台州市银泰特大桥桥墩桩基础设计外文翻译资料

英语原文共 59 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

1. 绪论

桩基础广泛地应用于建筑物、桥梁和其它结构的支持，安全地将结构荷载传递给地基，避免过度沉降或水平位移。桩基础可以穿过软弱或压缩性较大的土层有效地将结构荷载传递给下面更具有承载能力的土层或岩石。打入桩基础是一种通过大型打桩锤将结构组件打入地基的一种特定种类的桩基础形式。通常有木桩、预制预应力混凝土桩（PPC）、钢桩（H型钢桩和钢管桩）几种形式。

从历史上看，在马萨诸塞州波士顿，桩作为结构支撑得到了广泛地应用。这是由于在波士顿通常需要将荷载穿过松散的填土和压缩性较大的海相黏土传递到下层中去。而打入桩具有易于施工和成本低的优点成为最常用的基础形式，并在波士顿中央干线/隧道工程（CA/T）项目中发挥了巨大的作用。

打入桩基础在CA/T项目中的作用

CA/T项目被认为是美国最大和最复杂的公路项目之一。这个项目包括用地下高速公路替代波士顿每况愈下的六车道高架中央干线（I号洲际公路93）；在查尔斯河上建造两座新桥（莱弗里特圈连接桥和伦纳德P.扎基姆邦克山大桥）；扩建I-90号公路至波士顿洛根国际机场和1A路。该项目从1991年末开始建造，预计于2005年完工。

在CA/T项目中，打入桩基础用于支撑道路和隧道底板、桥台、出口匝道、挡土墙和公共建筑。由于工程规模大，CA/T项目的建设实际上是分为73个单独标段进行招标的。本文选择了其中5个使用了大量桩，并进行了15个桩荷载试验的标段。图1展示了每个标段的具体位置并在表1中进行了总结。下面给出了5个标段和相关桩基承载结构的说明。

1. 标段C07D1位于波士顿东部的洛根机场附近，包括I-90洛根机场互通式立交道路网的部分建设工程。新道路、出口匝道、路堤断面、高架桥结构和挡土墙都是该标段的合同内容。打入桩主要用来支撑出口匝道的上部结构、桥台、路面板和挡土墙。
2. 标段C07D2位于波士顿东部的洛根机场附近，包括部分I-90洛根机场互通式立交的建设。主要的新建筑物包括公路段、高架桥结构、钢筋混凝土开放式堑式道路（船段）和平交引道。采用打入桩支撑船段、墙和桥台以及高架桥部分。
3. 标段C08A1位于波士顿东部的洛根机场以北，包括I-90和1A线互通式立交的建设。该标段包括新道路、路堤断面、高架桥、船段和新地铁站的修建。挡土墙和桥台的支撑由垂直桩和斜桩完成。
4. 标段C09A4位于波士顿市中心堡点海峡的西面。该标段负责I-90和I-93的互通式立交建设以及I-93的以北部分。主要的新建筑物包括地面道路、船段、隧道横断面、高架桥和一座桥。桩支撑用来完成由地面段道路过渡到高架桥的五个道路渐变段。公共管道的支撑也由桩完成。
5. 标段C19B1位于北查尔斯顿的查尔斯河。该标段包括高架桥和匝道结构的建设以形成连接1线、斯特罗街和I-93道路的互通式立交。主要的新建筑物包括道路渐变段、船段、挡土墙和雨水泵站。桩支撑由地面段道路到高架桥或船段的引桥。

图1.所选CA/T项目标段的地点

目标

本文的总体目标是记录在CA/T项目中从打入桩施工中获得的经验教训。包

括对桩设计准则和规范的评论和分析；打入桩的设备和方式；施工过程中遇到的问题；动载试验和静载试验数据；不同桩型和标段位置的成本数据。

研究范围

本文有六个章节。第一章是关于使用了大量打入桩标段的简介和背景资料。第二章讨论了在CA/T项目中桩设计和施工的准则和规范。第三章记录了打桩使用的设备和方式。还讨论了打桩过程中遇到的主要工程问题，例如桩的回升和土胀。第四章展示了在测试桩上使用静力和动力测试方法得到的桩荷载试验结果，并对竖向承载能力、土壤动态参数和打桩规范进行了讨论。第五章展示了在原始工程招标中不同桩型打桩和预钻孔的单位成本。最后，第六章对本文的研究内容进行了总结。

第二章 打入桩设计标准和规范

这一章介绍了在CA/T项目的C07D1、C07D2、C08A1、C09A4、C19B1标段中应用的桩基设计标准和规范。包括了桩的形式、性能要求、最小预钻孔深度和试验要求。以及设计准则适用的地质情况。

地质情况

图片2至6展示了由土工钻探结果分析得到的各标段具有代表性的土层剖面图。（见参考文献4,5,6,7,8,9,10）

如图2至5所示，在东波士顿（C07D1，CO7D2，C08A1）和波士顿市中心遇到的土层剖面图十分相似。这个区域的上覆层通常包含有机粉土、无机砂或无机粉土、海积黏土、冰川土和基岩。图6中，位于查尔斯顿的C19B1标段的地质情况与其它四个标段不同。有机土和海积土在这个标段的分布区域很小。而且，其上覆层的厚度与其它标段相差很大。

在这些标段中土壤的物理性质和地质成因如下文所述：

基岩：这个区域的基岩是泥板岩的剑桥组合。基岩的状况与位置有很大关系，这种变化甚至可以在一个标段内观察到。岩芯样本的评估表明岩石风化程度高、强度低并存在很多的裂隙。不过在一些地区仍存在坚硬的基岩。

冰川土：冰碛土在上一个冰川时代约12000年前沉积。这些沉积物包括冰川漂石黏土和冰海土、冰湖土、冰河土。冰川漂石黏土的定义是未分类残骸的块体，包含从黏土粒径到卵石粒径的有棱角的颗粒。冰海和冰湖的沉积物通常由黏土、粉土和砂组成，而冰河沉积物则包括粗粒沙和砾石。由标准贯入试验可知冰川土的天然密实度高，适合作为桩的持力层。

海积土：海积土在静止的深水环境中在冰川后退时沉积在冰川土之上。如图2至5所示，海积黏土是剖面图中最厚的一层，但是在查尔斯顿标段中只在有限范围内存在。黏土通常在上部土层的作用下处于超固结状态具有相对较高的强度。超固结现象是过去低海平面时期的干燥环境引起的。相比较而言，黏土层较深的部分强度更低，标准贯入试验开式取土器的打入可仅依靠钻杆的自重完成。

无机土：无机粉土和无机砂通常处于海积土的上层。这些土是由冲积过程形成的。

有机土：在填土下面遇到的有机土通常包含有机粉土，可能有泥质砂或细砂。这些土的形成是由于以前存在于沿海地区的潮沼。

填土：填土的材料是为了提高城市发展水平最近填制的。填土层的厚度和级配的变化范围很大，从粉土、黏土到砂和砾石都有存在。由标准贯入试验锤击数所表示的稠度或密度的变化范围也很大。填土这种可变性是由特定借原材料和填筑方式的特性产生的。

图2.C07D1标段EB3-5孔土层铺面图

图3.C07D2标段EB2-149孔土层剖面图

图4.C08A1标段EB6-37孔土层剖面图

图5.C09A4标段IC10-13孔土层剖面图

图6.C19B1标段AN3-101孔土层剖面图

设计规范和标准

随深度变化出现的性质多变的填土和压缩性大的黏土使深基础的使用不可避免。因此选用了打入桩，并编写了有关施工、极限承载力和试验的设计规范和标准。由于CA/T项目位于马萨诸塞州，设计规范必须满足马萨诸塞州建筑规范中给定的条款。马萨诸塞州建筑规范的技术内容是以Building Officials的1993版和BOCA国家建筑规范为基础编写的。

CA/T每个标段中应用的相关标准收录于马萨诸塞州公路部门（MHD）的两个文件之中。第一个文件中包含了所有CA/T标段中的基本要求，其标题是《关于波士顿市中央干线(I-93)/隧道工程(I-90)项目中高速公路和桥梁建造公路标准规范的补充说明》。

与CA/T每个标段有关的规范在第二个文件中有相关的特别规定。鉴于各个标段的环境条件、土壤条件和结构类型的独特性，特别规定时有必要的。特别规定介绍了有关桩型、桩承载力要求和最小预钻孔深度的具体规定。

从规范中挑选出有关桩型、预钻孔标准、打桩标准和轴向荷载和测试标准在下文中进行介绍。

桩型

在从CA/T项目中选定的几个标段指定了两种类型的桩：（1）PPC桩、（2）锤击沉管灌注桩。PPC桩采用34.5-41.3兆帕（MPa）（28天强度）的混凝土，预应力为5.2-8.3MPa。图7和图8为典型的30厘米（cm）和41cm边长的正方形PPC桩的设计图纸。

为了防止在打入过程中遇到非常密实的土层导致对桩头产生损伤，PPC桩通常装有1.5米（m）长的H型钢“刺”。在边长为41cm的PPC桩中，使用了14times;89的H型钢桩组件作为钢“刺”。如图8所示，钢刺被焊接在一块安装在桩头的钢板上。而在边长为30cm的PPC桩上则直接安装了10times;42的H型钢桩组件作为钢刺。

锤击沉管灌注桩的直径为31-61cm，壁厚0.95-1.3cm。在打入前通过在桩头焊接一个钢锥或钢板将桩头封闭。当桩到达要求的深度后，就向桩内填充混凝土。

表2中总结了CA/T项目中用到的桩型以及打入的桩数。打入的桩数是直接从柏克特/帕森斯布林克霍夫获得的承包商的投标数量。如表2中所示，边长为41cm的PPC桩是主要的使用桩型，并占据了所有打入桩长的百分之七十。

预钻孔标准

对所有打入堤岸或指定范围内的相邻结构中的桩都对预钻孔进行了规定。在希尔顿酒店（第C07D1标段）中观察到的沉降问题，使用预钻孔以减少由打桩引起的土壤隆起的可能性。在第三章中对土壤隆起进行了进一步的讨论。预钻孔的要求深度在每个标段以及桩位都不同，但是都在地下7.6-32m的范围之内。

打桩标准

该规范要求使用桩的波动方程分析法（WEAP）来选择打桩设备。WEAP模型可以估算打桩锤的性能、锤击压应力、假定锤形的打桩阻力、桩型和土层剖面。在穿透阻力为3-15下每2.5cm的情况下，其锤击系统成功证明了桩可以在不受损伤的情况下打入指定的持力层或满足承载能力的要求，是十分合理的。

由WEAP分析得到的打桩阻力标准也被作为测试桩施打的初始打桩标准。并要求用WEAP的方法对锤型变化、桩型或尺寸变化以及显著的土层变化进行分析。还规定了根据动力或静力实验结果对WEAP分析的输入参数进行修改，使两者结果匹配。根据桩荷载试验的结果，可以对打桩标准进行适当的修改。

图7.典型30cm PPC方桩设计图

全文共5939字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[16236]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 海上风电机组桩基础周围孔隙压力的累积与土壤软化外文翻译资料
• 关于风力发电机的基础解决方案的三维数值模拟外文翻译资料
• 海上风机单桩基础的船舶碰撞分析外文翻译资料
• 印度古吉拉特邦海上风力涡轮机单体桩基础的简化设计程序外文翻译资料
• 钻孔灌注桩和钢桩支撑的基坑性能:实例研究外文翻译资料
• 基于缺口应力强度因子和SED方法的焊接接头疲劳强度研究综述外文翻译资料
• 自然边界元法分析V形切口的热应力奇异性外文翻译资料
• 通过自适应充气结构保护海上风力涡轮机 免受船舶撞击外文翻译资料
• 隔水管和井口应力和疲劳的测定方法外文翻译资料
• 基础退化的海洋导管架平台在循环荷载作用下的动力响应外文翻译资料