嵌岩桩墩混合基础设计方法探讨

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1、工程试验与研究广东建材2016年第11期嵌岩桩墩混合基础设计方法探讨谭望庭何喜洋汪浩(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司)【摘要】本文探讨了基岩埋藏较浅但起伏较大时，采用嵌岩桩墩混合基础的设计方法，并以实际工程为例，对比分析了各计算方法的优劣，提出了设计中应特别注意的事项，供同类工程参考。【关键词】嵌岩：桩基础：墩基础；水平力；烟囱1引倍桩基础是建构筑物最常见的基础形式之一，广泛应用于上覆软弱土层较厚或其他浅层地基土质不良、采用浅基础不能满足承载力和地基变形要求的情况。长期的实践证明，桩基础传力途径明确，设计计

2、算相对简单，能很好地满足建(构)筑物稳定性、可靠性和安全性的需要，且已取得了很好的经济效益。工程实践中，我们会遇到以下地质情况：浅层土层承载力较低，其下持力岩层较浅但高低起伏较大。在这种情况下，一般有两种方案可供选择：一是采用天然基础方案，这种方案需要大开挖，在总体挖深较浅的时候可以采用，若总体挖深较深才能到达岩面，则会导致投资和施工安全风险大大增加；二是采用桩基础方案，在总体挖深偏深的情况下，我们一般会采用桩基础。本文拟以国内某电厂烟囱为例，讨论上述情况下的桩基础方案。2工程概况国内某电厂为2X350Mw机组，烟囱选用

3、+一座2lOm高单钢内筒套筒式烟囱，外筒高204m，筒首外直径11．5m，外筒坡度0～60m为4．0％，60～120m为3．0％，120～204m为0．0％，钢内筒为分段悬挂式，直径为7．8m，共布置6层钢平台，70m平台及以下设置1部电梯，如图1。本工程地震烈度为6度，基本风压为0．55kPa。采用51YC无忧烟囱计算软件(V3．0版)计算上部结构，得到用于基础设计的±0．000标高处的最不利组合内力为：基本组合：Ms=563666．6kN·mNs=133200．OkNFs=4204．3kN标准组合：Mk=373821

4、．1kN·mNk=111000．OkNFU3003．1kN该工程所在场地自上而下地质分布依次为红粘土、微风化白云质灰岩、微风化白云质灰岩埋深较浅但起伏较大，《岩土勘察报告》中显示，烟囱区域一共7个钻孔，微风化岩面埋深位于地下6．3～12m不等，平均埋深约为9．5m，综合考虑了经济性及安全性两方面，本工程采承点处输入不同的地震加速度时程Ⅲ输入上述三条地多点激励的地震作用要比一致激励地震作用的响震波得到该连续梁桥桥墩顶位移、墩底弯矩、墩底剪力，应要大，对于多跨连续梁桥需要考虑地震的非一致激励并与一致激励结果进行对比，如表l、

5、表2、表3所示。情况。●分析表1、表2和表3，以一致激励为参考，多点激励作用下各桥墩墩顶位移、墩底弯矩和剪力比一致激励【参考文献】要大。[1]李蘅，倪锦初，杜泽金．港珠澳大桥隧道人工岛暗埋段基坑防4结论篱≯妻篡裟慕裂燃亲羹麓地震蒯n华南本文运用有限元软件Midas／civil以港珠澳大桥理工大学学报：自然科学版，2008，36(11)：10卜107·兰篓篓堙望尊荤登妾裹璺--兰4

6、-繁I蛋耋兰窘举篓翌孽笳鬈耋淼凝X黼耀,默2016舡(1)：卧161-础168．球非桥梁进行了多点激励地震响应分析，分析了多点激励作磊；1蓑蓬

7、萎：{i-：篇j爻嘉篷荔。蔷sT拱桥地震响应分析[J]．中外用下桥墩墩项位移，墩底弯矩和剪力，主要结论为：公路，2013，33(1)．——46——广东建材2016g-g11期鼻-，f__膏尺{_■囊鼎(帕ramI8)I(煞)i科。

8、(m))l(mm)I⋯{窭立刁Z它20400011500图1烟囱立面布置工程试验与研究图2桩基平面布置图用了直径lm冲孔灌注桩基础，桩端支承在微风化白云质灰岩上。承台采用环板，外环直径为29m，内环直径为llm，埋深4．5m，h--3．Om，hi=-2．Om。3设计分析根据前述介绍可知，本工程

9、桩基础的基桩长度为2．8～8．5m，属于桩墩并存，对于桩和墩基础的定义和分界，《建筑地基基础设计规范》和《建筑桩基技术规范》里均没有明确规定，在《全国民用建筑工程设计技术措施2003恸(结构专业)中，第3．11．卜5条规定：人工挖孔桩的桩长不宜大于40m，亦不宜小于6m，桩长小于6m的按墩基础考虑，桩长虽大于6m，但L／D<3时，亦按墩基计算。此条文主要针对人工挖孔桩，本工程参照了此条规定：桩长小于6m按墩基础设计，桩长大于等于6m按桩基础设计。基于本工程桩墩混合基础的特殊性，有两个点需要特别关注：第一点是墩基础的设计，

10、国内暂无明确规范规定，该部分可参考参考文献[3]，设计计算后桩(墩)竖向承载力均能满足要求，本文不再赘述；第二点是桩(墩)基础水平力的分配，这是本文研究的重点。要分析桩和墩的水平力分配，需先形成结构的侧移刚度，此处我们作以下三个假定：(1)忽略在水平荷载作用下桩(墩)的轴向变形，桩(墩)的剪力只与水平位移有关。(2)