卫星灌区干渠桥桩抗冻拔稳定和强度验算分析

王志远，夏凤兰

(1.黑龙江省中部引嫩工程管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

卫星灌区干渠桥桩抗冻拔稳定和强度验算分析

王志远1，夏凤兰2

(1.黑龙江省中部引嫩工程管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

讷谟尔河卫星干渠共设交通桥6座，桩号为4+489、5+257、5+465、6+643、11+785、12+400。交通桥基础采用钻孔灌注桩，盖梁为双悬臂梁，桥面板为整体式简支板，桥上设人行桥、混凝土栏杆，桥面两端设挡土板，桥两侧引道与原路面连接。文章对干渠桥进行抗冻拔稳定和强度验算，保证工程安全。

灌注桩桥；桩基础；抗冻拔稳定；基础承载力

1 工程布置

讷谟尔河卫星干渠共设交通桥6座，桩号为4+489、5+257、5+465、6+643、11+785、12+400。交通桥基础采用钻孔灌注桩，盖梁为双悬臂梁，桥面板为整体式简支板，桥上设人行桥、混凝土栏杆，桥面两端设挡土板，桥两侧引道与原路面连接。桥跨径4+489为3×8.0m，其他为2×6.5m。

桥梁结构

1)桩：桥桩为钻孔灌注桩，台柱深20m，墩柱深21m，桩径0.8m。

2)盖梁：盖梁为双悬臂梁，盖梁断面为0.9×0.9m。

3)桥面及铺装：桥面板为现浇钢筋混凝土整体式简支板，板厚为0.36m，人行道板宽0.75m，厚0.28m，每块桥面板设2个排水孔，孔径为40mm，铺装层厚度为0.035-0.07m，桥面坡度为1%，铺装层为与桥面相同的混凝土结构。桥面与盖梁之间铺1cm厚油毡纸，桥面之间设伸缩缝，缝间填2cm厚沥青木板。

4)挡土板：挡土板为L型结构，宽度与桥面板同宽，深2.0m，厚度为0.3m，设锚固钢筋与盖梁相连。

5)引道：引道坡比为3%，引道路面结构与原路面相同。

6)防冻措施：桩柱在填土高度2.4m、柱周围0.5m范围内回填中粗砂，挡土板外侧、下面水撼砂，盖梁下面与沟坡之间留空隙，避免桩柱、挡土板冻拔。

2 灌注桩桥桩基础抗冻拔稳定计算

计算采用《水工建筑物抗冰冻设计规范》(SL211—2006)规定的方法进行计算。

2.1 设计冻深

Zd=ψdψwZm

(1)

式中：Zm为实测历年最大冻深，Zm=2.30m；ψd为日照及遮荫程度影响系数；ψd=α+(1-α)ψi；α取0.79，ψi取1.05，ψd=0.79+(1-0.79)×1.05=1.01；ψω为地下水影响系数。

β取0.79，Zwo=3.0，Zwi=2.0，Zd=2.18m

2.2 基础所受的总切向冻胀力标准值

Tτ=ψeψrτtUZd

(2)

式中：Tτ为总切向冻胀力，kN；τt为单位切向冻胀力，kPa；U为冻土层内基础横截面周长，m；Zd为基侧土的设计冻深，m；ψe为有效冻深系数；ψr为冻层内桩壁糙度系数。

2.3 桩基础的抗冻拔稳定安全系数Kd

(3)

式中：Kd为桩基础抗冻拔稳定安全系数，其最小安全系数值应≥1.1；P为作用于桩顶的恒载，kN；G为桩自重，kN；Fs为冻层以下基础与暖土之间的总摩阻力，kN；Tτ为总切向冻胀力，kN[1]。

2.4 基础侧壁与暖土之间的总摩阻力

Fs=0.4∑(fsiZiUi)

(4)

式中：Fs为冻层以下基础与暖土之间的总摩阻力，kN；fsi为冻结层以下基础侧壁与各层暖土之间的单位极限摩阻力，kPa；Zi为冻结层以下基础侧壁与各层暖土间的接触长度，m；Ui为冻结层以下各暖土层范围内基础截面的平均周长，m。计算结果见表1。

3 灌注桩桥桩基础承载力计算

计算采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)规定的方法进行计算。

单桩轴向受压承载力容许值

(5)

式中：[Ra]为单桩轴向受压承载力容许值，kN；u为桩身周长，m；Ap为桩端截面面积，m2；n为土的层数；li为承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度，m；qik为与li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值，kPa；qr为桩端处土的承载力容许值，kPa[3]。

计算各桩直径均为0.8m，桩身周长u=2.51m，桩端截面面积Ap=0.5m2。

计算结果见表1。

表1 计算结果统计表

[1]嘉晓辉，郑春溪，石明宇.尼尔基内蒙古灌区生产桥桩基础埋置深度确定[J].内蒙古水利，2015(01)：55.

[2]王海鹏，单炜，王平，等.季冻区摩擦单桩承载能力计算分析[J].长安大学学报：自然科学版，2011(02)：52-56.

1007-7596(2016)11-0073-02

2016-10-16

王志远(1967-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，工程师；夏凤兰(1972-)，女，黑龙江省齐齐哈尔人，工程师。

U443.15

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