全套管咬合桩在桥梁设计中的应用.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEnglnee—ng全套管咬合桩在桥梁设计中的应用陈立(北京市市政T程设计研究总院，北京100082)摘要：介绍了全套管咬合桩的定义及其优点。结合具体丁程论述了咬合桩的有关计算、截面配筋优化设计、管线穿越咬合桩处理措施以及施工监测的要求及控制指标，为该工法丰富了设计思路。关键词：基坑支护；全套管咬合桩；设计优化；管线穿越；监控指标中图分类号：TU473．2文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)01—0046—07ApplicatiOn0fWhOleCasingSecantPileinBridgeDesignChen“全套管咬合

2、桩是近年来在国内新出现的一种桩型，在部分城市地铁围护结构中已取得了成功的经验。钻孔咬合桩作为一种新型的匍护结构，由于其桩心相互咬和．解决了传统的桩心相切防水效果差的毛病，且具有对环境影响小、质量可靠、造价低等优点，适合在旧城区改造T程中使用。该次合肥市一环路综合畅通T程在市政永久结构中大量运用咬合桩技术尚属首例。1钻孔咬合桩的定义及其优点全套管钻孔咬合桩是指桩身密排且相邻桩身相割形成的具有防渗作用的连续挡土支护结构。作为同护结构，它即可全部采用钢筋混凝土桩，也可采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩相隔布置，南于其特点为桩间的相互咬合，故称为咬合桩⋯。咬合桩具有以下优点：1

3、)机械设备噪声低、无震动、无泥浆污染，近似于干法取土．对周嗣环境影响小。2)对沉降及变形容易控制。由于有钢套管的保护能靠近建筑物、地下管线施T；可在各种杂填土(含有砖渣、石渣及混凝土块等)中施工，适合旧城改造的基础工程。3)全套管跟管钻进．能顺利穿越饱和含水地层，有效防止孔内流沙、涌泥，并可进行嵌岩，施工较为安全、快捷，对桩身质量能较好地控制，保证了桩的承载力。4)第2序次施工的桩在已有的第1序次两桩间实施切割咬合，全套管的护孑L方式保证了桩间紧密咬合，46，事荭投术2014No．1(Jan．)VoI．32形成良好的整体连续结构。5)不需要再施工止水帷幕，同其他围

4、护结构相比，在造价上有一定优势。2咬合桩截面形式与计算方法2．1咬合桩截面形式根据咬合桩的施T流程，其截面形式主要有以下2种．如图1所示。嗨礴一a)第1种形式b)第2种形式图1钻孔咬合桩的截面形式2．2咬合桩围护结构的计算2．2．1基本计算方法基坑围护结构的计算有3种基本方法，即极限平衡法、土抗力法和平面有限元法。在该次设计中采用土抗力法。类似的名称还有“弹性抗力法”、“地基反力法”、“竖向弹性地基梁的基床系数法”。JGJ120—1999《建筑基坑支护技术规程》规定：在采用此类方法计算复杂受力情况的围护结构时，假定墙体两侧的土压力随开挖过程变化，在开挖侧和迎土侧的

5、墙上均设有土体弹簧，并规定迎土侧压力随墙体向基坑一侧的变形增大而减小，但不得小于主动土压力【2】n该方法是将排桩或地下连续墙简化为侧向地基上的弹性地基梁。墙背作用土压力，支撑和被动土压力简化为等效弹簧。从而计算支护结构和支撑的内力和变形。2．2．2计算模型的确定计算模型按下列原则确定：1)坑内开挖面以上的内支撑点，以弹性支座模拟。坑内开挖面以下作用在围护墙面的弹性抗力，根据地基土的性质和施工措施等条件确定，并以均布的水平弹簧支座模拟。弹性抗力的分布通常取开挖面处为零，开挖面以下一定深度内按三角形分布，其下按矩形分布。围护墙底以垂直弹簧支座模拟。计算图式如图2所示。

6、图2板式围护墙设计简图2)将支撑简化为刚度等效的弹簧，考虑支撑和围护结构变形的协调，单独对围护结构进行分析。桥梁工程器BrIdgeEngineer_ng3)结构计算宜按照施工工艺要求确定相应的计算工况，开挖阶段围护结构计算时，必须计人墙体的先期位移及支撑的变形。4)结构计算应考虑基坑开挖过程中土方分段开挖、加撑等各工序时限等因素，合理地确定施工参数。5)咬合桩的入土深度与基坑开挖深度、地质条件、刚度有关。应根据支护结构的抗倾覆、抗隆起、抗管涌、整体稳定性验算来确定桩的人土深度。3全套管钻孔咬合桩工程实例3．1工程概况合肥市一环路综合畅通工程位于合肥市区环城路的外围

7、，是实现主城与4大组团、滨湖新区连接的主要通道。由于一环路是在原有旧城区中进行道路改造，路面下密布地下管线．部分地段距已有建筑物较近。在一环路北环，为了不影响周边建筑物的视觉景观，合肥建设单位决定采用路堑形式穿越4条被交路(阜阳路、蒙城路、毫州路、张洼路)。在一环路改造工程中，道路下的市政管线众多，在设计中多次出现管线穿越咬合桩的情况。3．2工程地质情况在北环段工程范围内。主要穿越的地层为：杂填土、黏土、砂质粉土、粉质黏土、粉土、中细砂。土层总体特征是高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度，粉土和砂土透水性好，易产生流沙、涌水及隆起失稳现象。工程范围内局部有杂填土坑

8、，填埋较深