本发明涉及微型钢管桩基础，尤其是一种复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法及施工方法。
背景技术：
1、输电线路分布区域广，且以点状分布，地质条件复杂，特别是山区输电线路，多以上土下岩的复合地基为主，复杂地质条件直接影响到建筑物的稳定性和承载能力。对于复杂地质条件主要采用岩石锚杆基础和混凝土微型桩基础作为建筑物基础。微型钢管桩微型钢管桩基础是作为区别于岩石锚杆基础和混凝土微型桩基础的一种新型基础型式，微型钢管桩桩径小于400mm，长细比大于30，微型钢管桩是一种经济高效的基础处理方法，具有结构简单、施工方便、价格低廉、环保节能、可循环使用等特点，广泛应用于建筑、桥梁、水利、道路等领域，特别是复合软岩地基复杂地质。
2、微型钢管桩基础是一种新型基础，目前规范中嵌岩桩基础计算方法均针对大直径桩基础开展研究的结果对于微型桩不适，大直径桩基础会增加基础工程量和基础建设成本。目前还没有微型钢管桩基础承载力的计算方法和成熟的施工方法，微型钢管桩基桩竖向承载力参照微型桩的计算方法，但微型钢管桩的计算方法和施工工艺与现有的微型桩完全不同，因此承载力计算上存在较大差异，特别是复合软岩地质条件的微型钢管桩与现有的微型桩差异更大，采用现有大直径桩和微型桩承载力计算方法，造成基础工程量和基础建设成本大量增加，现在急需一种微型钢管桩基桩承载力计算方法得到微型钢管桩基桩和施工方法以适应复合软岩地基，从而降低基础工程量和节约工程基础建设成本。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法及施工方法，得到适合的微型钢管桩以适应复合软岩地基，从而降低工程量和成本。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、本发明公开的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，微型钢管桩基桩承载力包括抗压承载力、抗拔承载力和抗水平承载力，所述抗压承载力为所述微型钢管桩基桩的覆土层抗压承载力与嵌岩层抗压承载力之和，所述抗拔承载力为所述微型钢管桩基桩的覆土层抗拔承载力与嵌岩层抗拔承载力之和，所述抗水平承载力大于等于荷载效应标准组合下作用于基桩的水平力。
4、进一步的，所述微型钢管桩基桩的覆土层抗压承载力为quk1，quk1＝u1ξd∑ξfiqsikli，所述微型钢管桩基桩的嵌岩层抗压承载力为quk2，quk2＝u2ξsξdfucshr，所述微型钢管桩基桩的抗压承载力为quk，quk＝quk1+quk2，其中，u1—微型钢管桩基桩的覆土层桩身周长，u2—微型钢管桩基桩的嵌岩层桩身周长，li—桩周第i层覆土层的厚度，hγ—桩嵌入软岩层的深度，fucs—岩石单轴抗压强度，ξfi—桩周第i层覆土层土侧阻力发挥系数，ξs—嵌岩层桩侧岩体极限侧阻力系数，ξd—尺寸效应系数，qsik—覆土层极限侧阻力标准值。
5、进一步的，当hr≥9d时，hγ＝9d，软岩层对应的ξfi＝0.85，ξd＝0.95(0.3/d)0.85，其中d为微型钢管桩基桩(1)的等效圆直径。
6、进一步的，所述微型钢管桩基桩的覆土层抗拔承载力为tuk1，tuk1＝u1ξd∑λiξfiqsikli，所述微型钢管桩基桩的嵌岩层抗拔承载力为tuk2，tuk2＝u2λsξsξdfucshr，所述微型钢管桩基桩抗拔承载力为tuk,tuk＝tuk1+tuk2,其中λi—覆土层抗拔系数,λs—嵌岩层极限侧阻力抗拔折减系数。
7、进一步的，覆土层为砂土，0.5≤λi＜0.7；覆土层为黏性土或粉土，0.7≤λi≤0.8，λs＝0.7。
8、进一步的，所述微型钢管桩基桩单桩的抗水平承载力为rha，荷载效应标准组合下作用于微型钢管桩基桩的水平力为hik，hik≤rha，其中，α—微型钢管桩基桩的水平变形系数，n—微型钢管桩基桩的桩顶水平位移系数，χ0a—微型钢管桩基桩的桩顶允许水平位移，m—微型钢管桩基桩的桩侧水平抗力系数的比例系数，b0—微型钢管桩基桩的桩身直径，当直径d≤1m时，b0＝0.9(1.5d+0.5)，当直径d＞1m时，b0＝0.9(d+1)，ei—微型钢管桩基桩的桩身抗弯刚度。
9、进一步的，所述微型钢管桩基桩的顶部设置有承台，所述微型钢管桩基桩的顶部设置有锚固座板，所述锚固座板与承台固定连接，所述锚固座板下端设置有加劲板，所述微型钢管桩基桩的底部设置有桩靴，所述桩靴包括封板和支撑钢筋，所述支撑钢筋的两端分别与所述微型钢管桩基桩的底部和封板固定连接。
10、进一步的，所述微型钢管桩基桩的外侧壁设置有弧形的保护钢筋，所述微型钢管桩基桩的上端外侧壁设置有锚固环板，所述锚固环板环绕设置在所述微型钢管桩基桩的周圈。
11、进一步的，所述微型钢管桩基桩锚入承台的最小深度为h，所述微型钢管桩基桩与承台连接部分承载力为f，r—锚固座板承载力设计值，b—锚固座板外径，d—微型钢管桩基桩的直径，pi—第i个锚固环板承载力设计值，fc—混凝土抗压强度设计值，x—锚固环板上三角形分布反力长度，x取值小于等于锚固环板的宽度b的取值，b的取值小于等于5倍锚固环板的厚度，fy—钢管钢材屈服强度，γi—局压系数。
12、基于上述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法的复合软岩地基微型钢管桩基桩施工方法，包括以下步骤：
13、s1、在微型钢管桩基桩焊接桩靴、锚固环板和保护钢筋；
14、s2、平整场地并钻孔，按微型钢管桩基桩的顶面高程清理施工场地，根据地质条件选择合适的钻孔设备按钻孔；
15、s3、清孔检查，成孔后进行清孔，基底有渗水和淤泥的需要采用清水洗孔，清孔后对孔径、孔深、孔底的残渣进行检查，清孔完成后孔底的沉渣不超过0.05m；
16、s4、安装微型钢管桩基桩，采用吊车或抱杆起吊将微型钢管桩基桩垂直放入孔内，微型钢管桩基桩下放过程中如有卡碰，必须查找原因后再进行安装，严禁加压向下按，微型钢管桩基桩安装就位后需要检查微型钢管桩基桩的顶面高程；
17、s5、浇筑混凝土，微型钢管桩基桩的混凝土采用细石混凝土，微型钢管桩基桩的上端连接泵送混凝土导管或混凝土浇筑漏斗，微型钢管桩基桩内采用微型钢管代替导管，细石混凝土自管内灌入，管外翻出，采用泵送方式浇筑的待管外翻出后，采用钢板封闭管外桩孔并进行加压灌注，压力达到0.3-0.5mpa，采用混凝土浇筑漏斗灌注方式的待管外混凝土翻出后，利用振捣棒在管内进行振捣，振捣后填满管内混凝土，微型钢管桩混凝土塌落度220为宜；
18、s6、混凝土微型钢管桩基桩养护及检测，混凝土按相关规范进行养护，养护达到时间后进行微型钢管桩桩基完整性检测。
19、本发明的有益效果是：本技术的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，将微型钢管桩基桩分为覆土层和嵌岩层两部分，微型钢管桩基桩的抗压承载力为微型钢管桩基桩的覆土层抗压承载力与嵌岩层抗压承载力之和；微型钢管桩基桩的抗拔承载力为微型钢管桩基桩的覆土层抗拔承载力与嵌岩层抗拔承载力之和；微型钢管桩基桩的抗水平承载力大于等于荷载效应标准组合下作用于基桩的水平力。通过上述计算方法可以准确快速计算出微型钢管桩基桩的抗压承载力和抗拔承载力，以选择得到适合的微型钢管桩适应复合软岩地基，进而降低工程量和成本。
1.复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，微型钢管桩基桩(1)承载力包括抗压承载力、抗拔承载力和抗水平承载力，其特征是，所述抗压承载力为所述微型钢管桩基桩(1)的覆土层抗压承载力与嵌岩层抗压承载力之和，所述抗拔承载力为所述微型钢管桩基桩(1)的覆土层抗拔承载力与嵌岩层抗拔承载力之和，所述抗水平承载力大于等于荷载效应标准组合下作用于基桩的水平力。
2.根据权利要求1所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)的覆土层抗压承载力为quk1，quk1＝u1ξd∑ξfiqsikli，所述微型钢管桩基桩(1)的嵌岩层抗压承载力为quk2，quk2＝u2ξsξdfucshr，所述微型钢管桩基桩(1)的抗压承载力为quk，quk＝quk1+quk2，其中，u1—微型钢管桩基桩(1)的覆土层桩身周长，u2—微型钢管桩基桩(1)的嵌岩层桩身周长，li—桩周第i层覆土层的厚度，hγ—桩嵌入软岩层的深度，fucs—岩石单轴抗压强度，ξfi—桩周第i层覆土层土侧阻力发挥系数，ξs—嵌岩层桩侧岩体极限侧阻力系数，ξd—尺寸效应系数，qsik—覆土层极限侧阻力标准值。
3.根据权利要求2所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，当hr≥9d时，hγ＝9d，软岩层对应的ξfi＝0.85，ξd＝0.95(0.3/d)0.85，其中d为微型钢管桩基桩(1)的等效圆直径。
4.根据权利要求3所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)的覆土层抗拔承载力为tuk1，tuk1＝u1ξd∑λiξfiqsikli，所述微型钢管桩基桩(1)的嵌岩层抗拔承载力为tuk2，tuk2＝u2λsξsξdfucshr，所述微型钢管桩基桩(1)抗拔承载力为tuk,tuk＝tuk1+tuk2,其中λi—覆土层抗拔系数,λs—嵌岩层极限侧阻力抗拔折减系数。
5.根据权利要求4所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，覆土层为砂土，0.5≤λi＜0.7；覆土层为黏性土或粉土，0.7≤λi≤0.8，λs＝0.7。
6.根据权利要求5所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)单桩的抗水平承载力为rha，荷载效应标准组合下作用于微型钢管桩基桩(1)的水平力为hik，hik≤rha，其中，α—微型钢管桩基桩(1)的水平变形系数，n—微型钢管桩基桩(1)的桩顶水平位移系数，χ0a—微型钢管桩基桩(1)的桩顶允许水平位移，m—微型钢管桩基桩(1)的桩侧水平抗力系数的比例系数，b0—微型钢管桩基桩(1)的桩身直径，当直径d≤1m时，b0＝0.9(1.5d+0.5)，当直径d＞1m时，b0＝0.9(d+1)，ei—微型钢管桩基桩(1)的桩身抗弯刚度。
7.根据权利要求6所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)的顶部设置有承台(2)，所述微型钢管桩基桩(1)的顶部设置有锚固座板(3)，所述锚固座板(3)与承台(2)固定连接，所述锚固座板(3)下端设置有加劲板(4)，所述微型钢管桩基桩(1)的底部设置有桩靴(7)，所述桩靴(7)包括封板(702)和支撑钢筋(701)，所述支撑钢筋(701)的两端分别与所述微型钢管桩基桩(1)的底部和封板(702)固定连接。
8.根据权利要求7所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)的外侧壁设置有弧形的保护钢筋(6)，所述微型钢管桩基桩(1)的上端外侧壁设置有锚固环板(5)，所述锚固环板(5)环绕设置在所述微型钢管桩基桩(1)的周圈。
9.根据权利要求8所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法，其特征是，所述微型钢管桩基桩(1)锚入承台(2)的最小深度为h，所述微型钢管桩基桩(1)与承台(2)连接部分承载力为f，r—锚固座板(3)承载力设计值，b—锚固座板(3)外径，d—微型钢管桩基桩(1)的直径，pi—第i个锚固环板(5)承载力设计值，fc—混凝土抗压强度设计值，x—锚固环板(5)上三角形分布反力长度，x取值小于等于锚固环板(5)的宽度b的取值，b的取值小于等于5倍锚固环板(5)的厚度，fy—钢管钢材屈服强度，γi—局压系数。
10.根据权利要求9所述的复合软岩地基微型钢管桩基桩承载力计算方法的复合软岩地基微型钢管桩基桩施工方法，其特征是，包括以下步骤：
