嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
冲孔灌注嵌岩桩质量控制要点(1)

冲孔灌注嵌岩桩质量控制要点灌注(嵌岩)桩从开孔到灌注混凝土,质量控制的主要内容有桩位偏差控制、桩孔径和垂直度的控制、岩性判别、终孔条件的控制,终孔后的清空控制、钢筋笼的制作和安放控制、混凝土配制和浇灌的质量控制。
桩施工质量控制要点施工前的质量控制工程开工前,认真审查冲孔灌注桩施工方案,检查人、材、机进场及质量情况,做好施工安全及技术交底,落实各项开工准备调条件及安全防护措施。
桩位偏差控制冲孔施工平台搭设中,钢护筒起到导锤、固定桩孔位置,准确沉放钢护筒是保证灌注桩质量的先决条件。
开孔前进行钢护筒沉放质量检查验收,钢护筒的平面位置和垂直度符合设计及规范要求后方可进行冲孔施工。
桩孔径和垂直度的控制冲孔灌注桩完成嵌岩终孔后,应对成孔的孔径及垂直度进行检查,当两者都满足设计及规范要求时,方可进行清孔作业。
该工程采用一般的钢筋笼检孔器检测法,此法能一并检查成孔孔径及垂直度是否满足设计规范要求。
1. 制作一长约3~4倍桩径的钢筋笼检孔器,以设计桩径1300mm 为例,钢筋笼检孔器示意图如下:2. 孔径、垂直度检查卸下桩锤,装上钢筋笼检孔器及测绳,即可进行孔径、垂直度进行验收检查。
显然,如果钢筋笼检孔器能够顺利随自重沉放到孔底,则说明孔径满足要求,否则不满足。
一下主要介绍如何进行垂直度计算。
理论计算,如下图所示:A为桩机顶端滑轮点,E为桩位中心,AB为孔位理想垂直线,假设AC为实际冲孔线,现可通过测出孔口位置实际钢丝绳偏离桩位中心距离EF=e,计算得出孔深H时实际偏离桩位中心距离=E,根据相似三角形几何定律:e / E=h /(h+H),得E= e×(h+H)/h,由此便可得垂直度K;K=(E/H)×100%=[e×(h+H)/h×H]×100%------①-----e为孔口位置实际钢丝绳偏离桩位中心距离;h为桩机顶端滑轮点到孔口距离;H为偏孔位置孔深;K为垂直度。
嵌岩灌注桩施工中的难题与对策分析

嵌岩灌注桩施工中的难题与对策分析摘要】嵌岩灌注桩施工是码头工程建设中尤为重要的环节,其发挥着重要的作用。
随着我国经济的快速发展,岸线深度也得到了深度开发,现如今码头工程的地质条件越来越复杂,并且逐渐呈多样化发展。
而嵌岩灌注桩具有较高的承载力及抗震性能,将其应用在码头工程建设中,可以有效保证码头工程质量。
但是由于码头工程工况复杂、不确定因素较多,所以施工难度较大,在嵌岩灌注桩施工过程中常常会遇到一些难题。
本文就对施工中遇到的难题进行分析,并提出相应的对策。
【关键词】嵌岩灌注桩;难题;对策;施工技术引言嵌岩灌注桩具有承受垂直大负荷、水平荷载和抗上拔力大的作用,并且该施工成本较低,后期维护较为便利,所以在实际工程中有着广泛的应用。
在码头工程建设中,嵌岩灌注桩是尤为重要的一项施工技术,其具有良好的抗震性能和承载力,所以在保证码头工程质量方面发挥着重要的作用。
嵌岩灌注桩尤其在梁板结构码头中有着广泛的应用。
但是由于码头工程工况复杂,在嵌岩灌注桩施工中容易遇到一些难题,比如排水困难、遇滚石层探石头困难、穿越软土层困难等。
这些难题都会影响到施工的顺利开展,对此就需要切实采取对策解决问题,从而促进施工的顺利开展,保证码头工程质量。
1、工程概况湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程位于粤海铁路北港码头东侧,四塘湾内,南面琼州海峡。
本工程后绞支座灌注桩位于接岸后方、突堤对应的后绞支座基础,共51根,混凝土共计1033m3,钢筋共计为123.15t,混凝土为补偿收缩砼,砼强度等级为C30。
本工程施工工况复杂、不确定因素较多,所以施工难度较大,对于工程技术人员具有较高的要求。
针对嵌岩灌注桩施工中的难题,应该采取相应的工程措施及工艺方法,制定相应的施工方案和技术方案,保证码头工程的顺利开展。
2、嵌岩灌注桩施工流程嵌岩灌注桩施工流程大体如下:搭设钢平台→定桩位→桩机就位→埋护筒→设泥浆池→安装泥浆泵、制作钢筋笼→冲进→排渣→清孔→吊放钢筋笼→二次清孔→浇灌桩身混凝土。
浅议嵌岩桩施工中的几个问题

作 。尤其是灌注到最后 时 。 更要确 保桩顶部 分的凝混 土强 度 达到设计要求 , 决不 能疏忽 。 通常做法是在 浇注到设 计标 高后 多浇 5 n 右 , 0e 左 l 待
灌 注结束砼初凝后立即清除即可 。
3 ・ 4
维普资讯
江
西
煤
综 合鉴定 的同时 , 可适 当增加进入 中风化基岩 的深度 。
13 孔底沉渣的清 除质量 . 按 规范规定 , 孔底沉渣 应小 于 5 m 0 m。由于在砂 砾层 中钻进泥浆 比重较 大 , 次清孔 难 以达到要 求 , 必须 进 一 故 行二次清孔 , 必要时采用反循环清孔 。 新钢焦化技改桩基工程施工 过程 中, 主要地层 为砂 其 砾层 , 因泥浆 比重 太大 , 工到设 计标 高时 一律用 反循 环 施 清孔 1 2小时左右 , ~ 把孔 内沉渣 清除干净 , 把泥浆 比重调 小 , 以后砼的灌注顺 利进行 。 使 14 混凝土灌 注质量 . 清孔完毕 , 确认为合格后 , 立 即灌 注混凝土 , 应 尽量 缩 短停歇时 间。自始 至终应 保质保 量 完成混 凝土 的灌 注工
岩层后 , 际上只是见到石柱 、 实 石峰 , 桩孔 内或旁边 即存在
大的溶沟 、 隙 , 裂 给桩 的稳 定性带 来不 确定 因素 。通 常做 法是采用抛片石 或铁块 到桩 孔 内 , 再进行 冲击 施工 , 除 破 石柱 、 石峰 , 以进入较完 整岩层 。 对于嵌岩桩进入中风化基 岩的深度 , 际操作有 一定 实
如 地层 比较复杂 , 软土层段混凝 土灌注桩容易 产生缩
径, 砂砾 、 圆砾层极易塌孔 。因此钻 孔护壁工作 十分重要 。 施工中应 勤测 泥浆 比重 , 砂砾 层 中钻 进 , 在 应定 期测 定粘 度、 含砂 量和胶 体 率。参考 的控 制值 : 粘度 为 l 8~2 2秒 , 含砂量不大于 4 , 体率不小 于 9 % 。 % 胶 0
人工挖孔嵌岩桩.doc

人工挖孔嵌岩桩人工挖孔嵌岩桩在建筑中是非常需要注意安全的,任何工作都要以人为基础,只有保障生命安全才能完成施工。
下面就人工挖孔嵌岩桩和大家简单说一说。
一、从事挖孔桩作业的人员经健康检查和井下、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且考核合格后,方可进入施工现场。
施工现场应建立健全严格的安全管理制度。
二、在施工图会审和桩孔挖掘前,要认真研究钻探资料,分析地质情况,对可能出现流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况制定有针对性的安全防护措施。
所有施工人员均应进行安全技术交底后,方可作业。
三、施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查,确保完好地安全使用。
四、孔口操作平台要自成体系,防止在护壁下沉时被拉垮。
五、在孔口必须设水平移动式活动安全盖板,以方便手推车卸土、运土;息班后及时盖上盖板,防止人、物坠落。
六、桩孔内必须设置应急爬梯,供人员上下孔使用。
吊桶等要安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
井下作业人员应挂安全带和化学氧。
七、吊运土方用的绳索、滑轮和盛土容器要完好牢固,起吊时垂直下方严禁站人。
孔内水泵的电线、振捣器的电线等,均应包扎紧密,不得有破皮处,应设漏电保护器,防止漏电伤人。
八、施工场地在开工前,设置一定的排水系统,使下雨或孔内抽出的水能及时排走。
九、施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。
电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
十、通风要求:①、当桩孔开挖深度超过5m时,要时刻注意是否存在有害气体,每天开工前应用检测仪器进行有害气体的检测,确认对人身安全无影响时,方可下井作业。
②、上班前,先用鼓风机向孔底通风,必要时要送氧气,然后再下井作业;当孔深超过10m时,要有专门向井下送风的设备,风量不宜少于25L/s。
十一、桩孔附近严禁堆放重物。
若各种大型施工设备作业、停靠时,应距挖孔桩5m以外,防止孔口压力过大造成塌孔。
挖孔挖出的土方应及时运走,机动车不得在桩孔附近通行。
关于嵌岩桩设计中存在问题的讨论

引言
用于建筑、 市政、 公路桥梁、 港口码头等工程领域。嵌岩桩现场原 1 桩基规范中嵌岩桩竖向承载力计算方法 型试验研究工作相当困难, 人们对其受力机理的认识还不全面。 综合多年来的研究成果和工程应用经验, 桩基规范 52 1 . .1 2 世纪 9 年代以前 , 0 0 人们普遍把嵌岩桩视为端承桩 , 之后在制定 给出 由桩周土总侧 阻力 ( 、 岩段 总侧 阻力 Q 、 嵌 总端 阻力 Q
工作布置见 图 2 。
结合钻孔资料 , 以判 定 : 可 右线 中 B 3 K 4+3 8 K 4十3 8 1 ~B 3 4, B 3 +4 0 B 3 K 4 3 K 4+4 0 9 推测 为溶 洞发育 区( 大部分 溶洞 已被 充
填 )其洞顶埋深为 1 m- 5 溶 洞主要集 中在灰岩 与白云岩的 , 0 - 3 m( 招触带处 )B 3 +38 K 4 3 ,I 4 9 ~B 3 +58 ;K 4 4 ~B _ 十40 B3 +40 K 4 0 3 < 处基 岩面埋 深大 。 一定起伏 , 为深部隐伏岩溶 。 有 推测
5地质工程 解释 及成 果。空洞 或空 洞塌 陷区异 常在 高密 度 )
地震映像图上表现为同相轴能量强弱变化大 , 波长畸变大。
[ ] mnoU i o a ,MRi We sr vlai fr iii n 4 F j l n vc T a t ie.E aut n o e svt a d o s o st y 结合钻孔资料 , 可以判定: 左线 中 B 3 +44 K 4 9 K 4 5 ~B 3 +44 si cmehd r y rgo gcl p igi k r r isj . e mi to so doel i pn as t r n [ s f h o a ma n tea J
岩土工程桩基础施工常见问题分析

岩土工程桩基础施工常见问题分析岩土工程中的桩基础施工是一项复杂的工程,常常会遇到各种问题。
正确分析和解决这些问题,对于工程的质量和进度都至关重要。
本文将对岩土工程桩基础施工常见问题进行分析,并就如何解决这些问题提出一些建议。
一、施工方案设计不合理在桩基础施工过程中,如果施工方案设计不合理,就容易导致施工难度加大,甚至施工质量无法保障。
桩基础的排列布置、钻孔施工方法、桩身材料选择等方面的设计都需要慎重考虑。
解决建议:在设计施工方案时,需要充分考虑工程的实际情况,了解地质条件和桩基础承载力要求,合理确定桩基础的类型、材料和布置方式,确保施工方案的合理性和可行性。
二、桩基础孔洞不符合要求在桩基础施工过程中,孔洞的质量直接影响桩基础的承载性能。
如果孔洞不符合要求,就会影响桩体与土层的紧密程度,并可能导致桩身变形、承载力降低等问题。
解决建议:在进行桩基础孔洞施工前,应仔细核对设计要求,合理选择孔洞施工方法和设备,严格按照标准进行孔洞施工,确保孔径、深度和垂直度等符合要求。
三、桩基础的质量控制不到位桩基础施工过程中,质量控制是非常关键的环节。
如果质量控制不到位,就会影响桩基础的承载性能和使用寿命,甚至引发桩体沉降、倾斜等严重质量问题。
解决建议:在施工过程中,应严格执行施工工艺和操作规程,加强对施工现场的监督和检查,保证桩基础的施工质量。
还应定期对已施工完成的桩基础进行检测和评估,及时发现并处理质量问题。
四、地质灾害对桩基础施工的影响在一些地质条件复杂的地区,地震、滑坡、泥石流等地质灾害常常会对桩基础的施工产生严重影响。
地震易引起桩孔坍塌,滑坡会冲毁桩基础等。
解决建议:在地质条件复杂的地区进行桩基础施工时,应根据实际情况制定相应的防灾预案,采取必要的安全措施和加固措施,确保施工安全和顺利进行。
五、钻孔设备故障和维护不及时在桩基础施工中,钻孔设备是施工的关键设备之一。
一旦钻孔设备出现故障,就可能会引起施工周期延长、质量下降等问题。
关于嵌岩桩码头设计中几个问题的探讨

1 嵌 岩桩 的定 义
锚 固的桩定 义为 嵌岩 桩 。 笔 者 认 为 , 目前 对 于嵌 岩 桩 的定 义 之 所 以难
嵌 岩 桩 以其具 有 单 桩 承 载 力 高 、沉 降小 且 收
Hale Waihona Puke 荷 载作 用 时 ,岩 体 所 提 供 的 承载 力 需 同时 满 足 竖 向承 载力 和水 平 承 载 力 的要求 认 识 不 统 一 。对 于 前 者 ,岩 体 以上 有 较 厚 覆 盖层 ,在 水 平 荷 载 作 用
时 ,其 上 覆 土 层 即满 足水 平 承 载 力 要 求 ,此 时 由
Ab t a t T e e nt n n rc sc ee i s s lr e .T e la ig s r c : h d f i o o o k— o k td pl i ai d h o d n me h ns i i e c f i ca i m,d ph f c e t ef t e
敛快 、群桩效应小等特点 ,广泛应用于港 口、桥 梁 、高层 建筑等荷载大 、沉 降要 求高的结构 中。 目前 ,关 于嵌岩桩 的定义依然 没有统 一的标准 。
国 内外 一些 学 者认 为 ,不论 岩体 的 风化 程度 如 何 ,
以统一 ,主要是人们对嵌岩桩是按嵌入岩体来定 义 ,还是 按嵌人岩体 同时 尚应锚 固于岩体来定义 的认识不统一 。即对嵌岩桩是按岩体仅提供竖向
(. 1 中国地质大学工程 学院,湖北 武汉 4 07 ; 3 0 3 2 中交第二航务工程勘察设计 院有 限公 司,湖北 武汉 4 0 7 ) . 30 1
摘要 :明确嵌岩桩的定义,针对嵌岩桩码 头的环境条件和施工条件 ,对嵌岩桩承载机理、深度 效应 、软化效应 、竖向承 栽力、沉渣厚度 以及芯柱长度等 问题进行讨论 。
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题

嵌岩桩设计中值得注意的几个问题□肇庆市肇通资产经营有限公司阎海鸿摘要:针对现有桥梁规范中计算嵌岩桩的单桩轴向受压容许承载力的公式提出几个问题,同时提出了在不同条件下嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力更合理的计算方法,论述了建议方法的经济效益。
关键词:嵌岩桩侧阻力端阻力单轴极限抗压强度长径比随着现代成桩工艺、桩体结构的检测技术与桩的承载力等方面的进步和提高,桩与桩基础得到越来越广泛的应用;当桥梁上部结构荷载较大,而适合作为持力层的岩层又埋藏较深或虽然可作为持力层的土层埋藏不深但其下又存在软弱下卧层,用天然浅基础不能满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时,嵌岩桩作为桩基础的一种形式往往是常用的一种基础。
现行桥梁规范对嵌岩桩垂直承载力的计算,有很多值得探讨的地方。
由于山区公路桥梁中所采用的嵌岩桩数量占了相当大的比例,从而积累了大量的实践经验,从这些嵌岩桩的试桩实验中得知,嵌岩桩的实际垂直极限承载力P j常常远大于规范中的计算值。
1 规范对嵌岩桩计算的规定支承在基岩上或岩层中的单桩,其轴向受压容许承载力取决于桩底处岩石的强度和嵌入基岩的深度,可按下式计算:〔p〕=(C1A+C2Uh)R a〔1〕(1)式中:R a——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(kPa),试件直径为7~10 cm,试件高度与试件直径相等;h——桩嵌入基岩深度(m),不包括风化层;U——桩嵌入基岩部分的横截面周长(m),按设计直径计算;A——桩底截面面积(m2);C1、C2——根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数,按表1采用;良好的0.60.05一般的0.50.04较差的0.40.03注:①当h≤0.5 m时,C1采用表列数值的0.75倍,C2=0;②对于钻孔桩,C1、C2值取表值的0.8倍。
1.1 《规范》提出的公式(1)值得思考的几个问题1.1.1 公式(1)中未考虑新鲜基岩以上覆盖层的侧阻力显然,这对于埋置较深的桩基是不经济的。
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嵌岩桩设计中值得注意的几个问题□肇庆市肇通资产经营有限公司阎海鸿摘要:针对现有桥梁规范中计算嵌岩桩的单桩轴向受压容许承载力的公式提出几个问题,同时提出了在不同条件下嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力更合理的计算方法,论述了建议方法的经济效益。
关键词:嵌岩桩侧阻力端阻力单轴极限抗压强度长径比随着现代成桩工艺、桩体结构的检测技术与桩的承载力等方面的进步和提高,桩与桩基础得到越来越广泛的应用;当桥梁上部结构荷载较大,而适合作为持力层的岩层又埋藏较深或虽然可作为持力层的土层埋藏不深但其下又存在软弱下卧层,用天然浅基础不能满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时,嵌岩桩作为桩基础的一种形式往往是常用的一种基础。
现行桥梁规范对嵌岩桩垂直承载力的计算,有很多值得探讨的地方。
由于山区公路桥梁中所采用的嵌岩桩数量占了相当大的比例,从而积累了大量的实践经验,从这些嵌岩桩的试桩实验中得知,嵌岩桩的实际垂直极限承载力Pj常常远大于规范中的计算值。
1 规范对嵌岩桩计算的规定支承在基岩上或岩层中的单桩,其轴向受压容许承载力取决于桩底处岩石的强度和嵌入基岩的深度,可按下式计算:〔p〕=(C1A+C2Uh)Ra〔1〕(1)式中:Ra——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(kPa),试件直径为7~10 cm,试件高度与试件直径相等;h——桩嵌入基岩深度(m),不包括风化层;U——桩嵌入基岩部分的横截面周长(m),按设计直径计算;A——桩底截面面积(m2);C1、C2——根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数,按表1采用;表1. 系数c1、c2值条件C1 C2良好的0.6 0.05一般的0.5 0.04较差的0.4 0.03注:①当h≤0.5 m时,C1采用表列数值的0.75倍,C2=0;②对于钻孔桩,C1、C2值取表值的0.8倍。
1.1 《规范》提出的公式(1)值得思考的几个问题1.1.1 公式(1)中未考虑新鲜基岩以上覆盖层的侧阻力显然,这对于埋置较深的桩基是不经济的。
在清孔绝对干净,桩底处于理想支撑,桩底岩石完整且强度很高时,桩的竖向位移很微小,公式(1)合理的、适用的,但近年来大量的实践资料表明,当桩的长径比L/d>15~20的泥浆护壁钻(挖)孔嵌岩桩时,无论是嵌入风化岩还是完整的基岩中,其荷载传递都具有摩擦桩的特征,即桩侧阻力先于端阻力发挥出来,桩端分担的荷载并不大,属于摩擦桩。
在一般情况下,其桩侧阻力的荷载都超过60%;当长径比L/d>35时,在覆盖层不太软弱的情况下,其侧阻力分担的荷载将超过95%,端阻力分担的荷载不足5%,几乎可以忽略不计。
这是由于对嵌岩桩而言,一方面,即使桩身不会下滑,但桩顶的弹性压缩变形是必然有的,即桩尖沉降△h=0,桩身有弹性压缩△,桩顶沉降△0=△(见图1a),这个弹性压缩量△引发了桩周土体的剪应力τ,也即是土对桩的摩阻力。
剪应力与剪切变形成正比,表层剪应力τ,底层剪应力τ=0,呈三角形分布(见图1b)。
当荷载P增大时,△逐渐增大,表层剪应力为τ达到极限值〔τ〕。
此时荷载仍由桩侧摩阻力承担(见图1c)。
如果荷载继续增大,则荷载增大部分全部由桩尖岩体的支承力来承担,直至达到桩尖土层的极限承载力〔Ph〕,软垫,致使桩底也会产生沉降,这一沉降和上述桩本身的压缩导致桩身与土体、嵌岩段桩身与岩体产生相对位移,从而产生侧阻力,而端阻力由于“软垫”效应,不能完全发挥出来;此外,桩身轴力Nz由于桩顶荷载在沿桩身向下传递的过程中,必须不断地克服桩侧阻力,从而使桩身轴力Nz随深度逐渐减小,传至桩底的轴力即桩底反力NL,等于桩顶荷载减去全部桩侧摩阻力。
以上几点表明,不考虑桩的长径比,忽视桩侧阻力的作用是既不符合实际情况、又不经济的。
〔2〕1.1.2对公式(1)中“h”要求的理解公式(1)中对“h”的要求是“桩嵌入基岩的深度,不包括风化层”,设计人员的一般理解是桩必须嵌入新鲜基岩,而不论其上面风化岩层的强度如何,这也是值得我们思考的问题。
对岩石按强度分类的规定(表2)可知,岩石极限抗压强度可相差6倍以上,有的强风化硬质岩(如花岗岩),其极限强度仍可超过10MPa而大于极软岩新鲜基岩的强度。
说明一般硬质岩的微弱风化层、甚至强风化层的强度都相当高,不考虑这些层次的嵌岩深度,一律要求嵌入新鲜基岩显然是不尽合理的。
在风化层很厚的情况下,嵌岩很深,必然导致工程量的增大、计算承载力〔p〕远小于实际极限承载能力Pj的情况出现。
表2. 岩石的分类类别单轴极限抗压强度(MPa)硬质岩>30软质岩5~30极软岩<51.1.3 对公式(1)中“Ra”的理解公式〔1〕中对岩石单轴极限抗压强度Ra的定义有欠缺,设计人员一般采用钻孔试件的平均强度值。
然而,事实上,在岩石强度随深度而增加的情况下,会导致桩的计算承载能力偏低,从而影响桩长的确定。
2 建议的计算方法以桩的长径比和桩尖岩石单轴极限强度来区别是否考虑上覆盖层的侧阻力(Qsk )及嵌岩段侧阻力(Qrk)问题。
(1)当桩尖岩石单轴极限抗压强度Raj≥10MPa,且L/d≤20时,不考虑上覆盖层的侧阻力及嵌岩段阻力,按嵌岩桩计算;当L/d>20时,按嵌岩桩计算,不考虑上覆盖层的侧阻力,但必须考虑嵌岩段阻力;(2)当桩尖岩石单轴极限抗压强度Raj<10 MPa,且L/d≤20时,按嵌岩桩计算,不考虑上覆盖层的侧阻力,但需考虑嵌岩段阻力;当L/d>20时,原则上桩按摩擦桩计算,即既要考虑上覆盖层的侧阻力,又要考虑嵌岩段阻力,同时还需考虑端阻力(Qpk)。
此外,嵌岩深度h可包含岩石单轴极限抗压强度≥10 MPa的所有风化层,对于中小型桥梁,甚至包括强风化层。
3 实际应用时需注意的问题对于特大跨径桥梁和重要大跨径桥梁的嵌岩桩,应避免将桩底设在强风化层上;对于存在冲刷作用的桥梁桩基,L(桩长)指最大冲刷线以下的桩长;当桩的嵌岩深度达到5d时,Qpk可不考虑。
各种情况下的计算公式(1)当Raj≥10 MPa;L/d≤20时,按下式计算〔p〕=C1ARa1+C2UhRa2(2)式中:Ra1——桩尖以下3~4倍直径深度内天然湿度基岩的单轴极限抗压强度平均值;Ra2——桩嵌岩部分天然湿度基岩单轴极限强度的按厚度加权平均值;h——桩嵌岩部分天然湿度基岩单轴极限强度≥10 MPa的深度。
(2)当Raj≥10 MPa;L/d>20时,按下式计算〔p〕=C1ARa1+C2UhRa2+ Qrk(3)Qrk=1/2ULτp式中:Qrk——嵌岩段总极限侧阻力。
τp——风化岩限极摩阻力,文献﹝1﹞表4.3.2-1中取值,风化岩层一般采用160 KPa~400 KPa,偏安全的取小值。
L——桩嵌入风化层(包括强风化、中等风化)中的深度。
(3)当Raj<10 MPa;L/d≤20时,按下式计算〔p〕=(C1A+C2Uh)Ra+ Qrk(4)(4) 当Raj<10 MPa;L/d>20时,按下式计算〔p〕=Qs k+ Qrk+Qpk(5)Qs k=U∑ζs iτs k iliQr k=UζshrRaQpk=ζpRaA式中:Qs k、Qr k、Qpk——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端阻力标准值;ζs i——覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数;当桩端置于新鲜或微风化硬质岩中且桩底无沉渣时,对于粘性土、粉土,取ζs i=0.8;对于砂类土及碎石类土,取ζs i=0.7;对于其他情况,取ζs i=1.0;τs k i——桩周第i层土的极限侧阻力标准值(Kpa),按文献〔1〕表5.2.8-1中取值;li——桩穿越第i层土的厚度;ζs——嵌层段侧阻力修正系数,与嵌岩深径比h/d有关,按表3取值;ζp——端阻力修正系数,与嵌岩深径比h/d有关,按表3取值;hr——等于h,桩身嵌岩(包括风化层)的深度,超过5d时,取hr=5d。
表3. 嵌岩段侧阻和端阻修正系数嵌岩深径比hr/d0.0 0.5 1 2 3 4 ≥5侧阻力修正系数ζ0.000.0250.0550.070.0650.0620.05端阻力修正系数ζ0.500.500.400.300.200.100.00注:当嵌岩段为中等风化岩时,表中数值按0.9倍折减。
其它符号同前。
4 建议计算方法的经济效益4.1工程实例一某高速公路沙湖互通立交L匝道LK0+619.52大桥,上部构造为:6x20+2x30+1x20 m 的预应力砼空心板与预应力砼箱梁组合桥,其2号桥墩为双柱双基式桥墩,桩径D=1.4 m,桩长20 m,桩底岩石极限抗压强度Ra=4.0 Mpa。
单桩轴向受压承载力P=4271 kN,按嵌岩桩设计(如图2),要求计算该桥桩的嵌岩深度及实际所需桩长。
(1)Ra=4.0 MPa<10 MPa;L/d=14.29<20;采用公式(4)计算:〔P〕=(C1A+C2Uh)Ra+ Qrk=(0.32×1.539+0.024×4.398h)×4000+0.5×4.398×3×300=3949+422h桩底最大垂直力为:Nmax=4271+1/2(17+h)π×0.72×25=4598+19h即:3949+422h=4598+19hh=1.61(m)取h=2.0 m,实际桩长为19 m。
(2)按桥规公式(1)计算:〔P〕=(C1A+C2Uh)Ra=(0.32×1.539+0.024×4.398×h)×4000=1970+422h即:1970+422h=4598+19hh=6.5(m)取h=7 m,实际桩长为24 m。
4.2 工程实例二某山区公路九曲岭大桥,上部构造为15×30 m T梁,双柱双基式桥墩,桩径D =2.0 m,其3号桥墩的地质资料如图3所示,桩最大的竖向力为P=14580 kN。
(1)按桥规公式(1)计算按规范要求桩底应嵌入新鲜岩层,嵌岩深不小于0.50 m,本桥采用1.0 m。
则桩的入土深度为:L=5+4+6+11+4+1=31.0 m。
土内桩的自重为2435 kN。
〔P〕=(C1A+C2Uh)Ra=(0.5×π+0.04×2×π×1)×62500=113900kN>(14580+1/2×2435)=15797.5 kN(2)按建议公式计算因Raj≥10MPa;L/d=17/2=8.5<20,所以采用公式(2)计算。
由于是大桥,桩尖应设在弱风化层上,嵌深不得小于一倍桩径,本桥采用2.0 m,桩的入土深度为:L=5+4+6+2=17 m。
土内桩的自重1335 kN。
〔P〕=C1ARa1+C2UhRa2=0.5×π×25000+0.04×2×π(6×12500+2×25000)=70695kN>(14580+1/2×1335)=15247.5 kN实标本桥3号墩的桩长采用了17.0 m。