咬合樁設(shè)計計算相關(guān)內(nèi)容的調(diào)研分析.

1、咬合樁設(shè)計計算相關(guān)內(nèi)容的調(diào)研分析作者簡介:解廷龍（1977.1,男（漢族,籍貫江蘇建湖 ,多年從事工程施工管理工作摘要 :目前 ,鉆孔咬合樁在我國越來越多地得到應(yīng)用 ,前國內(nèi)現(xiàn)在咬合樁技術(shù)的研 究主要針對施工技術(shù)進(jìn)行研究 ,針對咬合樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法的研究較少 ,關(guān)于咬 合樁的設(shè)計計算 ,國內(nèi)目前尚未有統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范可供參考。本文主要按現(xiàn)有關(guān)于 基坑工程的國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)排樁或地下連續(xù)墻的設(shè)計計算方法進(jìn) 行,對咬合樁設(shè)計計算、設(shè)計理論和方法進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞 :咬合樁設(shè)計計算內(nèi)容調(diào)研分析關(guān)于咬合樁的設(shè)計計算 ,國內(nèi)目前尚未有統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范可供參考 ,主要按現(xiàn)有 關(guān)于基坑工程的國

2、標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)排樁或地下連續(xù)墻的設(shè)計計算方 法進(jìn)行。1.咬合樁設(shè)計計算的內(nèi)容、流程、研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、存在問題1.1 咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（1 咬合樁結(jié)構(gòu)形式選擇咬合樁的鉆孔深度可深可淺 ,平面布置形式靈活 ,且兩種類型的 a、b 樁可以根據(jù) 基坑開挖深度、場地的水文地質(zhì)情況、是否作為永久結(jié)構(gòu)一部分等條件進(jìn)行選擇 , 比如兩種樁可以是鋼筋混凝土樁和素混凝土樁的搭配 ,也可以是圓形鋼筋籠樁和矩 形鋼筋籠樁搭配 ,還有圓形鋼筋籠樁和型鋼加勁樁的搭配 ,或者圓形鋼筋籠樁和水泥 土攪拌樁搭配 ,國外還有鋼筋混凝土樁和混合材樁搭配使用的情況。圖 1 給出了咬合樁常見的搭配形式。圖 1 常見

3、咬合樁結(jié)構(gòu)形式（2 咬合樁設(shè)計計算方法目前國內(nèi)使用較多的是鋼筋混凝土樁和素混凝土樁搭配形成的咬合樁（簡稱葷素搭配咬合樁 ,因此 ,下面主要討論該種類型咬合樁的設(shè)計計算情況。由于咬合樁是樁與樁相互咬合 ,形成墻體 ,共同承擔(dān)止水和擋土作用 ,剛度較大 ,變 形小,一般將其作為主體結(jié)構(gòu)或主體結(jié)構(gòu)的一部分設(shè)計和使用。咬合樁作為擋土結(jié) 構(gòu) ,其破壞形式主要有兩種 :基坑的失穩(wěn)破壞或者葷素樁出現(xiàn)彎曲斷裂破壞 ,通過計 算可確定樁的相關(guān)參數(shù) （樁長、樁徑、配筋 ;樁與樁咬合面部分混凝土拉裂或者剪 切破壞 ,通過咬合面強(qiáng)度驗算可以確定咬合量。目前咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要考慮的設(shè)計參數(shù)主要有 :樁的入土深度、樁徑、

4、咬合 量及截面配筋量。 咬合厚度設(shè)計目前國內(nèi)有兩種處理方法 ,分別介紹如下 :方法 1:相鄰樁之間的咬合厚度 d 根據(jù)樁長來選取 ,樁越短咬合厚度越小 （但最小 不宜小于 100mm,樁越長咬合厚度越大 ,按下式進(jìn)行計算 :d=2（kl+q 100mm式中 l樁長,k樁的垂直度 ,q 孔口定位誤差容許值 ,d鉆孔咬合樁的設(shè)計咬合厚度方法 2:按兩步進(jìn)行 :第一步 ,根據(jù)咬合樁垂直度確定鉆孔咬合樁最大偏差量 ;第二 步 ,根據(jù)破壞機(jī)理推算咬合樁基準(zhǔn)咬合量 ,最終的咬合量為根據(jù)咬合樁的垂直度確定 的咬合量與咬合面破壞機(jī)理確定的基準(zhǔn)咬合量之和。 咬合時間設(shè)計咬合時間設(shè)計主要是計算出工程混凝土緩凝時間

5、 ,確保咬合質(zhì)量。素樁所用混 凝土緩凝時間應(yīng)根據(jù)單樁成樁時間來確定。素樁（b樁混凝土的緩凝時間 ,可根據(jù)下式進(jìn)行計算 :t=2tb+ta+k 為施工方便起見 , 簡化為式 t=3t+k,式中:t b樁混凝土的緩凝時間 （初凝時間;k 儲備時間,一般取 12 小時;t 單樁成樁所需時間 ;taa樁成樁所需時間 ;tbb樁成樁所需時間。其中 ,單 樁成樁時間又與地質(zhì)條件、樁長、樁徑和鉆機(jī)能力等直接有關(guān)。咬合時間設(shè)計還應(yīng) 考慮,混凝土坍落度 :140180mm;混凝土 3d強(qiáng)度值 r3d 不大于 3mpa。 咬合樁剛度計算及截面設(shè)計鉆孔咬合樁設(shè)計雖由單個樁體并成 ,實際最終形成連續(xù)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)。故受

6、力 形式與壁式地下墻是類似的。素樁與葷樁的咬合等效于采取構(gòu)造加強(qiáng)措施,提高了整體剛度 ,使其受力模式與壁式地下連續(xù)墻相近似 ,從而在具體計算中使可將樁墻按 抗彎剛度相等原則等價為一定厚度的壁式地下墻進(jìn)行內(nèi)力分析,即沿縱向取一個咬合樁標(biāo)準(zhǔn)段長度按彈性地基梁計算 ,按照基坑開挖階段、地下結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯施工階段 和使用階段等工況進(jìn)行內(nèi)力計算。作為擋土結(jié)構(gòu) ,開挖階段計算時必須計入結(jié)構(gòu)先期位移值以及支撐的變形 ,按照“先變形 ,后支撐的原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析1 計算等剛度壁式地下墻計算厚度 h,設(shè)鉆孔樁樁徑為 d,樁凈距為 t,見圖 2則單根樁應(yīng)等價為 d + t的壁式地下墻 ,令等價后的地下墻厚為 h,按二者

7、剛度相 等的原則可得下式 :圖 2 咬合樁與等剛度地下連續(xù)墻厚度折算2 按厚度為 h 的壁式地下墻計算出每延米墻之內(nèi)力 mw, qw 及位移 uw;3 換算得相應(yīng)單樁的內(nèi)力 m p、 q p、 up:2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀鉆孔咬合樁在國外得到廣泛應(yīng)用 ,日本、美國、泰國和歐洲都有咬合樁的成功 實例,文獻(xiàn)資料多集中于咬合樁的工藝介紹和基坑監(jiān)測成果分析、基坑變形控制和 變形數(shù)值計算方面等 ,即研究咬合樁對周圍環(huán)境的影響。應(yīng)用領(lǐng)域也涉及到水利、 地鐵、建筑等工程 ,咬合樁的作用也主要是防滲、擋土、承重。咬合樁在國內(nèi)的應(yīng)用尚處于起步階段 ,雖然國內(nèi)學(xué)者對咬合樁的研究有了不少 成果 ,對今后咬合樁的推廣有

8、貢獻(xiàn) ,但是基本上集中在超緩混凝土 ,施工的關(guān)鍵因素與 事故樁的處理 ,也有部分學(xué)者進(jìn)行了模型試驗。但對于咬合樁復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計的國內(nèi)研究并不深入,仍未有統(tǒng)一的國家設(shè)計施工規(guī)范、施工工藝和施工驗收標(biāo)準(zhǔn)。實踐證明 ,在一定的地質(zhì)條件及環(huán)境條件下應(yīng)用鉆孔咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu) ,在技術(shù)上 可行 ,在經(jīng)濟(jì)上比地下連續(xù)墻方案及鉆孔樁 +止水帷幕方案有較大優(yōu)勢 ;國內(nèi)文獻(xiàn)說 明 :在杭州地區(qū)咬合樁施工中 ,在同等地質(zhì)條件下 ,工程造價比人工挖孔樁降低 20%左 右,比地下連續(xù)墻降低 41%。同時 ,鉆孔咬合樁施工對周圍環(huán)境的影響以及咬合樁實 際使用效果也不清楚 ,這方面的研究在國內(nèi)還較少。參考文獻(xiàn) :1周順華;我國城市軌道交通