HUME與TUPI堆棚樁基水平承載力計(jì)算分析

任和

HUME與TUPI堆棚樁基水平承載力計(jì)算分析

Analysis of Calculation For Horizontal Bearing Capability on Pile Foundation

任和

目前，中國(guó)規(guī)范對(duì)于單樁水平承載力的確定，首選是根據(jù)單樁水平靜載試驗(yàn)確定，在沒(méi)有靜載試驗(yàn)資料時(shí)可按相關(guān)規(guī)范的水平承載力計(jì)算方法確定。本文通過(guò)分析這兩種確定樁基水平承載力方法在兩個(gè)實(shí)際工程中的應(yīng)用，從中得出一些結(jié)論供相關(guān)的樁基水平承載力驗(yàn)算作參考。

樁基；水平承載力；地基反力法；水平靜載試驗(yàn)

1 引言

樁基作為土木工程中的一種重要的深基礎(chǔ)形式，由于其安全可靠性，隨著民用與工業(yè)建筑的快速發(fā)展，樁基的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。對(duì)某些以水平推力為主的建筑或構(gòu)筑物樁基，必須考慮樁在水平荷載作用下的承載力性能。樁基水平承載力受力特性研究目前有理論研究和試驗(yàn)研究。理論研究方法主要有彈性理論法[2-3]、地基反力法[4]、p-y曲線法[5]、數(shù)值分析法[6]；試驗(yàn)研究包括室內(nèi)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。地基反力法又分為常數(shù)法、c法、K法和m法，規(guī)?范[4]采用的地基反力法是m法。

本文通過(guò)對(duì)巴拉圭TUPI水泥廠131-原料堆棚與馬來(lái)西亞HUME水泥廠212-輔料預(yù)均化庫(kù)網(wǎng)殼樁基的計(jì)算對(duì)比分析，針對(duì)實(shí)際工程提出幾點(diǎn)建議。

表1 設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 樁基參數(shù)

表3 X0=10mm對(duì)應(yīng)的樁理論計(jì)算結(jié)果，kN

2 設(shè)計(jì)技術(shù)條件及樁基形式

巴拉圭TUPI項(xiàng)目是一條完整的1000t/d熟料的新型干法水泥生產(chǎn)線，由Sinoma總部實(shí)施的EP項(xiàng)目;馬來(lái)西亞HUME項(xiàng)目是一條完整的5000t/d熟料的新型干法水泥生產(chǎn)線，由Sinoma天津公司總承包。TU?PI-131原料堆棚和HUME-212輔料預(yù)均化庫(kù)均采用柱面雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1，樁基參數(shù)見(jiàn)表2。屋頂活荷載主要為施工荷載，不與風(fēng)荷載同時(shí)組合，兩個(gè)工程豎向承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

3 樁基承載力理論計(jì)算

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008第5.7.2條公式Rha=0.75，對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制樁、樁身正截面配筋率不小于0.65%的灌注樁，可根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果取地面處水平位移為10mm所對(duì)應(yīng)的荷載為單樁水平承載力特征值Rha和基樁水平承載力特征值Rh=（ηiηr+ηl）Rha，計(jì)算結(jié)果列于表3。

表4 TUPI-131樁水平力現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（X0=10mm），kN

圖1 TUPI-131網(wǎng)架堆棚剖面圖

表5TUPI-131計(jì)算結(jié)果對(duì)比，kN

4 試驗(yàn)的原因

由表3可知，TUPI-131車間理論計(jì)算的水平承載力不滿足要求，業(yè)主與Sinoma談合同時(shí)承臺(tái)及樁基已完成施工，并且不愿加固，Sinoma根據(jù)合同要求業(yè)主進(jìn)行單樁水平力靜載試驗(yàn)。

TUPI-131原料堆棚東西向布置，南側(cè)為臨時(shí)道路，回填砂土經(jīng)汽車多次碾壓已較密實(shí)。北側(cè)回填成斜面，無(wú)護(hù)坡，經(jīng)雨水沖刷有漏砂現(xiàn)象。Sinoma建議在堆場(chǎng)北側(cè)用工程樁實(shí)驗(yàn)更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，業(yè)主實(shí)際選用南側(cè)鋼倉(cāng)樁做試驗(yàn)。由于試樁位置和道路遠(yuǎn)近不同，試樁結(jié)果差距較大，試樁結(jié)果匯于表4。由表4可見(jiàn)，極差超過(guò)平均值30%，按照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003第4.4.3條要求，Rha=0.75×64=48kN，仍不滿足網(wǎng)架傳力要求。

同時(shí)，根據(jù)TUPI-131網(wǎng)架工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際用鋼量和《水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50295-2008第8.7.2規(guī)定，將活荷載1.0kPa修改為0.5kPa，重新計(jì)算網(wǎng)架結(jié)構(gòu)傳給承臺(tái)的水平力標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)表5。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)巴拉圭TUPI水泥廠131-原料堆棚與馬來(lái)西亞HUME水泥廠212-輔料預(yù)均化庫(kù)網(wǎng)殼樁基的計(jì)算對(duì)比分析，針對(duì)實(shí)際工程提出幾點(diǎn)建議：應(yīng)盡量根據(jù)網(wǎng)架的實(shí)際用鋼量和滿足規(guī)范要求的活荷載提供網(wǎng)架支座反力，避免人為加大反力；承臺(tái)底及側(cè)面土體應(yīng)盡可能夯實(shí)，增加摩擦阻力；網(wǎng)架加工及安裝精確，確保與計(jì)算一致，避免因現(xiàn)場(chǎng)安裝誤差增加支座承擔(dān)的附加水平力。

[1]《樁基工程手冊(cè)》編寫委員會(huì).樁基工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

[2]POULOS H G，DAVIS E H.Pile foundation analysis and design[M].Florida:Krieger Pub?lishing，1991:193-205.

[3]POULOS H G.Behavior of laterally loaded piles:Ⅰ-single piles[J].J SMF Div，ASCE，1971，97(5):711-731.

[4]JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[5]田平，王惠初.黏土中橫向周期性荷載的p—y曲線統(tǒng)一法[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，21 (1):9-14.

[6]YANG Zhao-hui，BORIS J.Numerical anal?ysis of pile behavior under lateral loads in lay?ered elastic.plastic soils[J].Journal of Numeri?cal Analysis Method of Geomechanics，2002(2): 1-31.■

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2014-02-17；編輯：趙蓮