第３７卷第ｌ０期 ２ ０ １ １年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１１ ・７１・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）１０—００７１—０２ 如何通过计算确定挖孔桩护壁的厚度 高福宁 摘要：针对如何确定挖孔桩护壁的厚度进行了探讨，介绍了相应计算公式，并结合具体实例进行了解说，以期指导今后 施工中挖孔桩护壁厚度的确定，避免造成不必要的浪费。 关键词：挖孔桩，护壁，厚度 中图分类号：ＴＵ４７３．１ 文献标识码：Ａ ｔｇ （４５。一 ／２） ３）对于粘性土，无地下水时： Ｐ＝ＴＨｔｇ２（４５。一￣ｏ／２）一２ｃｔｇ（４５。一 ／２）。 ４）对于粘性土，有地下水时： Ｐ＝ｙＨｔｇ （４５。一 ／２）一２ｃｔｇ（４５。一 ／２）＋ （ｙ—Ｙ ）（Ｈ—ｈ）ｔｇ （４５。一 ／２）＋ｙ （Ｈ—ｈ）。 （日一ｈ）。 １ 概述 在桥梁设计回访中，发现多数施工单位在挖孔桩护壁厚度问 题上，不论孔深孔浅，也不管有无地下水，亦不论孔内土质如何， 多采用２０ ｅｍ厚Ｃ２０混凝土作为护壁，而事实上，挖孔桩所需护 壁的厚度是可以通过计算来确定的，且多数孔桩（在孔上部无动 载或动载较小的情况下）只需几厘米厚的Ｃ２０混凝土作护壁即可 满足要求。施工单位统一按２０ ｅｍ厚Ｃ２０混凝土作护壁，避免造 其中，Ⅳ为孔底土及地下水对护壁的侧压力，Ｎ；Ｐ为孔底土 成不必要的浪费。现笔者将如何通过计算确定护壁厚度的问题 及地下水对护壁的侧压应力，ｋＮ／ｍ ；Ｄ为护壁外径，计算时因ｔ较小，可直接以内径计算，ｅｍ；ｆ为护壁厚度 为混凝土护壁的轴 叙述如下。 ２计算公式 为确保施工安全及施工的一致性，取受力最大处，即地下土 层最深处护壁所受的土压力及地下水的侧压力来计算。 绘制出计算简图见图１。 心抗压强度，ＭＰａ；Ｋ为安全系数，一般取１．６５进行计算；．ｙ为土质 密度，ｋＮ／ｍ ；日为孔底距地面高度，ｒｎ；ｈ为地下水位线距地面高 度，ｒｎ；ｙ 为地下水密度，ｋＮ／ｍ ；妒为土的内摩擦角，（。）；ｃ为土的 粘聚力，ｋＰａ。 ３计算实例 某山区工地最深桩６０ ｍ，根据地质资料可知上部约５７．５ ｍ 为Ｑ，老黄土，下部为砂岩（桩深入岩层约２．５ ｒｎ），无地下水，黄土 密度 ＝２０ ｋＮ／ｍ ， ＝３０。，ｃ＝２０ ｋＰａ，决定采用Ｃ２０混凝土作护 壁，试通过计算确定所需砌筑的护壁厚度。 解：因下部砂岩本身可自稳，不需砌筑护壁，故只砌筑５７．５ ｍ 高的护壁，护壁厚度计算如下： １）计算５７．５ ｍ处土对护壁产生的压应力： ８）立面图 ． 注：（ 护壁；（ 一地下水位线；卜＿护壁厚度 Ｐ＝３＇Ｈｔｇ （４５。一 ／２）一２ｃｔｇ（４５。一 ／２）＝２０ Ｘ５７．５ｔｇ２（４５。一 ３０。／２）一２×２０ｔｇ（４５。一３０。／２）＝３６０．２ ｋＰａ。 ２）护壁厚度计算： Ｐ Ｐ ｔ≥ ×Ｐ×ｏ／２ｆｏ＝１．６５×３６０．２ Ｘ （１８０＋１０）／（２×１０×１０ ）＝５．６ ａｍ。 为了施工操作方便，计算出护壁厚度小于８ ａｍ的，可取８ ａｍ ｂ）平面图 厚度，即按８ ｅｍ Ｃ２０混凝土砌筑护壁。 图１计算简图 ４结语 本文介绍了计算确定护壁厚度的公式，并以实例作了解说， 希望在大家以后的工作中本文能起到一定的借鉴作用。 参考文献： 由图１可得护壁所受土体压力及地下水侧压力： Ｎ＝Ｐ×Ｄ／２。 由力学知识可得，只要满足下式，即可满足要求： ｆｏ×ｔ≥ ×Ｎ：Ｋ×Ｐ×Ｄ／２。 县ｐ：ｔ≥ ×Ｐ×ｏ／２ｆｃ。 ［１］ 江祖铭，王崇礼．公路桥涵设计手册——墩台与基础［Ｍ］． 北京：人民交通出版社，１９９７． 再由土力学可得： ［２］ＪＴＧ Ｄ６０－２００４，公路桥涵设计通用规范［ｓ］． ［３］ＪＴＧ Ｄ６２－２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计 规范［ｓ］． ［４］ＪＴＧ Ｄ６３－２００７，公路桥涵地基与基础设计规范［Ｓ］． ［５］ＪＴＪ ０４１－２０００，公路桥涵施工技术规范［ｓ］． １）对于非粘性土，无地下水时： Ｐ＝ｙＨｔｇ （４５。一 ／２）。 ２）对于非粘性土，有地下水时： Ｐ＝ｙＨｔｇ （４５。一ｇｏ／２）＋（ｙ— ）（日一ｈ） 收稿日期：２０１０—１２－１３ 作者简介：高福宁（１９８３－），男，助理工程师，山西省公路局太原分局勘测设计所，山西太原０３００１２ ・７２・ 第３７卷第１０期 ２ ０ １ １年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１１ 文章编号：１００９－６８２５（２０１ １）１０－００７２—０３ 粗砂密实状态超长群桩承载性能试验分析 李俊伟 张摘涛尹可芳 要：通过超长桩模型试验研究结果分析，研究了超长灌注群桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理，探讨了超长群桩 各桩身轴力、摩阻力分布等问题，得出了一些有实际指导意义的结论。 关键词：群桩基础，超大直径，模型试验，荷载传递机理 中图分类号：ＴＵ４７３．１１ 文献标识码：Ａ １ 概述 自从２０世纪６０年代大直径钻孔灌注桩采用以来，各国工程 技术人员和科研工作者进行了大量的现场足尺试桩的加载测试 ２．３试验内容 试验内容见表１。 表１试验内容 编号 土类 根数 长细比 桩间距 桩长 ｍｍ 工作，积累了大量试验数据和经验，从不同土质及其他条件提出 了多种经验公式，试图解释和弄清桩在土中的工作性状和桩土共 同工作机理。董金荣” 通过四根超长桩的承载力试验研究表明， 承台厚度 承台尺寸 ２０ １００×ｌ００ 单桩１ 粗砂（密实） ｌ ４０ ｌ ７００ 单桩２ 粗砂（密实） 单桩３ 粗砂（密实） １ ｌ ５０ ６０ ２ ｌ０ｏ ２ ５００ ２０ ２０ ｌ００×ｌ００ １００×１００ 超长灌注桩的承载力与施工因素，特别是成桩工艺、成孔时间、泥 浆比重、泥皮厚度、桩底沉渣、桩身强度有密切关系。张雁等ｌ２ 根 据静载试验分析了持力层为残积土、强风化岩及弱风化岩超长桩 的荷载～沉降特性，并指出桩端支撑条件严重影响桩侧各层土的 群桩２ 粗砂（密实） ２ 群桩４ 粗砂（密实） 群桩９ 粗砂（密实） ４ ９ ４０ ４０ ６０ ５０ ３．５ｄ ２．５ｄ ３．５ｄ ３．０ｄ ｌ ７ｏ０ １ ７０ｏ ２ ５ｏ０ ２ １００ ３０ ３０ ３０ ３０ ２４０×ｌｏｏ １８０ ｘ１８Ｏ ３６０×３６０ ４４Ｏｘ４４０ 群桩１６ 粗砂（密实） １６ 侧摩阻力的发挥过程。张忠苗 基于现场静载试验的观测结果， ２．４试验目的 详细研究分析了软土地基中超长大直径嵌岩桩的受力性状。Ｐｏｕ— 模型试验主要探讨以下几方面的内容： ｌｏｓ 指出，无量纲参数长径比Ｌ／Ｄ对单桩的沉降影响比较大。在 １）超长大直径钻孔灌注群桩的荷载传递机理；２）测定超长大 均质土层中，当Ｌ／Ｄ＞５０时，由于持力层的影响而减小的桩基础 直径钻孔灌注群桩各桩身轴力、摩阻力分布；３）测定超长大直径 的沉降不超过４０％，即使持力层比上层土层硬很多（Ｅ ／Ｅ ＝ 钻孔灌注群桩Ｑ—ｓ曲线。 １００）；当Ｅ ／Ｅ ＝４时，这个值仅有１０％。可见长径比Ｌ／Ｄ对桩的 ２．５试验原理 荷载传递性能有较大的影响。 首先，在模型桩侧埋设应变片，用于测量桩身承载力；在承台 ２试验模型及目的 ２．１模型试验槽 上埋设不少于两个百分表，用于测量沉降。通过反力系统，对承 台顶端进行加压。随着桩的沉降，桩身承载力提高，由地面上的 室内模型试验需要有一定规模的试验场地，通常采用模型箱 静态电阻应变仪接收应变片的数据，同时读取桩承台的沉降。或模型槽，装填用于试验用的地基土介质。模型箱的尺寸大小应 ２．６加载方法 实验采用慢速维持荷载法。 使所设置的模型桩或桩基础同模型箱的侧壁和底部的距离满足 内填的地基土介质为半无限体的条件；而对尺寸较大的试验桩或 ３试验结果分析 桩基础，应采用较大直径的试验坑。本试验的模型箱采用现浇钢 ３．１ 模型桩ｐ 曲线分析 筋混凝土制作，其尺寸为：３．０ ｍ×３．０ ｍ×４．３ ｍ（长×宽×高）。 对于群桩，在桩～土相对变位比较大的情况下，Ｑ—ｓ曲线主 ２．２桩材料选择 要分为三部分：第一部分即为弹性变形阶段，在桩顶作用力相对 总结国内外各种桩基模型试验以及在选用桩材料的一些基 较小时，此时的沉降比较小，沉降主要由桩身压缩组成，这一部分 本原则：１）能比较模拟桩土的软硬差别；２）易于加工及设置测试 ｐ—ｓ曲线呈直线型；当桩顶荷载逐渐增大，桩顶位移在每一级荷 元件；经过材料比选后决定采用有机玻璃棒。有机玻璃棒直径为 载下的位移比弹性阶段明显增大（见图１），但是仍不能判定桩发 ４０ ｍｍ，经过实验测定，其弹性模量为Ｅ＝４．２４×１０ ＭＰａ。 生了破坏，这一阶段的沉降主要由桩端沉降和桩身压缩组成，侧摩 Ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｂｒｅａｓｔ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ ｂｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＧＡＯ Ｆｕ－ｎｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｂｒｅａｓｔ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ，ａｎｄ ｍａｋｅｓ ａｎ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃａｓｅｓ．ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｂｒｅａｓｔ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｗａｓｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｉｌｅ，ｂｒｅａｓｔ ｗａｌｌ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ 收稿日期：２０１０－１２－１１ 作者简介：李俊伟（１９８２－），男，助理工程师，惠生工程（中国）有限公司，河南郑州４５００４６ 张涛（１９７９－），男，助理工程师，惠生工程（中国）有限公司，河南郑州４５００４６ 尹可芳（１９８１・），女，讲师，河南建筑职业技术学院，河南郑州４５０００７
