摩擦桩桩长的计算

0.500.20 1.5719.00土层数土层厚度Li （m)各土层与桩侧的摩阻力标准值qik（kPa）各土层重度(kN/m3)土层一 2.0030.0018.00土层二 1.6030.0018.00土层三 3.8046.0018.00土层四 5.6046.0018.00土层五 1.7042.0018.00土层六 2.2042.0018.00土层七 2.1042.0018.00622.351Kn0.300.250150.002.0018.000.7219.00130.68025.659Kn Kn648.0148.5单根桩荷载为=（2156+329.28）/5=497.056KN，考虑1.2的安全系数为：497.056*1.2=596.5KN<承载力容许值648.01,安全[Ra]＝kN，承载力容许值罐体自重=220T*1000*9.8/1000=2156KN,承台自重=1*3.5*4*2400*9.8/1000=329.28KN 桩长采用19米，5根桩，地基土参数h＝m，桩端埋置深度，大于40m按40m计qr=kN，端桩土承载力容许值桩端端阻力合计=合计k2＝深度修正系数γ2＝桩端以上土层的加权平均重度λ＝修正系数桩端端阻力部分计算t＝m，沉渣厚度m0＝清底系数〔fa0〕＝kPa，桩端土的承载力基本容许值U＝m，桩周长L＝m，桩长桩侧摩阻力部分计算桩侧摩阻力合计=单根摩擦桩计算参数计算D＝m，桩直径Ap＝m2，桩底横截面面积[]112n a i R u ==∑[]00r a q m f λ⎡=⎣配筋按配筋率0.65%计算，主钢筋A=1275mm2,单根16的钢筋面积为200mm2，设计每根桩基配置如下：7根直径16的钢筋间距为22cm,主筋沿桩身通长布置。

螺旋筋采用直径6的钢筋间距30cm公式[]112n a ik i p r i R u q l A q ==+∑[]()00223r a q m f k h λγ⎡⎤=+-⎣⎦44.1079236。

一、计算过程及说明5.3.3 摩擦桩的单桩轴向受压承载力容许值【Ra】，可按下式计算：u-桩身周长（m）；本桥u=4.7124A p -桩端截面面积（m 2),对于扩底桩，取扩底截面面积本桥A P =3.1415926X D 2/4 = 1.7671桩径=1.5n-土层的层数，l i -承台底面或局部冲刷线一下各层土的厚度（m），扩孔部分不计q ik -与l i 对应的各层土与桩侧的摩阻力标准值（KPa），宜采用单桩摩阻力试验值， 当无试验条件时，按本规范5.3.3-1选用本桥所采用值的表格岩层数l iq ik 1 1.780802 4.350319120400500600700800900 =6199.15(KN)-桩端处土的承载力基本容许值（KPa），按本规范3.3.3条确定本桥500m 0-清底系数，按本规范5.3.3-3条确定0.7λ-修正系数0.70.65h-桩端的埋置深度（m），对于有冲刷的的桩基，埋深由一般冲刷线起算，对无冲刷的桩基埋置深度由天然地面线或实际开挖后的地面线起算，大于40米，按40米计算本桥m 0=桩端为透水性土时，本桥λ=桩端为不透水性土时，本桥λ=[][][])3(0(22121-+=+=∑=h fa u Ra rk m q q A l q rrP i ni rk λl q ini rku ∑=121[]0fa []=0fa本桥冲刷深度=0（从现地面冲刷掉的深度）本桥埋置深度h=25（冲刷线至桩低深度)本桥K 2深度=5本桥r 2深度=20q r -桩端处土的承载力容许值（KPa），当持力层为砂土，碎石土时，若计算值超过下列值1228.50本桥采用的q r =1228.50【Ra】-单桩轴向受压承载力容许值（KN)，【Ra】=8370.1（KN)二、桩长的计算及结果6000（KN）25（米）k 2-容许承载力随深度的修正系数，根据桩端持力层土类按按本规范3.3.4条确定桩长的采用单桩顶垂直轴力【N】=25初步拟定桩长L=r 2-桩端以上各土层的加权平均重度（KN/m 3）宜采用：粉砂1000KPa，细砂1150KPa，中砂，粗砂，砾砂1450KPa，碎石土2750KPa[][]=-+=)3(0(22h fa rk m q rλ。

0.500.20 1.5719.00土层数土层厚度Li （m)各土层与桩侧的摩阻力标准值qik（kPa）各土层重度(kN/m3)土层一 2.0030.0018.00土层二 1.6030.0018.00土层三 3.8046.0018.00土层四 5.6046.0018.00土层五 1.7042.0018.00土层六 2.2042.0018.00土层七 2.1042.0018.00622.351Kn0.300.250150.002.0018.000.7219.00130.68025.659Kn Kn648.0148.5单根桩荷载为=（2156+329.28）/5=497.056KN，考虑1.2的安全系数为：497.056*1.2=596.5KN<承载力容许值648.01,安全[Ra]＝kN，承载力容许值罐体自重=220T*1000*9.8/1000=2156KN,承台自重=1*3.5*4*2400*9.8/1000=329.28KN 桩长采用19米，5根桩，地基土参数h＝m，桩端埋置深度，大于40m按40m计qr=kN，端桩土承载力容许值桩端端阻力合计=合计k2＝深度修正系数γ2＝桩端以上土层的加权平均重度λ＝修正系数桩端端阻力部分计算t＝m，沉渣厚度m0＝清底系数〔fa0〕＝kPa，桩端土的承载力基本容许值U＝m，桩周长L＝m，桩长桩侧摩阻力部分计算桩侧摩阻力合计=单根摩擦桩计算参数计算D＝m，桩直径Ap＝m2，桩底横截面面积[]112n a i R u ==∑[]00r a q m f λ⎡=⎣配筋按配筋率0.65%计算，主钢筋A=1275mm2,单根16的钢筋面积为200mm2，设计每根桩基配置如下：7根直径16的钢筋间距为22cm,主筋沿桩身通长布置。

螺旋筋采用直径6的钢筋间距30cm公式[]112n a ik i p r i R u q l A q ==+∑[]()00223r a q m f k h λγ⎡⎤=+-⎣⎦44.1079236。

桥梁高桩承台式摩擦桩基础设计计算1. 初步拟定桩长桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=1.2m ，以冲抓锥施工。

桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=11.31m 。

桩长初步拟定为18m ，桩底标高为49.54m 。

2．桩群结构分析2.1承台底面中心的荷载计算永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时：407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+⨯⨯⨯=∑358.60()H kN =∑4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+⨯=∑永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时：46788.009.8 5.6 2.025.049532()N kN =+⨯⨯⨯=∑2.2单桩桩顶荷载计算桩的计算宽度1b对于 1.0d m ≥时： 1(1)f b K K d =+式中：f K ——桩形状换算系数，对于圆形截面，取0.9；d ——桩直径，取1.2m ；K ——平行于水平作用方向的桩间相互影响系数：已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b ==；对于110.6L h <的多排桩 ： 2121(1)0.8020.6b L K b h -=+⨯= 所以： 10.90.802(1.21) 1.59()b m =⨯⨯+=桩的变形系数αα=0.8c EI E I =式中： α——桩的变形系数；EI ——桩的抗弯刚度，对以受弯为主的钢筋混凝土桩，根据现行规范采用；c E ——桩的混凝土抗压弹性模量，C20混凝土72.5510c E KPa =⨯；I ——桩的毛面积惯性矩，440.1018()64d I m π==m ——非岩石地基水平向抗力系数的比例系数，4120000/m kN m =；所以，计算得：10.62()m α-=桩在最大冲刷线以下深度h=11.31m ，其计算长度则为：0.6211.317.02( 2.5)h h α==⨯=> 故按弹性桩计算桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m == ；12ζ=(根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12ζ=)， 2221.2 1.13()44d A m ππ⨯===630012000011.31 1.35710(/)C m h kN m ==⨯=⨯2220 1.240tan 11.31tan 21.142424d A h m φππ︒⎛⎫⎛⎫=+⋅=⨯+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,易知该值大于相邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044A m π=⨯=∴ 117600016.6911.3111211.132.5510 1.357108.04h l h AE C A ρζ-⎡⎤+⨯⎢⎥==+⎢⎥+⨯⨯⨯⨯⎢⎥+⎣⎦621.923100.925KN m EI =⨯⋅=已知：7.02h h α==（＞4），∴取h =4，000.62 6.69 4.15()l l m α==⨯=查教材《桥梁基础工程》附表17、18、19得：Q x =0.05568 m x =0.16498 m ϕ=0.65853 所以 3320.620.055680.0133Q EIx EI EI ρα==⨯=2230.620.164980.0634m EIx EI EI ρα==⨯=40.620.658530.408m EI EI EI ραφ==⨯=计算承台底面原点O 处位移0a 、0b 、0β 对于竖直桩，且各桩的直径相同时：01434907836.0460.925N b n EI EIρ===⨯ 241310222224131()16.66358.600.38045334.56116.420.079816.660.1447()()ni i ni i n x H n MEI EI a EI EI EI EIn n x n ρρρρρρρ==++⨯+⨯===⨯-⋅+-∑∑ 2302222241310.07985334.50.3804358.60429.570.079816.660.1447()()ni i n M n H EI EI EI EI EIn n x n ρρβρρρρ=+⨯+⨯===⨯-⋅+-∑计算作用在每根桩顶上作用力i P 、i Q 、i M ：竖向力：1007884.10()7836.04429.57()0.925(1.6)6612.57()i i kN P b x EI kN EI EI ρβ⎧=+=⨯±⨯=⎨⎩ 水平力：20306116.42429.570.01330.063454.11()i Q a EI EI kN EI EI ρρβ=-=⨯-⨯= 弯矩：4030429.576116.420.4080.0634212.52()i M a EI EI kN m EI EIρβρ=-=⨯-⨯=-⋅ 校核：654.11324.66()358.60()i nQ kN H kN =⨯=≈=∑13(7884.106612.57) 1.66(212.52)4828.22()5334.50()ni iii x p nMkN m kN m =+=⨯-⨯+⨯-=⋅≈⋅∑13(7884.016612.57)43490.01()43490.00()nii npkN kN ==⨯+=≈∑2.3最大冲刷线深度处荷载计算从单桩桩顶荷载计算中，已得出计算最大冲刷线深度荷载所需要的数据，计算如下：弯矩 00212.5254.11 6.69149.48()i i M M Q l kM m =+=-+⨯=⋅ 水平力 054.11()Q kN =竖向力 07884.10 1.13 6.69(2510)7997.50()P kN =+⨯⨯-=2.4最大冲刷线深度下沿桩长度方向弯矩、水平压应力的计算桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算：由：z Q =0 得：00.62149.481.71354.11Q M C Q α⨯===由 1.713Q C = 且h =7.02＞4 取h =4.0，查教材《基础工程》附表13得max 0.813Z = 故 max 0.8131.31()0.62Z m == 又由max Z =0.813 及7.02h =＞4 取h =4.0，查教材《基础工程》附表13得m K =1.296∴ max 01.296149.48193.73 (kN m)m M K M =⋅=⨯=⋅最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力的计算：采用无量钢法计算，由h =7.02＞2.5，所以用摩察桩公式计算：0z m m Q M A M B α=+ 00z Q Q Q Q A M B α=+其中54.1187.27()0.62Q kN α== 0Q =54.11kN 0M =149.48kNm A 、m B 、Q A 、Q B 的值查教材《基础工程》附表3、4、7、8 ，计算如下表：2.5桩顶纵向水平位移验算：桩在最大冲刷线处水平位移0x 和转角0ϕ的计算：由 Z =0 7.02h =＞4 取 h =4 查教材《基础工程》附表1、2、5、6 得：x A =2.44066 A ϕ=-1.62100 x B = 1.6210 B ϕ=-1.7505800032x xQ M x A B EI EI αα=+ 372754.11149.482.44066 1.62100.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 30.57106m mm =⨯<符合规范要求0002Q M A B EI EI ϕϕϕαα=+ 27754.11149.48( 1.6210)( 1.75058)0.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018=⨯--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 43.13110rad -=-⨯由 7.02h m =＞4m ，取4，000.62 6.69 4.15l l α==⨯= 可查得：169.91279x A = 1117.50091x A B φ== 1 5.90058B φ=1111132372*********.11212.5269.9127917.500910.62 2.04100.10180.62 2.04100.10183.010 3.0()54.11212.52(17.50091)0.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018i ix x i i Q M x A B EI EI m mm Q M A B EI EIφφααφαα-=+=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==+=⨯--⨯⨯⨯⨯⨯⨯3( 5.90058)0.2110()rad -⨯-=-⨯桩顶的纵向水平位移1)x mm ＝3.0(水平位移的容许值[]cm 74.2305.0 ==△=27.4mm> 1x故桩顶水平位移满足要求3．桩身截面配筋及截面强度校核 3.1各种参数及系数的计算最大弯矩发生在最大冲刷线以下max 1.31z m =处，该处max 193.73M kN m =⋅ 计算桩最大弯矩控制截面的轴向力0max max 12j i ik N p q l q z q c z =+⋅+⋅-⋅⋅式中 j N ——控制截面的轴向力；i p ——单桩桩顶最大竖向力，已求出7884.10i p kN =； q ——桩每延米的自重（包括浮力），()21.2251016.964q kN π⨯=⨯-=；ik q ——桩周土摩阻力标准值，已知500ik q kPA =c ——冲抓锥成孔面周长，'1.3 4.08()c d m ππ==⨯= 所以，计算得：0max max 15333.60()2j i ik N p q l q z q c z kN =+⋅+⋅-⋅⋅=计算偏心距0193.730.0363()36.3()5333.60j jM e m mm N ====桩的半径r=1200/2=600mm ，对于C20混凝土，保护层取80 g a mm =，则520/520/6000.867s mmg r r ====s r桩的长细比：018/151.2L d ==＞4.4，所以，应考虑偏心距增大系数η 1000222012000.2 2.7/0.2 2.736.3/11200.288181.150.01 1.150.0111.2111(/)1(18/1.2)0.2881 2.4281400/140036.3/1120e h L h L h e h ςςηςς=+=+⨯==-⋅=-⨯==+=+⨯⨯⨯=⨯故考虑偏心距增大系数后的偏心距为：0' 2.42836.388.14()e e mm η==⨯=3.2计算配筋率采用C20混凝土，钢筋拟采用HRB335钢筋，即：9.2cd f MPa = ；280sd f MPa = 计算受压区高度系数，根据经验公式得：'0'cd sd f Ae Br f Dgr Ce ρ-=⨯- 22u cd sd N Ar f C r f ρ=+ 采用试算法列表计算，根据规范，系数A 、B 、C 、D 查附表所得：由表中计算可见，当0.85ξ=时，计算纵向力u N 与设计值j N 相近，且大于设计值。

一、计算过程及说明5.3.3 摩擦桩的单桩轴向受压承载力容许值【Ra】，可按下式计算： u-桩身周长（m）；本桥u=3.1416A p -桩端截面面积（m 2),对于扩底桩，取扩底截面面积本桥A P =3.1415926X D 2/4 =0.7854桩径=1（m）n-土层的层数，l i -承台底面或局部冲刷线一下各层土的厚度（m），扩孔部分不计q ik -与l i 对应的各层土与桩侧的摩阻力标准值（KPa），宜采用单桩摩阻力试验值， 当无试验条件时，按本规范5.3.3-1选用2130.39(KN)-桩端处土的承载力基本容许值（KPa），按本规范3.3.3条确定本桥800m 0-清底系数，按本规范5.3.3-3条确定0.7λ-修正系数0.70.65h-桩端的埋置深度（m），对于有冲刷的的桩基，埋深由一般冲刷线起算，对无冲刷的桩基本桥所采用值的表格=本桥m 0=桩端为透水性土时，本桥λ=桩端为不透水性土时，本桥λ=[][][])3(0(22121-+=+=∑=h fa u Ra r k m q q A l q rrP i ni rk λlqin i rku ∑=121[]0fa []=0fa埋置深度由天然地面线或实际开挖后的地面线起算，大于40米，按40米计算本桥冲刷深度=4.7本桥埋置深度h=17.3本桥K 2深度=2本桥r 2深度=10q r -桩端处土的承载力容许值（KPa），当持力层为砂土，碎石土时，若计算值超过下列值494.13本桥采用的q r =450.00【Ra】-单桩轴向受压承载力容许值（KN)，【Ra】=2483.8216（KN)二、桩长的计算及结果700（KN）17.3（米）r 2-桩端以上各土层的加权平均重度（KN/m 3）宜采用：粉砂1000KPa，细砂1150KPa，中砂，粗砂，砾砂1450KPa，碎石土2750KPa桩长的采用单桩顶垂直轴力【N】=22初步拟定桩长L=k 2-容许承载力随深度的修正系数，根据桩端持力层土类按按本规范3.3.4条确定[][]=-+=)3(0(22h fa r k m q rλ的桩基值超过下列值353.27211345.298。

τq A l q u R p n
i i ik a +=∑=1
21][ [])3(][2200-+=h k f m q a γλτ
][a R ——单桩轴向受压承载力容许值(kN)，桩身自重标准值与置换土重标准值（当桩重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；
u ——桩身周长(m)；
p A ——桩端截面面积)(m 2，对于扩底桩取扩底桩截面面积；
n ——土的层数；
i l ——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度(m)，扩孔部分不计；
ik q ——与i l 对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值(kPa)，宜采用单桩摩阻力试验确定，当无实验条件时按表5.3.3-1选用；
τq ——桩端处土的承载容许值(kPa)，当持力层为砂土、碎石时，若计算值超过下列值，宜按下列值采用：粉砂kPa 1000：细砂kPa 1150：中砂、粗砂、砾沙kPa 1450：碎石土kPa 2450；
][0a f ——桩端处土的承载力容许值(kPa)，按本规范3.3.3条确定；
h ——桩端的埋置深度(m)，对于有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算：对于无冲刷的桩基，埋深由天然地面线或开挖后的地面线起算：h 的计算值不大于m 40，当大于m 40时，按m 40计算；
2k ——容许承载力随深度的修正系数，根据桩端处持土层土类按本规范表3.3.4选用； 2γ——桩端以上各土层的加权平均重度)(kN/m 3，若持力层在水面以下且不透水时，不论桩端以上土层的透水性如何，一律取饱和重度：当持力层透水时则水中部分土层取浮重度； λ——修正系数，按表5.3.3-2取用；
0m ——清底系数，按表5.3.3-2取用。

一、计算过程及说明5.3.3 摩擦桩的单桩轴向受压承载力容许值【Ra】，可按下式计算：u-桩身周长（m）；本桥u=3.7699A p -桩端截面面积（m 2),对于扩底桩，取扩底截面面积本桥A P =3.1415926X D 2/4 = 1.1310桩径=1.2（m）n-土层的层数，l i -承台底面或局部冲刷线一下各层土的厚度（m），扩孔部分不计q ik -与l i 对应的各层土与桩侧的摩阻力标准值（KPa），宜采用单桩摩阻力试验值， 当无试验条件时，按本规范5.3.3-1选用2676.64(KN)-桩端处土的承载力基本容许值（KPa），按本规范3.3.3条确定本桥650m 0-清底系数，按本规范5.3.3-3条确定0.7λ-修正系数0.70.65h-桩端的埋置深度（m），对于有冲刷的的桩基，埋深由一般冲刷线起算，对无冲刷的桩基=本桥m 0=桩端为透水性土时，本桥λ=桩端为不透水性土时，本桥λ=[][][])3(0(22121-+=+=∑=h fa u Ra rk m q q A l q rrP i ni rk λlqin i rku ∑=121[]0fa []=0fa埋置深度由天然地面线或实际开挖后的地面线起算，大于40米，按40米计算本桥冲刷深度=1本桥埋置深度h=11本桥K 2深度=2本桥r 2深度=10q r -桩端处土的承载力容许值（KPa），当持力层为砂土，碎石土时，若计算值超过下列值368.55本桥采用的q r =368.55【Ra】-单桩轴向受压承载力容许值（KN)，【Ra】=3093.5（KN)二、桩长的计算及结果1000（KN）11（米）桩长的采用单桩顶垂直轴力【N】=12初步拟定桩长L=r 2-桩端以上各土层的加权平均重度（KN/m 3）宜采用：粉砂1000KPa，细砂1150KPa，中砂，粗砂，砾砂1450KPa，碎石土2750KPak 2-容许承载力随深度的修正系数，根据桩端持力层土类按按本规范3.3.4条确定[][]=-+=)3(0(22h fa r k m q rλ323.4584 1345.298。