桩基设计应注意的几个问题

中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司 职称评定论文 作者 张峰 1 桩桩基基础设计应础设计应注意的几个注意的几个问题问题 作者 张峰 摘要 本文简要介绍了桥梁钻 挖 灌注桩设计应注意的一些问题 关键词 灌注桩 m 法 位移 钻 挖 孔灌注桩基础具有施工机具简便 机械化程度高 适用性 广的优点 在铁路 公路桥梁中得到了广泛的应用 钻 挖 孔灌注桩 基础已成为铁路 公路桥梁的主要基础类型之一 随着我国铁路 公 路建设的蓬勃发展 桩基础在铁路 公路桥梁基础中所占的比重越来 越大 作者结合自己设计 施工经验对桩基础设计中应注意的几个问 题展开论述 希望能为工程设计人员提供借鉴 一 常用一 常用桩桩径的径的选择选择 桩的直径应根据受力大小 桩基形式和施工条件确定 挖孔桩一般采用 1 25m 1 50m 2 00m 钻孔桩一般采用 1 00m 1 25m 1 50m 2 00m 在既有线下顶进或现浇施工框架桥 架空铁路线路常采用圆形挖 孔桩 承载力不足时可优先采用薄壁矩形桩 地面 墩台中心处 至桩底的深度小于 18m 且无地下水或地下水 较少的桩 在地质条件许可的情况下可采用挖孔桩 否则采用钻孔桩 摩擦桩宜优先选用较小桩径 当桩较长时应综合进行桩径 桩长 桩数的比选 二 柱二 柱桩桩与摩擦与摩擦桩桩 在同一桩基中不应同时采用摩擦桩和柱桩 一般情况下 当桩底 置于岩石中时按柱桩设计 当桩底置于土中时按摩擦桩设计 设计时 应根据基岩的埋深情况进行摩擦桩与柱桩之间的经济比选 当桩底置 于软质岩 岩石单轴抗压强度 R 值小于 4MPa 时 可分别按摩擦桩和 柱桩进行计算 在各自的力学指标符合实际的前提下 取单桩容许承 载力较大者作为计算值 中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司 职称评定论文 作者 张峰 2 三 地三 地质质参数的取参数的取值值 地质物理 力学参数的取值对桩基的合理设计非常重要 是桥梁 基础设计的依据 因此地质专业除应提供常规的物理参数以及基本承 载力外 还应提供地基系数的比例系数 m 和 m0 岩石地质的单轴抗 压强度 R 桩周极限摩阻力 f 对 R 4MPa 的软质岩 应提供 W2 的桩 周极限摩阻力 架空铁路挖孔桩作为临时工程 力学参数的取值可取上限 施工 中应注意加强桩的沉降观测 四 四 m 法法 我国现行规范 如 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024 85 等 均将各土层地基比例系数对深度进行加权换算 即令换算前后地基系 数面积相等 如右图所示 当基础 侧面为数种不同土层时 将地面或 局部冲涮线以下 hm深度内各土层 m1换算为一个当量 m 值 作为整 个深度的 m 值 根据换算前后地 基系数图形面积在 hm内相等可得 2 1 1212231233 2 2 22 m m hmhh hmhhh h m h 式中 2 1 2 5 2 5 m dh h hh 按上述换算存在如下问题 1 如前所述 影响桩身内力及位移的主要为表层土 而按深度 进行加权换算则与此相违 2 根据 m 法假定 地基抗力与位移成正比 而此换算忽视了桩 身位移这一重要影响因素 3 换算土层厚 hm仅与桩径有关而与地基土类型 桩身材料等因 素无关 显得过于简单 冲冲冲冲冲冲冲冲 h h1h2h3 hm m1h1 m2h2 m2 h1 h2 m3 h1 h2 m3hm 中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司 职称评定论文 作者 张峰 3 因此 在实用中采用规范法换算计算误差较大 有时甚至偏于不 安全 而按桩身挠曲曲线加权换算计算的结果精度较高 五 五 单桩单桩水平位移水平位移 我国现行规范未直接提及桩的水平位移验算 但规范规定需作墩 台顶水平位移验算 在荷载作用下墩台水平位移值的大小 除了与墩 台本身材料受力变位有关外 还取决于桩柱的水平位移及转角 因此 墩台顶水平位移验算包含了对单桩水平位移的检验 现行规范中给出的地基土比例系数 m 值 是用于结构物在地面 处水平位移最大值不超过 6mm 水平位移较大时适当降低 因此 当 采用规范给出的 m 值时 应计算地面处桩身的水平位移并对比规范 要求 评定设计取值是否合适 在墩台强度满足规范要求而墩台顶变形超出规范限