【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁工程，具体涉及一种变直径桩基设计方法及变直径桩基。
技术介绍
1、桩基础作为一种基础形式，因适应性强，施工方便等优势，广泛的应用于桥梁工程中。针对深厚土层或软岩地质的区域，桩基通常按摩擦桩进行设计，地基竖向承载力主要由桩侧阻力提供。摩擦桩桩径越小，桩基础造价通常越经济。对大跨度桥梁而言，由于桥梁荷载较大，综合考虑经济性和方案合理性后，通常桩基础直径也较大。摩擦桩随着桩基埋深的加大，桩侧阻力逐渐发挥，桩基自身的受力是逐渐减小的。
2、在现有技术中，采用随着桩基的深度增加减小桩基直径的方式减少桩基成本，但其桩基的具体长度和直径设置根据经验设置，存在桩基尺寸设计时过于保守导致桩基尺寸大，用料多，成本高的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种变直径桩基设计方法及变直径桩基，能够解决现有技术中的变直径桩基存在桩基尺寸设计时过于保守导致桩基尺寸大，用料多，成本高的问题。
2、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一方面，本方案提供一种变直径桩基设计方法，包括：
4、根据桩基弯矩分布，将桩基顶至弯矩零点位置长度作为第一级桩基长度；
5、根据上一级桩基顶轴力、上一级桩基长度、上一级桩基直径与下一级桩基顶轴力的受力关系，以及下一级桩基顶轴力、下一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定下一级桩基顶轴力和下一级桩基直径。
6、在一些可选的方案中，所述的根
7、根据上一级桩基顶轴力、上一级桩基长度、上一级桩基直径与下一级桩基顶轴力的受力关系，确定下一级桩基顶轴力；
8、下一级桩基顶轴力、下一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定下一级桩基直径。
9、在一些可选的方案中，根据公式：
10、确定下一级桩基顶轴力；
11、其中，ni+1为第i+1级桩基顶轴力，ni为第i级桩基顶轴力，γ0为桩基混凝土容重，γi为第i级桩基对应土体容重，di为第i级桩基直径，li为第i级桩基长度，fi为第i级桩基对应土层单位侧阻力，i为桩基级数。
12、在一些可选的方案中，根据公式：确定下一级桩基直径；
13、其中，di+1为第i+1级桩基直径，ni+1为第i+1级桩基顶轴力，σ为桩基混凝土容许应力。
14、在一些可选的方案中，当变直径桩基级数等于二时：
15、根据桩基顶轴力、第一级桩基长度、第一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定第二级桩基顶轴力及第二级桩基直径；
16、根据桩基底轴力、第二级桩基顶轴力、第二级桩基直径，确定第二级桩基长度。
17、在一些可选的方案中，根据公式：
18、确定第二级桩基顶轴力；
19、根据公式：确定第二级桩基直径；
20、其中，n2为第二级桩基顶轴力，n1为桩基顶轴力，γ0为桩基混凝土容重，γ1为第一级桩基对应土体容重，d1为第一级桩基直径，l1为第一级桩基长度，f1为第一级桩基对应土层单位侧阻力，d2为第二级桩基直径，σ为桩基混凝土容许应力。
21、在一些可选的方案中，根据公式：
22、确定第二级桩基长度；
23、其中，n为桩基底轴力，n2为第二级桩基顶轴力，γ0为桩基混凝土容重，γ2为第二级桩基对应土体容重，d2为第二级桩基直径，l2为第二级桩基长度，f2为第二级桩基对应土层单位侧阻力。
24、在一些可选的方案中，在根据桩基弯矩分布，将桩基顶至弯矩零点位置长度作为第一级桩基长度之前，根据等直径桩基布置形式，获取受力最大等直径桩基的桩基顶轴力和桩基弯矩分布。
25、在一些可选的方案中，在根据等直径桩基布置形式，获取受力最大等直径桩基的桩基顶轴力和桩基弯矩分布之前，根据外部荷载确定承台底面荷载，并确定等直径桩基布置形式。
26、另一方面，本方案还提供一种变直径桩基，其利用上述任一项所述的变直径桩基设计方法设计。
27、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本方案根据桩基弯矩分布，将桩基顶至弯矩零点位置长度作为第一级桩基长度；根据上一级桩基顶轴力、上一级桩基长度、上一级桩基直径与下一级桩基顶轴力的受力关系，以及下一级桩基顶轴力、下一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定下一级桩基顶轴力和下一级桩基直径。解决了现有技术中的变直径桩基存在桩基尺寸设计时过于保守导致桩基尺寸大，用料多，成本高的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种变直径桩基设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，所述的根据上一级桩基顶轴力、上一级桩基长度、上一级桩基直径与下一级桩基顶轴力的受力关系，以及下一级桩基顶轴力、下一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定下一级桩基顶轴力和下一级桩基直径，包括：
3.如权利要求2所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：
4.如权利要求2所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：确定下一级桩基直径；
5.如权利要求1所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，当变直径桩基级数等于二时：
6.如权利要求5所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：
7.如权利要求5所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：
8.如权利要求7所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，在根据桩基弯矩分布，将桩基顶至弯矩零点位置长度作为第一级桩基长度之前，根据等直径桩基布置形式，获取受力最大等直径桩基的桩基顶轴力和桩基弯矩分布。
9.如权利要求8所述的变直径
10.一种变直径桩基，其特征在于，其利用如权利要求1-9任一项所述的变直径桩基设计方法设计。
...【技术特征摘要】
1.一种变直径桩基设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，所述的根据上一级桩基顶轴力、上一级桩基长度、上一级桩基直径与下一级桩基顶轴力的受力关系，以及下一级桩基顶轴力、下一级桩基直径和桩基混凝土容许应力的受力关系，确定下一级桩基顶轴力和下一级桩基直径，包括：
3.如权利要求2所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：
4.如权利要求2所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，根据公式：确定下一级桩基直径；
5.如权利要求1所述的变直径桩基设计方法，其特征在于，当变直径桩基级数等于二时：
6.如权利要求5所述的变直径桩基设...
【专利技术属性】
技术研发人员：张强，刘汉顺，郑晗，王东晖，文坡，王士刚，王帆，屈爱平，邹敏勇，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。