范文一:长螺旋钻孔灌注桩与CFG桩
长螺旋干作业钻孔压灌(钢筋)砼桩
长螺旋干作业钻孔压浆(钢筋)桩、CFG桩
一、前言
近几年来,随着施工技术的不断发展,人们对城市环境质量日益重视,沉管桩、夯扩桩、静压桩、深层搅拌桩及部份钻孔灌注桩施工因其噪声、振动、粉尘、泥浆排污及高成本等原因正逐步被长螺旋干作业钻孔桩(压灌钢筋砼桩、压浆钢筋桩及CFG桩)所代替。同时由于长螺旋工艺能实现干作业成桩,桩承载力高,其施工质量易于保证、施工速度快、造价低等突出特点越来越被业界看好。
中南勘察基础工程总公司于1998年引进长螺旋桩机,通过在北京、辽宁、河北、湖北、广东、湖南、河南、南宁、云南、海南等地施工,积累了一定的经验。
二、长螺旋干作业钻孔桩特点
⑴ 长螺旋干作业钻孔桩是一种无泥浆循环的机械式干作业连续成孔成桩施工方法,钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆叶片不断从孔底输送到地表;长螺旋钻孔施工法对地层适应性强:适用于填土、粘性土、粉土、砂性土、园砾层、卵砾石层、强中风化岩石等; ⑵ 桩基综合造价低,费效比(相同建筑条件下基础部份总价款与总承载力比值)比预制桩、水下钻孔桩降低约10~20%;
⑶ 干作业工艺无循环介质,孔底无虚土、孔壁孔底不受泥浆污染、桩与桩壁无泥皮界面;
⑷ 单桩承载力高。压力注水泥浆或压灌砼入钻孔内,突破了钻孔桩依砼重力浇注的常规工艺,使桩壁受压、桩与桩壁间结合紧密,有部份挤土效应,桩周侧阻力和端阻力增高。压灌桩单桩承载力提高 30~50%;压浆桩单桩承载力提高50~130%;
⑸ 桩身钢筋不受泥浆污染,砼包裹钢筋紧密;
⑹ 不使用泥浆,无噪声、无振动、无污染,可很好实现城市文明施工,对城市环境和形象无影响;
⑺ 施工速度快,明显缩短业主投资周期,投资见效快,“业主和房主看得见进度”。 压灌桩20~35根桩/24h,压浆桩15~25根桩/24h, CFG桩25~70根桩/24h;
⑻ 成桩过程也是将孔内土自上向下按顺序取出的过程,操作人员、监理工程师、业主能亲眼直观地看到孔位处的地层实况。能较好把握复杂地层地质情况,很好克服因勘察布孔少引起的地层反映不全面的问题;
⑼ 施工易于控制,成桩质量可靠。不存在静压桩桩身遇稍厚砂土、卵石层难以刺入而需预打取土孔至使孔壁应力释放而达不到勘察和设计预估的承载力问题及不存在桩易偏斜、桩身易折断、桩头易破损的通病;不存在桩易出现砼离析、缩径、断桩、孔底虚土难以清除干净等水下钻孔桩易于出现的通病;注:钻孔压浆桩是一项专利技术专利号(86100705)
⑽ 当地层中砂层、卵石层较厚、压缩系数低的粘土,预制桩难以穿过(常需打超前取土孔),因压桩引取周围土的隆起而影响周围建筑安全,长螺旋干作业钻孔桩却能顺利穿越一次成桩;
⑾ 当园砾层埋深浅或持力层埋深起伏较大时,长螺旋干作业成孔法能达到设计的预想深度。
⑿ 对环境影响小,施工速度快,干作业成桩,有一定挤土作用,承载力高,设备简单,易操作,质量
易于保证。
目前长螺旋工艺对桩径、桩长有一定限制,一般孔径不超过Φ800mm,孔深不超过30m。设备功率与成孔直径、深度关系见表一。现阶段全螺旋螺纹桩已处于推广阶段。长螺旋桩的衍生产品如雨后春笋般不断恿现,该工艺正以其成本低,质量直观、可靠、易于保证,施工文明、速度快等众多优越性以强大的生命力在全国各地得到越来越广泛的应用。
设备功率与成孔直径、深度关系
3 长螺旋干作业钻孔桩施工工艺
3.1 施工工艺流程:见流程图一。
3.2 钻进参数
3.2.1 转速:长螺旋钻进的钻速与钻渣沿叶片上返的速度取决于转速。在实际钻进中并非瞬间钻速越高越好,瞬间钻速过高则对钻进有一定影响,一般取值20~35转/分。
3.2.2 钻速:长螺旋钻机成孔钻进速度取决于转速与动力头下放速度。施工过程中一般转速调整好后不再调整。根据现场地层情况,通过钻进电流来控制进尺速度(亦即动力头下放速度),电流值增大,
说明孔内阻力大,应降低钻速,保持钻具垂直,否则易因钻速过快,扭矩过大而蹩钻。
3.3 施工工艺
3.3.1 长螺旋干作业钻孔压浆(钢筋)砼桩
该工艺在长螺旋钻机机械干成孔后提钻过程中边提钻边注入水泥浆,提钻后安放钢筋笼并投碎石料的一种连续成孔成桩方法。该桩型可提高桩侧阻力,同时桩端形成扩大头。该工艺可以用于一般地质条件,穿过卵砾石层效果效好,可进入强中风化中软质岩石层,能顺利克服地下水位以下的软土、粉土、砂土等易坍塌地层。桩身采 用无砂混凝土,其强度不低于C20,可采用Φ400~Φ800mm长螺旋钻具成孔;高压泵的注浆压力3.0~5.0MPa为宜(大直径取大值)。二次补浆压力控制在0.50~1.50MPa,用量根据场地地层情况,砂性土、卵砾石层用量大,二次补浆控制在2~4次,粘性土用量小,控制补浆1~2次。
3.2.2 长螺旋干作业钻孔压灌(钢筋)砼桩:
该工艺是在长螺旋钻机干成孔后边提钻边泵压灌注砼,提钻结束再用振动平台安装钢筋笼的一种连续机械式干成孔成桩方法,属于干作业成桩。它适用于一般地质条件,对桩端持力层地质条件无特殊要求,可为较高或低强度土层或粉细砂层、卵石层、强中风化基岩等地层,能顺利克服地下水位以下的软土、粉土、砂土等易坍塌地
层。桩身采用超流态砼,泵送砼(坍落度18~20cm)配以钢筋笼,桩身强度C20~C30,可采用Φ350~Φ600cm长螺旋钻具钻孔成桩。砼泵输送压力控制在6.0~10.0Mpa,砼流量18~24m3/h为宜,充盈
系数控制在1.20~1.35(软弱土层取大值)。桩的侧阻力、端阻力较常规干作业桩有不同程度的提高,桩的承载力有明显提高幅度。
3.3.3 长螺旋干作业钻孔压灌砼桩(CFG桩)
该桩是在长螺旋压灌砼桩基础上的应用,是在长螺旋钻机干成孔后提钻过程同时泵压灌注砼的一种干作业连续成孔成桩施工方法。该桩型适用于一般地质条件,对桩端持力层无特殊要求,属于刚性桩复合地基桩。CFG桩可用于软弱地基,也可用于力学性能较好的地基。若建筑物荷载较大,天然地基承载力不够,可用CFG桩参入工
作。长螺旋CFG桩复合地基中桩土应比n多为10~40,在软弱土中n可达100,桩承担荷载占总荷载一般为百分之40~75。
桩身材料分超流态砼(坍落度18~20cm)—桩身强度C15~C25,或为砂浆—强度C10~C15或为水泥、碎石、粉煤灰、砂水拌合成
C10~C20的可变强度桩。直径一般为Φ350~Φ600mm,砼泵输送压力控制在6~10Mpa,流量18~24m3/h,充盈系数控制1.25~1.45,保护桩头长0.5~1.0m。
四、长螺旋干作业钻孔桩单桩承载力确定
4.1 按照《建筑地基基础设计规范》(GB5007—2002)及《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94),用静载试验确定“长螺旋干作业
钻孔桩”单桩竖向承载力标准值(或特征值)时,在同一条件下试桩数量不宜小于总桩数的1%,且不应小于3根。
4.2 根据土的物理力学指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,可采用如下方法
计算。
4.2.1 长螺旋干作业钻孔压浆桩
4.2.1.1 以干作业钻孔桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,可按下式计算:
①单桩竖向极限承载力标准值
Quk=βsup liΣqsik + βpqpkAP
式中 Quk: 单桩竖向极限承载力标准值(KN);
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值
(KPa),可按表二取值;
qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),
可按表三取值;
li: 按土层划分的各段长(m);
AP: 桩端投影面积(m2);
βs: 桩侧土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.10~
1.20,淤泥、细砂为1.10~1.15,中砂、砂砾、
砂卵石为1.15~1.20
βp: 桩端土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.15~1.30,淤泥、细
砂土为1.15~1.20,中砂、砂砾、砂卵
石为1.20~1.30。
②单桩竖向承载力特征值
Ra=βsup liΣqsia + βpqpaAP
式中 Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN);
qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa),可
按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsia: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa),
可按表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m);
AP: 桩端投影面积(m2);
βs: 桩侧土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.10~
1.20,淤泥、细砂土为1.10~1.15,中砂、砂
砾、砂卵石为1.15~1.20。
βp: 桩端土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.15~1.30,淤泥、细
砂土为1.15~1.20,中砂、砂砾、砂卵石
为1.20~1.30。
4.2.1.2 以水下钻(冲)孔桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,可按下式计算:
①单桩竖向极限承载力标准值
Quk= up liΣqsik + βqpkAP
式中 Quk: 单桩坚向极限承载力标准值(KN);
qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),
可按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值(KPa),可按
表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m);
AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.15~
1.25,淤泥、细砂为1.15~1.20,中砂、砂砾、
砂卵石层为1.20~1.25;
β: 桩端土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.2~1.50,粘性土取
1.20~1.30,细中粗砂、砾砂、卵石层取
1.25~1.50。
②单桩竖向承载力特征值
Ra=αuP liΣqsia + βqpa AP
式中 Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN); qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa);
up: 桩身周边长(m);
qsia: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa);
li: 按土层划分的各段长(m);
AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.15~
1.25,淤泥、细砂为1.15~1.20,中砂、砂砾、
砂卵石层为1.20~1.25;
β: 桩端土受高压浆扩渗后的增强系数,取1.2~1.50,粘性土取
1.20~1.30,细中粗砂、砾砂、卵石层取
1.25~1.50。
4.2.1.3 以长螺旋干作业钻孔压浆桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,可按下
式计算:
①单桩竖向极限承载力标准值
Quk= up liΣqsik + qpkAP
式中 Quk: 单桩竖向极限承载力标准值(KN);
qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),
可按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值(KPa),可按
表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m);
AP: 桩端投影面积(m2);
②单桩竖向承载力特征值
Ra= up liΣqsia +qpaAP
式中 Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN); qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa); up: 桩身周边长(m);
qsia: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa); li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2); 4.2.2 长螺旋干作业钻孔压灌钢筋砼桩
4.2.2.1 以干作业钻孔桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,可按下式计算: ①单桩竖向极限承载力标准值 Quk =α up liΣqsia + βqpaAP
式中 Quk: 单桩竖向极限承载力标准值(KN); qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),可按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值(KPa),可按表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土压灌增强系数,取1.05~1.15,淤泥、细砂为1.05~1.10,中砂、砂砾、砂卵石为 1.10~1.15;
β: 桩端土压灌及无孔底虚土增强系数,取1.10~1.20,粘性土取1.10~1.15,细中粗砂、砾砂、卵石层取 1.15~1.20。
②单桩竖向承载力特征值
Ra=α up liΣqsia + βqpaAP
式中:Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN); qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa); up: 桩身周边长(m);
qpia: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa); li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土压灌增强系数,取1.05~1.15,淤泥、细砂为1.05~1.10,中砂、砂砾、砂卵石为 1.10~1.15;
β: 桩端土压灌及无孔底虚土增强系数,取1.10~1.20,粘性土取1.10~1.15,细中粗砂、砾砂、卵石层取 1.15~1.20。
4.2.2.2 以水下钻(冲)孔桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,宜按下式计算: ①单桩竖向极限承载力标准值 Ra=α up liΣqsia + βqpaAP
式中:Quk: 单桩竖向极限承载力标准值(KN);
qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),可按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值(KPa),可按表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土压灌及无孔底虚土增强系数,取1.10~1.20,淤泥、细砂为1.10~1.15,中砂、砂砾、 砂卵石为1.15~1.20;
β: 桩端土压灌及无孔底虚土增强系数,取1.15~1.25,粘性土取1.15~1.20,细中粗砂、砾砂、 卵石层取1.20~1.25。 ②单桩竖向承载力特征值
Ra=α up liΣqsia + βqpaAP
式中:Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN); qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa); up: 桩身周边长(m);
qsia: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa); li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2);
α: 桩侧土压灌及无孔底虚土增加系数,取1.10~1.20,淤泥、细砂为1.10~1.15,中砂、砂砾、 砂卵石为1.15~1.20;
β: 桩端土压灌及无孔底虚土增加系数,取1.15~1.25,粘性土取1.15~1.20,细中粗砂、砾砂、 卵石层取1.20~1.25。
4.2.2.3 以长螺旋干作业钻孔压灌桩桩土的物理指标与承载力经验关系确定单桩竖向承载力代表值时,宜按下 式计算:
①单桩竖向极限承载力标准值 Quk= up liΣqsik + qpkAP
式中:Quk: 单桩竖向极限承载力标准值(KN); qpk: 桩端土的极限端阻力标准值(KPa),可按表三取值;
up: 桩身周边长(m);
qsik: 第i层桩侧土极限侧阻力标准值(KPa),可按表二取值;
li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2); ②单桩竖向承载力特征值 Ra= up liΣqsia + qpaAP
式中:Ra : 单桩竖向承载力特征值(KN);
qpa: 桩端土的端阻力特征值(KPa); up: 桩身周边长(m);
qpa: 第i层桩侧土侧阻力特征值(KPa); li: 按土层划分的各段长(m); AP: 桩端投影面积(m2);
4.3 长螺旋干作业钻孔压浆钢筋砼桩、长螺旋干作业钻孔压灌钢筋砼桩桩身砼强度应符合下式要求: 轴心受压时 Q ≤AP*fc*Ψc
式中 fc: 砼轴心抗压强度设计值;按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)取值;
Q: 相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值;
Ap: 桩身横截面积;
Ψc: 工作条件系数,取0.6~0.7(长桩时取低值)。
4.4 长螺旋干作业钻孔CFG桩单桩承载力
4.4.1 长螺旋干作业钻孔CFG桩单桩承载力计算与长螺旋干作业钻孔压灌钢筋砼桩相同。
4.4.2 长螺旋干作业钻孔CFG桩复合地基承载力标准(特征)值可按下式估算:
fspk= m + β(1―m)fsk
式中 fspk: 复合地基承载力标准(特征)值(KPa);
m: 面积置换率;
Ra: 单桩竖向承载力标准(特征)值(KN); AP: 桩的截面积(m2);
β: 桩间土承载力折减系数,宜按地区经验值,如无经验值时可取0.75~0.95,天然地基承载力较 高时取大值;
fsk: 处理后桩间土承载力标准(特征值)(KPa),宜按当地经验取值或fsk=αfk,其中fk为天然
地基承载力标准(特征值)(KPa);α为加固后桩间土承载力代表值与天然地基承载力同类代表值之比,可参
照中国建筑科学院企业标准Q/JY006—1997《水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基技术规定》,一般粘性土
和粉土α=1.0~1.2,孔隙比大、塑性指数小时取高值,孔隙小、塑性指数大时取低值。
4.4.2 桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:
fcu ≥3(Ra/Ap)
式中fcu : 桩体混合料试块(边长150mm立方体)标准养护28d立方体抗压强度平均值(kPa)。
桩的极限侧阻力标准值q sik (KPa)
注:① 对于尚未完成固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土,不计侧阻力;
② αw为含水量,αw =ω/ωL;
③ 对于预制桩,根据土层埋深h,将qsk乘以下表修正系数。
④ 表中如“155~165” 字符样式系建议经验值。
桩的极限端阻力标准值q pk (KPa)
续表
注:① 砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值,要综合考虑土的密实度,桩端进入持力层的深度比hd/d, 土愈密实,hd/d愈大,取值愈高。
② 表中如“220~420” 字符样式系建议经验值 5 工程实例
5.1 南宁高新区5#区(高新苑)地基处理工程(长螺旋干作业CFG桩)
5.1.1 工程概况
5.1.1.1 建设单位:南宁高新技术产业开发区房地产开发公司 5.1.1.2 设计单位:广西综合建筑设计研究院(结构设计) 中南勘察基础工程总公司(地基处理设计) 5.1.1.3 勘察单位:广西地质学校勘察室(一期) 广西工程地质勘察院(二期) 5.1.1.4 检测单位:广西一建公司中心试验室
5.1.2 设计概况:14#、16#、17#、18#、19#、22#、23#、24#、26#、27#楼共10栋。基础采
用复合地基,处理后复合地基承载力标准值210-220KPa。地基处理采用长螺旋干作业CFG桩。设计单桩极限
承载力标准值400KN。该工程总桩数1904根,桩径Φ400mm,有效桩长6.5m—15.0m。桩身砼强度C20。
5.1.3 场区地质条件:场区岩土层自上而下依次为: 1.素填土①:以松散为主,局部稍密状,主要成分为粘性土,含少量砂砾、碎石、植物根系、有机质等。
2.粘土②:主要分布在B区,A区缺失,土质均匀、致密,fk=210KPa,Es=12.48MPa。
3.粉质粘土③:主要分布在B区,A区公在少数钻孔中呈透镜体出现,硬塑状态为主,土质均匀。
4.粉土④:稍密状态为主,主要分布在B区,fk=170KPa,Eo=9.50MPa。
5.细砂⑤:在A区分布较浅,B区较少,fk =160KPa。 6.粗砂⑥:主要分布在A 区,B区较少,稍密状态,fk =170KPa。 7.圆砾⑦:中密状态为主,局部为密实状态,圆砾粒径大于2mm占70-80%,少量可达40mm,该层在A区、 B区即整个场地均有分布, fk =350KPa。
8.泥岩⑧:该层强风化,是上覆第四系洪~冲积层之下的基底岩石,fk =500KPa。
5.1.4 施工概况:该工程自2002年9月18日开工,配备2台长螺旋钻机,每台机每天施工12小时,2002年
10月22日完工。工期35天,平均日成桩54根,灌注砼60m3。
5.1.5 工程检测:检测单位于2002年月10日25月—12月7日进行了复合地基承载力试验,压板面积为 1.24×1.24m2。选取部分楼号的试验结果如下表:
5.2 南宁高新区生物技术园4#标准厂房(长螺旋干作业压灌桩) 5.2.1 工程概况
5.2.1.1 建设单位:南宁高新技术产业开发区房地产开发公司 5.2.1.2 设计单位:广西大学设计研究院 5.2.1.3 勘察单位:广西工程地质勘察院
5.2.1.4 检测单位:广西一建公司中心试验室
5.2.2 设计概况:该厂房楼高6层,框架结构,采用长螺旋干作业压灌钢筋砼桩基础。该工程总根数384根,
桩径600mm,有效桩长11.0—14.0m,桩端进入第⑦层园砾层不小于2.0m。单桩承载力设计值1100KN,桩身 砼强度C25。
5.2.3 场区地质条件:场区岩土层自上而下依次为:
1.素填土①:以粘性土、砾砂等组成,局部为耕植土,fk =80KPa。
2.淤泥②:含有机质,具有腥臭。fk =60KPa。
3.粘土③:局部含有铁锰质结核,fk=220KPa,Es=9.27MPa。 4.粉质粘土④:局部为软塑状,局部含有铁锰质结核,fk=200KPa,Es=7.08MPa。
5.粉土⑤:砂性较强,局部夹少量粉砂,fk=180KPa,Es=6.10MPa。
6.细砂⑥:主要为石英砂,不均匀,局部含有砾砂,fk=150KPa。 7.圆砾⑦:成份主要为石英砂岩及硅质砂岩。该层顶板埋深8.1m-11.4m,平均厚度大于3.88m,fk=300KPa, 变形模量38MPa。
8.泥岩⑧:该层强风化,呈粘土状,刀切面光滑,fk=280KPa。 5.2.4 施工概况:该工程自2002年11月20日开工,12月10日完工,工期20天。配备1台套长螺旋钻机每天24小
时施工,平均日成桩19根,灌注砼70m3。
5.2.5 工程检测:检测单位于2002年月12日5月—2003年1月5日对384根工程桩进行抽样,取80根工程桩进行低应
变动力检测,4根工程桩进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩67根,Ⅱ类桩13根,无Ⅲ类及以下桩。其静载荷 试验结果如下:
5.3 南宁新朝阳商业广场(长螺旋干作业压浆桩) 5.3.1 工程概况
5.3.1.1 建设单位:南宁根德成片土地开发有限公司 5.3.1.2 设计单位:广西综合建筑设计研究院 5.3.1.4 勘察单位:中南勘察基础工程总公司 5.3.1.5 检测单位:广西有色地质勘查局二七二队
5.3.2 设计概况:该工程主楼为23层,设二层地下室;裙楼6层,设一层地下室;板柱框架结构。基杭支护采用
桩锚结构,高压摆喷止水,桩基础采用长螺旋钻孔压浆桩。桩径Φ600mm,其中支护桩198根,有效桩长14.0-21.0m;
工程桩1186根,有效桩长6.0-13.5m,桩端进入第⑦层园砾不小于3.0m。单桩竖向承载力设计值2000KN。桩身 砼强度C25。
5.3.4.3 地区地质条件:场区岩土层自上而下依次为: 1.杂填土①:该层整个场地都有分布。
2.淤泥质粘土②:富含有机质,有臭味,局部夹有淤泥,高压缩性,该层分布不均。
3.粘土③:含铁锰质氧化物,中等压缩性,呈局部分布。 4.粉质粘土④:含少量铁锰质氧化物,有砂感。呈局部分布。 5.粉质粘土⑤:夹有薄层的粉细砂,中等偏高压缩性。 6.粉土⑥:主要由石英、长石、云母等组成,粘粒含量较高,含大量腐植物,中等压缩性。
7.圆砾⑦:整个场地均有分布,厚度5.20~11.40m,平均厚度6.61m。顶板埋深12.60-17.10m。
8.粉质粘土⑧:见基岩风化碎片,系残积土。整个场地均有分布。
9.泥岩⑨:主要由粘性矿物及石英、长石等组成,以粉砂质泥岩为主夹有薄层粉砂岩。
5.3.5 施工概况:该工程试桩施工时间自2002年7月6日至7月15日;支护桩施工时间为7月30日至9月6日;
工程桩施工时间为11月7日至12月31日。工程桩施工有效工期38天,配备2台长螺旋钻机,每天施工24小时。平 均日成桩31根,灌注砼87m3。
5.3.6 试桩检测:检测单位于2002年9月7日至10月10日对13根试桩中的4根作单桩极限承载力静载荷试验,
其中7根作高应变动力检测,12根作低应变动测。试验结果如表: 单桩极限承载力静载荷试验汇总表
高应变动力检测结果汇总表
5.4 科德大厦(长螺旋干作业压灌桩) 5.4.1 工程概况
5.4.1.1 建设单位:南宁高新技术产业开发区房地产开发公司 5.4.1.2 设计单位:广西综合建筑设计研究院 5.4.1.3 勘察单位:中南勘察基础工程总公司 5.4.1.4 检测单位:广西一建公司中心试验室
5.4.2 设计概况:该楼共24层,其中地下室1层,框架结构,筏板基础,桩基采用长螺旋压灌钢筋砼桩。该工
程总桩数1075根,桩径600mm,有效桩长6.5m—11.5m,桩端进入第⑦层园砾不小于2.0m。单桩承载力设计
值1300KN。桩身砼强度C25。钢筋笼长度为桩长2/3。 5.4.3 场区地质条件:场区岩土层自上而下依次为:
1.填土①:为杂填土,局部为素填土。该层层厚为0.3-0.9m。 2.粘土②:坚硬-硬塑状,局部含铁质氧化物。该层层厚为1.1-3.8m,平均厚度为1.95m。
3.粉质粘土③:硬塑状。该层厚度为0.9-5.1m,平均厚度为2.63m。
4.粉质粘土④:局部成硬塑状,含有少量铁锰质氧化物。该层厚度为0.6-4.8m,平均厚度为2.19m。
5.粉细砂⑤:稍密状态。该层厚度为0.4-3.8m,平均厚度为1.96m。
6.砾砂⑥:中密-密实状态。该层厚度为0.4-4.5m,平均厚度为2.42m。
7.圆砾⑦:中密-密实状态,成份主要为石英砂岩及硅砂岩,粒径为2-20mm占49.5%,20-40mm占26.2%。 该层顶板埋深8.2-12.9m,揭露厚度4.3-20.7m。
8.强风化粉砂质泥岩8:硬-坚硬状态,岩体完整,岩体质量等级为Ⅴ级,岩质向下强度逐渐提高,遇水易膨胀软
化。
5.4.4 施工概况:该工程自2004年7月18日开工,8月24日完工,实际工期38天。配备1台套长螺旋钻机每日24
小时施工,平均日成桩:29根,灌注砼80m3。
5.4.5 工程检测:检测单位于2004年9月27日至10月22日从1075根工程桩中抽取215根工程桩进行低应变动力
检测,11根工程桩进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩178根(占检测桩总数的82.8%),Ⅱ类桩37根,无
Ⅲ类及以下桩。7根静载荷试桩作单桩极限承载力静载荷试验,均满足设计要求。
5.5 南宁大地华城公寓桩基处理(长螺旋干作业压灌桩、压浆桩)
5.5.1 工程概况
5.5.1.1 建设单位:广西大地华城房地产开发有限公司
5.5.1.2 设计单位:广西综合建筑设计研究院
5.5.1.3 勘察单位:广西工程地质勘察院
5.5.1.4 检测单位:广西水科所中心试验室
5.5.2 设计概况:该楼共29层,其中地下室2层,框架结构,原采用桩径400mm的静压管桩,因质量事故后
采用长螺旋压灌钢筋砼桩及压浆桩处理。该工程压灌砼桩总桩数89根,桩径600mm,有效桩长12.0m;压浆桩
总桩数121根,桩径600mm,有效桩长9.0m。单桩设计承载力特征值:压灌桩1300KN;压浆桩2000KN。桩
身砼强度C25。
5.5.3 场区地质条件:(略)
5.5.4 施工概况:该工程自2003年11月24日开工,12月12日完工,实际工期16天。配备1台套长螺旋钻机
每日24小时施工。
5.5.5 工程检测:检测单位于2003年12月18日至12月26日抽取32根工程桩进行低应变动力检测,4根工程
桩进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩28根,Ⅱ类桩4根,无Ⅲ类及以下桩。4根静载荷试桩作单桩极限承
载力静载荷试验,均超过设计要求的10%而未破坏。检测结果取单桩设计承载力特征值:压灌桩1500KN;压浆桩
2200KN。
5.6 南宁嘉士涌金广场(长螺旋干作业压灌桩)
5.6.1 工程概况
5.6.1.1 建设单位:南宁嘉士城物业投资有限公司
5.6.1.2 设计单位:深圳市都市建筑设计有限公司
5.6.1.3 勘察单位:南宁有色基础工程勘察院
5.6.1.4 检测单位:广西一建公司中心试验室
5.6.2 设计概况:总用地面积约5400m2,主楼26层,长37.5m,宽26.0m,设1层地下室。采用长螺旋压灌
桩基础。该工程总桩数376根,桩径600mm,有效桩长8.0m~14.0m,桩身砼强度C30,进入岩泥不小于3.0m,
单桩承载力特征值1350KN。
5.6.3 场区地质条件:(略)
5.6.4 施工概况:该工程自2003年12月02日开工,2004年12月13日完工,实际工期11天。配备1台套长螺
旋钻机每日24小时施工。
5.6.5 工程检测:检测单位于2003年12月28日至2004年01月14日抽取75根工程桩进行低应变动力检测,5
根工程桩进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩63根,Ⅱ类桩12根,无Ⅲ类及以下桩。5根静载荷试桩作单桩
极限承载力静载荷试验,均符合设计要求。试验结果如表:
单桩极限承载力静载荷试验汇总表
5.7 天然纸业年产2万吨生活用纸项目(长螺旋干作业CFG桩)
5.7.1 工程概况
5.7.1.1 建设单位:南宁天然纸业有限公司
5.7.1.2 设计单位:广西轻工业工程院
5.7.1.3 勘察单位:广西轻工业工程院
5.7.1.4 检测单位:广西区建筑工程质量检测中心
5.7.2 设计概况:生产区分二个车间,柱跨48m,建筑采用钢结构,独立基础。采用长螺旋CFG桩复合地基。
该工程总桩数2139根,桩径350mm,有效桩长不小于6.0m。桩身砼强度C15。要求处理后的复合地基承载力特
征值达到150KPa。
5.7.3 场区地质条件:(略)
5.7.4 施工概况:该工程自2005年1月23日开工,2005年2月28日完工,实际工期31天。配备2台套长螺旋
钻机每日24小时施工。
5.7.5 工程检测:检测单位于2005年3月27日至4月14日从2139根工程桩中抽取320根工程桩进行低应变动
力检测,12点进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩283根,Ⅱ类桩37根,无Ⅲ类及以下桩。12根静载荷试
桩作复合地基承载力静载荷试验,均满足设计要求。
5.8 华天国际(长螺旋干作业压灌桩)
5.8.1 工程概况
5.8.1.1 建设单位:华盈房地产开发有限责任公司
5.8.1.2 设计单位:广西综合建筑设计研究院
5.8.1.3 勘察单位:广西工程地质勘察院
5.8.1.4 检测单位:广西区建筑工程质量检测中心
5.8.2 设计概况:框剪,地下二层,地上27层,采用长螺旋压灌桩基础。该工程总桩数156根,桩径600mm,
有效桩长13.0m。桩身砼强度C25。单桩承载力特征值:1300KN。
5.7.3 场区地质条件:(略)
5.7.4 施工概况:工程桩施工时间为2004年12月6日至2004年12月11日。工程桩施工有效工期5天,配备1台
长螺旋钻机,每天施工24小时。平均日成桩31根,灌注砼86m3。
5.7.5 工程检测:于2005年01月3日至2005年01月7日抽取32根工程桩进行低应变动力检测,3根工程桩进行
了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩27根,Ⅱ类桩5根,无Ⅲ类及以下桩。3根静载荷试桩作单桩极限承载力静载
荷试验,均符合设计要求。试验结果如表:
单桩极限承载力静载荷试验汇总表
5.9 桂林怡景苑(长螺旋干作业压灌桩)
5.9.1 工程概况
5.4.1.1 建设单位:桂林新万达地产有限公司
5.4.1.2 设计单位:桂林市工业设计研究院(结构设计)
中南勘察基础工程总公司(地基设计)
5.4.1.3 勘察单位:中南勘察基础工程总公司
5.4.1.4 检测单位:桂林市建设工程质量检测中心
5.4.2 设计概况:该楼共11层,其中地下室1层,框架结构,平面为不规则长方形,建面积为10956.00m2。
桩身混凝土强度为C15,有效桩长约为10.0~14.5米,桩身埋藏地层为粉质粘土-粉细砂-中砂,桩端进入圆砾层
不小于1.0m,桩径φ400mm,复合地基承载力特征值≥300KP。设计桩数485根
5.4.3 场区地质条件:略
5.4.4 施工概况:该工程自2005年4月29日开工,5月26日完工,实际工期19天。配备1台套长螺旋钻机每日
24小时施工,平均日成桩:35根,灌注砼60m3。
5.4.5 工程检测:检测单位于2004年9月27日至10月22日从485根工程桩中抽取97根工程桩进行低应变动力
检测,7根工程桩进行了静载荷试验。桩身完整性检测中I类桩83根,Ⅱ类桩14根,无Ⅲ类及以下桩。7根静载荷试
桩作单桩极限承载力静载荷试验,均满足设计要求。
范文二:灌注桩各种桩长和标高的关系
灌注桩各种桩长和标高的关系
设计桩长:一般设计人员给一个范围值,因为场区各土层不会很均匀,尤其是持力层的埋深不会是一样的,设计一般对桩端进入持力层的深度有明确要求。钻空和挖孔桩要看持力层土层的土样或岩样决定,打入和压入桩要以入土深度油压或者入土深度、贯入度双控制。 有效桩长:使用时,桩身在土层和岩层里的总长度。
施工桩长:有的要计算超灌部分,有的直接用孔深或入土深度代替施工桩长和委托方结算。
测点下桩长:传感器安装部位以下桩的实际长度。一般是根据入土深度结合开挖处理深度计算得到。以上参数,设计人员习惯以来±0.000做参考基准,而以下参数,施工人员习惯以自然地面作为参考。一般而言,±0.000要比自然地面高几十公分到几米不等。
孔深:从自然地面到挖孔桩或钻孔桩桩底的深度,实际上混凝土的总高度一般要低于孔深。
入土深度:一般预制桩或沉管桩施工用这个概念,也是从自然地面算起的。 层顶埋深:用于描述土层顶板或上一土层地板的深度概念,勘察资料中一般也是从自然地面往下算的。
标高:在垂直方向绝对标高:相对于黄海高程的数值。
相对标高:相对于±0.000的值,±0.000以下为负值。
桩顶标高:桩顶相对与±0.000之间的高程差。
实际桩顶标高:可能因施工质量而参差不齐。超灌了的要截取,不足的要接桩。
设计桩顶标高:比承台底标高高5-10cm,在同一个单位工程中,裙楼、副楼、主楼、电梯井等不同部位的工程桩的设计桩顶标高可能会不同,承台厚度也不一
定相同,所以,实际有效桩长和测点下桩长会因工程桩位于的部位不同而不同。
承台底标高:比桩顶标高低5-10cmm。基坑地标高要低于承台底标高10cm左右,因为有10cm作用的素混凝土垫层。
±0.000:基础的最上面,一般比自然地面高几十公分到几米,要看具体情况。一般上部结构施工时,以此作为参考基准。而打桩单位,一般参考自然地面进行施工。
范文三:新规范下的钻孔灌注桩桩长计算
新规范下的钻孔灌注桩桩长计算
摘 要 运用新桥规进行静定结构的桩基础长度计算,采用公路—?级荷载标准,以标准跨径16m、桥面全宽10m、桥面铺装12cm防水混凝土+5cm沥青混凝土、盖梁长度10.5m的预应力空心板桥为例说明钻孔灌注桩的桩长计算与老桥规的不同。
关键词 钻孔灌注桩、自重、车辆荷载、车道荷载、桩长、冲刷深度
钻孔灌注桩基础由于施工技术较成熟、工期短、
检测方法较完善等优点被广泛应用于大中桥梁的
5沥青混凝土基础设计中。自《公路桥涵设计通用规范JTG 防水混凝土D60-2004》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵
设计规范JTG D62-2004》和《公路桥涵地基与基
础设计规范 JTG D63-2007》发布以来,在桥涵结
构计算上,新旧规范交替使用,计算方法比较混乱,
故撰此文以推进新规范的应用。对比新老规范的主
要不同之处有以下几点:1明确了公路桥涵结构应
进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;
2引入了公路桥涵设计的安全等级及其重要性系
数;3适当调整了公路桥涵分类标准;4新规范取1、上部构造(一孔)
消了原标准汽车荷载等级,改为采用公路-?级和(1) 空心板:10×6.72×25=1680kN 公路-?级标准汽车荷载;取消了挂车和履带车验(2)桥面铺装:
算荷载,将验算荷载的影响间接反映在汽车荷载防水砼:0.12×9×16×25=432kN 中;5将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计沥青砼:0.05×9×16×23=165.6kN 算方法,改为以结构基频为主要影响因素的计算方(3)防撞护栏:8.78×25+4.7=224kN。 法。一孔上部构造总重2501.6kN。 本文仅以双柱式钻孔灌注桩的桩长计算为例,
2说明新规范下桩长的计算过程。 、下部构造:
该桥是河南省商丘市境内王引河上的一座桥(1)盖梁:16.38×26=425.88kN
2梁,上部为预应力空心板结构,下部为柱式结构,(2)立柱:π/4×1.2×3×25=85kN 钻孔灌注桩基础;桥面全宽10m;跨径3-16m;桥(3)灌注桩:假设桩长28米,桩头位于地面面铺装为12cm防水混凝土+5cm沥青混凝土;桥位线以下1m左右,冲刷深度3.5m,桩底为地质情况经钻探后得到岩土勘察报告,可提供有关透水性土层,桩基自重按浮重计。
22数据。 π/4×1.5×(3.5-1)×25+π/4×1.5
一 、永久作用 ×(25-2.5)×15=706.5kN。
桩长计算时,永久作用主要表现为结构重力,一根桩基承受的恒载之和为:(2501.6+425.88)下图为桥梁结构横断面图。 /2+85+706.5=2255.24kN。
二、可变作用:
1、公路-?级车道荷载
均布荷载 q=10.5kN/m k
集中荷载 P=180×(1+(15.5-5)/(50-5))k
=222kN
剪力计算时 P=1.2×222=266.4kN k
2、冲击系数
(桥规JTGD60,2004,4.1.6式) EI,C结构基频 (桥规JTGD62,,f=1.0,恒载分项系数γ=1.2,结构重要性系数γ0G1122lm0c汽车荷载效应的分项系数γ=1.4。 Q1
2004条文说明4,3条) 偶然组合 永久作用标准值效应与可变作用
某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组322 mGgNSm,,,/1.57710/c合。偶然作用的效应分项系数取1.0;与偶然作用
同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验
取用适当的代表值。 10,3.25100.072469.81,,,fHz,,5.05123S,,,,,,,,1.42255.241.222210.51620.5,,ud215.51.57710,,
,3625.34kN当1.5Hz,f1,14 Hz :
,,,0.1767ln0.0157f 四、桥墩桩桩长计算:
(桥规JTGD60,2004,4.3.2式) 钻孔桩容许承载力按《公路桥涵地基与基础设计规
范》JTG D63-2007式(5.3.3-1)计算 ,,0.27011.270,,,所以
n1RuqlAq,,。 3)汽车荷载横向分配系数 ,,,ikPtai2,1ill3 修正的刚性横梁法 k(~)c44qmfkh,,,3,, ,,,,,,ra0022
IaIiii,,,Re 式中: i2,IaI,iii
R—单桩轴向承载能力容许值(kN),桩身自重,,a
1,,(式中G/E=0.4 ) 与置换土重(当自重计入浮力时,,置换土重也计2GlT,i,1入浮力)的差值作为荷载考虑; 2EaI12,ii—桩的周长(m); u
2A—桩端截面面积(m),对于扩底桩,取扩底截p
222Arm,,,,,3.140.751.77面面积 ;
—土层的层数; n
—承台底面或局部冲刷线以下各层土的厚度li
(m),扩孔部分不计;
—与对应的各土层与柱壁的极限摩阻力qliki
三、荷载组合 (kPa),宜采用单桩摩阻力试验确定,当无试验条
1.承载能力极限状态设计: 件时按规范(JTG D63-2007)表5.3.3-1选用,本基本组合 永久作用的设计值效应与可变作文采用《王引河桥桥址岩土勘察报告》中的数据;
用设计效应相组合,其效应组合表达式为: —桩端处土的极限承载力(kPa),按下式计算: qrmn,, ,,,,,,SSSS,,,,,,,0011udGiGikQQkcQiQikqmfkh,,,3,,。当计算值超过下,,,,,,ra0022,,ij12,,
列值时,宜按下列值采用:粉砂1000 kPa;细砂mn,,或 ,,,SSSS,,,1150 kPa;中砂、粗砂1450 kPa;碎石土2750 kPa; ,,,,001udGidQdcQid,,ij12,,
n1—桩端处土承载能力容许值(kPa),按规范f,,a0RuqlAq,,,,,ikPtai2i,1(JTG D63-2007)第3.3.3条确定; 1—桩尖处土的埋置深度(m),对于有冲刷的基础,h ,,,5490.331.77570.73,,2埋深由一般冲刷线起算;对无冲刷的基桩,埋深由,,S3755.36ud天然地面线或实际开挖后的地面线起算;的计算h
值不大于40m,当大于40m时,按40m计算,或按经计算表明单桩容许承载力力略大于单桩承试验确定其承载力; 载能力极限状态下效应组合设计值,说明初拟桩长
比较合理,可以作为设计结果使用。 —地面土的容许承载力随深度的修正系数,桩k2结论:
端处持力层土类按规范(JTG D63-2007)表3.3.4随着新规范的深入应用,很多结构类计算要进选用; 行更新和完善,钻孔灌注桩桩长的计算只是其中之
一。现在大量的计算程序均可对桩基长度进行计3—桩端以上各土层的加权平均重度(kN/m),若,2算,但大部分程序是给出一个桩顶力和土层地质情持力层在水位以下且不透水时,无论桩端以上土层况,经过计算机反解给出桩长。在桩顶力的选用上透水性如何,一律取饱和重度;当持力层透水时,需经过荷载组合和实际情况加以考虑后给出,本文则水中部分土层取负重度; 根据新规范的承载能力极限状态对荷载作用进行—修正系数,按规范(JTG D63-2007)表5.3.3-2组合,适用于对计算机程序计算结果的复核和验,
l25.5算。 选用,本例,透水性土层 ; ,,0.7,,17在计算桥台桩时,由于现在的桩柱式桥台一般d1.5
采用台后放置搭板的结构形式,可以认为搭板也是—清底系数,按规范(JTG D63-2007)表5.3.3-3m0一孔小跨径的简支梁板进行加载计算。此时桥台桩
t0.5基承受半孔跨径荷载和半孔搭板荷载作用。 选用, 本例,因此取。 m,0.7,,0.330 d1.5
根据该桥的岩土勘察报告选用以下数据进行计算 参考文献:
1. JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范 冲刷线土层土层承载每层摩2. JTG D63-2007.公路桥涵地基与基础设计规范 下每层摩阻力 容重 k 2序号 厚度 力 阻力 3. 范立础.桥梁工程.北京:人民交通出版社,桩长
2004 1 5 1.5 45 130 19.2 1 328.69
4. 袁伦一,鲍卫刚.公路钢筋混凝土及预应力混2 3 3 40 120 19.6 1 584.34
凝土桥涵设计规范条文应用算例.北京:人民3 8 8 55 200 20.4 1.5 2142.6
交通出版社,2004 4 12 10 50 180 20.2 2.5 2434.7
5 10 0 60 200 20 3 0
桩周土层摩擦力计算总计如下:
n
uql,328.69+584.34+2142.6+2434.7,iki ,1i
=5490.33kN
桩尖处土的容许承载力计算如下:
qmfkh,,,,,3,,,,,,ra0022
,,,,,,,0.70.72002.520.222.53 ,,,,
,570.73kN
单桩容许承载力计算如下:
范文四:新规范下的钻孔灌注桩桩长计算
新规范下的钻孔灌注桩桩长计算
第27卷第4期
2011年2月
甘肃科技
GansuScienceandTechnology 以27^.4
Feb.2011
新规范下的钻孔灌注桩桩长计算
徐勐
(商丘市豫东公路勘察设计有限公司,河南商丘476000) 摘要:运用新桥规进行静定结构的桩基础长度计算,采用公路一I级荷载标准,以标
准跨径16m,桥面全宽10m,桥
面铺装12cm防水混凝土+5cm沥青混凝土,盖梁长度10.5m的预应力空心板桥为
例来说明钻孔灌注桩的桩长计算
与老桥规的不同.
关键词:钻孔灌注桩;自重;车辆荷载;车道荷载;桩长;冲刷深度 中图分类号:U655
钻孔灌注桩基础由于施工技术较成熟,工期短,
检测方法较完善等优点被广泛应用于大中桥梁的基 础设计中.自《公路桥涵设计通用规范YFG1360— 2004),《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计 规范JTG1362—2004))和《公路桥涵地基与基础设计 规范JTGD63—2007))发布以来,在桥涵结构计算 上,新旧规范交替使用,计算方法比较混乱,故撰此 文以推进新规范的应用.对比新老规范的主要不同 之处有以下几点:(1)明确了公路桥涵结构应进行 承载能力极限状态和正常使用极限状态设计;(2)
引入了公路桥涵设计的安全等级及其重要性系数; (3)适当调整了公路桥涵分类标准;(4)新规范取消 了原标准汽车荷载等级,改为采用公路一I级和公 路一?级标准汽车荷载;取消了挂车和履带车验算 荷载,将验算荷载的影响间接反映在汽车荷载中; (5)将汽车冲击系数以跨径为主要影响因素的计算 方法,改为以结构基频为主要影响因素的计算方法. 仅以双柱式钻孔灌注桩的桩长计算为例,说明新规 范下桩长的计算过程.
该桥是河南省商丘市境内王引河上的一座桥 梁,上部为预应力空心板结构,下部为柱式结构,钻 孔灌注桩基础;桥面全宽10m;跨径3—16m;桥面铺 装为12cm防水混凝土+5cm沥青混凝土;桥位地质 情况经钻探后得到岩土勘察报告,可提供有关数据. 1永久作用
桩长计算时,永久作用主要表现为结构重力,图 1为桥梁结构横断面图.
1.1上部构造(一孔)
(1)空心板:10×6.72×25=1680kN (2)桥面铺装:
图1桥梁结构横断面
防水砼:0.12×9×16×25=432kN 沥青砼:0.05×9×16×23=165.6kN (3)防撞护栏:8.78X25+4.7=224kN. 一
孔上部构造总重2501.6kN.
1.2下部构造
(1)盖梁:16.38×26=425.88kN (2)立柱:×1.22×3X25=85kN
(3)灌注桩:假设桩长28m,桩头位于地面线以 下lm左右,冲刷深度3.5m,桩底为透水性土层,桩 基自重按浮重计.
"rr/4X1.52X(3.5—1)×25+at/4×1.52×(25 —
2.5)×15=706.5kN.
一
根桩基承受的恒载之和为:
(2501.6+425.88)/2+85+706.5=2255.24kR.
2可变作用
2.1公路一I级车道荷载
均布荷载ql,=10.5kN/m
集中荷载
=180×[1+(15.5—5)/(50-5)]=222kN 西
第4期徐勐:新规范下的钻孔灌注桩桩长计算129 剪力计算时=1.2x222=266.4kN 2.2冲击系数
结构基频=磊(~JTGD62—2004
条文说明4—3条)
m=G/g=I.577×10NS/m
仃丽一
2×15.52?1.577×10
=
5.05Hz当1.5Hz<<14Hz: =
0.17671nf一0.0157
(桥规JTGD60—2004,4.3.2式)
所以=0.2701+=1.270
2.3汽车荷载横向分配系数
.】}1孚)修正的刚性横梁法
轰?
?蒜式中E=o?4)一
12E?口:J,
3荷载组合
3.1承载能力极限状态设计
基本组合永久作用的设计值效应与可变作用 设计效应相组合,其效应组合表达式为: To.s=yo(iyIs+Q1So1七+c邑So诸)
或ToS.(善sad+Sod+.,|s) (桥规JTGD60—2004,4.1.6式)
结构重要性系数=1.0,恒载分项系数=
1.2,汽车荷载效应的分项系数7o.=1.4. 偶然组合永久作用标准值效应与可变作用某 种代表值效应,一种偶然作用标准值效应相组合. 偶然作用的效应分项系数取I.0;与偶然作用同时 出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用 适当的代表值.
S=1.4×2255.24+1.2×(222+10.5×16) ×2×0.5=3625.34kN
4桥墩桩桩长计算
钻孔桩容许承载力按《公路桥涵地基与基础设 计规范)JTGD63-2007式(5.3.3—1)计算[R]= ?[R.]=?Hg+Aq.
q,=rn.A{[]+k2y:(一3)}
式中:[R.]——单桩轴向承载能力容许值(kN),桩 身自重与置换土重(当自重计人浮力时,,置换土重 也计人浮力)的差值作为荷载考虑;
u——桩的周长(m);
A——桩端截面面积(m.),对于扩底桩,取扩 底截面面积A=-一3.14×0.75=1.77m; n——土层的层数;
z——承台底面或局部冲刷线以下各层土的厚 度(m),扩孔部分不计;
g——与z对应的各土层与柱壁的极限摩阻力 (kPa),宜采用单桩摩阻力试验确定,当无试验条件
2007)表5.3.3—1选用,采用 时按规范(JTGD63—
《王引河桥桥址岩土勘察报告》中的数据; g,——桩端处土的极限承载力(kPa),按下式计 算:
q,=rrt.A{[厶]+k2y:(^一3)}.当计算值超过 下列值时,宜按下列值采用:粉砂1000kPa;细砂 1150kPa;中砂,粗砂1450kPa;碎石土2750kPa; 厶]一一桩端处土承载能力容许值(kPa),按规 范(JTGD63—2007)第3.3.3条确定;
^——桩尖处土的埋置深度(In),对于有冲刷的 基础,埋深由一般冲刷线起算;对无冲刷的基桩,埋 深由天然地面线或实际开挖后的地面线起算;h的 计算值不大于40m,当大于40m时.按40m计算,或 按试验确定其承载力;
——
地面土的容许承载力随深度的修正系
数,桩端处持力层土类按规范(JTGD63—2007)表 3.3.4选用;
y:——桩端以上各土层的加权平均重度 (kN/m3),若持力层在水位以下且不透水时,无论桩 端以上土层透水性如何,一律取饱和重度;当持力层
透水时,则水中部分土层取负重度;
A——修正系数,按规范(JTGD63—2007)表5. 3.3—2选用,本例,透水性土层;
m.——清底系数,按规范(JTGD63—2007)表 5?3?3—3选用,本例音?0?33,因此取mo= 0.7.
根据该桥的岩土勘察报告,选用表1的数据进 行计算.
130甘肃科技第27卷
桩周土层摩擦力计算总计如下:
扯gz'=328.69+584.34+2142.6+2434.7
=5490.33kN
桩尖处土的容许承载力计算如下:
q,=moA{[厶]+272(h一3)}=0.7×0.7×
{200+2.5×20.2×(22.5—3)}=570.73kN 单桩容许承载力计算如下:
[尺]寺蚤+Apqt
1
=.=.It(5490.33)+1.77×570.73
=3755.36?5
经计算表明单桩容许承载力力略大于单桩承载 能力极限状态下效应组合设计值,说明初拟桩长比 较合理,可以作为设计结果使用.
5结论
随着新规范的深入应用,很多结构类计算要进 行更新和完善,钻孔灌注桩桩长的计算只是其中之 一
.现在大量的计算程序均可对桩基长度进行计 算,但大部分程序是给出一个桩顶力和土层地质情
况,经过计算机反解给出桩长.在桩顶力的选用上 需经过荷载组合和实际情况加以考虑后给出,本文 根据新规范的承载能力极限状态对荷载作用进行组 合,适用于对计算机程序计算结果的复核和验算. 在计算桥台桩时,由于现在的桩柱式桥台一般 采用台后放置搭板的结构形式,可以认为搭板也是 一
孔小跨径的简支梁板进行加载计算.此时桥台桩 基承受半孔跨径荷载和半孔搭板荷载作用. 参考文献:
[1]JII?1360-2004,公路桥涵设计通用规范[sJ. [2]JTGD63—2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S]. [3]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2004. [4]袁伦一,鲍卫刚.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范条文应用算例[M].北京:人民交通出版 社,2004.
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(上接第125页)
埋深较大的明挖隧道衬砌结构最大位移出现在 拱顶,该工程最大竖向位移值约为12mm;弯矩值在 拱部和仰拱处都比较大,但拱顶出现最大值,最大值 为1590kN?m;轴力在两边墙处出现最大值,最大 值约为2450kN.
从应力图中可以看出,拉应力最大值为
5.74MPa,出现在拱顶内侧;压应力最大值为 8.14blPa,出现在拱顶外侧以及两侧边墙外侧. 3结论
(1)对于深埋大跨明挖隧道,受力最不利的位 置在拱顶,此处产生的弯矩值最大,因此拱顶内侧的 拉应力值也是最大的,因此截面设计时应该按照最 不利截面处的内力值进行截面及配筋设计. (2)结构的最大竖向位移值出现在拱顶,施工 时应加强此处的监控量测.
(3)混凝土构件是承压结构,从计算结果看,最 大压应力为8.14MPa,低于混凝土极限抗压强度值, 因此,结构设计时抗压一般都能满足.
结构最大拉应力为5.74blPa,超过混凝土的抗 拉极限值,应配钢筋以承担拉力.钢筋混凝土衬砌 采用破损阶段进行截面强度设计,拱顶处按大偏心 受压构件进行计算配筋.
参考文献:
[1]徐秉业,刘信声.应用弹塑性力学[M].北京:清华大 学出版社,2001.
[2]夏永旭,王永东.隧道结构计算力学[M].北京:人民 交通出版社,1988.
[3]吴鸿庆,任侠.结构有限元[M].中国水利水电出版 社,2007.
[4]潘昌实.隧道力学数值方法[M].北京:中国铁道出版 社,1995.
[5]龚曙光.ANSYS操作命令与参数化编程[M].北京:机 械工业出版社,2004.
范文五:冲孔灌注桩下套管长度怎么算
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后张法预应力砼预制T梁高1.85米,桥面现浇层厚度为0.08~0.2米,每片预制T梁沿梁纵向布置有7片横隔,采用7孔一联。
(二)下部结构
(1)墩柱、帽梁及桥台:
A、单幅桥面宽B=13.000~13.411米,上部结构为后张法预应力砼T梁,采用普通钢筋砼明帽梁,帽梁高1.2~2.4米,帽梁宽1.6~1.4米,桥墩采用带扩大头的独柱墩,墩身尺寸为4.4~2.4×1.2米。
B、单幅桥面宽B=14.304~15.376米,上部结构为后张法预应力砼T梁,采用预应力砼明帽梁,帽梁高1.2~2.4米,帽梁宽1.6~1.4米,桥墩采用带扩大头的独柱墩,墩身尺寸为5~3×1.2米。
C、单幅桥面宽B=14.304~15.376米,上部结构为后张法预应力砼T梁,采用预应力砼明帽梁,帽梁高1.2~2.4米,帽梁宽1.6~1.4米,桥墩采用带扩大头的独柱墩,墩身尺寸为5~3×1.2米。
D、高架桥及收费站的分界墩,上部结构一侧为后张法预应力砼T梁,另一侧为普通砼钢筋肋板梁 采用普通钢筋砼双悬臂门架式明帽梁,帽梁高1.85~3.05米,帽梁宽1.6~1.4米,桥墩采用带扩大头的双柱式墩,承受东、西两幅桥的上部结构,墩身尺寸为4.4~2.4×1.2米,墩柱中心距15米。
在里程K9+885.500采用肋板式桥台,台前放锥坡,桥台分东、西两幅桥实施,东幅桥桥面宽度为24.635米,西幅桥桥面宽度为23.882米,肋板间距4米,肋板厚度1米。 (2)桩基及承台
由于本标段地质复杂,本标段所有桩基均采用钻(冲)孔灌注桩,桩径有1.2米、1.5米两种形式,一般地段桩嵌入弱~微风化的细砂或砂砾岩3.5~1.0m,同时保证桩长不得少于8米,桩底下应有5米完好基岩。
3.3.2、桩基础施工
场区工程地质条件:
(1)地层岩性根据钻探资料,场地的岩土按其成因分类主要有:人工填土层、耕作层(Q4ml)第四系全新统海陆交互相沉积层(Q4mc)、第四系全新统冲积层(Q4al)、残积层(Qel)及上第三系中新统(N1)基岩。
(2)地下水:如前所述,场地位于东江三角洲河网区,地势开阔低平,是地下水和地表水的迳流排泄区,地下水丰富。据钻探揭露,场地地下水主要为孔隙水,主要赋存和运移于冲积砂层中。场区冲积砂层发育,厚度大,透水性良好,与河流具水力联系,含丰富的地下水。孔隙水除局部地段为潜水外,大部分地段为承压水。此外,人工填土层含有限的上层滞水。场区地下水主要接受大气降水和周边河流及地表水的渗入补给。据钻孔终孔后实测,场地地下水稳定水位埋深一般为0.00~1.30米。
高架桥桩基础直径有1.2m、1.5m,其中1.2m桩有90根,1.5m桩有48根。高架桥桩基础计划在2002年8月开工,2002年11月完工。桩的数量很多,拟在主桥以北高架桥工区安排2台GDJ-1500旋转式钻机,4台JK10冲桩钻机同时进行施工;在主桥以南高架桥工区安排3
台GDJ-1500旋转式钻机,5台JK10冲桩钻机同时进行施工。
高架桥桩基绝大部分位于陆地上,其施工方法可参照3.2.1.2:陆上桩基础施工。A18#、A19#墩位于鱼塘中,水深为0.6~0.8米,拟用中粗砂将桥梁投影范围内的鱼塘填平,再按陆上桩基础的方法施工。
3.3.2、下部结构施工
3.3.2.1、承台施工
高架桥承台共78个,分为A、B、C三种形式,A型截面尺寸为2.5*2.5 m,高度2.0 m,单个系梁C30砼25m3;B型截面尺寸为5.2*2.2 m,高度1.8 m,单个承台C30砼20.6m3;C型截面尺寸为6.3*2.5 m,高度2.0 m,单个承台C30砼31.5m3;承台施工在人工开挖基坑、凿除桩头,验收合格后,浇注10cm砼垫层,模板采用木模,吊车吊罐一次性浇筑,承台施工工艺参见"3.2.2.2:陆上承台施工"。
高架桥承台计划在2002年9月开工,2002年11月完工。
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