钢管桩测摩阻力计算
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钢管桩的计算公式条件:地基土粘土、可塑,承载力特征值f ak ,重度γ,摩擦角φ,作用在基础顶面处内力标准值为:弯距M k ,剪力V k ,竖向轴力N k一、根据结构力学知识,进行桩顶作用效应计算求出每个桩顶的力弯距ki M ,剪力ki V ,竖向轴力ki N , 如左图所示。
二、桩下压承载力计算 (参见《建筑桩基技术规范》)单桩竖向承载力标准值为:p pk p j sjk pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑sjk q ——桩侧第j 层土的极限侧阻力标准值,查表5.3.5-1。
pk q ——极限端阻力标准值,查表5.3.5-2。
j l ——桩周第j 层土的厚度u ——桩身周长p λ——桩端土塞效应系数,对于闭口钢管桩取1,对于敞口钢管桩按下式计算:当5/<d h b 时,d n h b p /16.0=λ当5/≥d h b 时,8.0=p λn 为桩端隔板分割数。
若: K Q R N uk ki /2.12.1=≤则桩基满足竖向承载力要求K ——安全系数,取2.0。
R ——单桩竖向承载力特征值三、 桩上拔承载力计算,即当0<kil N 时p uk kil G T N +≤2/j sjk j j uk l q u T ∑=λuk T ——抗拔极限承载力标准值P G ——桩基自重j λ——抗拔系数,砂土取0.5~0.7,黏性土、粉土取0.7~0.8。
当桩长与桩径之比小于20时取小值。
如满足上式则桩基满足上拔承载力要求四、抗倾覆稳定性验算根据《架空送电线路基础设计技术规范》,土压力系数:)2/45(20βγ+= tg m 空间增大系数:ββζtg d l k )245cos(3210++= 基础的计算宽度:00dk d =ζ土的侧压力系数,粘性土取0.72,粉质粘土和粉土取0.6,砂土取0.38。
倾覆力ki V 的作用点到地面的高度kiki V M h =0 lh 0=η,查表8.1.4得 638.12=μ若极限倾覆力ki f u V r l md V ≥=ημ20,极限倾覆力ki f u M r l md V ≥=μ3则桩基满足抗倾覆稳定性要求五、桩身承载力验算 强度验算:d n ki n ki f W M A N ≤+ 整体稳定性验算:d Eki n ki n ki f N N W M A N ≤-+)8.01(ϕ 22λπEA N E =。
桩侧负摩阻力的计算一、规范对桩侧负摩阻力计算规定符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力:1、桩穿越较厚松散填上、自重湿陷性黄土、欠固结上、液化丄层进入相对较硬上层时;2、桩周存在软弱上层,临近桩侧地而经受局部较大的长期荷载,或地而大而积堆载(包括填土)时;3、由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著紧缩沉降时。
4、桩周上沉降可能引发桩侧负摩阻力时,应按照工程具体情形考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响:当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验算。
①对于摩擦型基桩,可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算基桩承载力:N k < R a(7-9-1)②对于端承型基桩,除应知足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引发基桩的下拉荷载,并可按下式验算基桩承载力:N k+Q^<R a(7-9-2)③当上层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引发的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。
注:木条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部份侧阻值及端阻值。
二' 计算方式桩侧负摩阻力及苴引发的下拉荷载,当无实测资料时可按下列规定计算:1、中性点以上单桩桩周第i层上负摩阻力标准值,可按下列公式计算:必喇6 (7-9-3)当填上、自重湿陷性黄上湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时:cr; = a r ri本地而散布大面积荷载时:6 =(7-9-4)其中,兀=S + 如X ( 7-9-5)m=\ /(7-9-3)〜(7-9-5)式中:必一一第i层土桩侧负摩阻力标准值:当按式(7-9-3)计算值大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标准值进行设计;比一由上自重引发的桩周第i层上平均竖向有效应力:桩群外围桩自地而算起,桩群内部桩自承台底算起:a;―桩周第i层土平均竖向有效应力;——别离为第HI•算土层和苴上第加土层的重度,地下水位以下取浮重度;Az^Az,,, ------ 第f层土、第用层土的厚度:p ——地面均布荷载:乩——桩周第i 层丄负摩阻力系数,可按表7・9"取值:②填上按其组成取表中同类上的较大值:2、 考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算:r=lI 為4丿式中,n ——中性点以上土层数;I.中性点以上第i 土层的厚度;——负摩阻力群桩效应系数:$处,Sv ——別离为纵横向桩的中心距;q ;——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值:——中性点以上桩周上层厚度加权平均重度(地下水位以下取浮重度)。
桩侧负摩阻力的计算一、 规范对桩侧负摩阻力计算规定符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承 载力时应计入桩侧负摩阻力:1、 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时;2、 桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括 填土)时;3、 由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。
4、 桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时,应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力 和沉降的影响;当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验算。
① 对于摩擦型基桩,可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算基桩承载力:N k 乞 R a( 7-9-1)② 对于端承型基桩,除应满足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载,并 可按下式验算基桩承载力:N k Q g <Ra( 7-9-2)③ 当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入 附加荷载验算桩基沉降。
注:本条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
二、 计算方法桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载,当无实测资料时可按下列规定计算: 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:q ?i = ni ;「i( 7-9-3)当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时:i 71ri -mm i 厶i m =2(7-9-3 )〜(7-9-5)式中:q ?i ――第i 层土桩侧负摩阻力标准值;当按式(7-9-3)计算值大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标准值进行设计;-ri ――由土自重引起的桩周第i 层土平均竖向有效应力;桩群外围桩自地面算起,桩群内部桩自承台底算起;当地面分布大面积荷载时:;★二p • c ri(7-9-4) 其中, (7-9-5)Ci ■――桩周第i层土平均竖向有效应力;i, m――分别为第i计算土层和其上第 m土层的重度,地下水位以下取浮重度;.'■■Zi ---- 第 i 层土、第 m层土的厚度;p――地面均布荷载;桩周第i层土负摩阻力系数,可按表 7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻力系数匕土类5土类5饱和软土0.15 〜0.25 砂土0.35 〜0.50粘性土、粉土0.25 〜0.40 自重湿陷性黄土0.20 〜0.35②填土按其组成取表中同类土的较大值;2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算:nQ f 二n 八側(7-9-6)(7-9-7)式中,n ――中性点以上土层数;l i――中性点以上第i土层的厚度;n ――负摩阻力群桩效应系数;S ax, S ay ――分别为纵横向桩的中心距;q S?――中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值;m――中性点以上桩周土层厚度加权平均重度(地下水位以下取浮重度)。
桩侧负摩阻力的计算一、规范对桩侧负摩阻力计算规定符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力:1、桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时;2、桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括填土)时;3、由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。
4、桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时,应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响;当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验算。
①对于摩擦型基桩,可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算基桩承载力: a k R N ≤ (7-9-1)②对于端承型基桩,除应满足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载,并可按下式验算基桩承载力:a ng k R Q N ≤+ (7-9-2)③当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。
注:本条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
二、计算方法桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载,当无实测资料时可按下列规定计算: 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:i ni nsiq σξ'= (7-9-3) 当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时:ri i σσ'=' 当地面分布大面积荷载时:rii p σσ'+=' (7-9-4) 其中, i i i m m m riz z ∆∑+∆='-=γγσ1121(7-9-5) (7-9-3)~(7-9-5)式中:nsi q ——第i 层土桩侧负摩阻力标准值;当按式(7-9-3)计算值大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标准值进行设计;ri σ'——由土自重引起的桩周第i 层土平均竖向有效应力;桩群外围桩自地面算起,桩群内部桩自承台底算起;i σ'——桩周第i 层土平均竖向有效应力;m i γγ,——分别为第i 计算土层和其上第m 土层的重度,地下水位以下取浮重度;m i z z ∆∆,——第i 层土、第m 层土的厚度;p ——地面均布荷载;ni ξ——桩周第i 层土负摩阻力系数,可按表7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻力系数ξ注:①在同一类土中,对于挤土桩,取表中较大值,对于非挤土桩,取表中较小值;②填土按其组成取表中同类土的较大值;2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算:∑⋅==ni i nsi n n gl q u Q 1η (7-9-6)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=4d q d s s m n s ya x a n γπη (7-9-7)式中,n ——中性点以上土层数; l i ——中性点以上第i 土层的厚度;n η——负摩阻力群桩效应系数;ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中心距;ns q ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值;m γ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度(地下水位以下取浮重度)。
《桩侧摩阻力计算》一、工程概况:本工程 ①杂填土、②淤泥均为欠固结软弱土应计算桩侧负摩阻力。
根据岩土工程勘察报告ZK65揭示地基土分层如下:(孔口标高5.07m ,地下水位标高2.02m ) 第①层 杂填土 底部标高2.77(厚度2.30)第② 层 淤泥 底部标高-7.53(厚度10.30)第③ 层 卵石 底部标高-12.43(厚度4.90)第⑤层 砂土状强风化凝灰岩 底部标高-14.73(厚度2.30)第⑥层 碎块状强风化凝灰岩 …………该位置软弱土层较厚且土层分布具有代表性,所以计算该位置的桩侧负摩阻力值。
二、计算过程(1) 根据JGJ 94-2008第5.4.4条桩侧负摩阻力标准值按下式计算:'n si ni i q ξσ= ;1''112i i i e e i i e z z γσσγγ-===∆+∆∑ 根据地勘报告杂填土和淤泥的负摩阻力系数分别为0.4和0.25,素填土和淤泥的重度为16.0kN/m 3。
1γ=16.0kN/m 3'2γ=16.0-10.0=6.0 kN/m 3 1n s q =0.4(0.5×16×2.30)=7.36kN/m 22n s q =0.25(16×2.30+0.5×6×10.3)=16.92kN/m 2(2) 桩持力层为⑤砂土状强风化凝灰岩,根据持力层性质中性点深度比0/n l l 取值为1。
0n l l ==12.6m(3) 计算桩下拉荷载标准值。
根据JGJ 94-2008第5.4.4-4条1nnn gn si i i Q u q l η==∙∑(不考虑群桩效应,n η取1.0),桩采用PHC500预制管桩。
n gQ =1.0×2×3.14×0.25×(7.36×2.3+16.92×10.3)= 300kN。
桩侧负摩阻力的计算一、规范对桩侧负摩阻力计算规定符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力:1、桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时;2、桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括填土)时;3、由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。
4、桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时,应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响;当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验算。
①对于摩擦型基桩,可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算基桩承载力: a k R N ≤ (7-9-1)②对于端承型基桩,除应满足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载,并可按下式验算基桩承载力:a ng k R Q N ≤+ (7-9-2)③当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。
注:本条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
二、计算方法桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载,当无实测资料时可按下列规定计算: 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:i ni nsiq σξ'= (7-9-3) 当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时:ri i σσ'=' 当地面分布大面积荷载时:rii p σσ'+=' (7-9-4) 其中, i i i m m m riz z ∆∑+∆='-=γγσ1121(7-9-5) (7-9-3)~(7-9-5)式中:nsi q ——第i 层土桩侧负摩阻力标准值;当按式(7-9-3)计算值大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标准值进行设计;ri σ'——由土自重引起的桩周第i 层土平均竖向有效应力;桩群外围桩自地面算起,桩群内部桩自承台底算起;i σ'——桩周第i 层土平均竖向有效应力;m i γγ,——分别为第i 计算土层和其上第m 土层的重度,地下水位以下取浮重度;m i z z ∆∆,——第i 层土、第m 层土的厚度;p ——地面均布荷载;ni ξ——桩周第i 层土负摩阻力系数,可按表7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻力系数ξ注:①在同一类土中,对于挤土桩,取表中较大值,对于非挤土桩,取表中较小值;②填土按其组成取表中同类土的较大值;2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算:∑⋅==ni i nsi n n gl q u Q 1η (7-9-6)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=4d q d s s m n s ya x a n γπη (7-9-7)式中,n ——中性点以上土层数; l i ——中性点以上第i 土层的厚度;n η——负摩阻力群桩效应系数;ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中心距;ns q ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值;m γ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度(地下水位以下取浮重度)。
桩侧负摩阻⼒的计算桩侧负摩阻⼒的计算⼀、规范对桩侧负摩阻⼒计算规定符合下列条件之⼀的桩基,当桩周⼟层产⽣的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载⼒时应计⼊桩侧负摩阻⼒:1、桩穿越较厚松散填⼟、⾃重湿陷性黄⼟、⽋固结⼟、液化⼟层进⼊相对较硬⼟层时;2、桩周存在软弱⼟层,邻近桩侧地⾯承受局部较⼤的长期荷载,或地⾯⼤⾯积堆载(包括填⼟)时;3、由于降低地下⽔位,使桩周⼟有效应⼒增⼤,并产⽣显著压缩沉降时。
4、桩周⼟沉降可能引起桩侧负摩阻⼒时,应根据⼯程具体情况考虑负摩阻⼒对桩基承载⼒和沉降的影响;当缺乏可参照的⼯程经验时,可按下列规定验算。
①对于摩擦型基桩,可取桩⾝计算中性点以上侧阻⼒为零,并可按下式验算基桩承载⼒: a k R N ≤ (7-9-1)②对于端承型基桩,除应满⾜上式要求外,尚应考虑负摩阻⼒引起基桩的下拉荷载,并可按下式验算基桩承载⼒:a ng k R Q N ≤+ (7-9-2)③当⼟层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻⼒引起的下拉荷载计⼊附加荷载验算桩基沉降。
注:本条中基桩的竖向承载⼒特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
⼆、计算⽅法桩侧负摩阻⼒及其引起的下拉荷载,当⽆实测资料时可按下列规定计算: 1、中性点以上单桩桩周第 i 层⼟负摩阻⼒标准值,可按下列公式计算:i ni nsiq σξ'= (7-9-3)当填⼟、⾃重湿陷性黄⼟湿陷、⽋固结⼟层产⽣固结和地下⽔降低时:ri i σσ'=' 当地⾯分布⼤⾯积荷载时:rii p σσ'+=' (7-9-4)其中, i i i m m m riz z ?∑+?='-=γγσ1121(7-9-5)(7-9-3)~(7-9-5)式中:nsi q ——第i 层⼟桩侧负摩阻⼒标准值;当按式(7-9-3)计算值⼤于正摩阻⼒标准值时,取正摩阻⼒标准值进⾏设计;ri σ'——由⼟⾃重引起的桩周第i 层⼟平均竖向有效应⼒;桩群外围桩⾃地⾯算起,桩群内部桩⾃承台底算起;i σ'——桩周第i 层⼟平均竖向有效应⼒;m i γγ,——分别为第i 计算⼟层和其上第m ⼟层的重度,地下⽔位以下取浮重度;m i z z ??,——第i 层⼟、第m 层⼟的厚度;p ——地⾯均布荷载;ni ξ——桩周第i 层⼟负摩阻⼒系数,可按表7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻⼒系数ξ注:①在同⼀类⼟中,对于挤⼟桩,取表中较⼤值,对于⾮挤⼟桩,取表中较⼩值;②填⼟按其组成取表中同类⼟的较⼤值;2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算:∑?==ni i nsi n n gl q u Q 1η(7-9-6)+=4d q d s s m n s ya x a n γπη(7-9-7)式中,n ——中性点以上⼟层数; l i ——中性点以上第i ⼟层的厚度;n η——负摩阻⼒群桩效应系数;ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中⼼距;ns q ——中性点以上桩周⼟层厚度加权平均负摩阻⼒标准值;m γ——中性点以上桩周⼟层厚度加权平均重度(地下⽔位以下取浮重度)。
混凝土桩设计中的侧阻力计算一、引言混凝土桩是一种常见的地基基础结构,它能够承受大量的荷载并将其传递到地下土层。
在混凝土桩的设计中,侧阻力是一个重要的因素。
侧阻力是指桩身周边土体对桩身的抵抗力,它能够增加桩的承载能力。
本文将介绍混凝土桩设计中的侧阻力计算方法。
二、侧阻力的影响因素侧阻力的大小受到以下因素的影响:1. 桩身的直径和长度;2. 土层的性质和密度;3. 桩身表面的摩擦系数;4. 桩身的形状和表面状态。
三、侧阻力的计算方法侧阻力的计算方法有多种,常见的有以下几种:1. 钢管桩法钢管桩法是一种较为简单的计算方法,它假设桩与土体之间的摩擦系数为常数。
在这种情况下,侧阻力可以通过以下公式计算:Qs = πDLf其中,Qs是侧阻力,D是桩的直径,L是桩的长度,f是桩与土体之间的摩擦系数。
2. 钻孔桩法钻孔桩法是一种较为复杂的计算方法,它考虑了土体的不同性质和桩身表面的形状。
在这种情况下,侧阻力可以通过以下公式计算:Qs = ∫τds其中,τ是桩身周边土体的剪应力,ds是桩身周长的微元。
整个积分区间为桩的长度。
3. 基于土压力计算法基于土压力计算法是一种基于土体压缩的计算方法,它假设土体的变形是线性的。
在这种情况下,侧阻力可以通过以下公式计算:Qs = KsAsH其中,Ks是土压力系数,As是桩的周长,H是桩身周边土体的有效深度。
四、侧阻力计算的注意事项在进行侧阻力计算时,需要注意以下几点:1. 选择合适的计算方法;2. 考虑土层的不同性质和密度;3. 考虑桩身表面的形状和状态;4. 考虑桩身的直径和长度。
五、结论侧阻力是混凝土桩设计中一个重要的因素,它能够增加桩的承载能力。
侧阻力的计算方法有多种,需要根据实际情况选择合适的方法。
在计算过程中,需要考虑土层的不同性质和密度、桩身表面的形状和状态以及桩身的直径和长度等因素。
钢管桩检算⑴桩基承载力计算:根据计算,中间钢管桩承载荷载最大,该最大荷载值为:Pmax=170.6KN⑵钢管桩最大容许承载力计算由于钢管桩打入过程中,桩周淤泥层受到破坏,无法提供桩身与淤泥层之间的摩阻力,本计算暂不考虑淤泥层摩阻力。
桩打入桩最大容许承载力:〔P〕=1/k(U 刀 f i L i+AR)式中〔p〕--桩的容许承载力KNU----- 桩身横截面周长mf i----桩身穿过各地层与桩身之间的极限摩阻力KPa ;查《路桥施工计算手册》和设计院地质勘探成果,取 4=25L 1----各土层厚度 m L1=12A----- 桩底支撑面积mR——桩尖极限磨阻力Kpa, R=0K---- 安全系数,本设计采用2。
桩基采用© 426mm冈管桩,壁厚S =8mm管内填砂密实,采用打桩振动锤击下沉。
桩的周长U=1.34m不计桩尖承载力,仅计算钢管桩侧摩阻。
根据地质情况,按照打入局部冲刷线以下 12m计算:单桩承载力为〔P〕=201KN大于钢管桩承受荷载Pmax=170.6KN满足要求。
⑶桩身强度计算桩基采用© 426mm*8m钢管桩。
对钢管桩的容许承载力,按下式计算:PM FR/KP-桩的容许承载力,kN;为-纵向挠曲折减系数,根据lp/d查表得出;F-钢管截面的计算面积;R-钢的屈服应力,kPa;本设计中R=235000KPaK-安全系数,摩擦桩取2.5 ;lp-桩的计算长度,取ht ;ht-从土壤表面到桩顶的距离;d-钢管桩外径。
取 lp=htlp/d=1600/63 = 25.4查“轴心受压钢构件的纵向弯曲系数表”,纵向挠曲折减系数为"0.92F=n d 5 =0.0158mPM FR/K=1337KN单桩设计承载力170.6KN。
满足受力要求。
⑷结论经检算知,便桥设计满足受力要求。
各种桩的计算公式桩是一种在土层或岩石中起垂直支撑和传递建筑物或其他结构荷载的元素。
根据不同的设计要求和地质条件,可以选择不同类型的桩,如桩的形式、材料和施工方法等。
下面将介绍一些常用的桩的计算公式:1.钢筋混凝土桩(PHC桩)的计算公式:(1)桩身侧面摩擦力计算:F=πDLq其中,F表示摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力。
(2)桩身端部承载力计算:Qb=πDLc+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,R表示桩身底端净侧阻力。
(3) 桩身总承载力计算:Qult=Qb+Fs其中,Qult表示桩身总承载力,Fs表示桩身的摩擦力。
2.钻孔灌注桩(CGP桩)的计算公式:(1) 桩身总承载力计算:Qb=πDνcn+πD²/4Rs其中,Qb表示桩身总承载力,D表示桩身直径,νcn表示桩身侧阻力系数,Rs表示桩身底端净端阻力。
(2) 桩身摩阻力计算:F=2πDLqd其中,F表示桩身的摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力,d表示桩身摩擦阻力系数。
3.钢管桩的计算公式:(1)桩身摩擦力计算:F=πDLq其中,F表示桩身的摩擦力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力。
(2)桩身端部承载力计算:Qb=πDLc+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,R表示桩身底端净侧阻力。
(3) 桩身总承载力计算:Qult=Qb+Fs其中,Qult表示桩身总承载力,Fs表示桩身的摩擦力。
4.微桩的计算公式:(1) 桩身摩阻力计算:F=2πDLqd其中,F表示桩身的摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,d表示桩身摩擦阻力系数。
(2) 桩身端部承载力计算:Qb=πDLcn+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,νcn表示桩身侧阻力系数,R表示桩身底端净侧阻力。
以上是一些常用的桩的计算公式,每种桩的计算公式都基于其特定的几何形状、地质条件和材料特性。
多钢管桩侧摩阻力计算公式多钢管桩侧摩阻力的计算可不是一件简单的事儿,它涉及到不少复杂的原理和公式。
咱们先来说说啥是侧摩阻力。
想象一下,一根钢管桩插进土里,土就会对桩产生一种摩擦力,就好像有人紧紧地拉住桩不让它动,这个力就是侧摩阻力。
那怎么计算这个侧摩阻力呢?这里有个公式,不过别被它吓到哈。
咱们假设桩的周长是 C,桩侧土的平均极限侧阻力标准值是 qsik ,桩长是 li ,那么侧摩阻力 Qsi 就可以通过公式 Qsi = C × li × qsik 来计算。
举个例子吧,有一根钢管桩,它的周长是 3 米,桩侧土的平均极限侧阻力标准值是 50 千帕,桩长是 10 米。
那咱们来算算这根桩的侧摩阻力。
先把单位统一一下,50 千帕 = 50 千牛/平方米。
根据公式,Qsi = 3 × 10 × 50 = 1500 千牛。
这就是一个简单的计算过程。
但在实际情况中,可没这么简单哦!比如说,不同深度的土,它的性质不一样,极限侧阻力标准值也会不同。
有时候地下水位的高低也会影响计算结果。
我曾经在一个建筑工地上就遇到过这样的情况。
当时我们正在打钢管桩,按照最初的地质勘察报告和设计方案,计算出的侧摩阻力应该能满足要求。
可是打桩的过程中发现,实际的阻力比计算的小很多。
后来经过仔细勘察,发现是因为地下水位上升了,导致土的性质发生了变化,极限侧阻力标准值降低了。
这可把我们急坏了,赶紧重新调整方案,重新计算侧摩阻力,才保证了工程的顺利进行。
所以说,多钢管桩侧摩阻力的计算不能只靠公式,还得考虑实际的地质条件、地下水位等各种因素。
只有这样,才能算得准,保证工程的安全和质量。
在实际应用中,我们还得不断积累经验,多观察、多分析。
比如说,打桩的时候听听声音,看看桩的下沉速度,都能给我们一些关于侧摩阻力的线索。
总之,多钢管桩侧摩阻力的计算虽然复杂,但只要我们掌握好公式,结合实际情况,细心认真,就一定能算得准,让工程稳稳当当的!。
钢管桩静力拔桩侧摩阻力的计算对比分析徐本春;刘德风;谭斌;朱伟伟;左生荣;喻桥【摘要】对于钢管桩拔桩侧摩阻力的计算有多种计算方法,具有代表性的两种就是API-RP2 A的计算方法和国内规范法,为了更好地了解这两种计算方法的特点和差别,通过对不同的工况分别采用API-RP2 A的计算方法和国内规范法计算,计算对比分析两者的区别以及产生区别的原因,同时简要分析两种计算方法的优缺点.【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】4页(P676-678,717)【关键词】钢管桩;静力拔桩;侧摩阻力;计算分析【作者】徐本春;刘德风;谭斌;朱伟伟;左生荣;喻桥【作者单位】中国一冶集团有限公司湖北分公司,湖北武汉430080;中国一冶集团有限公司湖北分公司,湖北武汉430080;中国一冶集团有限公司湖北分公司,湖北武汉430080;中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司,湖北武汉430071;湖北省路桥集团有限公司,湖北武汉430000;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063【正文语种】中文【中图分类】TU473.1;TU441.40 引言多数桥梁及水上工程施工都会采用钢管桩作为临时施工平台或施工栈桥的下部基础,一般会根据实际需要的承载能力选取不同规格的钢管桩以及确定不同的打入深度,通常情况下施工结束后是要将临时施工设施拆除并将地基中的钢管桩拔出以便回收利用,然而对于通过不同方式打入地基中的钢管桩,入土深度、桩径、地基土质、土体固结时间等因素的不同都会导致拔桩的上拔力的不同,所以想要将其成功拔出也不是一件非常容易的事,需要前期对拔桩力进行理论计算分析,并据此来选择拔桩设备型号。
目前国内外对侧摩阻力的计算都是参考一定的规范公式,其中美国按照API-RP2A 的方法计算[2],而国内大多参考公路桥涵地基与基础设计规范[3]或建筑桩基技术规范[4]中提供的半经验公式。
钢管桩摩擦力计算公式嘿,咱们来聊聊钢管桩摩擦力的计算公式这回事儿。
要说钢管桩摩擦力的计算,这可真是个有意思的话题。
咱们先得搞清楚啥是钢管桩摩擦力。
想象一下,一根长长的钢管插进土里,它和周围的土之间就会产生一种相互作用的力,这力阻止钢管轻易移动,这就是摩擦力啦。
那这摩擦力咋算呢?其实有个挺重要的公式。
不过在说这公式之前,我先跟您讲讲我曾经在一个建筑工地上的经历。
有一回,我去一个大型建筑工地考察,那里正在打钢管桩。
那场面,机器轰鸣,工人们忙忙碌碌。
我特别留意了其中一根钢管桩的打入过程。
那根桩慢慢地往地下钻,每深入一点,都能感觉到它和土地之间那种“较劲”的劲儿。
当时我就在想,这得多大的摩擦力在阻碍着它呀。
后来我和现场的工程师交流,他就跟我详细讲解了计算钢管桩摩擦力的一些关键因素。
回到咱们的正题,钢管桩摩擦力的计算公式通常会涉及到桩的周长、入土深度、土的摩擦系数等因素。
具体来说,公式大致是这样:摩擦力 = 桩周长 ×入土深度 ×土的摩擦系数。
这里面,桩周长很好理解,就是钢管桩横截面的周长呗。
入土深度呢,就是钢管桩插进土里的长度。
而土的摩擦系数,这可就有点复杂啦。
不同类型的土,摩擦系数可不一样。
比如说,砂土和黏土的摩擦系数就有差别。
为了更准确地确定土的摩擦系数,还得进行一系列的土样测试。
这测试过程也不简单,得把土样拿到实验室里,用专门的仪器进行测量和分析。
在实际工程中,计算钢管桩摩擦力可不能马虎。
要是算错了,那可就麻烦大了。
比如说,如果摩擦力算小了,可能会导致钢管桩在使用过程中不稳定,甚至出现安全隐患;要是算大了呢,又会造成材料的浪费,增加成本。
所以啊,搞清楚钢管桩摩擦力的计算公式,并且准确地运用它,对于建筑工程来说太重要了。
这就像是给大楼打下坚实的基础,只有基础稳了,上面的建筑才能安全可靠。
咱再回到开头我在工地的那个经历,看着那些工人和工程师们认真地操作和计算,我深深感受到,每一个数字,每一个公式,都关乎着整个工程的质量和安全。
管道摩擦阻力计算管道摩擦阻力可以分为两个部分:一部分是由于液体与管壁之间的摩擦力造成的阻力,另一部分是由于液体与管道内的流体之间的摩擦力造成的阻力。
计算管道摩擦阻力需要考虑流体的流动性质、管道的几何形状以及管壁的粗糙度等因素。
f=(λ*L*V^2)/(2*D*g)其中,f是单位长度的摩擦阻力,λ是摩擦阻力系数,L是管道长度,V是流体速度,D是管道直径,g是重力加速度。
摩擦阻力系数λ是根据实际情况进行测定的,它与流体的黏度、管道壁面的粗糙度以及管道的几何形状有关。
一般来说,管道摩擦阻力系数可以通过图表或经验公式得到。
根据实际情况可能需要进行实验测量或查阅相关文献来获取准确的摩擦阻力系数。
在实际应用中,需要根据具体的管道系统参数来计算摩擦阻力。
首先需要确定管道的几何形状和尺寸,包括管道的直径、长度以及管道径向的变化等。
然后需要确定流体的性质,主要包括流体的密度、动力黏度和流速等。
最后确定管道壁面的粗糙度,这可以通过表观粗糙度或雷诺数来确定。
在计算摩擦阻力时,需要注意以下几点:1.确保使用正确的单位。
通常使用国际单位制(SI)来进行计算,包括米、千克和秒等。
2.选择正确的公式和图表。
根据具体的情况选择适用的公式和图表进行计算和查阅。
3.考虑流量条件。
摩擦阻力与流体流速的平方成正比,因此流速的变化会对摩擦阻力产生重要影响。
4.考虑管道壁面的粗糙度。
管道壁面的粗糙度越大,摩擦阻力也越大。
通常可以使用平均粗糙度来进行计算。
除了管道摩擦阻力系数,还可以使用“摩阻因子”来描述管道摩擦阻力。
摩阻因子是指流体通过管道时所需施加的力与流体通过的管道长度之间的比值。
在管道系统设计和运行中,减小管道摩擦阻力可以提高流体输送的效率。
通过优化管道的几何形状、选择合适的管材和减小管壁的粗糙度等措施可以减小管道摩擦阻力。
此外,根据实际工况和要求进行合理的管道尺寸选择和调整,也是减小管道摩擦阻力的一个重要手段。
总之,管道摩擦阻力的计算是设计和运行管道系统中的一个重要内容。
《桩侧摩阻力计算》一、工程概况:本工程 ①杂填土、②淤泥均为欠固结软弱土应计算桩侧负摩阻力。
根据岩土工程勘察报告ZK65揭示地基土分层如下:(孔口标高5.07m ,地下水位标高2.02m ) 第①层 杂填土 底部标高2.77(厚度2.30)第②层 淤泥 底部标高-7.53(厚度10.30)第③层 卵石 底部标高-12.43(厚度4.90)第⑤层 砂土状强风化凝灰岩 底部标高-14.73(厚度2.30)第⑥层 碎块状强风化凝灰岩 …………该位置软弱土层较厚且土层分布具有代表性,所以计算该位置的桩侧负摩阻力值。
二、计算过程(1) 根据JGJ 94-2008第5.4.4条桩侧负摩阻力标准值按下式计算:'n si ni i q ξσ= ;1''112i i i e e i i e z z γσσγγ-===∆+∆∑ 根据地勘报告杂填土和淤泥的负摩阻力系数分别为0.4和0.25,素填土和淤泥的重度为16.0kN/m 3。
1γ=16.0kN/m 3'2γ=16.0-10.0=6.0 kN/m 31n s q =0.4(0.5×16×2.30)=7.36kN/m 22n s q =0.25(16×2.30+0.5×6×10.3)=16.92kN/m 2(2) 桩持力层为⑤砂土状强风化凝灰岩,根据持力层性质中性点深度比0/n l l 取值为1。
0n l l ==12.6m(3) 计算桩下拉荷载标准值。
根据JGJ 94-2008第5.4.4-4条1nnn gn si i i Q u q l η==•∑(不考虑群桩效应,n η取1.0),桩采用PHC500预制管桩。
n gQ =1.0×2×3.14×0.25×(7.36×2.3+16.92×10.3)= 300kN。
钢管桩设计与验算钢管桩选用Ф800,δ=10mm 的钢管,材质为A 3,E=2.1×108 Kpa,I=64π(80.04-78.04)=1.936×10-3M 4。
依据设计桩高度,钢管桩最大桩长为46.2m 。
1、桩的稳定性验算桩的失稳临界力Pcr 计算 Pcr=22lEIπ=32822.4610936.1101.2-⨯⨯⨯⨯π=1878kN >R=658.3 kN 2、桩的强度计算桩身面积 A=4π(D 2-a 2)=4π(802-782)=248.18cm 2钢桩自身重量P=A.L.r=248.18×46.2×102×7.85*10-3 =90000kg=90kN桩身荷载 p=658.3+90=748.3 kNб=p /A=748.3×102/248.18=301.5kg /cm 2=30.15Mpa3、桩的入土深度设计通过上述计算可知,每根钢管桩的支承力近658.3kN ,按规范取用安全系数k=2.0,设计钢管桩入土深度,则每根钢管桩的承载力为658.3×2=1316.6kN ,管桩周长 U=πD=3.1416×0.8=2.5133m 。
依地质勘察报告,河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为:第一层 粉质黏土 厚度为3m , τ=120 Kpa第二层 淤泥粉质黏土 厚度为4m ,τ=60 Kpa 第三层 粉砂 厚度为1.8m ,τ=90Kpa N=∑τi u h iN =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h 3=1316.6 kN =904.7+603.1+226.1 h 2 =1316.6kN解得 h 3=-0.84m证明钢管桩不需要进入第三层土,即满足设计承载力。
钢管桩实际入土深度: ∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型拟选用DZ90,查表得知激振动570 kN ,空载振幅≮0.8mm ,桩锤全高4.2 m ,电机功率90kw 。
桩侧摩阻力计算公式
以桩侧摩阻力计算公式为标题,本文将介绍桩侧摩阻力的计算公式及其相关知识。
桩侧摩阻力是指桩身与土壤之间的摩阻力,是桩基础设计中重要的参数之一。
其计算公式为:
Qs = πDLsNc
其中,Qs为桩侧摩阻力,D为桩径,Ls为桩长,Nc为桩侧土壤的承载力系数。
在实际工程中,Nc的取值需要根据不同的土壤类型和桩的形状进行确定。
一般来说,Nc的取值范围为9~35。
需要注意的是,桩侧摩阻力的计算公式只适用于单桩情况。
在多桩情况下,需要考虑桩与桩之间的相互作用,计算公式也会有所不同。
除了桩侧摩阻力,桩基础设计中还需要考虑桩端摩阻力、桩身承载力等参数。
这些参数的计算需要综合考虑土壤类型、桩的形状和长度等因素。
桩侧摩阻力是桩基础设计中不可忽视的参数之一,其计算公式需要根据实际情况进行确定。
在实际工程中,需要综合考虑多种因素,确保桩基础的安全可靠。
钢管桩的计算公式条件:地基土粘土、可塑,承载力特征值f ak ,重度γ,摩擦角φ,作用在基础顶面处内力标准值为:弯距M k ,剪力V k ,竖向轴力N k一、根据结构力学知识,进行桩顶作用效应计算求出每个桩顶的力弯距ki M ,剪力ki V ,竖向轴力ki N , 如左图所示。
二、桩下压承载力计算 (参见《建筑桩基技术规范》)单桩竖向承载力标准值为:p pk p j sjk pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑sjk q ——桩侧第j 层土的极限侧阻力标准值,查表5.3.5-1。
pk q ——极限端阻力标准值,查表5.3.5-2。
j l ——桩周第j 层土的厚度u ——桩身周长p λ——桩端土塞效应系数,对于闭口钢管桩取1,对于敞口钢管桩按下式计算:当5/<d h b 时,d n h b p /16.0=λ当5/≥d h b 时,8.0=p λn 为桩端隔板分割数。
若: K Q R N uk ki /2.12.1=≤则桩基满足竖向承载力要求K ——安全系数,取2.0。
R ——单桩竖向承载力特征值三、 桩上拔承载力计算,即当0<kil N 时p uk kil G T N +≤2/j sjk j j uk l q u T ∑=λuk T ——抗拔极限承载力标准值P G ——桩基自重j λ——抗拔系数,砂土取0.5~0.7,黏性土、粉土取0.7~0.8。
当桩长与桩径之比小于20时取小值。
如满足上式则桩基满足上拔承载力要求四、抗倾覆稳定性验算根据《架空送电线路基础设计技术规范》,土压力系数:)2/45(20βγ+= tg m 空间增大系数:ββζtg d l k )245cos(3210++= 基础的计算宽度:00dk d =ζ土的侧压力系数,粘性土取0.72,粉质粘土和粉土取0.6,砂土取0.38。
倾覆力ki V 的作用点到地面的高度kiki V M h =0 lh 0=η,查表8.1.4得 638.12=μ若极限倾覆力ki f u V r l md V ≥=ημ20,极限倾覆力ki f u M r l md V ≥=μ3则桩基满足抗倾覆稳定性要求五、桩身承载力验算 强度验算:d n ki n ki f W M A N ≤+ 整体稳定性验算:d Eki n ki n ki f N N W M A N ≤-+)8.01(ϕ 22λπEA N E =。
钢管桩验算Final revision by standardization team on December 10, 2020.钢管桩检算⑴桩基承载力计算:根据计算,中间钢管桩承载荷载最大,该最大荷载值为:Pmax=170.6KN。
⑵钢管桩最大容许承载力计算由于钢管桩打入过程中,桩周淤泥层受到破坏,无法提供桩身与淤泥层之间的摩阻力,本计算暂不考虑淤泥层摩阻力。
桩打入桩最大容许承载力:〔ρ〕=1/k(U∑f1L1+AR)式中〔ρ〕--桩的容许承载力KNU-----桩身横截面周长mf1----桩身穿过各地层与桩身之间的极限摩阻力KPa ;查《路桥施工计算手册》和设计院地质勘探成果,取f1=25L1----各土层厚度m L1=12A-----桩底支撑面积m2R-----桩尖极限磨阻力Kpa, R=0K----安全系数,本设计采用2。
桩基采用φ426mm钢管桩,壁厚δ=8mm,管内填砂密实,采用打桩振动锤击下沉。
桩的周长U=1.34m。
不计桩尖承载力,仅计算钢管桩侧摩阻。
根据地质情况,按照打入局部冲刷线以下12m 计算:单桩承载力为〔ρ〕=201KN,大于钢管桩承受荷载Pmax=170.6KN。
满足要求。
⑶桩身强度计算桩基采用φ426mm*8mm钢管桩。
对钢管桩的容许承载力,按下式计算:P=∮FR/KP-桩的容许承载力,kN;∮-纵向挠曲折减系数,根据lp/d查表得出;F-钢管截面的计算面积;R-钢的屈服应力,kPa;本设计中R=235000KPaK-安全系数,摩擦桩取2.5;lp-桩的计算长度,取ht;ht-从土壤表面到桩顶的距离;d-钢管桩外径。
取lp=htlp/d=1600/63=25.4查“轴心受压钢构件的纵向弯曲系数表”,纵向挠曲折减系数∮≈0.9F=πdδ=0.0158m2P=∮FR/K=1337KN>单桩设计承载力170.6KN。
满足受力要求。
(4) 结论经检算知,便桥设计满足受力要求。
钢管桩设计与验算
钢管桩选用Ф800,δ=10mm 的钢管,材质为A 3,E=2.1×108 Kpa,I=
64
π(80.04-78.04)=1.936×10-3M 4。
依据设计桩高度,钢管桩最
大桩长为46.2m 。
1、桩的稳定性验算
桩的失稳临界力Pcr 计算 Pcr=
2
2
l
EI
π=
3
2
822.4610
936.1101.2-⨯⨯⨯⨯π
=1878kN >R=658.3 kN 2、桩的强度计算
桩身面积 A=4π(D 2-a 2)
=4
π
(802-782)=248.18cm 2
钢桩自身重量
P=A.L.r=248.18×46.2×102×7.85*10-3 =90000kg=90kN
桩身荷载 p=658.3+90=748.3 kN
б=p /A=748.3×102/248.18=301.5kg /cm 2=30.15Mpa
3、桩的入土深度设计
通过上述计算可知,每根钢管桩的支承力近658.3kN ,按规范取用安全系数k=2.0,设计钢管桩入土深度,则每根钢管桩的承载力为658.3×2=1316.6kN ,管桩周长 U=πD=3.1416×0.8=2.5133m 。
依地质勘察报告,河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为:
第一层 粉质黏土 厚度为3m , τ=120 Kpa
第二层 淤泥粉质黏土 厚度为4m ,τ=60 Kpa 第三层 粉砂 厚度为1.8m ,τ=90Kpa N=∑τi u h i
N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h 3=1316.6 kN =904.7+603.1+226.1 h 2 =1316.6kN
解得 h 3=-0.84m
证明钢管桩不需要进入第三层土,即满足设计承载力。
钢管桩实际入土深度: ∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型
拟选用DZ90,查表得知激振动570 kN ,空载振幅≮0.8mm ,桩锤全高4.2 m ,电机功率90kw 。
5、振动沉桩承载力计算
根据所耗机械能量计算桩的容许承载力
[]P =m
1
{
()[]
v
a A f m x 12
23111βμα+-+Q
}
m —安全系数,临时结构取1.5
m 1—振动体系的质量 m 1=Q/g=57000/981=58.1 Q 1—振动体系重力 N g —重力加速度=981 cm /s 2
A X —振动沉桩机空转时振幅 A X = 10.3 mm M —振动沉桩机偏心锤的静力矩 N. cm μ—振动沉桩机振幅增大系数 μ= A n / A x
A n -振动体系开始下沉时振幅 取1.2 cm
f —振动频率 17.5 转/S
a —振动沉桩机最后一击的实际振幅 取1.0 cm ν—沉桩最后速度 取5 cm/m in α1—土性质系数,查表得α1=20
β1—影响桩入土速度系数, 查表得β1=0.17
[p]=
5
.11{
5
17.0110.10.12.15.171.58202
2
31⨯+⎥⎥
⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+9×104
}
=
5
.11
{
85
.1107401.26
⨯+9×104
}
=
5
.11×1.571*6
10 =1047438N=1047KN > N=716.7KN 通过上述计算及所选各项参数说明:
1)DZ90型振动打桩机,是完全能够满足本设计单桩承载力的。