傅鐘華
(綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設計有限公司 621000)
樁基承受的載荷量與嵌巖進入深度有著很大聯(lián)系,橋梁發(fā)生的載荷狀況總體可以分成水平載荷與豎向載荷,其中豎向載荷的主要效果是提升橋梁構造與載荷效益,通過這種情況可以說使用公式開展計算。在基柱的持力層負荷強度過大的狀態(tài)下,樁基進入土中的深度不會產生明顯的效果,水平載荷會對進入土中深度造成印象。
依據(jù)承樁的性質,承載力主要是利用樁端阻力產生的。所以,樁端要具備符合強度的持續(xù)力。很多設計人員認為,應該在承樁內融入全新的基巖,但是這樣會出現(xiàn)巖石強度忽略的情況。若是把巖石根據(jù)強度進行分類,那么可以分成軟質巖與硬質巖等類型。由于巖石的性質不同,所以具有的硬度也存在很大差異。對于部分的硬質巖來說,就算在風化部分硬度也能保持在2OMPa到60MPa的范圍內,因此硬化巖完全可以符合樁基要求。如果風化層超過了5m,在這種情況下在風化層注入巖石是不正確的,不光會提升施工難度,還會增加不必要的浪費。所以,在端承樁的研發(fā)設計過程中,應該重視巖石的硬度,不光要考慮巖石的性質,更要檢查完成程度,在細節(jié)方面出發(fā),才能滿足基樁實際需求。
在巖層與土體普遍過厚的情況下,樁基很大部分都處于土層中,所以覆蓋土分擔了大量的符合與剪力,這樣基底產生的包裹作用就會減少許多,在受力的背景下屬于柔性樁如圖1所示。
圖1 剛性樁以及彈性樁的彎矩構造圖
依據(jù)有關設計規(guī)范指出,樁基內部應力計算主要使用了“m”計算方式,并且利用彈性樁和剛性樁不同的識別方式,在符合進入土中的狀態(tài)下,對基樁的剛性進行計算,彈性計算也使用同樣方法。
其中:α指的是進入土中發(fā)生變形的系數(shù),
b1指的是對樁基計算后得出的寬度,針對單樁而言b1=0.9,D指的是樁徑;
EI指的是比較普通物體剛度,在這種情況下對基樁彈性值進行合理計算,得出EI=0.67ECIC,在算式中,EC指的是樁基彈性數(shù)值。
m指的是地基土中的實際比例數(shù)值,數(shù)值產生過程與基土性質有著很大聯(lián)系,還和地面產生的沖刷線位移有著很大關系;隨意,在覆蓋土層是狀態(tài)下,相關的承載力符合設計規(guī)則,在理論角度來講,基巖表面符合上樁端要求即可;文中想到基巖有很大幾率會發(fā)生傾斜狀況,所以應該設定不同類型的安全模式,在現(xiàn)實的設計過程中,嵌巖深度在一般情況下會控制在1.0D到3.0D的范圍內。
在覆蓋層較薄的基礎上,進行基巖深埋作業(yè)會受到水流沖刷的影響,在這種環(huán)境下所有的嵌巖深度也會隨之變化,受力屬于剛性,實際效果如圖2(b)所示。
通過有關的設計規(guī)范顯示,此種類型的樁基在確定的深度的情況得出公式為:
其中:MH指的是基石上部出現(xiàn)樁身的距離(KN·m);
frk指的是在巖石單軸部分具有的最大抗壓值(KPa);
D指的是基樁設計直徑(m);
β指的是依據(jù)巖石結構,在節(jié)理部分產生的系數(shù);
依據(jù)常規(guī)的施工經驗而言,文中樁基深度大概在3.0D到5.0D的范圍內,本文給出的建議是使用小樁并且取最大值,但是在施工中需要注意產生較大的影響,在不同的作業(yè)情況下也應該進行單獨計算。
表1 數(shù)值計算表
利用表4的有效數(shù)據(jù)分析得出,大量的樁徑有效分布都在5到7倍左右。需要根據(jù)現(xiàn)實情況進行地質勘探,得出地基土的值大概在在5000到10000的范圍內。要先更好的實現(xiàn)在施工作業(yè)中的應用,那么就要保障施工的安全性,在研究出有效的承載力情況下,跨境要保持在50以內,根據(jù)以上元素本文建議實際項目應用要嚴格遵守以下原則:
樁徑不大于1.5m的樁,其2.5/α的值按6D(D為樁徑)控制。當覆蓋層厚度h≤4D時,按剛性樁設計,嵌巖深度取4.0D~5.0D(小樁徑取大值,大樁徑取小值);當覆蓋層厚度4D<h≤6D時,按剛性樁設計,嵌巖深度取3.0D~4.0D(小樁徑取大值,大樁徑取小值);當覆蓋層厚度6D<h≤8D時,按柔性樁設計,嵌巖深度取2.0D~3.0D;當覆蓋層厚度h>8D時,按柔性樁設計,嵌巖深度取1.0D~2.0D。
樁徑大于1.5m的樁,其2.5/α的值按5.5D(D為樁徑)控制。當覆蓋層厚度h≤3.5D時,按剛性樁設計,嵌巖深度取4.0D~5.0D(小樁徑取大值,大樁徑取小值);當覆蓋層厚度3.5<h≤5.5D時,按剛性樁設計,嵌巖深度取3.0D~4.0D(小樁徑取大值,大樁徑取小值);當覆蓋層厚度5.5D<h≤7.5D時,按柔性樁設計,嵌巖深度取2.0D~3.0D;當覆蓋層厚度h>7.5D時,按柔性樁設計,嵌巖深度取1.0D~2.0D。
根據(jù)上文規(guī)則在對嵌巖深度進行有效控制,依據(jù)具有單軸極限性的抗壓性frk=22.5Mpa的現(xiàn)實狀況統(tǒng)計了相關數(shù)據(jù)。當持力層巖石的單軸極限抗壓強度不等于22.5Mpa時,應相應調整嵌巖深度。具體調整方式為:將按上述原則算出的嵌巖深度值,乘以一個調整系數(shù)g,g的值可根據(jù)持力層巖石的單軸極限抗壓強度的不同,由表2中的值內插得出。
表2 剛性樁嵌巖深度調整系數(shù)g 值
根據(jù)上文規(guī)則在確定嵌巖深度的情況下,一定要注重樁長的需求,并且還要符合凌空面的現(xiàn)實安全距離。