资源描述：
《钻孔灌注桩容许承载力公式探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第3期福州大学学报(自然科学版)Vol.27No.31999年6月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScience)June1999文章编号:1000-2243(1999)03-0062-05钻孔灌注桩容许承载力公式探讨12陈,李正良(11福州大学土木建筑工程学院,福建福州350002;21龙岩市城乡规划局,福建龙岩364000)摘要:通过我国几座公路大桥的工程实践和试验资料分析,指出我国现行的《公路桥涵地基和基础设计规范》(JTJ024-85)规定的钻孔灌注桩容许承载力
2、计算公式存在的一些问题,提出分段线性插值修正深度效应的方法,给出简化的计算公式,并探讨综合系数的取值.算例证明其合理性与可靠性.关键词:灌注桩;承载力;深度效应;综合系数中图分类号:U4431154文献标识码:A1概述早在1950年钻孔灌注桩出现以前,就广泛采用巴塔列夫经验公式来确定由土阻力而定[1]的单桩容许承载力.该公式假定桩周土的极限摩阻力自地面至深度2m处为三角形变化,2m以下则为常数,公式形式为:[P]=fU(L-1)/m+A[σ0+Kγ(L-2)](1)式中:m为安全系数,对于永久性桥梁,取m=2;
3、f为桩侧土的极限摩阻力,当桩下沉于多层不同特征的土中时,f按各土层的深度加权计算;U为桩身周长;L为桩的入土深度;A为桩底支承面积;σ0为桩底土的容许承载力;K为随土的类别而定的系数;γ为土的容重.60年代初,打入桩容许承载力已采用下列公式计算:i[P]=(UΣlif+Aσ)/2(2)i式中:U仍为桩身周长;li、f为桩穿过的各土层厚度及其相应的与桩身间的极限摩阻力;A为各土层内桩身平均截面积;σ为桩底极限承载力.60年代中期,我国开始了钻、挖孔灌注摩擦桩的工程实践以及单桩承载力计算的研究,通过“百桩试验”,制
4、定了桩侧土的极限摩阻力和桩底土抗力的有关参数.在总结我国多年灌注桩设计和施工经验的基础上,出现了两个计算钻孔摩擦桩单桩承载力的公式.一是1975年《公路桥涵设计规范》或现行的《公路桥涵地基和基础设计规范》(简称《桥规》)中的摩[2]擦桩单桩轴向容许承载力公式(见式(3)).二是《铁路工程技术规范.第二篇桥涵》[3]1975年规定(1985年仍维持)的公式(见式(4)).最新的《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)采用以可靠性理论为基础的概率极限状态设计法,改变了已往统一取安全系数为定值的收稿日期:1998-1
5、2-23作者简介:陈(1948-),男,副教授.基金项目:福建省教委基金资助项目(JA97022)第3期陈等:钻孔灌注桩容许承载力公式探讨·63·[4]方法.各类基桩竖向承载能力的极限状态表达式见式(5).[P]=(Uτlp+AσR)/2(3)1[P]=UΣτili+m0A[σ](4)2γ0N≤R,R=γsU∑liqski+γpApqpk(5)下面仅就近几年的公路桥梁工程实践,讨论公式(3)尚存的一些问题.2公式(3)中的若干问题211关于极限摩阻力《桥规》公式规定的钻孔桩桩周土极限摩阻力τ值是同一土体(质)为
6、同一数值.实际[5]上,郑州、开封、东明黄河公路大桥的试桩资料表明:1)上部土层所测得的极限摩阻力τ值比现行规范的推荐值要大,究其原因可能与现行规范值受较短桩的试验数据影响有关.2)下部土层(大约在25m以下)的实测摩阻力τ值均比上部土层的要大,初步分析其原因,一方面是下部土层较上部土层坚硬密实,其相应的摩阻系数较大;另一方面,深层土对桩侧表面有较大的正压力,因此桩土间的摩阻力较大.这3座公路大桥通过试桩,最后取用的设计桩长比按《桥规》的τ值计算的桩长减短近20%,从竣工后运营的几年情况看,仍有足够的安全度.可
7、见《桥规》仅根据土层的物理力学特征来确定桩周极限摩阻力是不够的,至少还要考虑土层深度的影响.212关于桩底反力和极限承载力①②根据上述3座黄河公路大桥和铜陵长江公路大桥的试桩结果来看,桩顶荷载较小时,主要由桩壁阻力平衡,实测的桩底反力很小,甚至为零,与荷载构不成比例关系增长.如郑州桥试桩荷载为5～9MN,开封桥1号试桩为5MN,东明桥试桩为5MN,铜陵长江公路桥19号试桩为161073MN以后,才实测到很小反力,最大荷载时桩底反力占总荷载的比例均很小(最大为417%),故这3座黄河公路大桥在设计中偏安全考虑,不
8、计入桩底反力.同时,也看出在确定桩的容许承载力时,按设计规范将桩壁摩阻力与桩底反力采用同一安全系数也是不妥的.目前国内不少试验资料都表明,摩擦桩在设计范围内总是桩周摩阻力首先充分发挥作[6]用,而这时桩尖阻力仅占很小一部分.如我国105根钻孔灌注桩试桩中,有孔底沉淀土层纪录或孔底清孔方法记载的桩有44根,其桩底极限承载力与相应的桩总的极限荷载PK的比值为317%～3118%,其中短桩比
