4#黄土地区桥梁桩基设计与施工相关技术问题培训讲学.ppt

黄土地区桥梁桩基设计与施工相关技术问题报告人:冯忠居教授长安大学岩土与隧道工程研究所2009年6月汇报内容黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响1黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性2黄土湿陷等级对桥梁桩基承载特性的影响3黄土地区桥梁桩基承载力确定方法4黄土地区桥梁桩基工程设计技术5一、黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响黄土是第四纪堆积的、以粉土颗粒为主、富含碳酸盐、具有大孔性、黄色的松软沉积物。黄土分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土两类,其中湿陷性黄土的危害最大。黄土在一定的压力作用下受水浸湿,土结构迅速破坏而发生显著附加下沉的性质,叫做黄土的湿陷性。1、概述黄土地区桩基础在浸水后,不但正摩阻力完全消失,还会由于湿陷的过大沉降产生负摩阻力,该负摩阻力由桩端土承担,从而使桩的设计长度增大,施工难度加大,经济效益明显降低。从桩基设计的角度来看,湿陷性黄土具有的工程特点:(1)大孔隙。。(2)含水率变化对承载力的影响十分明显。湿陷性黄土在天然含水量状态下,一般处于坚硬、硬塑和可塑状态,其承载力标准值一般都可大于100kPa,甚至可超过200kPa。但浸水后,则黄土地基的承载力大大降低,承载力标准值小于100kPa,甚至小于50kPa。(3)水对黄土结构的影响很大。由于黄土结构对水作用的特殊敏感性,干型黄土、湿型黄土与饱和黄土的动力性质具有明显的差别。2、黄土的工程特性黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响黄土地区的桥梁桩基,由于受到黄土湿陷性影响,其沉降变形大于桩身的沉降变形时,桩侧将出现向下作用的负摩阻力。桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩,因此,负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分,反而变成施加在桩上的外荷载,对入土深度相同的桩来说,若有负摩阻力发生,则桩的外荷载增大,桩的承载力相对降低,桩基沉降加大。3、湿陷性黄土对桩荷载传递规律的影响图1-1负摩阻力示意图黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响在地面以下某一位置,土对桩无相对位移,该位置称为中性点,中性点处既无正摩阻力,又无负摩阻力,如图1-2所示。(2)中性点的确定图1-2中性点位置中性点黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响二、黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性1、桩的承载力性状(1)浸水前桩的承载力浸水前桩的极限承载力大于9600KN,这一结果明显大于芝川桥桩的极限承载力设计值8000KN。1、桩的承载力性状(2)浸水后桩的承载力当荷载达8000KN时曲线出现明显的反弯点,由此可以初步判断浸水后1#桩的极限承载力为8000KN。黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性