m法在计算单桩基础桩顶水平位移中的应用

郝晓敏

摘要：文章以道路灯杆为例，介绍了m法在计算单桩基础桩顶水平位移的应用，并且通过采取不同m值土回填的比较，得出道路灯杆单桩基础施工回填时，回填土m值越大桩顶水平位移越小的结论，为其他构筑物的单桩基础抗倾覆设计及施工回填提供了一定参考依据。

关键词：单桩基础；m法；桩顶水平位移；道路灯杆；回填土 文獻标识码：A

中图分类号：TU473 文章编号：1009-2374（2017）04-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.062

1 概述

“十二五”期间城市照明行业在改善城市人居环境质量，加快城市照明建设步伐等方面做了大量工作。根据中国市政工程协会城市照明专业委员会对1065个城市照明管理单位普查统计数据，城市道路照明主干道亮灯率在98%以上，次干道、支路亮灯率在96%以上，装灯普及率已达95%以上，切实改善了城市人居环境质量，提高了城市公用服务管理水平。

2 道路灯杆基础形式

道路照明灯杆基础的设计重点为抵抗风荷载形成的倾覆弯矩，基础形式主要有自重式钢筋混凝土基础和单桩基础两种形式。因为有施工方便快速、不受季节性施工影响、能多次重复利用等多项优点，单桩基础在实际工程中使用越来越多。本文重点介绍m法如何计算单桩基础桩顶水平位移及不同m值土回填对桩顶水平位移的影响，并以此为依据进行基础的抗倾覆设计。

3 m法计算单桩基础桩顶水平位移

以某工程8m高度单悬臂灯杆采用的单桩基础为例。

该工程所在地区50年基本风压为0.4kN/m2，灯头及悬臂段面积和为0.5m2，灯杆立柱直径平均为0.1m。灯杆属于对风荷载比较敏感的高耸结构，计算风荷载标准值为1.37kN/m2。单桩基础桩径为0.43m，长度2m，采用C30。

3.1 当采用m=2000kN/m4的杂填土时

桩顶处桩的变形系数=0.552

根据=1.2，从P.0.8选用Ai、Bi、Ci、Di参数。

得出单位水平力=1N作用时，在地面处水平位移 m

单位弯矩力=1N·m作用时，在地面处水平位移 m

地面处桩顶水平位移=0.0146m

3.2 当采用m=6500kN/m4的可塑黏性土、粉砂、稍密粉土时

桩顶处桩的变形系数=0.699

根据=1.5，从P.0.8选用Ai、Bi、Ci、Di参数。

得出单位水平力=1N作用时，在地面处水平位移 m

单位弯矩力=1N·m作用时，在地面处水平位移 m

地面处桩顶水平位移=0.0047m

3.3 当采用m=12000kN/m4的硬塑性粘土、细砂、中砂，中密粉土时

桩顶处桩的变形系数=0.790

根据=1.7，从P.0.8选用Ai、Bi、Ci、Di参数。

得出单位水平力=1N作用时，在地面处水平位移 m

单位弯矩力=1N·m作用时，在地面处水平位移 m

地面处桩顶水平位移 =0.0026m

当桩顶水平位移小于6mm时，认为单桩基础不会倾覆。

4 m法取值不同对桩顶水平位移的影响

由以上工程实例可见，当荷载、单桩基础等参数一致时，回填不同的m值的回填土，计算出的桩顶水平位移不一致，且m值越高，桩顶水平位移越小。当单桩基础的桩顶水平位移在规范限值范围内时，可认为该基础安全抵抗倾覆弯矩。

5 结语

通过以上计算分析及比较，可以看出，道路灯杆单桩基础可以采用m法计算地面处桩顶水平位移，并且作为单桩基础抗倾覆计算的依据；以道路灯杆基础为点，以点扩线，以此类推，高耸式构筑物如使用越来越多的大型广告牌单桩基础抗倾覆计算同样可以采用该方法实现；该类单桩基础施工时，要采用m值较高的回填土进行回填。

m法同样可以计算桩不同深度处的内力值，从而指导桩强度配筋，在此不再介绍。

参考文献

[1] 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）[S].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

（责任编辑：小 燕）