單排樁基礎(chǔ)計算算例x

1、例題 雙柱式橋墩鉆孔灌注樁計算示例（單排樁）設(shè)計資料1.1地質(zhì)與水文資料最大沖刷線位于河床線下2.8m ；地基土上層為硬塑黏性土，地基土比例系數(shù) m=15000 kN m 4 ；樁周土摩阻力標準值qk 60kPa。下層為中密細砂夾礫石；樁周土摩阻力標準值qk50kP；地基承載力基本容許值f0 220kPa 地基土比例系數(shù)m=18000 kN/m4地基土平均有效重度8.0 kN m2（已考慮浮力）一般沖刷線高程為 342.00m，常水位高程為344.00m，局部沖刷線高程為 339.20m1.2樁、墩尺寸與材料墩帽頂高程350.00m，樁頂高程為344.00m，墩柱頂高程為348.80m。墩柱直

2、徑為 1.30m，混凝土強度等級為C25，鋼筋為HRB335，混凝土彈性模量EC 2.8 7 1kN .-評樁身直徑為1.50m，混凝土強度等級為C25混凝土彈性模量Ec2.8 107 kN / m21.3荷載情況橋墩為雙柱式橋墩，橋面凈寬7m，附0.75m人行道，人群荷載為清底系數(shù)m 0 =0.8.。kN/ m，設(shè)計荷載為公路TI級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0.上部為30m預(yù)應(yīng)力混凝土梁，每一根樁承受荷載為：兩跨恒載反力N 1 834.53kN蓋梁自重反力N 2 183.10kN系梁自重反力N 3 48.00kN一根墩柱自重力N 4 187.30kN樁每延米自重力q1.52/ 4 （25 10）

3、26.5（kN /m）（已扣除浮力）活載反力I）兩跨活載（汽車+人群）反力：N5 536.68kNII） 單跨汽車荷載反力：N 6389.21妙 順橋向彎矩 虹 119.84 kN m單跨人群荷載反力：N 7 20kN，順橋向彎矩M26.16 kNm車輛荷載反力已按偏心受壓原理考慮橫向分布的分配影響。III） 制動力 T90.00kN （作用點在支座中心，距樁頂距離為6.197m ）W）縱向風(fēng)力：蓋梁部分W 12.65kN，對樁頂力臂為5.45m。墩身部分胃22.35kN，對樁頂力臂為2.45m。采用旋轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，摩擦樁。樁長計算該地基土層由兩層組成，根據(jù)公橋基規(guī)中確定單樁軸向受壓承載力

4、容許值的經(jīng)驗公式初步反算樁長。設(shè)該灌注樁局部沖刷線以下的樁長為h，一般沖刷線以下的深度為h3=h+2.8，則由軸向受壓承載力要求得：N為一根樁受到的全部豎向荷載，包括樁身自重與置換土重（當自重計入浮力時，置換土重也計入浮力）的差值作為荷載考慮。采用正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合，各系數(shù)均取1.0.當兩跨活載時（此時為軸力最不利狀況）R為單樁軸向受壓容許承載力的抗力系數(shù)，按公橋基規(guī)中表，荷載僅包括結(jié)構(gòu)自重、汽車和人群荷載，所以，1.0。: &為摩擦樁一鉆孔灌注樁的單樁軸向受壓承載力容許值樁的設(shè)計直徑d=1.5m，采用旋轉(zhuǎn)鉆施工，d=5cm，則（1）樁周長 U 1.55 4.87 （ m）（2）樁

5、端面積 Ap 一 d 2 _ 1.52 =1.7744 3K L（4） 修正系數(shù)，按420，樁端為透水性土情況選用，0.70d（5） : fo 為樁端土的承載力基本容許值，第二層土 fo 220kPa（6） k2為承載力容許值隨深度的修正系數(shù)，中密細砂取k23.0（7）2樁端以上各土層的加權(quán)平均重度，當持力層為透水性土?xí)r，水中部分土層取浮 2重度， 28 kN/ m3（8） h3樁端的埋置深度，對有沖刷的樁基，埋深由一般沖刷線起算h3=h+2.8由N rR :得 1916.81 12.36h 1.00 （310.71 145.54h）所以 h 1916.811.I 12.06 （ m）145.

6、54 12.36取h=12.1m，即局部沖刷線以下樁長為12.1m 。此時，樁端處的承載力容許值為qr(P f 0 2k 2 (13 3)0.8 0.7 220 3 8(12.1 2.8 3) 滿足要求283.14 kPa q max 1150kPa(細砂)由上式驗算，可知樁的軸向承載力滿足要求。3樁的內(nèi)力和變位計算（m法） 3.1樁的各參數(shù)確定3.1.1地基系數(shù)的比例系數(shù)m假設(shè)為彈性樁，局部沖刷線以下選取m值的計算深度hm為:由圖可知在hm范圍內(nèi)有兩層土，且h1hm4-0.2，則53.1.2樁的計算寬度 b1 由于樁徑d=1.5m1.0m，則計算寬度 加的計算公式為: 式中：單排樁：k=1.

7、0；圓形截面：kf=0.9。則 3.1.3樁的抗彎剛度 EI受彎構(gòu)件3.1.4樁的變形系數(shù)h 0.36 12.1 4.37 2.5,按彈性樁計算。3.2計算局部沖刷線上的外力N0、H0、M0汽車按一跨布載考慮，內(nèi)力按承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)基本組合計算，除汽車荷載 TOC o 1-5 h z 效應(yīng)外，還考慮人群荷載、汽車制動力、風(fēng)荷載的可變效應(yīng).即重要性系數(shù)0 1.0永久荷載分項系數(shù)1.2汽車荷載分項系數(shù)Q1 L4人群荷載、制動力分項系數(shù)1.4Qj風(fēng)荷載分項系數(shù)Qj L1除汽車荷載外，還考慮人群、制動力、風(fēng)荷載三項可變荷載，因此組合系數(shù)C 0.6則局部沖刷線處的軸力、水平力和彎矩為：3.3單

8、位“力”作用在局部沖刷線處，樁柱在該處產(chǎn)生變位計算由于 h 4.37 2.5，所以 kh=0 ；又由于h 4.37 4.0，所以按h 4.0查表，得3.4局部沖刷線處樁柱變位計算3.5局部沖刷線以下深度z處樁身各截面內(nèi)力計算A3、B3、C3、D3可從表，按z查取。計算結(jié)果列于下表。rzzA3B3C3D3MZ0.20.56-0.00133-0.000130.999990.21074.670.41.11-0.01067-0.002130.999740.399981101.920.61.67-0.036-0.01080.998060.599741106.71 J0.82.22-0.08532-0.0

9、34120.991810.798541085.1912.78-0.16652-0.083290.975010.994451037.521.23.33-0.28737-0.17260.937831.18342966.351.43.89-0.45515-0.319330.865731.35821876.281.64.44-0.67629-0.543480.738591.50695772.931.85.00-0.95564-0.867150.529971.61162662.0225.56-1.29535-1.313610.206761.64628549.182.26.11-1.69334-1.905

10、67-0.270871.57538439.302.46.67-2.14117-2.66329-0.948851.35201336.402.67.22-2.62126-3.59987-1.877340.91679243.442.87.78-3.10341-4.71748-3.107910.19729162.4438.33-3.54058-5.99979-4.68788-0.8912694.603.59.72-3.91921-9.54367-10.3404-5.85402-16.9559411.11-1.61428-11.7307-17.9186-15.0755-52.3036由上表可知，樁身最大彎矩發(fā)生在z=1.67m處，為T W 1 90 2.65 92.65kN由于此范圍內(nèi)有兩層土，樁身實際最大彎矩可按下式進行修正:H00.1M 0m 1（1）78.9lg 1800078.90.1 1033.50 150000.0341（2）(2) 2034h 0.866hm2 h4r me（3）11.0034垢4Z=1.67m處對應(yīng)的軸力設(shè)計值為：可根據(jù)Mmax和N按偏心受壓構(gòu)件進行配筋計算，具體配筋計算略。E1