跟鉆法鐵路管樁的單樁容許承載力計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鐵路橋梁領(lǐng)域，尤其是跟鉆法鐵路管樁的單樁容許承載力計算方法，其特征在于：所述計算方法至少包括以下步驟：計算管樁樁周土、擴大頭樁周土和擴孔樁底土三個部分的容許承載力，并將三者相結(jié)合得到跟鉆法鐵路管樁的單樁容許承載力。本發(fā)明的優(yōu)點是：解決了跟鉆法管樁的單樁容許承載力的計算方法。再者，與鉆孔樁相比，采用本發(fā)明可有效提高管樁的單樁容許承載力，樁長可大大縮短，減少鉆孔深度，加快了施工進程，可縮短基礎(chǔ)施工工期。具有明顯的經(jīng)濟及社會效益。
【專利說明】
跟鉆法鐵路管樁的單樁容許承載力計算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鐵路橋梁領(lǐng)域，尤其是跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有鐵路粧基容許承載力計算依據(jù)《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范KTB10002.2-2005)規(guī)定進行計算，規(guī)范中根據(jù)成粧工藝分別對①打入、震動下沉和粧尖爆擴粧②鉆(挖） 孔灌注粧給出了計算方法，具體如下： 1、摩擦粧 ①打入、震動下沉和粧尖爆擴粧：
式中：[P]粧的容許承載力(kN); U粧身截面周長(m); li 各土層厚度(m); A-粧底支承面積(m); aua-震動沉粧對各土層粧周摩阻力和粧底承壓力的影響系數(shù)； λ系數(shù)； fi-各土層的極限摩阻力(kPa); A粧尖土的極限承載力(kPa)。
[0003] ②鉆孔灌注粧：
式中：[P]粧的容許承載力(kN); U粧身截面周長(m); li 各土層厚度(m); fi-各土層的極限摩阻力(kPa); m0粧底支承力折減系數(shù)； A粧底支承面積(m2);
[0]粧底地基土的容許承載力(kPa)。
[0004] 2、柱粧 ① 支承于巖石層上與嵌入巖石層內(nèi)的打入粧、震動下沉粧(包括管柱）：
[P] = CRA 式中：[P]粧的容許承載力(kN); R-巖石單軸抗壓強度(kPa); A粧底支承面積(m2); ② 支承于巖石層上與嵌入巖石層內(nèi)的鉆(挖)孔灌注粧及管粧： 關(guān)= 式中：[P]粧的容許承載力(kN); R-巖石單軸抗壓強度(kPa); A粧底支承面積(m2); U-嵌入巖石層內(nèi)的粧及管粧的鉆孔周長(m); h-自新鮮巖石面(平均高程)算起的嵌入深度(m); &、C2-系數(shù)，根據(jù)巖石層破碎程度和清底情況決定，在該規(guī)范的內(nèi)的系數(shù)表格選用。 Ci 可取0.5、0.4、0.3，〇2可取0.04、0.03、0.02。
[0005] 上述規(guī)范中現(xiàn)有鉆孔工藝容許承載力由兩部分提供:粧周土和粧底土，均按成孔 粧徑進行計算兩部分提供的承載力。但對跟鉆法鐵路管粧的淡妝容許承載力計算方法，并 未有結(jié)論。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承 載力計算方法，計算管粧粧周土、擴大頭粧周土和擴孔粧底土三個部分的容許承載力，實現(xiàn) 跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力的計算。
[0007] 本發(fā)明目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成： 一種跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法，其特征在于:所述計算方法至少包 括以下步驟:計算管粧粧周土、擴大頭粧周土和擴孔粧底土三個部分的容許承載力，并將三 者相結(jié)合得到跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力。
[0008] 所述計算方法通過下式進行計算，
式中，[P]為所述管粧的容許承載力，山為所述管粧的粧身截面周長，1,為各土層厚度， 心為各土層的粧周極限摩阻力，afl為所述管粧在沉粧時對各土層粧周摩阻力的影響系數(shù)，β 為所述管粧的粧底土容許承載力修正系數(shù)，[σ]為所述管粧的粧底土的極限承載力，Α2為所 述管粧的粧底擴孔支承面積，且該支撐面積計入擴大頭的面積。
[0009] 所述afl和所述β是通過試驗跟鉆法各土層的粧周極限摩阻力、粧端土層極限端阻， 與地質(zhì)勘查資料數(shù)值對比分析獲得的。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點是:解決了跟鉆法管粧的單粧容許承載力的計算方法。再者，與鉆孔 粧相比，采用本發(fā)明可有效提高管粧的單粧容許承載力，粧長可大大縮短，減少鉆孔深度， 加快了施工進程，可縮短基礎(chǔ)施工工期。具有明顯的經(jīng)濟及社會效益。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明中跟鉆法鐵路管粧的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便 于同行業(yè)技術(shù)人員的理解： 如圖1所示，圖中標記1-4分別表示為:管粧1、粧周土 2、擴大頭粧周土 3、擴孔粧底土 4。
[0013] 實施例:本實施例中跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法涉及管粧1，管粧 1通過以下施工工藝設(shè)置： (1) 將具有特殊構(gòu)造的鉆頭安裝在長螺桿前端，然后穿入鐵路跟鉆法專用管粧(粧底刻 痕型）的中空部，鉆挖粧端正下方的地基，邊向上排出鉆挖土邊連續(xù)沉粧，在鉆頭鉆入持力 層前，鉆頭的直徑按照小于粧徑的尺寸向下鉆掘； (2) 到達設(shè)計持力層時，通過液壓打開比粧徑大（1.2-1.5D)的擴大鉆翼(通過電子顯示 屏和液壓表確認其擴頭狀態(tài))繼續(xù)擴大鉆掘； (3) 然后注入水泥漿，通過擴大的鉆頭取土、攪合持力層的沙粒，在粧端修筑擴大球根， 加強粧和持力層間的穩(wěn)固，使粧端產(chǎn)生較高的承載力； (4) 拔出鉆桿。
[0014] 那么這樣一來，便形成具有擴大頭的管粧1，因此管粧的容許承載力由管粧粧周土 2、擴大頭粧周土 3和擴孔粧底土 4這三個部分所提供，其容許承載力等于這三者的結(jié)合。 [0015]在具體計算時公式如下：
式中，[P]為管粧1的容許承載力； Ui為管粧1的粧身截面周長； 乜為各土層厚度； 心為各土層的粧周極限摩阻力； afl為管粧1在沉粧時對各土層粧周摩阻力的影響系數(shù)； β為管粧1的粧底土容許承載力修正系數(shù)；
[σ]為管粧1的粧底土的極限承載力； Α2為管粧1的粧底擴孔支承面積，且該支撐面積計入擴大頭的面積。
[0016] 其中，afi和β是通過試驗跟鉆法各土層的粧周極限摩阻力、粧端土層極限端阻，與 地質(zhì)勘查資料數(shù)值對比分析獲得的，從而提高容許承載力計算的準確性，更符合實際情況。 該試驗指的是可測得粧周極限摩阻力、粧端土層極限端阻的常用試驗中的一種。
【主權(quán)項】
1. 一種跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法，其特征在于:所述計算方法至少 包括以下步驟:計算管粧粧周土、擴大頭粧周土和擴孔粧底土三個部分的容許承載力，并將 三者相結(jié)合得到跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法，其特征在 于:所述計算方法通過下式進行計算，式中，[P]為所述管粧的容許承載力，山為所述管粧的粧身截面周長，匕為各土層厚度， 心為各土層的粧周極限摩阻力，afl為所述管粧在沉粧時對各土層粧周摩阻力的影響系數(shù)，β 為所述管粧的粧底土容許承載力修正系數(shù)，[σ]為所述管粧的粧底土的極限承載力，Α2為所 述管粧的粧底擴孔支承面積，且該支撐面積計入擴大頭的面積。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種跟鉆法鐵路管粧的單粧容許承載力計算方法，其特征在 于:所述afl和所述β是通過試驗跟鉆法各土層的粧周極限摩阻力、粧端土層極限端阻，與地 質(zhì)勘查資料數(shù)值對比分析獲得的。
【文檔編號】E02D33/00GK105926689SQ201610328709
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】桂婞, 陳良江, 劉建紅, 潘湘文, 喬晉姿, 高策, 阮白, 阮白一
【申請人】中鐵上海設(shè)計院集團有限公司