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桥梁设计审查发现的通病(之八)灌注桩身弯矩  

2014-01-15 21:45:01|  分类: 桥梁设计审查 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  在审查设计时发现,摩擦桩配筋减半深度、不配筋深度常常比较随意,似乎有些不合理之处。询问之后都说是通过计算确定的,然而又拿不出计算书,解释为电脑程序计算,看不到过程。设计审查只有一天,千头万绪,又不可能亲手复核,往往不了了之。

  闲暇之余,找了一本图表较多的资料[1],用其中的图表和公式,估计一下自由桩头的弯矩分布,得到以下结果。把表三和图二、图三配合使用可以估计一个大概。虽然不能确定设计钢筋切断位置是否正确,但也可以作为与设计人员交流的起点。

    1.地基刚度系数

            桥梁设计审查发现的通病(之八)灌注桩身弯矩 - liu-xiaoyao - 我的博客——(式1)

式中,EI——桩的刚度;B——桩的宽度;k1nh见表一、表二。

表一  地基反力系数k1

稠度

很硬

坚硬

不排水抗剪粘聚力(Cu

kN/m2

100~200

200~400

>400

k1范围

kkN/m2

18~36

36~72

>72

k1建议值

27

54

>108

                         表二    地基模量系数nh

下对密度度

中密

 

干或湿土nh(塔沙其)

 

 

kkN/m3

2.5

7.5

20

浸水土 nh(塔沙其)

1.4

5

12

浸水土nh(里  斯)

5.3

16.3

34

软土

软正常固结粘土

0.35~0.5

软有机质淤泥

0.15

 

    







直径1m的混凝土灌注桩地基刚度系数计算如下,k1nh取自表一、表二,只计算了具有代表性的土类。


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 有以上计算可以得到R(或T)范围值,列于表三之中。

表三     R(或T)范围值(m

软土 T

粘土R

沙土 T

~

B=1m

6~5

5~3.5

3.5~2

B=1.5m

8.5~7

7~5

5~3

B=2m

10~8.5

8.5~6

6~3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

2.桩身弯矩

力矩系数AMBM示于图一,图中红线位置力矩减半计深度系数为Zb,深度Lb=Zb.T;蓝线位置力矩降到1/10,降到0时深度系数计为Zo,深度Lo=Zo.T。

                   M=MH+MM=AmHT+BmMt    ——(式2)

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 图一 力矩系数图

图中,桩长深度系数Zmax=桩的入土深度L / T(或R);深度系数Z

      HMB为自由桩顶端水平荷载、弯矩;

从图一中提取弯矩零点、弯矩减半的数据,可以得到下面关系图二、图三。

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图二 弯矩零点位置估计图                 图三 弯矩减半位置估计图

3.例

(1)当桩长系数Zmax>4时Zo和Zb保持不变,但是实际深度Lo、Lb不同;

   (1-1)桩径B=1.5,强粘土R=5;桩长L=30m。Zmax=L/R=6;

          Zo=3.5~4,   弯矩零点位置桩长:Lo=Zo.R=17.5~20m;

          Zb=1.75~2.5,弯矩减半位置桩长:Lb=Zb.R=8.75~12.5m;

   (1-2)桩径B=1.5,弱粘土R=7;桩长L=30m。Zmax=L/R=4.28;

          Zo=3.5~4,   弯矩零点位置桩长:Lo=Zo.R=24.5~28m;

          Zb=1.75~2.5,弯矩减半位置桩长:Lb=Zb.R=12.5~17.5m;

(2)当桩长系数Zmax<4时Zo和Zb随土层变化;相对于弱土和短桩。

(3)用(式2)可以估计桩身弯矩。

参考资料

[1]M.J. 汤姆林森(朱世杰译)桩的设计和施工.人民交通出版社.1984

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