考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法技术

本发明专利技术涉及土木工程桥梁桩基的承载力计算领域，尤其涉及考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法，包括以下步骤：步骤1)，分别计算考虑竖向承载力、桩身稳定性要求和全寿命周期溶洞溶蚀量时的桩基嵌岩深度；步骤2)，对比考虑竖向承载力、桩身稳定性要求和全寿命周期溶洞溶蚀量时的桩基嵌岩深度，取最大值作为设计值。本发明专利技术采用的考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法能动态考虑桥梁桩基嵌岩深度取值受溶洞溶蚀的影响，为岩溶区公路桥梁桩基设计计算提供参考依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法


[0001]本专利技术涉及土木工程桥梁桩基的承载力计算的领域，具体为考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法。

技术介绍

[0002]岩溶发育区桥梁桩基受桩身及下伏溶洞影响，其承载特性和各参数取值与常规环境桥梁桩基础差异较大且较为复杂。常规环境的桥梁桩基础设计计算已有较完善的方法，但均未考虑岩溶环境对桩基受力及承载特性的影响。目前，岩溶发育区桥梁桩基设计计算方法及参数取值仍不明确，因此，探究岩溶发育区桥梁桩基的设计计算方法及参数取值十分重要。
[0003]岩溶发育区桥梁桩基所穿过溶洞及下伏溶洞，由于在桥梁全寿命内受地下水和矿物质等的影响，溶洞会逐渐溶蚀，导致桩基受力受到较大影响，现行规范和计算方法在确定桩基嵌岩深度时，只考虑岩溶桩基短期内竖向承载力和稳定性，未考虑全寿命周期内桩基周边介质的动态发展，这对桥梁在运营期间的安全带来不利影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法，可以动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，分别计算考虑竖向承载力、桩身稳定性要求和全寿命周期溶洞溶蚀量时的桩基嵌岩深度；步骤2)，对比考虑竖向承载力、桩身稳定性要求和全寿命周期溶洞溶蚀量时的桩基嵌岩深度，取最大值作为设计值。2.根据权利要求1所述的考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法，其特征在于，在步骤1)中，考虑竖向承载力时，桩基的嵌岩深度计算方法如下：(1)当岩溶区钻孔或挖孔灌注桩穿过溶洞时，桩基嵌岩深度h
r
按下列公式计算：式中：[R
a
]—单桩轴向受压承载力容许值，桩身自重与置换土重当土重计入浮力时，置换土重也计入浮力的差值作为荷载考虑；c1—根据清孔、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数；A
p
—桩端截面面积，对于扩底桩，取扩底截面面积；f
rk
—桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当f
rk
小于2MPa时按摩擦桩计算；c
2m
—溶洞所在岩层的侧阻发挥系数；m1—根据桩身溶洞填充及周围暗河情况而定的溶洞所在土层的侧阻发挥系数；u—各土层或各岩层部分的桩身周长；z—溶洞高度，扩孔部分不计；f
rkm
—溶洞所在岩层岩石饱和单轴抗压强度标准值；c2—根据清孔、岩石破碎程度等因素而定的嵌岩层的侧阻发挥系数；(2)当岩溶区钻孔或挖孔灌注桩下伏存在溶洞时，桩基嵌岩深度h
r
按下列公式计算：式中：h
r
—桩基合理嵌岩深度；[R
a
]—单桩轴向受压承载力容许值，桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑；m2—根据溶洞顶板厚度而定的端阻发挥系数；c1—根据清孔清孔、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数；A
p
—桩端截面面积，对于扩底桩，取扩底截面面积；f
rk
—桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当f
rk
小于2MPa时按摩擦桩计算；u—各土层或各岩层部分的桩身周长；c2—根据清孔、岩石破碎程度等因素而定的嵌岩层的侧阻发挥系数。3.根据权利要求1所述的考虑桥梁全寿命周期溶洞溶蚀量的桩基嵌岩深度设计方法，其特征在于，在步骤1)中，在考虑桩身稳定性时，桩基嵌岩深度的计算方法如下：(1)对于圆形截面桩，按下列公式计算：
(2)对于矩形截面桩式中：h
r
—桩基合理嵌岩深度；M
H
—基岩顶面处的弯矩，计算时按m法计算，横向荷载按公路Ⅰ级选取，竖向荷载由设计方提供；M...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠居，陈慧芸，郭穗柱，赵瑞欣，徐博熙，李铁，何静斌，尹继兴，蔡杰，黄骤屹，蔡俊华，夏承明，白少奋，宋健，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：