中外标准体系下桩基侧摩阻力计算方法对比分析.pdf
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1、 中外标准体系下桩基侧摩阻力计算方法对比分析 尚 涛1,李晓辉2(1.中国路桥工程有限责任公司,北京 100011;2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300220)摘要:本文以实际工程的桥梁勘察设计为例,在介绍欧、美、中三种标准体系下桩基侧摩阻力计算方法流程的基础上,分别采用欧标体系下的旁压测试方法、美标体系下标准贯入和室内试验方法及中标体系下标准贯入和室内试验方法对桩基侧摩阻力进行了计算。通过不同体系下桩基侧摩阻力计算的对比分析,为以后在欧、美规范的执行国别实施类似桥梁项目提供借鉴。关键词:桩基;侧摩阻力;标准体系;勘察设计;计算;研究 中图分类号:TU473.1+2 文献标识码
2、:A 文章编号:1004-9592(2023)04-0046-04 DOI:10.16403/ki.ggjs20230410 Comparative Analysis for Calculation Methods of Pile Foundation Lateral Friction under Chinese and Foreign Standard Shang Tao1,Li Xiaohui2(1.China Road and Bridge Corporation,Beijing 100011,China;2.CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,
3、Tianjin 300220,China)Abstract:In actual bridge survey and design projects,based on the introduction to the related calculation methods specified in European,American and Chinese standards,pile foundation lateral friction is calculated by using the lateral pressure test method in European standard,SP
4、T and laboratory test methods in American standard and Chinese standard respectively.The comparative analysis result can provide a reference for similar bridge projects executed in the countries where European or American standards apply.Key words:pile foundation;lateral friction;standard system;sur
5、vey and design;calculate;study 引引 言言 桩基侧摩阻力是桩顶受压之后桩侧表面发生的岩土阻力,是桥梁桩基计算时的重要指标,在垂直荷载作用下桩身各土层的极限摩阻力计算过程比较复杂1。该指标的获得,有时是根据原位测试手段来测试和计算获得,有时是通过取样试验获得岩土层的关键指标、进而计算或查表获得,方法不尽相同。本文以非洲某桥梁设计为例,采用欧、美、中三种标准体系中的不同方法,得出了桩基侧摩阻力,并进行了对比,研究了不同规范体系下桩基侧摩阻力计算方法及其特点。1 各标准体系下桩基侧摩阻力的计算方法各标准体系下桩基侧摩阻力的计算方法 针对不同的岩土层,欧、美、中规范标准体
6、系中给出了不同的侧摩阻力计算方法,依托的手段也各有侧重。1.1 欧标体系下桩基侧摩阻力计算方法欧标体系下桩基侧摩阻力计算方法 对于勘察工作布置和岩土计算,欧洲规范在收稿日期:2021-12-01 作者简介:尚涛(1983-),男,硕士,高级工程师,主要从事中外公路、港口勘察设计研究工作。46Port,Waterway and Offshore Engineering 资料性附录中给出了较详细的设计指导2。欧标采用的原位测试手段中,旁压测试(PMT)是最经常使用的手段之一,旁压测试是利用仪器量测孔周和岩土体的径向压力与变形关系3,以取得岩土体力学、变形性质指标的原位测试方法。旁压试验在国内及美国
7、应用并不广泛,但广泛用于欧盟地区4。根据梅纳德旁压测试结果计算桩基侧摩阻力,计算公式如下5:isiszqPQ (1)式中:P 为桩周长;Zi为地层 i的厚度;qsi为单位桩基侧摩阻力,根据表 1 中给出的地层 i结合桩基类型,按图 1选取。表表 1 单位侧摩阻力的设计曲线选择单位侧摩阻力的设计曲线选择 黏土及粉士 砂砾石 泥灰岩土体类型 A B C A B C A B 风化岩无护壁 1 1/2 1/2 3 4/56泥浆护壁 1 1/2 1/21 1/2 2/3 3 4/56临时套管 1 1/2 1/21 1/2 2/3 3 4 钻孔灌注桩 永久套管 1 1 1 1 1 2 2 3 挖孔灌注桩
8、1 2 3 4 5 6封闭钢管 1 2 2 2 2 3 3 4 4预制混凝土 1 2 2 3 3 3 3 4 4挤土桩 沉管灌注 1 2 2 2 2 3 3 4 低压 1 2 2 3 3 3 5 5 压浆桩 高压 1 4 5 5 5 6 6 6 7 图图 1 轴向加载桩的单位桩基侧摩阻力轴向加载桩的单位桩基侧摩阻力 旁压试验适用于各种土层、风化岩和软岩,对一些难以取样的半成岩同样使用6,但不适用于饱和软黏土。1.2 美标体系下桩基侧摩阻力计算方法美标体系下桩基侧摩阻力计算方法 美标在无粘性土层中基本按照标准贯入和静力触探试验进行原位测试并计算侧摩阻力,与中标不同的是要对标贯成果进行修正;在粘性
9、土层中根据不排水剪切强度采用法来计算确定侧摩阻力7。sq(ksf)可取为:usSq (2)式中:5.2/5.1),5.1/(1.055.05.1/,55.0auauaupSpSpS Su为不排水剪切强度(ksf);为 粘结因子(dim);Pa为 大气压力(=2.12 ksf);对于无粘性土,采用法确定无粘性土中的桩基侧摩阻力必须按下式计算:2.125.0,0.4vsq (3)其中,对于砂土:15,15)135.05.1(15,135.05.1606060NzNNz 式中:v为土层中间深度的竖向有效应力(ksf);为荷载传递系数(dim);Z为地表至地下土层中间处的深度(ft);N60为通过能量
10、损失修正的标准贯入试验锤击数8(见公式4)(blows/ft):60.0)(06.00.26075.0NCCCENzRSBm (4)式中:N60为考虑60%能量效率的修正值;Em为落锤效率因子;CB为钻孔直径校正因子;CS为取样方式校正因子;CR为杆长校正因子;N为野外测试的原始击数。1.3 中标体系下桩基侧摩阻力计算方法中标体系下桩基侧摩阻力计算方法 中标的侧摩阻力计算属于经验法,建设类基础规范要求的工作流程是首先采用原位测试或室内试验方法获得岩土体参数,例如砂土的密实47 度、粘性土的液性指数等,之后通过查表法结合工程师判断来确定各土层侧摩阻力标准值,最后进行承载力计算9。另外国内大直径灌
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