大直径人工挖孔灌注桩设计.pdf

大直径人工挖孔灌注桩设计 胡凤庆1 黄富华2 沈颖坤3 (1. 扬州大学水利与建筑工程学院土木工程系,江苏扬州, 225009; 2.江苏省纺织工业设计院常州分院,江苏常州, 230001; 3.东南大学土木工程学院,江苏南京, 210096) 摘 要:在分析大直径人工挖孔灌注桩的受力和构造的基础上,基于现行设计规范,提出了桩身承载力的 设计方法.并通过实例,说明其设计过程和构造. 关键词:大直径人工挖孔灌注桩;承载力;设计计算;构造 中图法分类号: tu 473. 1 文献标识码: a 文章编号: 1007824x(2002)03006104 近年来,大直径人工挖孔灌注桩已被用作多、 高层建筑及桥梁结构的基础.工程实践表明,大直 径人工挖孔灌注桩具有承载力高、 质量易保证、 施工简便、 无噪音、 无震动、 造价低等优点.但是,设计 人员对大直径人工挖孔桩承载力的设计计算存在若干分歧.本文基于现行设计规范对桩身承载力进 行分析,提出了桩身的设计方法,并由工程实例进行了计算比较. 1 桩身承载力计算 1. 1 计算公式 一般说来,桩的垂直承载力取决于桩身的材料强度,并受成桩工艺、 工程地质条件等因素影响. 按照规范jgj 94941,桩身垂直承载力可按下式计算: 0ncfcap,(1) 式中,0为建筑桩基重要性系数,取1. 2;n为桩上的竖向力设计值;fc为桩身砼轴心受压强度设计 值;ap为桩横截面面积;c为不同成桩工艺对桩身强度的折减系数,对于干作业人工挖孔桩 c取 019,水下灌注桩 c取018.由于人工挖孔灌注桩多为圆形截面,式(1)可变为 0n0. 785cfcd 2, (2) 式中,d为桩身直径. 1. 2 轴压比限值 进行抗震验算时,钢砼框架柱及框支柱的截面尺寸常要受轴压比的控制,柱在竖向荷载和地震作 用组合下,轴压比需满足一定的要求.对于大直径人工挖孔桩,国内一些地区提出对其桩身轴压比设 置限值. 2考虑到在柱中控制轴压比的本质是为了控制柱的破坏形态, 使之仅限于大偏心受压破坏. 大直径人工挖孔桩由于所受的剪力、 弯矩相对较小,一般都是呈小偏心受压破坏,其界限破坏时的轴 压比大于或接近于1. 0.而在按式(1)计算时,已隐含了轴压比限值为0. 8或0. 9,且桩体在受力过程 中受到周围土体的支撑和约束(摩擦)作用,其受力模式有别于框架和框支结构中的柱,故笔者赞同 “在进行大直径人工挖孔桩的设计计算时,不必考虑轴压比限值” 3的意见 . 1. 3 桩身构造要求 桩身配筋不小于桩身截面积的0. 4% ,且数量不少于8根,直径不少于 0n= 17 832 kn ,满足要求. 3. 2 桩身及承台的配筋与构造6 桩顶所受弯矩、 剪力较小,桩身纵筋可由构造确定,as= 0. 004a= 8 042 mm 2; 取2620,as= 8 168mm 2. 箍筋采用 10200螺旋箍,每隔2m设一道 14的焊接加劲箍, 详见图2.图中上柱为 1. 0 m1. 0 m ,对角线长度为1. 414 m , 1. 414+ 0. 1 d= 1. 6 m ,可以使用暗承台.柱中纵筋为 1620,桩中纵筋为2620.取锚固尺寸为50d, 1. 25la= 1. 255020= 1 250 mm ,取h= 1 300 mm. 由于采用了暗承台,上柱下桩伸入的钢筋共同承担弯距,承台不另加抗弯钢筋.为了在承台处充 分形成由钢筋包裹的砼核心,将承台处的箍筋加密为 10100,详见图3. 3. 3 几种方法的单桩竖向承载力比较 几种方法的单桩竖向承载力比较见表3. 表3 几种方法的单桩竖向承载力比较 tab . 3 comparison of the single pile vertical capacity by severalmethods kn 单桩竖向承 载力方法 土的总极限 侧阻力标准值 嵌岩段总极限 侧阻力标准值 总极限端 阻力标准值 单桩竖向极限 承载力标准值 单桩竖向 承载力设计值 gbj 78936 364 56 54863 912 jtj 02485 5 42928 27433 703 jgj 9494 4 7764 12621 94130 54318 511 本文公式3 3437 73621 94133 02020 010 3gbj 789中,qp,qsi本为 “标准值”,而非 “极限标准值”,所得的rk为单桩竖向极限承载力标准值.当将极限标准值frc 与qsik代入qp与qsi时,得出的也就是极限标准值quk而不是标准值rk 36第3期胡凤庆等:大直径人工挖孔灌注桩设计 图2 桩身的配筋与构造 fig. 2 reinforcementand construction of the pile body 图3 暗承台的配筋与构造 fig. 3 reinforcementand con struction of the hidden pile cap 4 参考文献 1 jgj 9494.建筑桩基技术规范s.1547 2 杨 清,刘水香.大直径人工挖孔扩底桩在多高层建筑中的设计j .建筑结构, 1998, (5): 811 3 孙宝俊,严益民.对 “大直径人工挖孔扩底桩在多高层建筑中的设计” 一文的商榷j .建筑结构, 1999, (12): 48, 56 4 gbj 789.建筑地基基础设计规范s.5860 5 jtj 02485.公路桥涵地基与基础设计规范s.4652 6 杨 挺.人工挖孔桩竖向承载力的分析与研究j .建筑结构, 1999, (12): 3235 design of larged iam eter castinplace concrete pi lesw ith mandug holes hu feng2qing1 huan g fu2hua2 shen ying2kun3 (1. dept of civil engin, hydr and civil engin coll, yangzhou u niv, yangzhou, 225009, china; 2. changzhou branch of jiangsu text ind des inst, changzhou, 230001, china; 3. coll of civil engin, southeast u niv, nanjing, 210096, china) abstract: based on the study of large2diameter cast2in2place pilesw ith man2dug hole and in combi2 nation w ith an engineering example, the paper discusses the design calculation method and con2 struction of the pile