桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算

目 录一、已知技术参数和条件 ................................... 1 1.1、地质与水文资料 ................................... 1 1.2、桩、墩尺寸与材料 ................................. 1 1.3、荷载情况 ......................................... 1 二、任务和要求 ........................................... 2 三、计算 ................................................. 3 3.1、桩长的计算 ....................................... 3 3.2、桩的内力计算 ..................................... 4 3.2.1确定桩的计算宽度b1 ........................... 4 3.2.2计算桩的变形系数 ............................ 4 3.2.3计算墩柱顶外力i i i M Q P 、、及局部冲刷线处桩上外力00M Q P 、、 (4)3.2.5局部冲刷线以下深度z 处横向土抗力zx P 计算 ....... 6 3.2.6桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 ............ 7 3.2.7柱顶纵向水平位移计算 ......................... 9 四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 10 致谢 . (10)一、已知技术参数和条件1.1、地质与水文资料地基土为密实细砂夹砾石，地基土水平向抗力系数的比例系数；地基土的桩侧摩阻力标准值（土层单一，故桩侧摩阻力标准值用表示）；地基土内摩擦角，粘聚力；地基土容许承载力基本容许值；土重度（已考虑浮力）；一般冲刷线高程为335.34m，常水位高程为339.00m，局部冲刷线高程为330.66m。

桩身强度计算书项目名称_____________构件编号_____________设 计_____________校 对_____________审核_____________计算时间 2016年3月1日（星期二）20:11一、设计资料1.基本设计参数桩身受力形式：偏心受压桩轴向压力设计值：N = 93.60 KN 注：直接读取铁塔柱脚反力的基本组合 弯矩设计值：M = 1403.35 KN·m 注：从受水平荷载的桩基计算书结果中读取剪力设计值：V = 55.20 KN 注：直接读取铁塔柱脚反力的基本组合轴向力准永久值：N q = 126.00 KN不考虑偏心距增大影响不考虑地震作用效应主筋：HRB400f y = 360 N/mm 2 E s = 2.0×105 N/mm 2箍筋：HRB400钢筋类别：带肋钢筋桩身截面直径：D = 2000.00 mm纵筋合力点至近边距离：a s = 65.00 mm混凝土：C30f c = 14.3 N/mm 2 f t = 1.43 N/mm 2f tk = 2.01 N/mm 2 E c = 3.00×104 N/mm 2最大裂缝宽度限值：ωlim = 0.2000 mm 注：按规范要求及项目情况一般均取该值2.设计依据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008《混凝土结构设计规范》GB 50010--2010二、计算结果1.计算e ie 0 = M N = 1403.35×10393.60= 14993.09 mm根据《混凝土结构设计规范》第6.2.5条 e a = max(20, D 30)= max(20, 200030)= max(20, 1000) = 66.67 mm根据《混凝土结构设计规范》式（E.0.4-4）e i = e 0 + e a = 14993.09 + 66.67 = 15059.76 mm2.计算主筋截面面积根据《混凝土结构设计规范》第6.2.6条，取 α1 = 1.00r = D 2 = 2000.002 = 1000.00 mmA = πr 2 = π×1000.002 = 3141592.65 mm 2 r s = r - a s = 1000.00 - 65.00 = 935.00 mm根据《混凝土结构设计规范》式（E.0.4-1）、（E.0.4-2）和（E.0.4-3）N ≤ αα1f c A (1 - sin2πα2πα)+ (α - αt )f y A sNe i ≤ 23α1f c Ar sin 3παπ + f y A s r s sin πα + sin παt παt = 1.25 - 2α解上面3式，得α = 0.417αt = 0.417A s = 6283.19 mm 2注：桩身计算纵筋3.主筋配置根据《建筑桩基技术规范》第4.1.1条第1款取最小配筋率 ρmin = 0.200%验算配筋率时，取 ρ = A s A = 6283.193141592.65 = 0.200%根据《混凝土结构设计规范》第9.3.1条第1款取最大配筋率 ρmax = 5.000%因为 ρmin ≤ ρ ≤ ρmax所以，主筋配筋率满足要求实配主筋：42D 25，A s = 20616.70 mm 2注：桩身实配纵筋4.验算受剪截面是否符合条件根据《混凝土结构设计规范》式（6.3.1-1）V ≤ 0.25βc f c bh 0其中βc = 1.00b = 1.76r = 1.76×1000.00 = 1760.00 mmh 0 = 1.6r = 1.6×1000.00 = 1600.00 mm0.25βc f c bh 0 = 0.25×1.00×14.3×1760.00×1600.00= 10067.20×103 N ≥ V = 55.20×103 N 注：直接读取铁塔柱脚反力的基本组合受剪截面符合条件。

第二章 天然地基上的浅基础2-8某桥墩为混凝土实体墩刚性扩大基础，荷载组合Ⅱ控制设计，支座反力840kN 及930kN ；桥墩及基础自重5480kN ，设计水位以下墩身及基础浮力1200kN ，制动力84kN,墩帽与墩身风力分别为2。

1kN 和16.8kN 。

结构尺寸及地质、水文资料见图8—37，地基第一层为中密细砂，重度为20.5kN/m 3，下层为粘土，重度为γ=19。

5kN/m 3，孔隙比e=0。

8，液性指数I L =1.0,基底宽3。

1m ，长9。

9m 。

要求验算地基承载力、基底合力偏心距和基础稳定性.图8-37 习题8-1图解：（1)地基强度验算1）基底应力计算 简化到基底的荷载分别为： ΣP=840+930+5480—1200=6050KN ΣM=930×0。

25+84×10.1+2.1×9。

8+16。

8×6.3-840×0。

25=997.32KNm 基地应力分别为:KPa ..W ΣM A ΣP p p 24.13403.2601.39932.997991.36050261minmax =⨯⨯±⨯=±=2）持力层强度验算 根据土工试验资料，持力层为中密细砂，查表7-10得［σ01]=200kPa ，因基础宽度大于2m ，埋深在一般冲刷线以下4.1m （＞3。

0m ），需考虑基础宽度和深度修正，查表7—17宽度修正系数k 1=1。

5，深度修正系数为k 2=3.0.[σ]= [σ01] +k 1γ1（b —2) +k 2γ2(d —3）+10h w=200+1。

5×（20.5-10)×（3。

1-2） +3。

0×(20。

5—10）×(4。

1-3)+10×0 =252kPa荷载组合Ⅱ承载力提高系数为K=1.25K ［σ]= 1.25×252=315kPa ＞p max =260.03kPa (满足要求）3)软弱下卧层强度验算 下卧层为一般粘性土，由e =0。

基础工程课程设计----低桩承台基础设计一、基本资料1．某跨线桥主桥上部结构为预应力混凝土连续梁，跨径组成为〔60+100+60〕m，桥面净宽11m，设计荷载标准为公路Ⅰ级。

采用盆式橡胶支座、等截面单箱双室薄壁桥墩〔如以下图示〕。

2．主墩高度18m，箱壁厚度，纵隔板厚度，墩身顶部及底部2m均为实心段，矩形墩底截面尺寸为(4×14)m2，采用30号混凝土。

作用于墩身底截面中心处的设计荷载为：竖直力N=74958kNz=2895kN水平力Hx纵桥向弯矩 M=38209 kN·my〔坐标规定：纵桥向x轴、横桥向y轴、竖向z轴〕3．主墩基础拟采用12根钻孔灌注桩群桩基础，混凝土标号25。

承台顶面与地面平齐，厚度为。

4．地质资料自地面向下16m深度范围内为中密细砂加砾石〔土层Ⅰ〕，往下为密实中粗砂加砾石〔土层Ⅱ〕。

地基土的物理力学性质指标为:q=55kp a，γ3， m=10000kN/m4,土层Ⅰ：kq=70kp a,[]0a f=500kp a,γ3 m=20000kN/m4土层Ⅱ：k5. 设计参数承台及基桩材料重度 =25kN/m3，基桩设计有关参数为：Ec =2.8×107kN/m2,λ=0.85, m=0.8, K2=6二、主墩群桩基础设计要求〔以纵桥向控制设计〕〔一〕设计计算内容：1.根据已知条件拟定承台平面尺寸；2.进行基桩的平面布置；3.拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力；4.判断是否弹性桩；5.桩顶荷载分配并校核；6.确定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力；7.单桩内力及位移计算与验算；8.桩身截面配筋设计及桩截面强度验算；9.群桩基础承载力和沉降量验算。

〔二〕设计完成后应提交的文件及图表1．低桩承台群桩基础设计计算书〔应附计算小图〕；2. 桥墩及基础结构构造图；3. 基桩钢筋构造图。

三、设计依据标准及参考书1．公路桥涵地基及基础设计标准〔JTG D63-2007 〕2．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准〔JTGD62-2004〕3. 王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社，20044. 叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，20045. 江祖铭等主编.墩台与基础.北京：人民交通出版社，1994一、拟定承台平面尺寸钻孔灌注桩属于摩擦桩中的钻孔桩，根据标准根据标准，为了防止承台边缘距桩身过近而发生破裂，并考虑桩顶位置允许的偏差，边桩外侧到承台边缘的距离，对于桩径大于1.0m 的桩不应小于0.3倍桩径并不小于0.5m 。

一方案比选优化公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等）外，可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。

《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合，并取其最不利组合进行计算。

1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。

（1）基本作用效应组合。

基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合，基本组合表达式为(1-1)或(1-2)γ－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁，安全等级0一级、二级、三级，分别为1.1、1.0和0.9；γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。

分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数，分为作用分项系数和抗力分项系数两类。

当永久作用效应（结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=1.2；对结构的承载能力有利时，γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》；γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4；当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。

γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取γQ1＝1.4,但风荷载的分项系数取γQ1＝1.1；S gik、S gid－第i个永久作用效应的标准值和设计值；S Qjk－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值；S ud－承载能力极限状态下，作用基本组合的效应组合设计值，作用效应设计值等于作用效应标准值S d与作用分项系数的乘积。

桩基础计算一．钻孔灌注桩单桩竖向承载力计算1. 桩身参数ZH1桩身直径 d=600mm桩身周长 u=π d=1.884m ，桩端面积 Ap= π d 2=0.2826m 2 岩土力学参数土层 极限侧阻力标准值极限端阻力标准值桩周第 i 层土的厚度q sik (kpa)q pk (kpa)Li(m) 填土-20 3 粉质黏土夹粉砂层75 7砂砾石层801400 4注：考虑填土的负摩阻力，根据《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008 ）表 5.3.5-1，填土的极限侧阻力标准取-20kpa 。

2. 单桩承载力特征值根据《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008） 5.3.5 公式（ 5.3.5） Q uk =q pk · Ap+u ·∑ q sik · Li=1400x0.2826+1.884x(-20x3+75x7+80x4) =1874.58kpa 单桩竖向承载力特征值Ra= Q uk /2=937.29kpa ，取 Ra=920kpaZH2桩身直径 d=600mm ，扩底后直径 D=1000mm桩身周长 u=π d=1.884m ，桩端面积 Ap= π D 2=0.785m 2岩土力学参数土层极限侧阻力标准值极限端阻力标准值桩周第 i 层土的厚度q sik (kpa)q (kpa)Li(m)pk填土-20 3 粉质黏土夹粉砂层757砂砾石层8014004注：考虑填土的负摩阻力，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008 ）表 5.3.5-1，填土的极限侧阻力标准取-20kpa 。

2. 单桩承载力特征值根据《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008） 5.3.5 公式（ 5.3.5） Q uk =q pk · Ap+u ·∑ q sik · Li=1400x0.785+1.884x(-20x3+75x7+80x4) =2577.94kpa 单桩竖向承载力特征值Ra= Q uk /2=1288.97kpa ，取 Ra=1250kpa二．桩身强度验算1．设计资料截面形状：圆形截面尺寸：直径 d = 600 mm已知桩身混凝土强度等级求单桩竖向力设计值基桩类型：灌注桩工作条件系数：c = 0.70混凝土： C25， f c = 11.90N/mm 2设计依据：《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)2．计算结果桩身横截面积d2 6002A ps=π= 3.14 ×= 282743 mm 24 4单桩竖向力设计值：Ra ≤A ps f c c = 282743 11×.90 ×0.70 = 2355.25K N故桩身可采用构造配筋。

桩身配筋计算范文
1.桩身的纵向受力计算：首先需要计算桩身的受力情况，包括桩身的竖向荷载、水平荷载、弯矩、剪力等。

这些受力可以通过桩的设计荷载、承载能力要求和分析等得到。

2.桩身的截面尺寸计算：在确定桩身受力情况后，需要计算桩身的截面尺寸。

这包括桩身的直径或边长、壁厚等。

根据荷载和强度要求，选择合适的截面尺寸，保证桩的承载能力和抗侧力能力。

3.桩身钢筋布置计算：根据桩身受力情况和截面尺寸，需要计算桩身的钢筋布置。

一般包括两个方面的计算：主筋和箍筋的布置。

主筋用于承担桩身的纵向拉力和压力，箍筋用于增加桩身的抗剪强度。

主筋的计算包括确定主筋的直径、间距和层数等。

具体根据桩身的截面尺寸和承载能力要求，选择合适的主筋直径和间距，以及确定主筋的层数。

箍筋的计算包括确定箍筋的直径、间距、截面积等。

根据规范要求和桩身的尺寸，选择合适的箍筋直径和间距，确定箍筋的截面积。

4.钢筋的配筋率计算：根据设计要求和规范要求，计算桩身的钢筋配筋率。

配筋率表示钢筋截面积与桩身截面积之比，是衡量桩身的受力性能和承载能力的重要指标。

一般情况下，钢筋的配筋率应在规定的范围内。

5.钢筋的锚固和连接：在桩身的设计中，需要考虑钢筋的锚固和连接方式。

通过合适的锚固和连接，可以提高桩身的受力性能和整体稳定性。

以上是对桩身配筋计算的一般步骤进行了简要介绍。

具体的计算方法和步骤，还需要根据具体的设计要求和规范要求进行详细分析和计算。

同
时，在进行桩身配筋计算时，需要合理且科学地选择材料，考虑桩身的长期变形与破坏机理，确保桩身的安全可靠性。

抗滑桩防护方案计算验算抗滑桩原设计长度为15米，桩基埋入承台深度为4.5米，桩基另侧采用万能杆件支撑（见附后图）。

由于承台基坑开挖较深，在承台施工时万能杆件横向支撑干扰较大，给施工带来很大的不便。

为此提出抗滑桩防护修改方案：1、取消万能杆件横向支撑；2、加大抗滑桩入土埋置深度，由4.5米增至9米，总桩长增至19米；3、在桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接所有抗滑桩，加强桩顶部的整体稳定性。

具体验算如下：一、桩长及桩身最大弯矩计算开挖深度10米，桩下土层为新黄土和圆砾土，土的内摩擦角取35°，土的重度γ=18KN/m3，无地下水，采用人工挖孔灌注桩支护。

取1米为计算单元，计算桩入土深度及最大弯矩。

顶部车辆荷载P=10KN/m2。

1、桩的入土深度14.06224.0696.64)(67.632/77.284283.1083.010837.0)(49.51271.010271.0181069.3)245(271.0)245(/191056.0101856.0181032'223'''=====-====⨯⨯+⨯⨯⨯==+=+==-==⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯==+==-==+⨯=+⨯====∑∑∑l K E n l K E m r K K K mh m KN K P h K h l E h l rK K e K P K h e tg K tg K m KN h h h m Ph P P aa P γγαγααααααααγμμγϕϕγγγ由m ，n 值查图（布氏理论曲线）得：62.0=ωm x t m l x 89.82.171.662.083.10=+==⨯==μω故挖孔桩总长为10＋8.89=18.9m （按19m 施工） 2、桩的最大弯矩计算∑∑•=-=---+==-=m KN x K K x l E M mK K E x mP m P m 8.174607.28185.20276)()(96.2')(23'maxγαγαα设桩中心距按1.5米布置则每根桩最大弯矩为1746.8×1.5=2620KNm 最大弯矩在承台底2.96m 处。

①桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上可知,最大弯矩发生在天然地面线以下z=2。

53m处，该处Mj=385。

32kN⋅m。

天然地面线以下2.53m段范围内的桩侧摩阻力:11uqkz=⨯4.87⨯20⨯2.53=123.21kN 22计算轴向力Nj时，根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）第4.1.6条，恒载分项系数取1。

2，汽车荷载及制动力作用的分项系数取1.4，则1Nj=1.2⨯（N1+N2+N3+N4+F-uqkz）+1.4⨯N62=1.2⨯(2493.54+292。

14+73.20+246.22+282。

3—123。

21）+1.4⨯493.96 =4608。

57kN①纵向钢筋面积桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置：As=π4⨯1.62⨯0。

2%=40.21cm2桩柱采用C25混凝土，主筋选用HRB335级钢筋24φ25， As=117。

82cm2 ρ=0.586％②计算偏心距增大系数η因为长细比：lpi===85。

40>17。

5 lp21（）ζ1ζ2 所以偏心距增大系数:η=1+1400e0/h0h其中：e0=Mmax385。

32==0.084m；h0=r+rs=0.75+0.65=1。

40m;h=2r=1.50m; Nmax4608。

57ζ1=0。

2+2.7le0=0.362；ζ2=1。

15—0。

01p=0.937 h0hη=1+132⨯（)2⨯0.362⨯0.937=2。

838 1400⨯0.084/1。

401。

5③计算截面实际偏心距ηe0ηe0=ηMmaxNmax=2。

838⨯385.32=0。

237m 4608。

57④根据《公预规》求轴向力偏心距e0’Bfcd+Dρgfsde0=r ’Afcd+Cρfsd其中：r=0.75m，ρ=0。

00586，并设g=0。

9，则e0=13.8B+0.00586⨯0。

9⨯280D13.8B+1。

4767D⨯0。

75=⨯0。

7513.8A+0.00586⨯280C13.8A+1.6408C按《公预规》提供的附录C表C。