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首页复合桩基闸首底板内力计算新方法:应力沉降分解与地基梁法
"PHC刚性管桩基础上的闸首底板内力计算方法 (2014年)" 本文主要探讨了在复合桩基上闸首底板内力的简化计算方法,特别关注了如何合理解决这个问题。作者首先分析了复合桩基的沉降机理,提出了一种基于应力与沉降分解法的计算模型。在这个模型中,他们给出了桩与桩、桩与土、土与桩以及土与土之间沉陷系数的计算公式。同时,结合并列铰接地基梁法,考虑了桩、土和结构三者的共同作用。 通过具体的实例——高石碑船闸工程,作者对比了查表法和所提出的计算程序,验证了其可靠性和准确性。研究结果显示,该模型计算出的桩土分担比与有限元分析结果相近,具有较高的计算精度,能满足结构简化分析的需求。此外,模型能够准确反映出基桩数量、间距和长度不规则等因素对底板沉降和内力的具体影响。 文章进一步探讨了不同工况下底板单宽弯矩、沉降和地基反力的变化规律。在运营期间与完建期的比较中发现,地基通常处于回弹状态,底板弯矩增量存在正负值。这一现象意味着可以通过优化底板宽缝封闭前边墩浇筑高程和回填土高程,使运营期间的正负弯矩趋于平衡,从而提高结构的稳定性。 关键词包括:船闸、复合桩基、分层地基模型、应力与沉降分解法以及并列铰接地基梁法。这些关键词涵盖了工程设计中地基处理的关键技术和理论,对于理解船闸工程中的地基处理和结构计算具有重要参考价值。 该论文提供了一种实用的计算方法,适用于处理PHC刚性管桩基础上的闸首底板内力问题,对于解决软土地基条件下的结构设计挑战提供了科学依据和技术支持。通过深入研究和实际案例验证,该方法能够有效指导工程实践,提高船闸结构的安全性和经济性。
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第
35
卷第
1
期
2014
年
2
A
水道埠。
Journal
of
Waterway
and
Harbor
PHC
刚性管桩基础上的闹首底板内力计算方法
孙保虎何良德
2
,
3
何英发
3
周俊波1,
i~t
红
l
Vo
1.3
5 No.l
Feb. 2014
(1.湖北省交通规划设计院,武汉
430051
;2.
河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验
室,南京
210098;3.
河海大学港口海岸与近海工程学院,南京
210098)
摘
要:为了合理解决复合桩基上的闸首底板内力简化计算问题,分析复合桩基沉降机理,基于应力与沉
降分解法给出桩与桩、桩与土、土与桩和土与土的沉陷系数计算式,结合并列佼接地基梁法建立考虑桩
土一结构共同作用的计算模型。依托高石碑船闸工程实例,通过与查表法的对比验证计算程序的可靠性,
研究在不同工况时底板单宽弯矩、沉阵、地基反力的变化规律。结果表明,该模型计算的桩土分担比与有
限元分析结果接近,计算精度可以满足结构简化分析的需要,能合理反映基桩的根数、以及间距与桩长不
规则等因素对底板沉降和内力的影响。运营期相对于完建期而言,地基均处于回弹状态、底板弯矩增量有
正负值,可优化调整底板宽缝封闭前边墩浇筑高程、回填土高程,使得运营期出现的正负弯矩接近相等。
关键词:船闸;复合桩基;分层地基模型;应力与沉降分解法;并列货接地基梁法
中图分类号
:U
641;0
242.1
文献标识码
A
文章编号
:1005-8443(2014)01-0073-08
在船闸工程中,当天然地基不能满足承载力、稳定性和沉降要求时,应进行地基处理。土基应根据土层分
布、土质和使用要求,选用垫层、水泥搅拌桩、粉煤灰碎石桩、桩基、压力灌浆、高压喷射注浆、强旁等地基处理
方法[
1J
。一般经验认为,软土地基厚度小于
15
m
时优先采用水泥搅拌桩处理口气软土较深厚且承载力要求
高时,宜采用钻孔灌注桩处理
[3];
软土埋深小于
20
m
,易于预制桩施工时,可采用预应力管桩处理[
4J
。
周峰等
[5
J
将地基基础形式划分为纯地基、复合地基、复合桩基、桩基等几类。复合地基的共同作用关系
是:基础一垫层一加固体(同。性桩)+桩间土,设计理念是通过垫层的调整作用,充分发挥地基土的承载作用,
地基承载力不足的部分由加固体承担。复合桩基的共同作用关系是:基础一刚性桩+桩间土,刚性桩是基础的
→部分,设计理念是将桩的承载力发挥到极限,再由桩间土来承担一部分荷载。在刚性桩与基础之间是否设
置垫层决定了两种地基基础形式的桩土分担特性,船闸闸首、闸室底板是刚性结构,将刚性桩直接与底板连
接形成复合桩基,可以提高地基承载力,减小基础沉降,同时可以提高分离式结构、或分离式施工结构的抗滑
稳定性
[4
J
。
船闸闸首、闸室设计时,通常根据压缩层厚度将天然地基、复合地基折算成均质地基,采用文克尔地基、
平面半无限地基或平面有限深地基等模型[
6J
进行底板内力计算。在文献
[7J
中提出的分层地基模型适用于
非均质地基,可以提高计算精度。压缩层厚度与梁长之比
H/
l>
3.0
时,该法与无限深地基模型结果差异小于
lO
%o
H/
1
<0.1
时,与文克尔地基模型结果差异小于
10%
。
复合桩基在船闸工程中应用研究较少,通常忽略桩间土承载作用,把复合桩基简化为纯桩基结构,参照
干船坞设计规范[
8
J
确定基床系数,采用文克尔地基模型查表计算。
对于桩基础沉降计算,应力与沉降分解法用基于
Geddes
应力解的分层总和法计算基桩分担荷载产生的
沉降
Sp
,
用基于
Boussinesq
应力解的分层总和法计算桩间土分担荷载产生的沉降丘,将两者之和作为地基的
总沉降。胡庆兴
[9
J
结合两个实际工程计算,验证了应力与沉降分解法的合理性。
收稿日期
:2012-12
一
17;
修回日期
:2013
一
10
一
08
作者简介:孙保虎(1
980-)
,男,湖北省人,工程师,主要从事港口与航道工程设计研究工作。
Biography:
SUN
Bao
七
u(
1980-) ,
male
,enginee
r.
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weixin_38538950
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