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1、（六）单桩、单排桩计算步骤及验算要求综上所述，对单桩及单排桩基础的设计计算,首先应根据上部结构的类型、荷载性质与大小、地质与水文资料、施工条件等情况，初步拟定出桩的直径、承台位置、桩的根数及排列等,然后进行如下计算。（1） 计算各桩桩顶所承受的荷载、；（2） 确定桩在局部冲刷线下的入土深度(桩长的确定),一般情况可根据持力层位置、荷载大小、施工条件等初步确定，通过验算再予以修改;在地基土较单一，桩底端位置不易根据土质判断时,也可根据已知条件用单桩轴向受压承载力容许值计算公式初步反算桩长；（3） 验算单桩轴向受压承载力容许值；（4） 确定桩的计算宽度;（5） 计算桩的变形系数值;（6） 计算地面
2、处桩截面的作用力,并验算桩在地面或最大冲刷线处的横向位移（不大于6mm）,然后求算桩身各截面的内力，进行桩身配筋及桩身截面强度和稳定性验算；（7） 计算桩顶位移和墩台顶位移；（8） 弹性桩桩侧最大土抗力是否验算，目前无一致意见,现行公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）对此也未作要求.三、单排桩基础算例（双柱式桥墩钻孔灌注桩基础)(一）设计资料参阅图4-31.1. 地质与水文资料地基土为密实细砂夹砾石,地基土比例系数;地基土的桩侧摩阻力标准值；地基土内摩擦角，黏聚力；地基土承载力基本容许值；土重度（已考虑浮力)；地面高程为334m，常水位高程为338m，局部冲刷线高程为330。6
3、0m，一般冲刷线高程为335。34m。2. 桩、墩尺寸与材料墩帽顶高程为344m，桩顶高程为338。00m，墩柱顶高程为345m;墩柱直径1。50m，桩直径1.65m；桩身混凝土用C20，其受压弹性模量。3. 荷载情况桥墩为单排双柱式，桥面宽7m，设计荷载为公路级，人群荷载,两侧人行道各宽1.5m。上部为30m预应力钢筋混凝土梁，每一根柱承受的荷载为：两跨恒载反力；盖梁自重反力；系梁自重反力；一根墩柱（直径1。5m)自重；桩（直径1。65m）自重每延米(已扣除浮力）；两跨活载反力；一跨活载反力；车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的分配影响。在顺桥向引起的弯矩；制动力。纵向风力：盖梁部分，
4、对桩顶力臂7。06m；墩身部分，对桩顶力臂3。15m；桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩.（二）计算1.桩长的计算由于地基土层单一，用公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007)确定单桩轴向受压承载力容许值经验公式初步反算桩长，该桩埋入局部冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为，则式中：单桩受到的全部竖直荷载（KN)； 其余符号意义同前。 局部冲刷线以下桩重的一半做外荷载计算。 当两跨活载时： 计算时取以下数据：桩的设计桩径1。65m，桩周长(已扣除浮力),。所以得 现取h=12m，桩底高程为318。66m，桩总长为20。34m;上式计算中4.68为一般冲刷线到局部冲刷线的距离
5、。由上式计算可知,h=12m时，桩的轴向受压承载力符合要求。2.桩的内力计算（1）确定桩的计算宽度 （2）计算桩的变形系数其中 ;桩的换算深度，所以按弹性桩计算.（3）计算墩柱顶外力、及局部冲刷线处桩上外力、墩柱顶的外力（按一跨活载计算）： 换算到局部冲刷线处: （4）局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩及桩身最大弯矩计算 局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩计算 无量纲系数、由附表3、附表7分别查得，计算列表如表4-16,其结果见图432a）计 算 列 表 表416z112。62683。92 0.00。000。000001。000000。00683.92683。920.20。630。196930
6、。9980522。18682.59704。770。41.260。377150.9860942。47674。41716.880.61.890。528590。9583559。53655.44714.970。82。520。643790.9126672.50624.18696.691。03.150。719640.8497981。05581。19662.241。23.790.756170。7723485.16528.22613。381。44。420.756380。6842085.18467.94553.121.85。680。668380.4936675。27337。63412.902。26.940。50
7、5290。3119756。91213。37270。272.68.200。318990.1643935.92112。43148。353。09.460.153970。0640517.3443。8061。143。511.040。030490。008143.435.579.00桩身最大弯矩及最大弯矩位置计算由得:由及,查附表13得：,故。由及，查附表13得：。 （5）局部冲刷线以下深度z处横向土抗力计算 无量纲系数、由附表1、附表5分别查得，计算列表如表417,其结果见图4-32b）计 算 列 表 表417z4.74528。816(kPa)0.00.002。465091.628900.000。000。
8、000.20.632。140641.298252。037.489。510。41.261。824001.007473.4611。6115.070.61。891.522360.756104.3313。0717。410.82。521.241750.543014.7112。5217。231.03.150。986750.366364。6810.5615。241。23.790.760390.223634。337.7312。061.44。420。564190.111793。754。518.261。85。680。26098-0。033632。23-1。740.482。26。940。063740.099920.
9、67-6。63-5.672。68。200.05292-0.115800.65-8。68-9。333.09.46-0.11828-0.10482-1.68-9。0610。753.511。04-0.166430.07672-2.767。74-10。50(6）桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上表可知，最大弯矩发生在地面线以下z1.52米处,该处720.17KN。计算轴向力时,取恒载作用效应系数为1.2，活载作用效应系数为1。4，则1376+256.5+76。4+279+32。1（339330。66）+32.11。26701。651.261。2+400.31.43017。11（kN)纵向钢筋面积桩
10、内竖向钢筋按含筋率0。2配置：0.243（）现选用12根22的HRB335级钢筋：45。6, =280MPa桩柱采用C20混凝土，9.2MPa。计算偏心距增大系数因为长细比：=16。217。5所以偏心距增大系数：1计算截面实际偏心距 =0.239(m）根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D632007)求得轴向力的偏心距： 其中：r825mm,0。002;并设g0。9，则825825以下采用试算法列表（表418)计算:表4-18ABCD()0。792。09260.59821。59381。14962492391.040.802.12340.58981。63811。12122422391.01
11、0.812.15400.58101。68111。09342342390.98由表418可见，当0。80时，(）242mm,与实际的239mm很接近，故取0.80为计算值。计算截面抗压承载力A+C2。12349.2+1.63810。002280 13920.56（kN）3017。11（kN)B+Dg0。58989。2+1.12120。0020。92803364.18（kN）720。17(kN)满足要求。根据弯矩分布,桩基的钢筋骨架宜至桩底,如考虑分段配筋，在z6。94m截面处为界：M270。27kNN2655。9132.16.94701.656。941508.19(kN）按均质材料验算该截面应力
12、：截面面积:A2.138(）截面弹性抵抗矩：W 0.441()(MPa）截面未出现拉应力，且小于，可在此处(z6。94m）截面切除一半主钢筋。裂缝宽度验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）,截面相对界限受压区高度 0。56 0。81，则构件为小偏心受压，无需验算裂缝宽度。桩顶纵向水平位移计算桩在局部冲刷线处水平位移和转角:因为z0m，查附表得:2。441，1。621, 1.621， -1。751,所以，2。4411。621 0。0018m (1。621)（1。751） 0。00058rad由 0.249（）,E，I 0.364()，得：n0.683墩顶纵桥向水平位移的计算：14.65m,4.644,8。34m，2.644。查附表14和附表15得：98。017，22。016由式（475）中计算得:100。877, 23.638故由 （M ,得：0.0194m19。4mm。
