摩擦桩桩长计算表
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一、桩基的类别针对界溪段桥梁下部构造施工图中存在两类桩:端承桩和摩擦桩。
端承桩:桩基自身重及桩顶以上荷载由桩端持力层承受。
摩擦桩:桩基自身重及及桩顶以上荷载由桩基周身与岩土摩擦阻力承受。
二、单桩基桩长理论计算公式及相关参数表1、摩擦桩单桩承载力容许值计算公式:[Ra]=(1/2)*u*∑Qik*l i+Ap*QrQr=m0*K*[f ao]+k2*R*(h-3)式中:[Ra]——单桩轴向受压承载力容许值(KN),桩身自重与置换土重(当自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)Ap——桩端截面面积(㎡)n——土的层数(注:公式中未写出)Li——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;Qik——与Li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值(kPa),宜采用单桩摩阻力实验确定,当无实验条件时按表5.3.3-1选用;Qr——桩端处土的承载力基本容许值(kPa),当持力层为砂石、碎石土时,若计算值超过下列值,宜采用:粉砂1000kP;细砂1150kP;中砂、粗砂、砾砂1450kP;碎石土2750kP;[f ao]——桩端处土的承载力基本容许值(kPa),按《公路桥涵地基及基础设计规范》第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;对无冲刷的桩基,埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线算起;h的计算值不大于40m,当大于40m时,按40m计算;k2——容许承载力随深度的修正系数,根据桩端处持力层土类按《公路桥涵地基及基础设计规范》3.3.4选用;K——桩端以上各土层的加权平均重度(kN/m3),若持力层在水位以下且不透水时,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;R——修正系数,按表5.3.3-2选用;m0——清底系数,按表5.3.3-3选用。
表5.3.3-1 钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值Qik注:挖孔桩的摩阻力标准值可参照本表采用。
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、设计资料跨径16m 路宽12m 台高3m 台长 4.5m 桩长30m桩径 1.4m桩排数(纵)2纵向桩间距 3.65m 桩排数(横)3横向桩间距 4.55m二、上部及台身、承台传来荷载1.水平力H=2078.810KN2.竖直力N=10086.136KN3.弯 矩M=10406.172KN·m三、单桩轴向压力1. 桩的计算宽度b 1=K f ·K 0·K·d=0.9(d+1)K= 1.854m式中K=b'+(1-b')L 1/0.6h 1=0.7923077b'=0.6L 1= 2.25mh 1=7.8m2. 桩的变形系数α=5√mb 1/EI=0.303m -1式中m=5000KN/m 4En= 2.85E+07KpaI=0.188574099m 43. ρ1、ρ2、ρ3、ρ4值的计算式中lo=0mξ=0.5A= 1.5393804m 2Co=150000KN·m 3Ao=10.46346703m 2已知h1=αh=9.1045l 01=αl 0=0查表17、18、19(P 239~241)x Q = 1.06423EIU 台承台桩基摩擦桩桩长验算⑴.ρ1==1021410(lo+ξh)/A·Eh+1/C 0A 01=0.28366x m=0.98545υm=0.48375⑵.ρ2=α3EIX Q =0.029746941EI ⑶.ρ3=α2EIXm=0.090762365EI ⑷.ρ4=αEI υm=0.14681032EI4. 承台底面座标原点O 处位移、b 、β值的计算⑴. b 0式中ρ2=0.178481647EI n ρ3=0.544574193EIn 2ρ32=0.296561051(EI)25. 作用于每根桩上荷载Pi 、Qi 、Mi 的计算3454.9179KN -92.8724KN ⑵. 水平力Q i =ρ2a 0-ρ3β0=346.46839KN ⑶. 弯 矩M i =ρ4β0-ρ3a 0=-1502.997KN·m 6. 校核⑴.n Q i =2078.81033(H)⑵.ΣX i P i +n M i =9389.219281(M)⑶.Σn P i =10086.13648(N)7三、桩的计算1.计算取值极限摩阻力τp 35Kpa容许承载力[σ0]200KPa桩的周长U 5.027m30.000m 3426.62/EI=⑴. 竖向力P i =ρ1(b0+xi β0)=⑶. β0=n ρ2·M+ n ·ρ3·Hn ρ2·(n ρ4+ρ1 Σx i 2)-n 2ρ32⑵. a 0桩在冲刷线下有效长度l:桩底横截面面积A 1.539m2桩尖极限承载力σR2577.4KPa修正系数m0=0.7λ=0.7k2=5γ2=18KN/m3h=30.000m(桩尖埋置深度)2.桩的容许承载力[P]=1/2(Ulτp+AσR)=4622.74KN四、结论经验算,桩长取L=30米时,[P]=4622.737KN >Pj=4609.453KN。
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。
设计项目:富阳斜拉桥柱桩桩基承载力计算单位:t、m 承台底(桩顶)标高:地面标高(孔口标局冲标高桩底标高桩径总桩长000-20 1.820单桩桩顶竖直反力:主力(N主)6580主力+附加力(N 主+附)6580扩孔直径(计算直径)1.85一、地层序号各土层底标高地面以下各土层厚度桩于局冲以下各土层厚度L i容许承载力σ0极限摩阻力τi 各土层桩侧摩阻力[P]摩:1-66625050871.7922-10.7 4.7 4.725050682.9043-12.4 1.7 1.725050247.0084-15.1 2.7 2.725050392.3065-17.2 2.1 2.125050305.1276-21.4 4.2 2.825050406.83670002505008000250500900025050010000250500110002505001200025050013000250500140002505001500025050016000000170000001800000019000000200所以计算得:2905.97二、清底系数m 0修正系数λ桩尖土的容许承载力σ0土的容许承载力随深度修正系数k 2桩尖以上土的容重γ2桩尖的埋置深度h(局冲以下桩长)0.850.651201.920所以计算得:132.6168.713三、3074.686G 自重 =67.2016647.201大于3074.686超-116.19%6647.201大于3843.358超-72.95%本桥墩主力+附加力作用时单桩承载力检算…不通过桩身计算自重:主力:P=N 主+G 自重 =主+附:P=N 主+附+G 自重 =本桥墩主力作用时单桩承载力检算…不通过设计数据计算公式:σR =桩 尖 端 阻 力单桩桩基承载力于容许承载力比较容许承载力:主力作用时为[P],主+附作用时为1.25[P]原始数据表计算公式:计 算 桩 侧 总 摩 阻 力:钻孔桩单桩受压承载力计算桩 侧 总 摩 阻 力 ∑[P]摩 =计 算 桩 尖 端 阻 力:。
桩径小于800时,D=0.5m(单位)Ap=D*D*3.14/4=0.19625平方米桩端持力层阻力值700kPa(单位)u=D*3.14= 1.57米桩端土层分布土层厚度(米)桩侧阻力标准值(KPa)桩侧阻力标准值(KPa)极限阻力标准值1层 素填土02002002层 粉质粘土038 1.253802-1层 细砂02202202-2层 粉土02402403层 粉砂02202204-1层 粉土0.25388.753804层 粉质粘土 3.93803805层 细砂 2.24604612005-1层 粉土0.8380386505-2层 粉质粘土 2.9530536006层 粉质粘土 1.95530537007层 粉土0420427508层 粉质粘土0550557509层 细砂06806816009-1层 粉土04804880010层 粉质粘土060060800增强段土层厚度h 112非强段土层厚度h 210土层总厚度h=h1+h2=22m(单位)-18.5米(钢筋笼底标高)a(单桩极限承载力标准值)a(单桩竖向承载力特征值)《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 的公式5.3.5和公式5.2.2计算如下:后注浆灌注桩单桩承载力估算:(端承摩擦桩)[桩端和桩侧复式注浆]增强段(桩端以上12米)非加强段(5.2.2)(5.3.10)根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008 的5.3.10条,后注浆灌注桩的单桩极限承载力标准值估算:式中:Ra--单桩竖向极限承载力标准值。
K--安全系数,取K=2。
见《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 的5.2.2条。
注:个参数含义见《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 的5.3.10条。
当桩端持力层为粘性粉土或粉土时,折减系数取0.6;为砂土或碎石土时取0.8。
见《桩基规范》表5.3.10的表下注解。
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。
侧阻力标准值(Kpa)地基承载力特征值(Kpa)土层厚度(M)桩底直径(M)桩身周长(M)桩端阻力修正系数α桩端面积(M2)侧阻力Qsk端阻力Qsk值(KN)30 2.60.50 1.570.000.196122.5220.0070 4.20.50 1.570.000.196461.8140.00116 4.70.50 1.570.000.196856.3970.008225050.50 1.570.800.196644.02639.2700.000.000.00000.000.000.00000.000.000.0000.000.000.000.0002084.75939.27说明: (1)挖孔ψc=1;钻孔ψc=0.8;(2)桩身强度验算时;工作条件系数:挖孔ψc=0.9;钻孔ψc=0.8;侧阻力标准值(Kpa)地基承载力特征值(Kpa)土层厚度(M)桩底直径(M)桩身周长(M)桩端阻力修正系数α桩端面积(M2)侧阻力Qsk端阻力Qsk值(KN)0 2.60.60 1.880.000.2830.0000.00 7000.60 1.880.000.2830.0000.00 11660.60 1.880.000.2831311.9280.00摩擦桩1265.599摩擦桩350100.60 1.880.800.283659.7340.00821300190.60 1.880.800.2832936.758294.0500.000.000.00000.000.000.0000.000.000.000.0004908.420294.05说明: (1)挖孔ψc =1;钻孔ψc =0.8;(2)桩身强度验算时;工作条件系数:挖孔ψc =0.9;钻孔ψc =0.8;侧阻力标准值(Kpa )地基承载力特征值(Kpa)土层厚度(M)桩底直径(M)桩身周长(M)桩端阻力修正系数α桩端面积(M2)侧阻力Qsk端阻力Qsk 值(KN)30 2.60.90 2.830.000.636220.5400.0070 4.20.90 2.830.000.636831.2650.001164.70.90 2.830.000.6361541.5150.008225050.90 2.830.800.6361159.247127.2300.000.000.00000.000.000.00000.000.000.0000.000.000.000.0003752.566127.23说明: (1)挖孔ψc =1;钻孔ψc =0.8;(2)桩身强度验算时;工作条件系数:挖孔ψc =0.9;钻孔ψc =0.8;3181.359摩擦桩2334.626侧阻力标准值(Kpa)桩端承载力标准(Kpa)土层厚度(M)桩底直径(M)桩身周长(M)桩端阻力修正系数α桩端面积(M2)侧阻力Qsk端阻力Qsk值(KN)450 3.70.60 1.880.000.283313.8450.0082130021.30.60 1.88 1.000.2833292.261367.570000.60 1.880.000.2830.0000.000000.60 1.880.000.2830.0000.000000.60 1.880.2830.0000.000000.000.000.0000.0000.000000.000.000.0000.0000.000.000.000.000.0003606.105367.566说明: (1)挖孔ψc=1;钻孔ψc=0.8;(2)桩身强度验算时;工作条件系数:挖孔ψc=0.9;钻孔ψc=0.8;侧阻力标准值(Kpa)桩端承载力标准(Kpa)土层厚度(M)桩底直径(M)桩身周长(M)桩端阻力修正系数α桩端面积(M2)侧阻力Qsk端阻力Qsk值(KN)450 3.70.60 1.880.000.283313.8450.00 82130016.30.60 1.88 1.000.2832519.430367.57 0000.60 1.880.000.2830.0000.00摩擦桩2488.805摩擦桩0000.60 1.880.000.2830.0000.000000.60 1.880.2830.0000.000000.000.000.0000.0000.000000.000.000.0000.0000.000.000.000.000.0002833.274367.5662034.198说明: (1)挖孔ψc=1;钻孔ψc=0.8;(2)桩身强度验算时;工作条件系数:挖孔ψc=0.9;钻孔ψc=0.8;桩身承载力(KN)条件系数ψc桩身强度主要性系数γ0桩身直径桩纵筋人工机械0.914.31101.20.914.310.9 1.20.914.310.90.914.310.90.914.310.90.914.3110.914.310.82527.020.914.311.40.9;钻孔ψc =0.8;桩身承载力(KN)条件系数ψc桩身强度主要性系数γ0桩身直径桩纵筋人工机械0.914.31101.20.914.310.9 1.20.914.310.9摩擦桩摩擦桩0.914.310.90.914.310.90.914.3110.914.310.83638.900.914.31 1.4 0.9;钻孔ψc=0.8;桩身承载力(KN)条件系数ψc桩身强度主要性系数γ0桩身直径桩纵筋人工机械0.914.3110 1.20.914.310.9 1.20.914.310.90.914.310.90.914.310.90.914.3110.914.310.88187.530.914.31 1.40.9;钻孔ψc=0.8;摩擦桩摩擦桩桩身承载力(KN)单桩极限标准值桩身强度3973.67214.314.314.314.314.314.314.314.3 0.9;钻孔ψc=0.8;摩擦桩桩身承载力(KN)单桩极限标准值桩身强度3200.84014.314.314.314.314.314.314.314.3 0.9;钻孔ψc=0.8;。