公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度计算VIP专享VIP免费

第32卷,第1期2007年2月中南公路工程CentralSouthHighwayEngineeringVo.l32,No.1Feb.,2007[收稿日期]2006)11)26[基金项目]国家自然科学基金资助项目(50378036)[作者简介]赵明华(1956)),男,教授,博士生导师,主要从事桩基础及特殊土地基处理等研究工作。公路桥梁嵌岩桩嵌岩深度计算赵明华,张玲,刘建华(湖南大学岩土工程研究所,湖南长沙410082)[摘要]本文深入探讨了嵌岩桩的荷载传递机理,对目前规范采用的嵌岩桩嵌岩深度计算方法进行了深入分析,针对规范方法没有考虑桩身转动时桩尖断面与基底岩接触面上产生的反力矩等有利条件的影响而导致最后的计算结果偏大的不足,提出了两种修正方法。最后还通过具体计算实例进行了分析验证。[关键词]嵌岩桩;荷载传递机理;嵌岩深度[中图分类号]U443.15[文献标识码]A[文章编号]1002)1205(2007)01)0001)04CalculationMethodsforSocketedLengthofRock-socketedPileZHAOMinghua,ZHANGLing,LIUJianhua(GeotechnicalEngineeringInstitute,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China)[Abstract]Loadingtransfermechanismofrock-socketedpileisdiscussed.Then,calculationmeth-odsmentionedinthetechnicalcodesareanalyzed.Theinsufficientisthatthecodemethodsdoesnt'con-sidersomeusefuleffects,suchasthemomentonpiletipformedbypilerollingmotion.Twomodifiedca-lculationmethodsareproposedtomakeupthisinsufficien.tFinally,anexamplesisemployedtovalidatethemethodproposedinthispaper.Thecalculationresultsshowthatthemethodismuchfeasibility.[Keywords]rock-socketedpile;loadingtransfermechanism;socketedlength0前言嵌岩桩因其单桩承载力高、群桩效应小、沉降收敛快等特点,在桥梁工程中应用广泛。有关其受力特性及设计理论研究己有大量报道[1~8]。然而,由于嵌岩桩承载力大、试验耗费高且很难进行破坏性试验,因而系统完整的试桩资料和实测资料并不多见,从而制约了对其承载性状的全面认识,导致设计人员在嵌岩桩设计时多持保守态度。表1所列为一些工程中嵌岩桩的嵌岩深度,可见嵌岩深度均较大,表1部分公路桥嵌岩桩的嵌岩深度情况Table1SocketedlengthofPartialrock-socketedpileinhighwayengineering序号名称嵌岩深度岩层类别1四川徐治二桥6.5~14.1砂岩2四川南充嘉陵江桥3.0~7.0粘土页岩3山西唐河桥8.0~9.0风化片麻岩4山西上寨桥2.0~4.0石灰岩5广东赤雁桥2.0风化花岗岩6河北长桑桥3.0片麻岩7长春地区马架子桥3砂岩8长春地区周家窑桥6~7泥灰岩大多在2~7m之间。众所周知,在基岩中钻孔过程极为困难,因此,嵌岩深度选取的合理与否,将直接影响工程进度及工程造价。为此,合理确定嵌岩桩的嵌岩深度极为必要,本文针对嵌岩桩的特点,提出一种新的嵌岩深度的计算方法,以供设计参考。1嵌岩桩荷载传递机理嵌岩桩在竖向荷载作用下,桩身上段受到压缩而产生相对于土(岩)的向下位移,与此同时桩侧表面受到土(岩)的向上摩阻力,从而将部分桩身荷载传递给桩侧土(岩),故桩身荷载和桩身压缩变形随深度递减。在桩土(岩)相对位移等于零处,其桩侧阻力难以发挥而等于零。随着荷载的不断增加,桩身压缩和位移量不断增大,桩身下段侧阻力也随之发挥,直至桩端受到压缩而产生桩端阻力。桩端的压缩又加大了桩土(岩)相对位移,导致桩侧阻进一步发挥。当桩侧阻被完全发挥达极限值后,若继续增加荷载,则荷载增量将全部由桩端阻承担。故嵌中南公路工程32卷岩桩的承载力由位于上覆土层中桩段侧阻、桩身嵌岩段侧阻及基岩对桩端的端阻三部分组成(见图1)。图1嵌岩桩受力分析图Figure1Stressanalysisofrock-socketedpile对于桥梁桩基,由于水流的冲刷,往往使上覆土层中桩段的侧阻难以发挥,为偏于安全,可忽略上覆土层的侧阻作用。即嵌岩桩的承载力主要由桩身嵌岩段侧阻及基岩对桩端的端阻两部分所组成。2嵌岩深度常用确定方法嵌岩桩的嵌岩深度一般应分别桩身稳定及竖向承载力的要求,以最不利状况控制设计。2.1按轴向承载力确定最小嵌岩深度如前所述,当不计上覆土层侧阻作用时,单桩轴向受压容许承力[P]可按下式计算[9]:[P]=(C1A+C2Uhr)Ra(1)式中:Ra为天然湿度的岩石单轴极限抗压强度,kPa;hr为桩嵌...