跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法技术

本发明专利技术涉及铁路桥梁领域，尤其是跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，其特征在于：所述计算方法至少包括以下步骤：计算管桩桩周土、扩大头桩周土和扩孔桩底土三个部分的容许承载力，并将三者相结合得到跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力。本发明专利技术的优点是：解决了跟钻法管桩的单桩容许承载力的计算方法。再者，与钻孔桩相比，采用本发明专利技术可有效提高管桩的单桩容许承载力，桩长可大大缩短，减少钻孔深度，加快了施工进程，可缩短基础施工工期。具有明显的经济及社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路桥梁领域，尤其是跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法。
技术介绍
现有铁路桩基容许承载力计算依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.2-2005）规定进行计算，规范中根据成桩工艺分别对①打入、震动下沉和桩尖爆扩桩②钻（挖）孔灌注桩给出了计算方法，具体如下：1、摩擦桩①打入、震动下沉和桩尖爆扩桩：式中：[P]---桩的容许承载力(kN)；U---桩身截面周长(m)；li---各土层厚度(m)；A--桩底支承面积(m)；αi，a---震动沉桩对各土层桩周摩阻力和桩底承压力的影响系数；λ---系数；fi---各土层的极限摩阻力(kPa)；A---桩尖土的极限承载力(kPa)。②钻孔灌注桩：式中：[P]---桩的容许承载力(kN)；U---桩身截面周长(m)；li ---各土层厚度(m)；fi---各土层的极限摩阻力(kPa)；m0---桩底支承力折减系数；A---桩底支承面积(m2)；[σ]---桩底地基土的容许承载力(kPa)。2、柱桩①支承于岩石层上与嵌入岩石层内的打入桩、震动下沉桩（包括管柱）：式中：[P]---桩的容许承载力(kN)；R---岩石单轴抗压强度(kPa)；A---桩底支承面积(m2)；②支承于岩石层上与嵌入岩石层内的钻（挖）孔灌注桩及管桩：式中：[P]---桩的容许承载力(kN)；R---岩石单轴抗压强度(kPa)；A---桩底支承面积(m2)；U---嵌入岩石层内的桩及管桩的钻孔周长(m)；h---自新鲜岩石面（平均高程）算起的嵌入深度(m)；C1、C2---系数，根据岩石层破碎程度和清底情况决定，在该规范的内的系数表格选用。C1可取0.5、0.4、0.3，C2可取0.04、0.03、0.02。上述规范中现有钻孔工艺容许承载力由两部分提供：桩周土和桩底土，均按成孔桩径进行计算两部分提供的承载力。但对跟钻法铁路管桩的淡妆容许承载力计算方法，并未有结论。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足，提供了跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，计算管桩桩周土、扩大头桩周土和扩孔桩底土三个部分的容许承载力，实现跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力的计算。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，其特征在于：所述计算方法至少包括以下步骤：计算管桩桩周土、扩大头桩周土和扩孔桩底土三个部分的容许承载力，并将三者相结合得到跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力。所述计算方法通过下式进行计算，式中，[P]为所述管桩的容许承载力，U1为所述管桩的桩身截面周长，li为各土层厚度，fi为各土层的桩周极限摩阻力，αfi为所述管桩在沉桩时对各土层桩周摩阻力的影响系数，β为所述管桩的桩底土容许承载力修正系数，[σ]为所述管桩的桩底土的极限承载力，A2为所述管桩的桩底扩孔支承面积，且该支撑面积计入扩大头的面积。所述αfi和所述β是通过试验跟钻法各土层的桩周极限摩阻力、桩端土层极限端阻，与地质勘查资料数值对比分析获得的。本专利技术的优点是：解决了跟钻法管桩的单桩容许承载力的计算方法。再者，与钻孔桩相比，采用本专利技术可有效提高管桩的单桩容许承载力，桩长可大大缩短，减少钻孔深度，加快了施工进程，可缩短基础施工工期。具有明显的经济及社会效益。附图说明图1为本专利技术中跟钻法铁路管桩的结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1所示，图中标记1-4分别表示为：管桩1、桩周土2、扩大头桩周土3、扩孔桩底土4。实施例：本实施例中跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法涉及管桩1，管桩1通过以下施工工艺设置：（1）将具有特殊构造的钻头安装在长螺杆前端，然后穿入铁路跟钻法专用管桩（桩底刻痕型）的中空部，钻挖桩端正下方的地基，边向上排出钻挖土边连续沉桩，在钻头钻入持力层前，钻头的直径按照小于桩径的尺寸向下钻掘；（2）到达设计持力层时，通过液压打开比桩径大（1.2-1.5D）的扩大钻翼（通过电子显示屏和液压表确认其扩头状态）继续扩大钻掘；（3）然后注入水泥浆，通过扩大的钻头取土、搅合持力层的沙粒，在桩端修筑扩大球根，加强桩和持力层间的稳固，使桩端产生较高的承载力；（4）拔出钻杆。那么这样一来，便形成具有扩大头的管桩1，因此管桩的容许承载力由管桩桩周土2、扩大头桩周土3和扩孔桩底土4这三个部分所提供，其容许承载力等于这三者的结合。在具体计算时公式如下：式中，[P]为管桩1的容许承载力；U1为管桩1的桩身截面周长；li为各土层厚度；fi为各土层的桩周极限摩阻力；αfi为管桩1在沉桩时对各土层桩周摩阻力的影响系数；β为管桩1的桩底土容许承载力修正系数；[σ]为管桩1的桩底土的极限承载力；A2为管桩1的桩底扩孔支承面积，且该支撑面积计入扩大头的面积。其中，αfi和β是通过试验跟钻法各土层的桩周极限摩阻力、桩端土层极限端阻，与地质勘查资料数值对比分析获得的，从而提高容许承载力计算的准确性，更符合实际情况。该试验指的是可测得桩周极限摩阻力、桩端土层极限端阻的常用试验中的一种。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，其特征在于：所述计算方法至少包括以下步骤：计算管桩桩周土、扩大头桩周土和扩孔桩底土三个部分的容许承载力，并将三者相结合得到跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力。

【技术特征摘要】
1.一种跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，其特征在于：所述计算方法至少包括以下步骤：计算管桩桩周土、扩大头桩周土和扩孔桩底土三个部分的容许承载力，并将三者相结合得到跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力。2.根据权利要求1所述的一种跟钻法铁路管桩的单桩容许承载力计算方法，其特征在于：所述计算方法通过下式进行计算，式中，[P]为所述管桩的容许承载力，U1为所述管桩的桩身截面周长，li为各土层厚度，fi为各土...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂婞，陈良江，刘建红，潘湘文，乔晋姿，高策，阮白一，
申请(专利权)人：中铁上海设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31