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1、*项目桥梁钻孔灌注桩计算钻孔灌注桩直径为1.0m，用C25号砼，16R235级钢筋。灌注桩按m法计算，m值为5X 10 3 kN / m 4 （软塑性粘性土）。 桩身砼受压弹性模量Ec =2.6X 10 4 MPa（一）荷载计算每一根桩承受的荷载为：1 单孔恒载反力：N1=0.5X1689.02=844.51 kN2盖梁恒重反力：N2=113.10 kN3系梁恒重反力：N3=0.5X56=28 kN4桥墩柱自重： N4=37.31 kN所以作用一桩顶的恒载反力为：N=N1+N2+N3+N4=1022.92kN5灌注桩每延米自重：X 1.22X 15=16.95 kN/m （已扣浮力）46可变荷
2、载反力：（1）两跨荷载反力：N5=523.78 kN （公路II级）N5=63.42kN （人群荷载，单侧）（2）单跨可变荷载反力：N6=402.67KN（公路II级）N6=44.57KN （人群荷载，双侧）（3）制动力：T=45 kN ；作用点在支座中心距桩顶距离为：0.5X0.042+1.1+1.9=3.021 m（3）纵向风力：风压取0.7X442=309.4Pa （求得面积得风力） 则由盖梁引起的风力：W1=0.5X2.314=1.157 KN 对桩顶的力臂为：1.10X0.5X1.9=2.45 m 墩柱引起的风力： W2=0.85kN对桩顶的力臂为：0.5X1.9=0.95m，横向风
3、力因墩柱横向刚度 较大可不予考虑。7.作用于桩顶的外力mu8 2最大冲刷线柱径1.20mHHoN =1022.92+523.78+63.42=1610.12 kN （双孔） maxN =1022.92+402.67+44.57=1470.16 kN （单孔） minH=45+1.157+0.85=47.01 kNM=N6 X 0.25+T X 3.021+W1 X 2.45+W2 X 0.95+N6 X0.25=251.40KN.m （单跨活载时）8 作用于地面处桩顶的外力N =1610.12+16.96=1627.08 kNmaxN =1470.16+16.96=1487.12kNminH=
4、47.01 kNM=251.40+47.01=298.41 KN.m（二）桩长计算假定土层是单一的，可用确定单桩容许承载力的经验公式初步确定计算桩长。灌注桩最大冲刷线以下的桩长为h则:N=1Uz l t + 九m A念+ k r (h -3)2i ioo 2 23其中：U桩周长 考虑用旋转式钻机，成孔直径则增大5 cm，有U二nX 1.25=3.93 mt 桩壁极限摩阻力，按表值取t =40 kPaiil 土层深度(m), / =1.0+h ,1.0m为一般冲刷线到最大冲 ii刷线的高度。入考虑桩入土深度影响的修正系数：取入=0.75m考虑孔底沉淀层厚度影响的消底系数，取m=0.8000A桩底
5、截面积，A=nR2=1.13 m2。桩底土层容许承载力，。=220kPa0 0K深度修正系数，取K=1.522Y土层的容重，取为8.0KN/m3 (已扣除浮力)h一般冲刷线以下深度(m)3代入得：N二 l/2X3.93X(2.8+h) X 40+0.75X0.8X1.13X 220+1.5X8.0X (2.8+h-3)=134.6+78.6h+0.678X(217.6+12h) =282.13+86.74h桩底最大垂直力为：N=1627.08+2.8X16.96+0.5Xqh=1674.57+8.48h则应有：1674.57+8.48h =282.13+86.74hh=17.79 m取h=20
6、m，即地面以下桩长为22.80m，由上式反求：N=282.13+86.74X20=2016.93KNNmax=1674.57+8.48X20=1844.17KN 可知桩的轴向承载力符合要求。(三) 桩的内力计算(m法)1桩的计算宽度b1b=K(d+1)=0.9X(1.2+1)=1.98m1f2桩的变形系数aJmba = 515 E I1 h式中：E =2.6X 107kN -m2I=0.0491Xd4=0.102 m4h受弯构件：EI=0.67EIh115000x 1.98a= 1 0.354 =0.354 m 4 0.67 x 2.6x 107 x 0.102所以桩的换算算深度为：ah=0.
7、354X22.8=8.072.5可按弹性桩计算。3地以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力。的计算 zx已知作用于桩顶上的外力为：N=1477.14 kN H=47.01 kN M =298.41 KN.m000（1）、桩身弯矩MzMz= -A +M B q m0 m其中无量纲系数A、B可由表格查得计算结果如下:mm桩身弯矩Mz计算zz 二a zh = ahAmBm為Aa mMB0 mMz0. 280.14.00. 099600. 9997413.23298.33311.560.560.24.00. 196960. 9980626.16297.83323.991.130.44.00. 3
8、77390. 9861750.12294.28344.401.690.64.00. 529380. 9586170.30286.06356.362. 260.84.00. 645610. 9132485.74272.52358.262.8214.00. 723050. 8508996.02253.91349.933. 671.34.00. 767610. 73161101.94218.32320.264.241.54.00. 754660. 64081100.22204.99305.215. 652.04.00. 614130. 4065881.56121.33202.897.062.54.0
9、0. 398960. 1476352.9844.0597.038.473.04.00. 193050. 0759525.6422.6748.319.893.54.00. 050860. 013546.754.0410.7911.304.04.00. 000050. 000090.0070.0270. 034(2)、桩身水平压应力。zxaH2M -= zAo zBzx b x b x11式中无量纲系数Ax, Bx可由表格查得，z为换算算深度，z = az计算如下表，桩身的水平压应力分布图见下：(KN/m 2)a H _ 0.354 x 47.01o b1.981=8.40a 2Mob10.354
10、2 x 298.41198二 18.89水平压应力a计算表zxZZ = qZAxBx&Ho Z Axb1Q2 M -0 ZBx b1azx0. 2800000.560.22. 117791. 290883.564.878.431.130.41. 802731. 000646.067.5613.621.980.71. 360240. 638858.008.4416.442.540.91. 093610.444818. 277.5615.833.111.10.854410.286067.895.9513.844.241.50.466140.062885.871.787.655.652.00.146
11、96-0.075722.47-2.86-0.398.473.0-0.08741-0.09471-2.20-5.37-7.5711.304.0-0.10788-0.01487-3.62-1.12-4.74四）桩身截面配筋与强度验算：验算最大弯矩（Z=2.26m ）处的截面强度，该处的内力值为:M=358.26KN.m， N=1477.14 kN ；桩内竖向钢筋若按含筋率0. 2%配置，则：兀A =一x 1.22 x 0.2% = 22.62（cm2 ） s4选用 12 根16 （I 级钢筋）As=24.13 cm 2, p =0.21%；桩的换算面积Ao为:兀A = A + nA = x 1.2
12、2 +10 x 24.13 x 10 -4 = 1.155(cm 2) o h s 4桩的换算截面模量 Wo 为：兀nA r 2W =一x R 3 +s = 0.175 m 3o 42 Rlp-桩的计算长度，当 ah$4 时，取lp = 0.7(lo + 士) =7. 91m；a根据公预规539条和5.3.10条相关规定：elE = 0.2 + 2.7 o = 0.786，= 1.15 - 0.01 亠=1.0709 1,故取1(r + r )22ros偏心增大系数n为:I= 64 d 6X1-50-249m 4；n=1 + 1400e /(r + r )(2T匕$2 = 1.112 ；ose
13、 = M / N = 242.54 mmo O O则n e = 269.8mm 270mmo按桥墩墩柱一节所示方法，查公预规附录 c 相关表格，可得到相关系数。经试算，当2 = 0.6386 时，从表中查到A=1 6144,B=06662,C=07250,D=1.7132.另设 g=0.88, p =0. 21%； f =11 5MPa, cdf =195MPa；代入下式：sdBf + Dpgf= cdsdAfcd 5 sdr = 264mm 沁 270mmr N = 1477.14KN Ar2f + Cp r2f = 18.86x 6002 = 6790kNo dcdsdr N e = 358.26KN.m Br3f + Dp r3f = 8.26x 6003 = 1788.48kN.m o d ocds
