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四川泸州破桩头多排桩设计计算要点简介

futao 拆除工程 2019-04-25 1097 0
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四川泸州破桩头多排桩设计计算要点简介

桩基础的设计同其他基础的设计步骤一样,首先收集有关的设计资料,根据上部结构的形式和使用要求、结构的设计技术标准和所受各种作用情况、水文地质条件、材料供应及施工技术设备等,拟定初步的设计方案(包括选择基桩类型、桩径、桩数、桩长及桩的布置等),然后进行各项验算。根据验算结果,再进行必要的修改,直至符合各项要求为止,最后确定一个较佳的设计方案。

根据多排桩的特点,将其设计要点简介如下。

(一)多排桩的选择原则

多排桩基础的选择,必须根据桥梁的跨径、结构受力要求及桩的数量等因素来确定。多排桩稳定性好,承载力高,基础整体抗弯刚度大,能承受较大的水平荷载,可根据需要调整桩的数量和排数。

一般多排桩应用于上部结构较大的桥梁中,有时对一些中等跨径的桥台,当承受较大的土压力时,也常使用多排桩基础。对基础变形反应敏感要求高的外超静定结构,如拱桥桥台、制动墩或单向推力墩等也多采用多排桩基础。对一些荷载大而集中的桥梁基础,如连续梁、连续T构及索体系桥梁的塔墩基础,必须采用大型的多排桩基础。

多排桩的设置会增大承台尺寸,增加施工难度,尤其深水中的多排桩,承台的施工会增加很大的工程量,为此,目前在条件合适的地方,有采用大直径钻(挖)孔桩代替多排桩的工程实践。所以采用多排桩基础需要进行多方案的技术、经济论证来确定。

(二)承台高程的确定

对于多排桩基础来说,承台高程的确定直接影响各基桩的受力情况和施工的难度。所以承台高程(主要是承台底高程),应根据结构整体受力对基础的要求和地形、地质、水流、施工等条件来确定。

承台底面高程越低,对于各基桩的受力情况越好,稳定性也越高,所以一般在旱地或无水的地方,应尽量将承台埋置于地面以下。对冻胀性土层,应将承台座板底面置于冻结线以下不小于0.25m。在水中由于施工难度较大,只对水深较浅、冲刷较小的河流中采用低桩承台式桩基础,将承台底面置于局部冲刷线以下。而对于常年有水且水较深,施工时不易排水或河床冲刷深度较深时,一般应考虑高桩承台式桩基础。

高桩承台式桩基础承台底面高程,主要根据基桩受力要求、施工难易程度及河流特点等确定,但设计中在综合各方面条件基础上,承台应尽量放低一些。在有流冰的河道上。承台底面高程应在最低冰层底面以下不小于0.25m。当有强大的流冰、流筏或其他漂流物时,承台底面高程应保证基桩不受直接撞击损伤。

承台的顶面高程,作为隐蔽的基础工程,应在地面以下或最低水位以下。其平面尺寸主要依据墩台身尺寸或桩的数量和布置确定。桩的平面布置要求请参见第四章第二节的有关内容。

(三)桩的根数估算

桩的根数估算实际上受桩长的影响。桩长的大小,在桩径已定的情况下,主要受地质土层条件的影响,所以桩的根数确定分以下两种情况。

1.根据地质条件桩长可定的情况

根据地质条件,在合适的深度内,具有可选择作为持力层的岩层或较坚实的土层,后一种土层为摩擦桩,可获得较大的承载力和产生较小的沉降量。这样,可以根据地质条件确定单桩轴向容许承载力,用下式估算桩数,即:

N式中:n——桩的根数;N——作用在承台底面以上的竖向力(kN);

[p]——单桩轴向容许承载力(kN);u——考虑承台底面竖向力N为偏心荷载时各桩受力不均而增加桩数的经验系数,一般取u=1.2~1.4。

2.根据地质条件桩长不可定的情况

此时,在较合适的深度内,各土层性质相近,没有明显合适的土层作为桩底的持力层。这时,可在已确定的承台尺寸内,按布桩的原则和构造要求先布置桩,在布桩的过程中可先调整桩数、桩距和承台尺寸等有关数据,待桩的布置确定后可按下式先确定单桩所受轴向力,然后根据单桩轴向容许承载力公式反算桩长。

当竖向力有偏心作用时:

N.MX对(5.146)当考虑竖向力双向偏心作用时:

NM,X;M.Y

.=分主后士网(5-147)式中:p;——在偏心竖向力N作用下各基桩所受竖向力(kN);M.、M,——作用于承台底面形心处(或桩群形心处)的y、x轴的弯矩(kN·m);x、Y.—第i根基桩至y、x轴的距离(m)。

令Pi(mas)=K[p],其中,p(mx)为基桩最大竖向力,K为荷载组合系数,根据上式可以反算出桩长。

(四)参数计算

同单排桩一样,计算确定m、b、El,然后计算土中基础变形系数a,并判断是刚性桩还是弹性桩。

(五)单桩所受外荷载的计算

参见图5-49计算框图。

图5-49多排桩中单桩所受外荷计算框图

图5-49多排桩中单桩所受外荷计算框图

(六)桩身内力、变位计算与配筋计算方法和步骤与单排桩相同。

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