专利名称：黄土地区桥梁桩基合理埋深的方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁桩基埋深的方法，具体地说是湿陷性黄土区域桩基埋深的方 法
背景技术：
传统的陷性黄土区域桩基埋深的方法不考虑梁桩基础的极限承载力等因素的影 响，施工方法不科学，靠经验。因此难以保证施工质量和安全可靠，且往往投入了过多的不 必要的劳力、·财力。
发明内容
本发明的目的在于，克服传统黄土区域桩基埋深的方法的不足，提供一种科学合 理、节约人力、财力的施工新方法。本发明是通过下述步骤实现的1.首先进行地质钻探和试验工作，通过实验测试确定桥位处黄土的类型，查阅相 关资料获得该地区的土层的物理性质、化学性质以及力学性质。2.当湿陷系数δ S彡0. 015时，该黄土为湿陷性黄土 ；当5S <0.015时，则为非
湿陷性黄土。3.对于非湿陷性黄土的桩基，按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深。 对于非自重湿陷性黄土的桩基，亦可按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深；对 于自重湿陷性黄土的桩基，必须考虑桩侧负摩阻力，确定中性点的位置、负摩阻力的影响范 围，合理确定桩基埋深。湿陷性黄土地区桥梁桩基础的极限承载力明显不同。其差别超过10% ；对桥桩浸 水前加、卸载并浸水，之后再次进行承载力试验和直接浸水之后再进行桩的承载力试验相 比较，桩浸水极限承载力基本不变。受负摩阻力的影响，未浸水桩端阻力小于浸水后的桩端 阻力，且其相差较大；浸水前后桩的侧阻力差异明显。仿真分析结果表明湿陷等级、湿陷土层厚度等因素的变化，都将使中性点的位置 产生变化，但中性点的取值范围在湿陷土层厚的0. 88 0. 993 ；弱湿陷及中等湿陷对P1/ P。(负摩阻力作用下桩基极限承载力与未产生湿陷时桩的极限承载力之比)的影响明显，但 强湿陷情况下Pi/Po的变化趋于一恒值。提出了湿陷性黄土地区公路桥梁桩基础合理埋深的设计计算方法。该方法的提出 统一了我国黄土地区公路桥梁桩基础设计计算方法。为修改现行相关桩基规范存在的局限 性提供了可靠的理论依据。
图1负摩阻力示意2中性点计算示意图
令K0 Ltg Φ = Ci1(8-15)则式(3-15)代入式Fn=U^a1Zife:同理可得F1,= ^Ua2Zdz + (2 Ua1Zdz-hl)^a2u{hl-hi)则式(8-15)代入式F = U IaXzdz同理可得F,,= ^Ua2Zdz + (2 Ua2zdz=IaI^i ~K) + \^u{hl -Λ2)式中U-桩周长；Fn-桩周负摩阻力；
丄 a .Uh,2(8-16)
2
(8-17)i Q1Uh12(8-16)
2
(8-17)
C/dz= i/IloK0Y1Ig Φ zdz(8-14)
具体实施例方式下面结合附图叙述一个本发明的实施例图1中；图(a)表示中性点示意图，图(b)表示摩阻力τ Q沿深度变化情况，图(C) 表示桩土的相对位移随深度变化，图(d)表示出轴力随深度变化情况，图(e)说明了中性点 位置的确定方式。中性点位置可根据桩的沉降δ (ζ)与桩侧土沉降S(z)相等的条件确定S(z)=S(z)桩的沉降δ (ζ)包含桩的弹性压缩δε(ζ)和和桩的贯入沉降δρ(ζ)。一般情况 下δ6(ζ)可忽略。现介绍一种实用的确定中性点位置的方法，见图8-2，其计算步骤如下单位面积负摩阻力 η=Κοοο ΕΦ(8-12)式中fn-单位面积的负摩阻力；一-有效上覆应力，σ。= Zy^;(8—13) O0Φ _黄土的剪切角；K0-黄土的侧压系数，K。= 一已_，取μ = 0. 40 ；
1-μ
/hO
则
4
Fp-桩周正摩阻力；h0-中性点深度；h1-湿陷性黄土层厚；h2_所有土层厚；γ1-湿陷性黄土层容重。图2，按纯摩擦桩考虑，R = 0，据力学平衡条件有Σ Z = OF+Fn-Fp-R = 0 (8-18)式中F-桩顶竖向荷载；Fn-桩周正摩阻力；Fp-桩周正摩阻力。将(8-16)、(8-17)代入(8-18)得
权利要求
黄土地区桥梁桩基合理埋深的方法，其特征在于，通过下述步骤实现(1)首先进行地质钻探和试验工作，通过实验测试确定桥位处黄土的类型，查阅相关资料获得该地区的土层的物理性质、化学性质以及力学性质。(2)当湿陷系数δS≥0.015时，该黄土为湿陷性黄土；当δS＜0.015时，则为非湿陷性黄土。(3)对于非湿陷性黄土的桩基，按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深。对于非自重湿陷性黄土的桩基，亦可按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深；对于自重湿陷性黄土的桩基，必须考虑桩侧负摩阻力，确定中性点的位置、负摩阻力的影响范围，合理确定桩基埋深。
全文摘要
本发明涉及湿陷性黄土区域桩基埋深的方法，通过下述步骤实现1.首先进行地质钻探和试验工作，通过实验测试确定桥位处黄土的类型，查阅相关资料获得该地区的土层的物理性质、化学性质以及力学性质。2.当湿陷系数δS≥0.015时，该黄土为湿陷性黄土；当δS＜0.015时，则为非湿陷性黄土。3.对于非湿陷性黄土的桩基，按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深；对于非自重湿陷性黄土的桩基，亦可按公路规范中所给的计算方法确定合理桩基埋深；对于自重湿陷性黄土的桩基，必须考虑桩侧负摩阻力，确定中性点的位置、负摩阻力的影响范围，合理确定桩基埋深。
文档编号E02D27/52GK101994320SQ20091002365
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者万振江, 刘俊起, 王峰, 陈长海 申请人:陕西省公路勘察设计院