0．5m(防撞墙)=17m，左、右两幅桥中间间隔2m。桥面横坡：机动车道1．5％，非机动车道1．5％，人行道1．5％。大桥上部结构主梁采用35m、40m、50mT梁组合结构：下部结构桥墩采用桩接柱接盖梁形式，桥台采用轻型桥台，桩基接台帽形式。在大桥两侧人行道下预留D350的过桥给水管和电力电讯管线的

5、设置空间f横断面布置见图1所示)。图1横断面布置圈(单位：mm)作者简介：梁祥(1983一)，男，江西兴国人，华东交通大学工程硕士，工程师，主要从事路桥设计与施工工作。·6·2．1应力计算2空心桩设计及计算2．1．1竖向力引起的基底应力盯竖自大直径变截面挖孔空心桩桩长16m。每4m为一f11竖向力G计算节段，从上而下桩直径分别为14m、13m、12m、1lm，①空心桩自重桩身内部挖空(空一t2,桩尺寸见图2所示)。桩基础底标G1=1285×25=32125KN高落在粉质粘土层上，不进入岩层，不扰动岩溶发②桥梁墩柱及盖梁白重育区。此方案简介及特点如下：墩柱：G2=3．14x1．

6、15x1．15x6x25x2=1246KN①此方案为挖孔桩，基础底标高落在粉质粘土盖梁：G3=88．1x25=2203KN层上，不进入岩层，不扰动岩溶发育区，结合有效的③上部梁体白重施工防护措施，对铁路路基稳定性基本无影响。G4=8x3920=31360KN②以波形钢作为大直径挖孔桩的护筒。钢护筒故竖向力合力为：G=G1+G2+G3+G4=66934KN作为变截面的组成部分。f21桩侧摩阻力F计算③桩身及桩底采用填塞素混凝土及压浆处理，F=Uhqk提高桩的承载力。桩底标高以下lOm内要求无溶洞第一层：F1=3．14x14x4x35=6154KN存在，若有，需压浆处理。第二层：

7、F2=3．14x13x4x35=5715KN④桩直径过大，可将桩中挖空，变为空心桩。减第三层：F3=3．14x12x4x35=5275KN轻自重第四层：=3．14xllx4x35=4836KN⑤分层次挖孔法，施工简单。故桩侧摩阻力合力为F=21980KN⑥大直径变截面挖孔桩方案承载力由桩端抗f3)IN~底反力R计算力及桩侧摩阻力组成，具有扩大基础及摩擦桩的双根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG重特点D63—2007)第第5．3．3条qr=mok[[fa0]+k2(h-3)]第一层：q1=200+1