樁基樁長(zhǎng)的計(jì)算

1、一、樁基的類(lèi)別針對(duì)界溪段橋梁下部構(gòu)造施工圖中存在兩類(lèi)樁：端承樁和摩擦樁。端承樁：樁基自身重及樁頂以上荷載由樁端持力層承受。摩擦樁：樁基自身重及及樁頂以上荷載由樁基周身與巖土摩擦阻力承受。二、單樁基樁長(zhǎng)理論計(jì)算公式及相關(guān)參數(shù)表1、摩擦樁單樁承載力容許值計(jì)算公式：Ra尸（1/2）*u*匯Qik*li+Ap*QrQr=m0*K*fao+k2*R*（h-3）式中：Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）,樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)置換土重也計(jì)入浮力）的差值作為荷載考慮；u樁身周長(zhǎng)（m）Ap樁端截面面積（花）n土的層數(shù)（注：公式中未寫(xiě)出）Li承臺(tái)底面或局部沖刷線以下各土層的厚度（m）,擴(kuò)孔部分不計(jì)

2、；Qik與Li對(duì)應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）,宜采用單樁摩阻力實(shí)驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)實(shí)驗(yàn)條件時(shí)按表5.3.3-1選用；Qr樁端處土的承載力基本容許值（kPa）,當(dāng)持力層為砂石、碎石土?xí)r，若計(jì)算值超過(guò)下列值，宜采用：粉砂1000kP;細(xì)砂1150kP;中砂、粗砂、礫砂1450kP;碎石土2750kP;fao樁端處土的承載力基本容許值（kPa），按公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.3.3條確定；h樁端的埋置深度（m）,對(duì)于有沖刷的樁基，埋深由一般沖刷線起算；對(duì)無(wú)沖刷的樁基，埋深由天然地面線或?qū)嶋H開(kāi)挖后的地面線算起；h的計(jì)算值不大于40m,當(dāng)大于40m時(shí)，按40m計(jì)算；k2容許承載力隨深度的修正系

3、數(shù)，根據(jù)樁端處持力層土類(lèi)按公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3.3.4選用；K樁端以上各土層白加權(quán)平均重度（kN/m3）,若持力層在水位以下且不透水時(shí)，不論樁端以上土層的透水性如何，一律取飽和重度；當(dāng)持力層透水時(shí)，則水中部分土層取浮重度；R修正系數(shù)，按表5.3.3-2選用；m0清底系數(shù)，按表5.3.3-3選用。表5.3.3-1鉆孔樁樁側(cè)土的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qik土類(lèi)Qik(kPa)中密爐渣、粉煤灰40-60黏性土流塑Il>I20-30軟塑0.75VIlWI30-50可塑、硬塑0IlWo.7550-80堅(jiān)硬Il<080-120粉土中密30-55密實(shí)55-80粉砂、細(xì)砂中密35-55密實(shí)55-70

4、中砂中密45-60密實(shí)60-80粗砂、礫砂中密60-90密實(shí)90-140圓礫、角礫中密120-150密實(shí)150-180伸后、卵七1中密160-220密實(shí)220-400漂石、塊石400-600注：挖孔樁的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值可參照本表采用。表5.3.3-2修正系數(shù)值I/d樁端上4-2020-25>25透水性土0.700.70-0.850.85不透水性土0.650.65-0.720.72表5.3.3-3清底系數(shù)m0值t/d0.3-0.1m00.7-1.0注：1.t、d為樁端沉硝厚度和樁的直徑。2.dwi.5m時(shí)，tw300mm;d>1.5m時(shí)，t>500mm且0.1vt/dv0.3.2、

5、端承樁的單樁軸向受壓承載力容許值計(jì)算公式：Ra=c1*Ap*frk+u*匯C2i*hi*frki+（1/2）*K*u*Eli*qik式中：Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）,樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)，置換土重也計(jì)入浮力）的差值作為荷載考慮；C1根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的端阻發(fā)揮系數(shù)，按表5.3.4采用；Ap-一樁端截面面積（花），對(duì)于擴(kuò)孔底樁，去擴(kuò)孔底截面面積；frk樁端巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）,黏土質(zhì)巖取天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，frk小于2MPa時(shí)按摩擦樁計(jì)算（frki為第i層白frk值）；C2i根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的第i層巖層的側(cè)阻

6、力發(fā)揮系數(shù)，按表5.3.4采用；u各土層或各巖層部分的樁身周長(zhǎng)（m）;hi樁嵌入各巖層部分的厚度（m）,不包括強(qiáng)風(fēng)化層和全風(fēng)化層；m-一巖層的層數(shù)，不包括強(qiáng)風(fēng)化層和全風(fēng)化層；覆蓋層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)，根據(jù)樁端frk確定：當(dāng)2MPaCfrk<15MPa時(shí)，K=0.8;當(dāng)15MPaWfrk<30MPa時(shí)，K=0.5;當(dāng)frk>30MPa時(shí)，K=0.2;li各土層的厚度（m11;qik樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）,宜采用單樁摩阻力實(shí)驗(yàn)值，當(dāng)無(wú)實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，對(duì)于鉆（挖）孔樁按本規(guī)范表5.3.3-1選用，對(duì)于沉樁按本規(guī)范表5.3.3-4選用；n土層的層數(shù)，強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化巖層按土層

7、考慮。表5.3.4系數(shù)C1、C2值巖石層情況C1C2完整、較完整0.60.05較破碎0.50.04破碎、極破碎0.40.03注：1.當(dāng)入巖深度小于或等于0.5m時(shí)，C1乘以0.75的折減系數(shù)，C2=0.2.對(duì)于鉆孔樁，系數(shù)C1,C2值應(yīng)降低20%采用；樁端沉硝厚度t應(yīng)滿足以下要求：dw1.5m時(shí)，tw50mm;d>1.5m時(shí)，tw100mm.3.對(duì)于中風(fēng)化層作為才I力層的情況，C1、C2應(yīng)分別乘以0.75的折減系數(shù)。三、案例分析某橋墩單樁樁頂豎向力為9881KN,該樁基及巖層分狀圖如下：1111111TjrVjAO|j./一IfI1-.口術(shù)飄化耦巖U-“III成火匕£區(qū)布精選范

8、本，供參考!解析一：按摩擦樁計(jì)算Ra=9881KNu=2*H*r=2*3.14*0.9=5.655(mAp=n*r2=3.14*(0.9)2=2.545(m2)n=3L1(坡積亞粘土)=2.7(m)L2(殘積亞粘土)=3.1(m)L3(碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖)待定Q底部巖層為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(碎石土)取2750KPa.Ra尸(1/2)*u*匯Qik*li+Ap*Qr匯Qik*li=(2Ra-Ap*Qr)/u匯Qik*li=(2*9881-2.545*2750)/5.655EQik*li=2256.985(KN)底層為弱風(fēng)化花崗巖摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qik值取500KPa，砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Q

9、ik值取120KPa,殘積亞粘土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取70KPa,坡積亞粘土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取50KPa:50*2.7+70*3.1+120*L3=2256.985L3=15.87即樁長(zhǎng)長(zhǎng)度為2.7+3.1+15.87=21.6722(標(biāo)解析二：按端承樁計(jì)算Ra=9881KN根據(jù)表格5.3.4查尋C1、C2可知碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖分別為0.4、0.03,0.6、0.05Ap=n*r2=3.14*(0.9)2=2.545(m2)frk=5.548MPa,2MPskfrk<15MPa,K取0.8u=2*n*r=2*3.14*0.9=5.655(m)n=4L1(坡積亞粘土)=2.7(m)L2(

10、殘積亞粘土)=3.1(m)L3(碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖)=10.4(m)L4(微風(fēng)化花崗巖)待定Ra=c1*Ap*frk+u*Ec2i*hi*frki+(1/2)*K*u*Eli*qik9881=0.6*2.545*55476+5.655*(0.05*hi*55476)+(1/2)*0.8*5.655*(50*2.7+70*3.1+120*10.4)9881=84711.852+2773.8hi+7238.4hi=-82069.252/9881hi=-8.3(m)如果樁長(zhǎng)減少8.3m,則樁端處于碎石狀花崗巖層，樁端巖層承載力可計(jì)算而出，過(guò)程如下：frk樁端處土的承載力基本容許值(kPa)，查尋公路

11、橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.3.3條確定；frk1=1000KPa。F=(1/2)*K*u*Eli*qik+c1*Ap*frk1F=(1/2)*0.8*5.655*50*2.7+70*3.1+120*(10.4-8.3)+0.4*2.545*1000F=2384.248(KN)FvRa=9881(KN)F'=(1/2)*K*u*匯li*qik=(1/2)*0.8*5.655*(50*2.7+70*3.1+120*10.4)=7238.4F'vRa=9881(KN)由此可知樁端處于碎石強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層無(wú)法滿足樁頂荷載承載力要求。則樁端必須嵌入微風(fēng)化花崗巖層。對(duì)于寧武公司要求，對(duì)端承樁樁基嵌入巖層的深度規(guī)定按2.5d3.5d終孔。所以樁基長(zhǎng)度為：L=L1+L2L1=2.7+3.1+10.4=16.2(m)2.5