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《岩溶地区嵌岩变截面桩的应用》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、http://www.paper.edu.cn岩溶地区嵌岩变截面桩的应用曾宪斌陈学军尹霞桂林工学院土木工程系541004桂林摘要：岩溶地区某些地区地质情况特殊：上部岩层结构致密，单轴饱和抗压承载力高;下部岩层裂隙发育,单轴饱和抗压承载力低，为充分利用该地质条件，提出了桩基础变截面的设计思想.经过在EXECL中循环计算得出桩径优化选择，对照原设计，在经济上可作出了评价。关键词:变截面桩岩溶地区前言目前,在桥梁基础工程中或大跨度建筑基础工程中,采用大直径钻孔柱状图1桩基础,选择持力层为较高的中、微化岩层中，容易满足设计要求，深度柱状图岩性描述水
2、但在岩溶地区，由于岩溶发育的不确定性，选择比较合理的持力层1.50卵石层：磨圆度比较困难,在追求高安全系数的基础上,常采用穿透溶洞和岩芯较破差，分选性差，密实或中密状态。碎的地带,这在一定程度上部分放弃了对经济性要求的考虑.变截面6.40灰岩：灰色，隐桩在一定范围内对该类问题做出了解答,本文根据全州某桥梁工程晶质细粒结构，岩芯完整，裂隙不发育，且全部地质勘查的特殊情况（见钻孔柱状图1），将桩基础上部的直径加大，被方解石脉充填,RQD=93%下部的直径减少。经过结构计算，对该桥梁基础做出桩径的优化选12.10溶洞，含大量卵择。石，反水浑浊13
3、.101.工程地质特点灰岩，灰白色、白色，隐晶质结构，裂隙发育。某桥梁位于全州境内,该桥梁的原设计桩基础嵌入中、微风化完岩芯较破碎，呈破碎、短柱状。RQD=56%整基岩1.5米，桩底以下要求完整基岩3.5米，地震等级七级，原设23.90计采用桩径1.2米，桩长23米。地基基础有关数据:端承桩砼Ｃ20,fｃ4=10ＭＰa;M=20ＭＮ/ｍ,桩顶荷载:单桩竖向荷载2000ｋＮ,弯矩100ｋＮ·ｍ,水平力100ｋＮ;边界条件:桩端为固定端。由表1可知，该地层上部基岩结构致密，承载力高，下部岩芯破碎，承载力低。选择变截面的型式，在桥梁基础中水平荷载
4、对桩影响很大，故加大了该深度范围内的桩得直径。同时减少该深度范围以下桩基础的直径。既保证了结构计算的各项指标达到设计要求，又使得工程费用降低。表1岩石室内试验成果表1天然抗压野外室内干容重饱和吸水率取样深度岩石名称比重强度编号编号2kN/m%MPa8-19812.50～12.80微风化灰岩2.8119.588.23828-29919.00～19.30微风化灰岩2.8418.209.148515-110022.10～22.40中风化灰岩2.7818.9811.686129.50～29.80中、强风化灰2.7018.3014-110110.80
5、12.8岩33.20～33.50中、强风化灰2.7218.5523-110212.0810.3岩23-210315.50～15.80微风化灰岩2.9019.437.8587.823-310423.40～23.70中风化灰岩2.7818.8712.0672.51http://www.paper.edu.cn2.变截面桩结构设计在工程设计中,常将横向荷载和竖向荷载作用分开计算,分别设立参数和建立方程计算，并最后通过半径的循环计算得出桩基础桩径的优化选择。2.1．横向荷载作用下的桩挠曲微分方程如图2，在横向荷载作用下,建立桩的挠曲微分方程：考虑单
6、元体的平衡dsdM=−p(,)zxqzy(,)s=有:(s-ds)-s-p(z,x)dz+q(z,y)dz=0，dz，由dz以及挠度与微分的方程2dx4EIM=−dx2dxEIp=−(,)zxq(,)zx4式，则可改写成dx。其中q(z,x),p(z,x)为单位桩长的荷载强度，对于一般的桩结构物，综合考虑桩的残余水压力和桩背土压力,可取q(z,x)=0，p(z,x)与地基土水平反力系数,桩的计算宽度有关，令p(z,x)=kb1x，其中k为地基土水平反力系数，b1为桩的计算宽度，根据地基基础规范要求,在砂卵石土层中,地基水平反力系数采用m法取
7、4dxEI+mbzx=041值,即k=mx，m取14~35MN/cm4[1],则挠曲微分方程可表示为：dx,化简为4dx5mb+αzx=0α=514dx,其中α为桩的水平变异系数.,单位1/m，EI，根据地质资料,分两层考虑分别计算,根据幂级数求解微分方程，可得出桩的水平位移、转角、弯矩、剪力，用方程表示如下：HM00Mx=+AB（1）SzX32XααEIEIHM()z,yp()z,y00ϕ=A+B（2）z2ϕϕααEIEIS+dSH0M0+dMMzM=+AM0BM（3）图2桩体微分单元受力分析αVHAMB=+α（4）zQ00Q根据方程的特
8、点，桩身的各内力值与桩的半径密切相关，方程中的各系数可以根据参考文（2）中查出，据此得到桩基础在横向荷载作用下的各内力值。2．2．竖向荷载作用下桩单桩轴向容许承载力的确定由于变截
