某大桥引道附道桥台基桩偏位承载力验算及处理

1、某大桥引道附道桥台基桩偏位承载力验算及处理    【摘 要】 经过对某大桥的引道附道桥台基桩偏位承载力的验算，确定该桥台基桩承载力是否符合设计要求及对其提出处理方案。 【关键词】 大桥（桥台）;基桩;承载力验算 【中图分类号】 TU312.1 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2009）01-024-02 Checking Computation and processing of Deviated Bearing Capacity on Abutment's pile of bridge approach 【Abstract】

2、 In this study, based on cheking computation the deflection bearing capacity of abutment's pile of bridge approch, tomake sure that if the bearing capacity of abutment's pile satisfy the design requirements,and then put forward the processing program. 【Key words】 ridge (abutment); Pile; Chec

3、king computation of bearing capacityprocessing program 1概述 某大桥引道附道桥台基桩直径为1500mm，混凝土设计强度为C25，纵向钢筋为30，每根桩的纵向钢筋总数为18根，其中#3桥台的3-1、3-3两桩及#0桥台的0-5桩，在准备施工该两桥台帽时发现偏位，#3桥台的3-1、3-3两桩均向#2桥台(桥纵向)偏位150mm；#0桥台的0-5桩向#1桥台(桥纵向)偏位80mm。该三根桩的偏位量均大于规范允许基桩最大偏位量50mm的标准。为确保工程质量，施工方委托我司及重点实验室对基桩出现偏位后引起基桩出现偏心受压的承载力进行验算，并提出处理

4、方案。本验算取最大偏位150mm的基桩进行偏心受压承载验算，通过验算结果提出建议性的处理方案，对偏位80mm基桩的桥台采用相同的处理方法，是偏于安全的。 2基桩偏心受压承载力验算 N1fcA1-(sin2) 2+(-1)fyAs 式中：A-构件(桩)截面积。A1767145.87mm2； As-全部纵向钢筋截面面积。As12723.45mm2； r-圆形截面半径。r750mm； rs-钢筋笼半径。rs622mm； N-构件(桩)轴压力，取N7000kN（设计值）； fc-混凝土轴心抗压强度设计值C25，fc11.9N mm2； -对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2比值，157 224.98

5、7； 1-混凝土强度等级C50时，取11.0； t-纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当0.625时，取t0； fy-普通钢筋抗拉强度设计值，取fy300N mm2； ei-初始偏心距，取ei150mm； -偏心距增大系数，取0.20376。 2.1偏心受压承载力验算。 则桩偏心受压力最大承载力：Nmax1fcA1-(sin2) (2)+(-1)fyAs24.987×1×11.9×1767145.87×1-sin（2×24.987）÷(2×24.987)24.987×300×12723.4

6、5619520.93（kN）N7000kN 按规范验算基桩偏心受压承载力满足使用要求。 Nei7000000×0.20376×150213948000 24.987)335×12723.45×622×sin（3.14×24.987)sin(3.14×0)1248717.48(kN)Nei21394.80（kN) 按规范验算基桩偏心受压承载力满足使用要求。 2.2小结。桩偏心受压承载力验算结果，当桩偏位150mm时，按规范验算基桩偏心受压承载力大于偏心压力7000kN设计值，基桩偏心受压承载力能满足使用要求。0-5桩的偏位仅8

7、0mm，其偏心受压承载力亦能满足使用要求。 3基桩抗水平力验算 3.1抗水平力验算。由于基桩偏位150mm，在桥台压力荷载(偏心荷载)7000kN作用下，在基桩偏位背向(桥台悬臂一面)产生水平拉力，从基桩受力分析，在偏心150mm荷载7000kN压力作用下，对基桩面处产生水平拉力达700kN。若验算基桩的抗水平力大于因基桩偏位所产生的水平拉力，则基桩虽然偏位150mm，仍能满足使用要求。 0RhH桩 H桩mftW0 m(1.2522g)( 1N ·N) (mftAn) W0(d 32)d22(E1)gd02 式中：0-建筑桩基重要性系数，0取1.25 Rh-偏心荷载N7000kN作用

8、时，作用在桩顶的水平力Rh700kN； H桩-偏心荷载N7000kN作用时，基桩的最大抗水平力； m-桩截面模数，圆形截面m2； m-桩身最大弯矩系数，m0.926 ft-桩身混凝土抗拉强度设计值，当混凝土抗压拉强度设计值为C25时， ft1.78N mm2 (即ft1780kN m2)； g-配筋率，g0.00767； N-桩顶竖向力影响系数，竖向压力取n0.5； d0-扣除保护层的桩直径，d01.30m； E-钢筋弹模与混凝土弹模比值，取E7.5； d-桩直径，d1.50m； An-桩身换算截面积，圆形截面为：An（d2 4）×1(E1)g.×1.52÷4&#

9、215;1(7.51)×0.007671.8552（m2） W0-桩身换算截面受拉边缘的截面模量，圆形截面为：W0（d 32）×d22(E1)g.d02×1.5÷32×1.522×(7.51)×0.00767×1.3020.35615（m2）  则H桩mftW0 m(1.2522g)( 1N ·N) (mftAn)1.1613×2×1780×0.35615÷0.926×(1.2522×0.00767)×(1（0.5×

10、7000）÷(2×1780×1.8552)1060.41（kN）1.25 Rh1.25×700875.00（kN） 3.2小结。基桩的抗水平力完全能抵抗因偏心受压而产生的水平力，故偏位的基桩仍能满足使用要求。 4桩偏位桥台帽处理方案 虽然验算偏位基桩的偏心受压承载力能满足使用要求，但由于桥台与基桩轴心相互错开，使桥台帽在偏位基桩处出现一段悬臂，桥台帽悬臂段受力作用会造成桥台帽产生一定程度弯扭和出现水平拉力，从而影响到桥台帽的稳定性；另一方面，由于基桩偏位，使基桩伸进桥台帽内连接钢筋的保护层厚度达不到设计要求，甚至会出现钢筋外露。为此，对有偏位桩的桥台帽应

11、进行技术性处理。处理方法为在偏位基桩与桥台帽接合处增设暗牛腿结构，即在接合处增加布设牛腿型式钢筋；同时适当增大基桩偏位向的桥台帽宽度，把基桩外露钢筋包裹，并达到设计要求保护层的厚度。 4.1牛腿计算。从桥台帽与基桩偏位受力分析可知，桥台帽悬臂段受到的垂直力FV1166.67kN，由此而产生的水平拉力Fh700kN。 AS（FV·a） （0.85fyh0）（1.2Fhfy ） 式中：AS-牛腿钢筋总截面积； FV-作用在牛腿顶部的竖向力设计值，FV1166.67kN(1166670N)； Fh-作用在牛腿顶部的水平拉力设计值，Fh700kN(700000N)； a-初始偏心距，a150

12、mm； fy-钢筋抗拉强度设计值，fy300Nmm2； h0-桩身截面有效高度，h01100mm(设取牛腿高度值)。 则AS（FV·a） （0.85fyh0）（1.2Fh fy）（1166670×150）÷(0.85×335×1100)1.2×700000÷3353066.17（mm2） 当牛腿钢筋采用20钢筋时的钢筋根数n (20钢筋截面积为314.1 6 mm2) 。 则n3066.17÷314.169.8（根）取n10根 对偏位80mm基桩上的牛腿钢筋，由于作用在桥台帽悬臂段上的力为894kN，产生的水平拉力

13、为65.56kN。计算牛腿钢筋总截面积为663.0mm2，折算16（钢筋截面积为201.62mm2）钢筋数n为3.3根，取n4根。 4.2处理方案。处理方案为在桥台帽增宽处增加布放200mm10形钢筋网，并伸进原桥台帽笼筋内。其中#3桥台的3-1桩、3-3桩两桥台帽均加宽200mm，钢筋网全长布放；#0桥台的0-5桩桥台帽，在桩轴线两边500mm范围(长度为1000mm)台帽加宽100mm，逐渐向桥台帽两端收幅至原桥台帽设计宽1800mm，收幅长度2500mm；该桥台帽在加宽位置布放长度1500mm钢筋网。 5结论 该工程桥台偏位基桩，在偏位150mm内的情况下，按规范验算桩偏心受压承载力及桩抗水平