挖孔樁受力檢算

1、 有關(guān)田莊車(chē)站挖孔樁問(wèn)題報(bào)告平煤鐵運(yùn)處： 由我公司編制的平煤天宏選煤廠技改工程田莊車(chē)站改造道路改移通道工程架空方案在7月29日原定支撐樁深度均為10m，在鐵運(yùn)處報(bào)批時(shí)工務(wù)科要求挖到15m否則不予報(bào)批。當(dāng)時(shí)考慮到工期緊，挖深也沒(méi)有什么壞處，為通過(guò)方案早點(diǎn)開(kāi)工就在方案上把支撐樁改成了15m，最終獲得批準(zhǔn)。 根據(jù)后來(lái)的地質(zhì)報(bào)告，該區(qū)域內(nèi)地下水位只有6m多高且在地下7.5m到10m之間有2.5m的流砂層,10m以下有3.5m的中砂,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖兩個(gè)試驗(yàn)樁試驗(yàn),都只能挖到軌底向下10.5m左右處,且開(kāi)挖中流沙塌孔嚴(yán)重,開(kāi)挖極其困難,對(duì)路基穩(wěn)定和挖樁施工人員人身安全造成了一定的威脅，無(wú)法繼續(xù)向下開(kāi)挖。椐了

2、解此處地下屬于原來(lái)的古河道，站場(chǎng)股道又多，大面積降水費(fèi)用太大又不現(xiàn)實(shí)，若用鉆機(jī)鉆樁，同時(shí)封鎖多條線路又不可能，為保證線路和行車(chē)安全期間，我公司認(rèn)為支撐樁到達(dá)砂層據(jù)軌底向下10.5m后不能向下再挖，以免發(fā)生危險(xiǎn)。 就現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，我公司組織有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察和討論，并對(duì)挖孔樁樁基受力重新進(jìn)行了檢算和模擬試驗(yàn)。根據(jù)受力計(jì)算結(jié)果和我公司以往在同地質(zhì)條件的施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)田莊車(chē)站地質(zhì)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)兩根試驗(yàn)樁開(kāi)挖取得的資料，我公司認(rèn)為按照2013年7月29日最初報(bào)批的田莊車(chē)站架空方案緊鄰?fù)ǖ纼蓚?cè)的共用樁采用直徑1.5米深度10米的鋼筋砼樁，樁端頭到達(dá)中砂層上承載力就完全可以滿足鋼梁和線路對(duì)穩(wěn)定性的要

3、求,能夠保證行車(chē)安全。 為增加保證保險(xiǎn)系數(shù)，做到萬(wàn)無(wú)一失，我公司要求在線下施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際再做出兩條安全保證措施： 1.取消通道原圖紙基底0.5m厚的片石換填和0.5m厚的素混凝土墊層，改用基底注漿和O.2m厚鋼筋混凝土整體基礎(chǔ)等其它辦法加強(qiáng)地基強(qiáng)度。這樣就把基礎(chǔ)向上抬高了O.8m，10.5m深的樁在通道基底以下的實(shí)際埋深就都大于3.4米。同時(shí)在通道開(kāi)挖時(shí)，先挖到6m的水位線上，然后邊挖邊清底，隨挖隨清隨打0.2米的鋼筋砼基礎(chǔ),施工時(shí)盡量減少機(jī)械對(duì)樁基根部的擾動(dòng)。 2.在樁底10米左右的中砂層上每個(gè)樁向下打8至10根兩米長(zhǎng)的50鋼管，插入中砂層深度1.5米左右，以增強(qiáng)樁基根部的穩(wěn)定性，同時(shí)

4、樁最下面1米左右深度采用4毫米左右的厚鋼護(hù)筒支護(hù)。 中鐵電化局西安鐵路建設(shè)工程有限公司 （蓋章） 年 月 日挖孔樁樁基受力檢算 對(duì)挖孔樁樁基的受力檢算，以下只以主跨共用樁的樁基為例進(jìn)行檢算，因?yàn)橹虚g共用樁受力最大，離涵邊又近，線下挖土對(duì)它的影響較大，只要中間共用樁承載力和穩(wěn)定性能夠滿足要求，其它的樁自然就沒(méi)有問(wèn)題。一、樁基受力組成：在基坑開(kāi)挖及現(xiàn)澆框架施工過(guò)程中，樁基受力主要由火車(chē)活載（按照中-活載標(biāo)準(zhǔn)）、軌枕及I63工字鋼縱梁及3扣軌橫梁自重構(gòu)成。二、列車(chē)活載計(jì)算圖：第一跨受力示意圖第一跨換算成均布荷載示意圖第二跨受力示意圖三、軌道及I63工字鋼縱梁及3扣軌橫梁自重計(jì)算圖：四、沖擊系數(shù)計(jì)算：

5、 (限速45km/h) 五、3片6m長(zhǎng)I63工字鋼扣軌梁一組總重取13.7t、軌道為P50軌枕間距為60cm、單根軌枕重為0.4t. q2=【13.7+（6÷3×5）×0.4】/6+0.12=3.071、查鐵路中-活載的換算均布活載，當(dāng)加載長(zhǎng)度為6m時(shí)，對(duì)應(yīng)的換算均布荷載為166.7KN/m，則列車(chē)活載產(chǎn)生得反力RA1、RB1計(jì)算：RA1=RB1=166.7*6/2=500KN考慮列車(chē)沖擊系數(shù)后（1+u）=1.457后： RB1=RA1=1.457×500 =728.5KN2、I63工字鋼縱梁及軌道產(chǎn)生的支座反力：RA2= RB2=6×3.07

6、÷2=9.21KN考慮列車(chē)沖擊系數(shù)后（1+u）=1.457后： RA2= RB2=1.457×9.21=13.42KN3、第二跨（即主跨D16）對(duì)中樁產(chǎn)生的支座反力：1）列車(chē)活載產(chǎn)生的反力：Rb1= Rc1=92*16.4/2=754.4KN2）D16便梁及軌道產(chǎn)生的支座反力：（245.5+16.4÷3*5*0.4）÷2=128.2KN(其中245.5KN為D16便梁總重，查表可得)由以上計(jì)算可知第二跨對(duì)中樁產(chǎn)生的支座反力為：RB3=882.6KN，考慮列車(chē)沖擊系數(shù)后，RB3=1.457*882.6=1286KN六、樁頂受力計(jì)算：A、B頭各由兩個(gè)支墩受力

7、為： Fa=（RA1+ RA2）÷2=（728.5+12.46）÷2=370.48KN Fb=（RB1+ RB2）÷2+ RB3=（728.5+12.46）÷2+1286=1656.5KN由于采用線上架空作業(yè)，線下現(xiàn)澆施工，線下開(kāi)挖土方后位于框架底以上挖孔樁樁身與周?chē)馏w的接觸面減少，造成摩擦變小，在此暫不考慮樁身周邊的摩擦力。只考慮進(jìn)入框架底以下樁身的摩擦受力及端頭阻力（承載力）。假設(shè)樁身進(jìn)入沙土層深度為h，則扣軌樁身總重：3.14×0.752×h×2.5t/m3=4.42h （t） 七、樁豎向承載力計(jì)算1、容許承載力計(jì)算

8、式：Quk=U×si×qsik×lsi+p×qpk×APqsik ：樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk：極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值si、p 樁側(cè)、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)lsi：第i層土厚度AP：樁端面積 U：樁周長(zhǎng)2、樁基礎(chǔ)直徑為1.5m，以下以1.5m樁徑進(jìn)行，按照樁容許承載力必須大于樁頂所受壓力情況下進(jìn)行樁受力驗(yàn)算。3、qsik =50KPa qpk=1200KPa si=1 p=0.85 lsi=10m （按樁基進(jìn)入粉質(zhì)粘土層10m，樁基共長(zhǎng)10m）AP=1.77m2 U=4.71m樁基承載力計(jì)算：Quk=U×si×qsik

9、5;lsi+p×qpk×AP=4.71×1×50×10+0.85×1200×1.77=4160.4KN4、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)線路情況，將樁基受力情況分以下兩種情況進(jìn)行計(jì)算：1）只考慮火車(chē)單向行駛樁基承載力計(jì)算如下（1.5m）：上部荷載及樁基自身總重為：F=1656.5+4.42×10×10=1546KN由上述Quk=4160.4 KNF=1546KN可知，樁基進(jìn)入粉質(zhì)粘土h=10m時(shí)，端頭到達(dá)砂層上時(shí)滿足承載力要求，即單個(gè)挖孔樁總長(zhǎng)為10m。2）考慮到火車(chē)雙向行駛時(shí)，樁基承載力計(jì)算如下（1.5m）：F=1656.5

10、*2+4.42×10×10=2650KN由上述Quk=4160.4 KNF=2650KN可知，樁基進(jìn)入粉質(zhì)粘土h=10m端頭到達(dá)砂層上時(shí)，在火車(chē)雙向同時(shí)通過(guò)時(shí)，滿足承載力要求，挖孔樁總長(zhǎng)為10m。八、樁基偏心受壓正截面強(qiáng)度和穩(wěn)定檢算8.1、計(jì)算強(qiáng)度時(shí)：NjARja/m=Ny18.2、計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)：NjARja/m=Ny2-縱向力偏心矩影響系數(shù) Nj=soslQe0縱向力偏心矩 y截面重心至偏心方向截面邊緣距離 m 材料安全系數(shù) w在彎曲平面內(nèi)截面的回轉(zhuǎn)半徑 m截面形狀系數(shù) Nj=縱向力 so結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 荷載組合系數(shù) sl荷載安全系數(shù) Q荷載在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的效應(yīng) Rja材料

11、的極限抗壓強(qiáng)度 -縱向彎曲系數(shù) 由前樁基承載力計(jì)算可知，在列車(chē)通過(guò)時(shí)，中樁受列車(chē)活載最大，且單向行駛時(shí)樁基承受的偏載壓力最大，因此取該偏載情況下進(jìn)行檢算，如下圖所示： 8.3、樁基強(qiáng)度檢算： e0=0.33 y=0.581 m=2.5 w=2.6 由上可計(jì)算出=0.74各參數(shù)取值：A=3.14×0.6×0.6÷2=0.57 Rja=16.7×106N/m2 m=1.54Ny1=ARja/m=0.74×0.57×16.7×106÷1.54=4.57×106N各參數(shù)取值：so=1 sl=1.2 Q=1.657×106N =1Nj=soslQ=1.2×1.657×106N×1×1=1.99×106N由Ny1=4.57×106NNj= 1.99×106N可知，樁基承載力符合要求。8.4、樁基穩(wěn)定性檢算縱向彎曲系數(shù)=0.99Ny2=ARja/m=0.99×0.74×0.57×16.7×106÷1.54=4.52×106N由Ny2=4.52×106NNj= 1.99×106N可知，樁基穩(wěn)定性符合要求。