桩基挡墙在既有站房加宽中的应用

第44卷第6期

2 0 1 8 年 2 月

山 西建筑

SHANXI ARCHITECTURE

Vol. 44 No. 6Feb. 2018

文章编号：1009-6825 (2018) 06-0062-02

桩基挡墙在既有站房加宽中的应用

(中铁三局集团有限公司勘测设计分公司，山西太原030001)

摘要:通过具体工程应用，阐述了桩基挡墙的基本原理及设计过程，由工程设计计算分析，得出合理的桩基挡墙结构设计尺寸, 为类似工程提供了借鉴。

关键词:桩基，挡墙，竖向承载力，水平承载力

中图分类号:TU476.4

文献标识码:A

图1所示，托梁下桩基布置如图2所示。为使托梁与桩成为一个 整体，桩身伸人托梁〇. 1 m，桩身主筋伸人托梁并满足锚固长度的 构造要求。

刘京学

1工程概况

某车站站房外侧硬化面要加宽，需设置挡墙支挡，站房外侧

硬化面高出地面7.5 m，硬化面加宽外侧距民房4 m。因新建挡土 墙临近居民房屋，为避免挡墙开挖影响到既有居民房屋基础的稳 定，这就使挡墙地基处理宽度受到，同时为解决挡墙因地基 处理宽度受限而达不到抗滑稳定和抗倾覆稳定的问题，这就需要 挡墙采用桩基的处理方法。

本设计新建挡墙采用桩基托梁基础，其中桩基因空间无 法使用大型机械，故采用人工挖孔桩。这种组合支挡结构的计算 方法目前无成熟的计算方法，本文通过具体工程应用，提出一种 桩基挡墙计算方法，为类似支挡结构设计提供参考。

2地层条件

2.1 地层

第①层:杂填土，主要包含有灰渣、砖块、碎石等，夹有少量粉 土。为无序堆积，堆积时间短。承载力特征值70 kPa,厚0.5 m。第②层:素填土，以粉土为主,夹有较多碎石、砖块、灰渣等， 具中等压缩性。承载力特征值90 kPa，厚7.2 m。

第③层:粉土，主要包含物为云母、氧化物，土质较纯，摇振反 应中等，无光泽，干强度低，軔性低，具中压缩性。承载力特征值 120 kPa,厚6.3 m。

第④层:中砂，成分以云母、石英为主，夹有少量小砾石，颗粒 级配一般。承载力特征值180 kPa,厚8. 2 m。

注

4

表示桩间距表示托梁宽度

图2

粧基平面布置图

,6

3.2桩基挡墙的基本原理

本工程挡土墙为重力式挡墙，其土压力计算和结构尺寸设计 同一般重力式挡墙。挡墙下采用了刚性桩基础，且桩顶设有刚性 混凝土托梁。桩基挡墙的托梁与桩基础结合后，应按整体分析， 由于桩与托梁刚性连接，上部荷载传递到桩基础，依靠桩基础为 整个体系提供抗倾覆和抗滑移的反力及竖向的支撑力。

为简化计算，引人3条假定：

1) 托梁刚度远大于桩基，假定托梁是刚性的。2) 基上。

3) 支力。

桩基刚度远大于地基土，假定地基土对托梁无摩擦、无反 挡墙上作用的竖向力、水平力及弯矩均通过托梁传递到桩

2.2 水文地质

勘探深度范围内未揭露地下水，地下水埋藏较深，可不考虑 地下水的影响。

3工程设计

本工程桩基挡墙由重力式挡墙、托梁和人工挖孔桩组成，如

3.1 桩基挡墙的结构形式

Liu Xiaozhong

(Sinopec Petroleum Engineering Design Limited Company, Dongying 257026, China)Abstract ： Taking the gas gathering station and across of a natural gas pipeline project in north of Shaanxi area as an example, combining with the area experience, this paper made simulation calculation to foundation soaked by water situation of large thickness self weight collapsible loess site, and put forward the foundation rainfall infiltration depth experience value of loess mountain ridge, Yaoxian and other easy drainage site, provided the experience reference data for foundation treatment scheme design of similar site.Key words ： large thickness self weight collapsible loess, foundation treatment, loess pile foundation

收稿日期=2017-12-15

作者简介:刘京学（1977-),男，工程师，注册岩土工程师

Consideration of foundation treatment of large

thickness collapsible loess site in oil and gas engineering

第44卷第6期2 0 1 8年2月

刘京学:桩基挡墙在既有站房加宽中的应用

• 63 •

弯

矩

3.3挡墙设计

拟定挡墙尺寸为：挡墙每节长12 m，挡墙顶宽0.8 m，高

比较取剪

大力

值

最大

M = 387 kN • m。

0 = 566.9 kN . m。

，最大

7.5m，面坡坡率:1:0.3,背坡坡率：1:0.05。挡墙土压力的计算 采用库仑土压力理论，在假定地基土摩擦系数0.5的条件下，计 算得：

水平推力 £„ = 152.1 kN . m。

竖向力 AL =312.9 kN • m。

倾覆力系对墙趾的弯矩M。=3〇2.5 kN • m。稳定力系对墙趾的弯矩=596.4 kN • m。挡墙合力偏心距e= 0.525。

然后进行托梁配筋设计。3.5桩基设计

按荷载标准组合计算托梁支座反力，由迈达斯数值模拟得支

座反力即单桩竖向承载力特征值兄=1 435 kN。

单桩竖向极限承载力标准值=2凡=2 870 kN。

单桩竖向极限承载力标准值根据《建筑桩基技术规范》[1]有 关规定计算。

(?^ =»X + %i,*AP ⑷其中，《为桩身周长，m;少,，$分别为大直径桩侧阻、端阻尺 寸效应系数;9,&为桩侧第i层土极限侧阻力标准值，kPa;〜为极 限端阻力标准值，kPa;'为桩端面积，m2。

考虑到采用人工挖孔桩，桩径取1 m。经计算，桩长10 m时，

3.4托梁设计

N,

托梁桩基

=2 915 kN >2

桩

顶

水

平

力

私kN,满足单桩竖向承载力要求。

=152.1 x 3 = 456. 3 kN。

图3托梁受力示意图

按照《建筑桩基技术规范》[1]中单桩水平承载力由变形控制 的要求，桩顶允许水平位移取10 mm。

桩身配筋率不小于〇. 65%的灌注桩单桩水平承载力特征值：

Ru =0. 75

托梁作为挡墙和桩基的连接体，受力情况比较复杂,托梁受

力示意图见图3。拟定托梁尺寸为:宽3 m,高1 m,长12 m,桩间 距3 m。

图3中/V,表示挡墙传到每一跨的竖向力，表示挡墙传到 每一跨的水平力,M,表示挡墙传到每一跨的弯矩。

托梁顶部中线处弯矩：

(5)

其中，《为桩的水平变形系数卞/为桩身抗弯刚度;％^为桩顶 允许水平位移为桩顶水平位移系数。

经计算，桩身配筋率为0. 66%时：

或：

Mm=Nmxe

Mm=Nmxl+M0-M7

=612 kN >456.3 kN,满足单桩竖向承载力要求。然后进

(1)(2)

行桩基配筋设计。4

结语1)

本文对桩基挡墙的设计过程进行了分析，把挡墙、托梁和

其中，e为挡墙合力偏心距4为墙底宽度，m;M。为挡墙倾覆

kN • m〇

力系对墙趾的弯矩,kN •

通过一些假定进行合理简化，便于进行受 为挡墙稳定力系对墙趾的弯矩， 桩基的相互作用关系，

力分析计算。

2) 3)

(3)

参考文献：

挡墙和桩基的设计有较成熟的理论和规范,托梁的设计在 桩基挡墙这种支挡结构方式可在地基需要处理、施工空间

这方面比较欠缺，本文做了一定的简化，还需进一步研究。受限等困难情况下使用。

Mm =312.9x2.68/2+302.5 -596.4 = 125.4 kN • m。

比较取大值= 1.3 kN • m。

其中，M为传递到托梁的竖向力，kN;乂为托梁自重，kN;L 为托梁长度，m。

代人数值：

9 = (312.9 X12 +1 x3 xl2 x25)/12 =387.9 kN • m。采用连续梁简化公式及迈达斯软件分别计算托梁受力情况：连续梁:最大弯矩M = 283.4 m。最大剪力9 =566. 8 kN • m。迈达斯:最大弯矩M = 387 kN • m。最大剪力（?=566.9 kN . m。托梁上的均布荷载：

q = (N,+Ng)/L

代人数值财％ =312.9 x 0.525 =1.3 kN . m。

[1] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[2] TB 10025 —2 006, J 127 —2 006,铁路路基支挡结构设计规范

[S].

[3] GB 50007 —2 011,建筑地基基础设计规范[S] •

[4] 孔德惠，孔书祥.桩基挡墙在既有铁路路基加固中的应用

[J ].铁道建筑,2008 (4): 50-52.

[5] 李继明，胡琦，叶彬，等.管桩基础的重力式码头挡墙抗

滑移计算方法[J].江南大学学报（自然科学版）2009,8 (4) ：445-448,

Liu Jingxue

(China Railway No. 3 Engineering Group Co. ,Ltd, Survey and Design Branch Company, Taiyuan 030001, China)Abstract： Based on specific engineering application, the basic principle and design process of retaining wall with pile foundation are expounded. Through engineering design calculation and analysis, obtains the reasonable design sizes for the pile foindation retaining wall struvture, which pro­vides reference for similar projects.Key words ： pile foundation, retaining wall, vertical bearing, horizontal bearing

Application of retaining wall with pile foundation on widening the station