建造人行索桁桥,应根据地质地形条件选择合理的锚碇形式,并确定基底持力层位置。山区农村人行索桁桥主要采用两种简单、有效而且经济的锚碇形式:桩柱式锚碇和组合式锚碇。锚碇主要承受上拔力和水平力,因此需要验算锚桩抗拔承载力,桩身抗剪、抗拉承载力,锚桩水平承载力;必要时对桩身还需进行抗裂验算。要求承载力容许值大于锚桩所受荷载效应值。
人行索桁桥的桩柱式锚碇为挖孔灌注桩,适用硬质岩和软质岩地基;桩径不小于1.2m,嵌入微风化层深度不小于3.5m。桩柱式锚碇如下图所示。
组合式锚碇为重力式基础与桩基础的组合,适用于中实到密实的碎石土,中实到密实的中砂、砾砂、粗砂地基,桩径不小于1.2m,桩周与基础边缘不小于0.5m,基础埋置深度不小于3.5m。组合式锚碇如下图所示。
抗拔承载力取决于桩身与桩侧土层摩阻力和桩身自重两个主要因素。
按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63--2007),单桩轴向受拉承载力容许值为:
W——桩身自重;
V——背索对锚碇向上的最大竖向拉力。
对于桩柱式锚碇,抗拔承载力以桩侧摩阻力为主;对于组合式锚碇,桩身自重占主要成分。
依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010一2010)第7.4.1条,桩身轴向拉力设计值表达式为:
桩身所受剪力由钢筋和混凝土共同承担,则:
参照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008),当桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少单桩水平静载试验资料时,可按下式估算桩身配筋率不小于0.65%灌注桩单桩水平承载力特征值:
当缺少单桩水平静载试验资料时,可按照下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的单桩水平承载力特征值:
式中,