悅來灌區渡槽單樁入土深度的設計與研究

劉洪霞，曹春頂，艾新龍

(1.樺川縣水務局，黑龍江樺川 154300;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

悅來灌區渡槽單樁入土深度的設計與研究

劉洪霞1，曹春頂2，艾新龍1

(1.樺川縣水務局，黑龍江樺川 154300;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

悅來灌區渡槽現狀總長3 688 m，間距為10 m一節，槽身采用拉桿加肋矩形槽身型式。渡槽凈寬4.2 m，槽身凈高3.4 m，側墻厚0.2 m，槽底厚0.3 m。渡槽基礎采用單樁灌注樁結構，樁徑1 m，入土深度按承載力和抗凍拔兩種情況進行計算，根據地質報告的內容，計算后的結果為:單樁灌注樁地面以下入土深度取17 m。

農田水利;渡槽;入土深度;凍拔

1 工程概況

悅來灌區渡槽位于佳木斯市東北約35 km、松花江干流下游右岸凹岸處，灌區設計流量為21.13 m3/s，加大流量為25.36 m3/s，灌區是黑龍江省主要水稻產區之一，區內現有耕地面積2.42萬hm2，其中水田面積近1.1萬hm2，旱田面積1.32萬hm2，渡槽臨近松花江邊，地形平坦，地貌類型為松花江漫灘。

悅來灌區渡槽現狀總長3 688 m，間距為10 m一節，槽身采用拉桿加肋矩形槽身型式。渡槽凈寬4.2 m，槽身凈高3.4 m，側墻厚0.2 m，槽底厚0.3 m。渡槽基礎采用單樁灌注樁結構，樁徑1 m，入土深度按承載力和抗凍拔兩種情況進行計算，根據地質報告的內容，計算后的結果為:單樁灌注樁地面以下入土深度取17 m。實施方案的渡槽具體樁號與地面以下樁深分布如下:樁號:0+000～3+688，地面以下進尺樁深L=17 m。

2 樁基入土深度計算

1)根據《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTGD63－2007)中所述，樁基入土深度及樁徑可按下式計算

式中:［Ra］為鉆孔灌注樁承載力允許值;qik為樁側第i層土極限側阻力標準值;qr為樁的極限端阻力標準值;μ為樁身周長。

承載力要求:［Ra］≥［P+G］，經《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTGD63－2007)公式計算，渡槽在樁號0+000～3+688，入土深度17 m時候，樁基其豎向允許承載力為［Ra］=2 890 kN;樁基上部總荷載［P+G］=2 762 kN，由于［Ra］＞［P+G］承載力均滿足荷載要求。

2)根據《建筑樁基技術規范》(JGJ94－2008)中所述，樁基入土深度及樁徑可按下式計算

式中:Quk為灌注樁極限承載力的標準值;qsik為樁側第i層土極限側阻力標準值;qpk為樁的極限端阻力標準值;ψsi、ψp為大直徑樁側阻、端阻尺寸效應系數;u為樁身周長。

承載要求:R≥1.2 N，經《建筑樁基技術規范》(JGJ94－2008)公式(2)計算，渡槽在樁號0+000～3+688，入土深度16m時候，基樁的豎向承載力設計值R=Quk/rsp=3461 kN;樁基上部總荷載設計值1.2 N=3 186 kN，承載力設計值要求R＞1.2 N承載力，滿足荷載要求。

3 樁基抗凍拔的穩定驗算

根據《渠首工程地質勘察報告》中揭示，站址地區標準凍深為2.0 m，按照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007－2002)中對地基土凍脹性分類，確定場地地基土的凍脹等級為III～IV級，凍脹類別為強凍脹。

樁基抗凍拔的穩定驗算按下式計算:

式中:∑P為作用于樁頂的荷載，kN;∑G為樁自重;FS為樁側壁與暖土間總摩阻力，kN;f為凍結層以下樁側壁與暖土間的單位極限摩阻力，kPa;Ui為凍結層(按設計凍深計算)以下樁側壁與暖土層接觸范圍內樁周邊總長度，m，Ui=πD;Zi為凍結層以下樁側壁與暖土層間的接觸長度，m。

樁基礎總凍拔力按下式計算:

式中:φe為有效凍深系數;τt為單位切向凍脹力標準值，取220 kPa;Δh為凍脹量，mm;Zd為樁側土設計凍深，m。

經驗算，地面以下進尺17 m深的樁，直徑D=0.8 m，T抗=3 581kN＞T凍拔=1 382 kN，樁基的抗凍拔性能均滿足規范要求。

經過以上3個規范公式的計算結果，經過比較后選擇最不利情況:渡槽在樁號0+000～3+688，采用灌注樁基礎，樁徑D=1.0 m，地面以下進尺L=17 m。

［1］ 華東水利設計院.水工設計手冊(第八卷)［M］.北京:中國水利電力出版社，1992.

［2］ 崔冠英.建筑樁基技術規范［S］.北京:中國建筑工業出版社，1972.

［3］ 袁光裕.水利工程施工［M］.北京:中國水利電力出版社，2009.

TV672.3

A

1007－7596(2011)05－0052－01

2011－02－15

劉洪霞(1982－)，女，黑龍江樺川人，工程師;曹春頂(1981－)，男，河南周口人，工程師;艾新龍(1971－)，男，黑龍江樺川人，工程師。