钢管桩基础计算
钢管桩基础计算
本栈桥钢管桩基础每墩采用单排三根Φ600×10mm 钢管，钢管间用[20a 槽钢连接形成排架。
2.6.1、荷载计算
当75t 履带吊（负载10t ）驻留在墩顶时钢管桩轴心压力最大，按三根钢管桩平均受力考虑，则每根钢管由活载产生的轴心压力为：
kN G 2833850==；单根钢管承受一跨12m 栈桥桥面系自重为：kN G 583)124.6121.8(=÷?+?=（I56a 主梁以上桥面系自重见5.4.1节为m kN q /1.8=）。
荷载组合：kN F 5.4372833.1582.1=?+?=
2.6.2、桩长计算
查《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）得沉桩的容许承载力：
[]()R A l U P i i i σατα+∑=21
式中：
[P]——单桩轴向受压容许承载力（kN ），当荷载组合Ⅱ或组合Ⅲ或组合Ⅳ或组合Ⅳ作用时，可提高25％,（荷载组合Ⅰ中如含有收缩，徐变或水浮力的荷载效应，也应同样提高）；
U ——桩的周长（m ）；
i l ——承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度（m ）；
I τ——与i l 对应的各土层与桩壁的极限摩阻力（kPa ）；
R σ——桩尖处土的极限承载力（kPa ）；
i α、α——分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，按表2采用。对于锤击沉桩其值均取为1.0。
钢管桩的计算公式
钢管桩的计算公式 条件： 地基土粘土、可塑，承载力特征值f ak ，重度γ，摩擦角φ，作用在基础顶面处内力标准值为：弯距M k ，剪力V k ，竖向轴力N k 一、根据结构力学知识，进行桩顶作用效应计算 求出每个桩顶的力 弯距ki M ，剪力ki V ，竖向轴力ki N , 如左图所示。 二、桩下压承载力计算 （参见《建筑桩基技术规范》） 单桩竖向承载力标准值为： p pk p j sjk pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑ sjk q ——桩侧第j 层土的极限侧阻力标准值，查表5.3.5-1。 pk q ——极限端阻力标准值，查表5.3.5-2。 j l ——桩周第j 层土的厚度 u ——桩身周长 p λ——桩端土塞效应系数，对于闭口钢管桩取1，对于敞口 钢管桩按下式计算： 当5/ 三、 桩上拔承载力计算，即当0 . 钢管桩支护专项方案 本管桩支护是根据工程现场实际情况、业主及监理要求采取保护桥体的三亚湾新城水系项目河道工程F标段K6+540处有座桥，该桥措施，因是市区与机场连接的主要道路，桥上行人、车辆、重型货车较多，桥下地质情况较复杂、水位高、流沙多，存在严重的施工安全隐患；目前，水系F标段桥头北岸挡墙基础深基坑即将开挖，因此采取钢管桩支护主要是为了将安全防患与未然，以确保工程的顺利进行。 一、编制依据 1.1、根据三亚湾新城水系项目K6+227～K6+950河道工程F标段施工图纸及施工合同。 1.2、水工混凝土结构设计规范 SL/T 191-96 1.3、水工建筑物抗震设计规范 SL 203-97 1.4、建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002 1.5、建筑地基处理技术规范 JGJ 79-2002 1.6、堤防工程设计规范 GB 50286-98 1.7、 JGJ94-2008建筑桩基技术规范1.8、砼结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002 二、技术标准 2.1、抗震设防烈度：6度，防洪标准：50年，工程级别：三级。 2.2、钢管桩背上均布荷载：20KPa。 2.3、材料：基础混凝土为C25；钢管桩为￠300 . 三、工程概况 3.1、工程位置 . 页脚.. . 本工程位于海南省三亚市，场地位于海南岛的南部在三亚市主城区以西大约8公里处，为三亚湾海坡片区二线地。 3.2、工程内容 本标段位于项目河道排洪工程2区内K6+227～K6+950段河道治理工程，工程内容：钢管桩支护工程。 主要工程数量表 3.3 气候情况本工程项目所属地区为热带海洋季风气候，台风频繁，干湿交替明显，℃，极端高温为25.7℃，极端低温为5.1终年无霜，冬短夏长，平均气温月为雨季，降水量约占全年的，℃，平均降雨量为37.51755.0mm5月至11月为旱季，降雨量反占全月至来年月降雨量最大，月，其中90%8~10114月份个，～台风累年年平均影响个数10%年降雨量的，43台风季节一般从6 月份结束。开始，10 3.4、地质、水文资料中国海南三亚湾新城水系河道工程施工图纸”及根据业主提供的“实地勘察本标段建设地地质水文情况如下： 3.4.1 、地质资料、表层为厚约a0。0～20。的植被层，30m. 页脚.. . b、1.50～2.60m厚的粉质粘土层， c、2.60～5.00m厚的粉砂层， d、2.50～4.10m厚的粉质粘土层， e、2.00～5.60m厚的粗砂层。 3.4.2、水文资料 四、施工组织 4.1、施工计划安排 施工主要工序是：清理现场—测量放线—管桩施工。 4.2、施工进度安排 4.2.1清理现场 各种钢管(材)重量计算通用公式大全 （圆管）钢管的重量=0.25×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重其中：π = 3.14 ；L=钢管长度钢铁比重取7.8 所以，钢管的重量=0.25×3.14 ×(外径平方-内径平方)×L×7.8 * 如果尺寸单位取米（M）,则计算的重量结果 为公斤（Kg） 钢的密度为： 7.85g/cm3 （圆管）钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式： W=0.02466（D-S）S 式中：W--钢管每米理论重量，kg/m； D--钢管的公称外径，mm； S--钢管的公称壁厚，mm。 钢材理论重量计算 钢材理论重量计算的计量单位为公斤（ kg ）。其基本公式为： W（重量，kg ）=F(断面积 mm2)×L(长度，m)×ρ(密度，g/cm3)×1/1000 各种钢材理论重量计算公式如下： 圆钢盘条（kg/m） W= 0.006165 ×d×d d = 直径mm 直径100 mm 的圆钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg 螺纹钢（kg/m） W= 0.00617 ×d×d d= 断面直径mm 断面直径为12 mm 的螺纹钢，求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg 方钢（kg/m） W= 0.00785 ×a ×a mm 边宽a= 边宽20 mm 的方钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg 扁钢（kg/m） W= 0.00785 ×b ×d b= 边宽mm d= 厚mm 边宽40 mm ，厚5mm 的扁钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg 六角钢（kg/m） W= 0.006798 ×s×s s= 对边距离mm 对边距离50 mm 的六角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg 钢管桩设计与验算 钢管桩选用Ф800，δ=10mm 的钢管，材质为A 3，E=2.1×108 Kpa,I= 64 π (80.04－78.04)=1.936×10-3M 4。依据386#或389#墩身高度和 周边地形，钢管桩最大桩长按30m 考虑。 1、桩的稳定性验算 桩的失稳临界力Pcr 计算 Pcr= 22 l EI π= 3 2 8 230 10 936.1101.2-????π =4458kN ＞R=658.3 kN 2、桩的强度计算 桩身面积 A=4 π （D 2－a 2） =4 π （802－782）=248.18cm 2 钢桩自身重量 P=A.L.r=248.18×30×102×7.85 =5844kg=58.44kN 桩身荷载 p=658.3+58.44=716.7 kN б=p ／A=716.7×102／248.18=288.7kg ／cm 2=35.3Mpa 3、桩的入土深度设计 通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近658.3kN ，按规范取用安全系数k=2.0，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力为658.3×2=1316.6kN ，管桩周长 U=πD=3.1416×0.8=2.5133m 。依地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为： 第一层 粉质黏土 厚度为3m ， τ=120 Kpa 第二层 淤泥粉质黏土 厚度为4m ，τ=60 Kpa 第三层 粉砂 厚度为1.8m ，τ=90Kpa N=∑τi u h i N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h 3=1316.6 kN =904.7+603.1+226.1 h 2 =1316.6kN 解得 h 3=-0.84m 证明钢管桩不需要进入第三层土，即满足设计承载力。 钢管桩实际入土深度： ∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型 拟选用DZ90，查表得知激振动570 kN ，空载振幅≮0.8mm ，桩锤全高4.2 m ，电机功率90kw 。 5、振动沉桩承载力计算 根据所耗机械能量计算桩的容许承载力 []P = m 1{ ()[]v a A f m x 12 23 1111 βμα+-+Q } m —安全系数，临时结构取1.5 m 1—振动体系的质量 m 1=Q/g=57000/981=58.1 Q 1—振动体系重力 N g —重力加速度=981 cm /s 2 A X —振动沉桩机空转时振幅 A X = 10.3 mm M —振动沉桩机偏心锤的静力矩 N. cm μ—振动沉桩机振幅增大系数 μ= A n / A x 桩基计算公式 混凝土量： 1、挖孔深度=设计桩长+空头高度+锅底 2、有效桩长=挖孔深度-空头高度=设计桩长+锅底 3、直筒深度=挖孔深度-扩高-圆柱高-锅底=设计桩长+空头高度-扩 高-圆柱高 4、大头圆柱=1/4×3.14×扩大头直径（D）×圆柱高（h1） 5、扩大头量=1/12×3.14×(扩高（h）+圆柱高(h1))×（D2+d2+dD）+大头圆柱 6、挖孔半径=（桩径+2a1+2a2）÷2 7、挖孔截面积=3.14×挖孔半径2 8、挖孔量=挖孔截面积×直筒深度+扩大头量 9、桩芯半径=（桩径+2a2）÷2 10、桩芯截面积=3.14×桩芯半径2 11、桩芯砼量=桩芯截面积×（直筒深度-空头深度+超灌深度）+扩大头量 12、护壁截面积=挖孔截面积-桩芯截面积 13、护壁砼量=护壁截面积×直筒深度 14、空头土方=桩芯截面积×空头高度 15、入岩量=挖孔截面积×（入岩直筒深度+扩大头量） 16、空头高度=场地标高-桩顶设计标高 17、设计桩长=承台顶设计标高-桩底设计标高-承台高+桩身锚入承台 的深度 18、实际桩长=实测孔深（挖孔深度）-空头高度 19、桩顶高程=设计桩长+设计桩底高程 20、桩底高程=桩顶高程-实际桩长 21、孔口高程=桩底高程+实测孔深 钢筋量： kg/m=0.00617×钢筋直径2 1、主筋质量：（35D钢筋锚入承台的深度+有效桩长）×kg/m×根数 2、非加密区螺旋筋质量：3.14×（桩径-2×砼保护层厚度）×（有 效桩长-加密区螺旋筋长度）÷非加密区间距×kg/m 3、加密区螺旋筋质量：3.14×（桩径-2×砼保护层厚度）×加密 区螺旋筋长度÷加密区间距×kg/m 4、加劲筋质量：3.14×（桩径-2×砼保护层厚度）×[（有效桩 长÷加劲筋间距）取整数+1]×kg/m 5、护壁纵筋质量：3.14×（桩径+2a1+2a2-2×砼保护层厚度）× 直筒深度÷护壁纵筋间距×kg/m 6、护壁箍筋质量：3.14×（桩径+2a1+2a2-2×砼保护层厚度）× 直筒深度÷护壁箍筋质量×kg/m 7、钢筋量：（主筋质量+非加密区螺旋筋质量+加密区螺旋筋质量+ 加劲筋质量 +护壁纵筋质量+护壁箍筋质量）×1.03钢筋损耗系数8、桩身钢筋量：（主筋质量+非加密区螺旋筋质量+加密区螺旋筋 质量+加劲筋质量）×1.03钢筋损耗系数 青岛公路建设集团有限公司 钢管桩施工组织设计 工程名称：青兰高速公路陕西境壶口至雷家角段直罗隧道施工单位：青岛公路建设集团有限公司 日期：2015年8月24日 钢管桩施工组织设计 一、工程概况及编制依据 1、青兰高速公路壶口至雷家角段直罗隧道单洞长1050m,隧道病害沥青路面开裂，纵向长度达到260m，为确保隧道正常运营，目前拟采用钢管桩预加固方案进行施工。 2、编制依据 （1）《公路隧道养护技术规范》（JTG H12-2015）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2012）等。 （2）我单位对施工现场考察及调查的有关资料。 二、工期保证体系及保证措施 1、工期安排 （1）工期目标：本项目计划工期要求自2015年8月26日开工，2015年9月25日完工。 （2）综合多项因素经认真分析对本项目工程施工计划工期安排如下：隧道钢管桩施工总长度为10920延米，共4台钻机，每台钻机每日完成150m。 施工准备： 8月26日——8月28日 钢管加工： 8月29日——9月15日 钻孔及钢管安装：8月29日——9月19日 注浆： 8月29日——9月19日 卫生清理： 9月19日——9月25日 2、工期保证措施 （1）施工力量迅速进场，施工队伍已选定，目前已熟悉施工图纸，机 械设备将随同施工队伍迅速抵达。 （2）进场后，加强材料供应、机械设备管理和财务管理工作。做到超前计划，及时采购供应，满足施工需要并有一定量的储备。 （3）处理好各方关系，创造一个良好的外部施工环境，确保施工顺利进行。 （4）抓好工序衔接，把握关键环节。迅速掀起大干的高潮。做到前面工序及时提供条件，后面工序按期实施，拉开工作面形成流水作业。 （5）安排好雨季的施工 根据当地气象、水文资料，有预见性地调整各项工作的施工顺序，并作好预防工作，使工程能有序和不间断的进行。 三、钢管桩注浆加固的施工工艺及方法 一、嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用嵌岩的钻（挖）孔桩基础，基础入持力层1～3倍桩径，但不宜小于1.00m，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.4条推荐的公式计算。 公式为：[P]=(c1A+c2Uh)Ra 公式中，[P]—单桩轴向受压容许承载力(KN)； Ra—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(KPa)，按表4.2 查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPa h—桩嵌入持力层深度(m)； U—桩嵌入持力层的横截面周长(m)； A—桩底横截面面积(m2)； c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数。挖孔桩取c1=0.5，c2=0.04；钻孔桩取c1=0.4，c2=0.03。 二、钻（挖）孔桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用钻（挖）孔桩基础，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.2条推荐的公式计算。 公式为：[]()R p A Ul Pσ τ+ = 2 1 公式中，[P] —单桩轴向受压容许承载力(KN)； U —桩的周长(m)； l—桩在局部冲刷线以下的有效长度(m)； A —桩底横截面面积(m2)，用设计直径(取1.2m)计算； p τ— 桩壁土的平均极限摩阻力(kPa)，可按下式计算： ∑==n i i i p l l 11ττ n — 土层的层数； i l — 承台底面或局部冲刷线以下个土层的厚度(m)； i τ— 与i l 对应各土层与桩壁的极限摩阻力(kPa)，按表 3.1查取； R σ— 桩尖处土的极限承载力(kPa)，可按下式计算： {[]()}322200-+=h k m R γσλσ []0σ— 桩尖处土的容许承载力(kPa)，按表3.1查取； h — 桩尖的埋置深度(m)； 2k — 地面土容许承载力随深度的修正系数，据规范表 2.1.4取为0.0； 2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表4.3.2-2，取为0.65； 0m — 清底系数，据规范表4.3.2-3，钻孔灌注桩取为 0.80，人工挖孔桩取为1.00。 XXX 工程 XXX 公司 二零一一年七月 钢管桩基坑支护专项施工方案 ? ? ? ? ? ? 制核批编 、工程概况 二、场地地质条件 三、设计技术要求 四、施工准备工作 五、施工方案 六、主要机械设备 七、安全及文明施工措施 八、安全保证体系框图 九、现场文明施工 十、质量保证措施 十一、施工组织机构及管理人员配备十二、竣工验收及资料 一、工程概况 本工程在9#楼和10#楼之间，由于9#娄和主体已经完工的10# 楼部分外墙距离比较近，且9#娄开挖后基坑底面的标高比10#楼基础 底面的标高低2.5m，为了防止9#楼基坑土方开挖时对10#楼主体产 生影响，设计要求在9#楼和10#主体相距比较近的区域中间施工一排 钢管桩，并设两排锚杆，隔桩一锚。第一排锚杆为注浆花管（与冠梁 整体浇筑），下部一排锚杆为B25钢筋（采用16a槽钢围檩作为围檩）。 二、场地地质条件 本场地在勘探深度范围内所分布的地层除表层分布有（1-1）杂填 土和（1-2 ）素填土（Q）外，其下为第四系全新统冲洪积成因（Q严）的粘性土、上更新统冲洪积成因（Q 3al+pl）的粘性土、残坡积成因（Q dl+el）的粘性土，下伏基岩为白垩~第三系（K-E）泥岩、石炭系（C）泥质白云岩，各岩土层的情况及特征详见下表。 各土层的分布埋藏及主要特征一览表 三、设计技术要求 钢管桩孔径200mm间距400mn,长度9m,钢管直径114m壁厚 10mm在施工钢管桩的同时，用气锤隔一根钢管桩打入一根6m长、 外径48mn壁厚5mm的花管(花管段长度为4m),钢管桩和花管施工完成后注入42.5硅酸盐水泥浆。最后在钢管桩上部做一条锁口梁，锁口梁截面尺寸为 400m M300mm总长度为23.46m,采用强度等级为C30砼，9#楼基坑土方开挖后每隔一根钢管桩施工一根锚杆长度分别为16m锚杆孔径为150mm钢筋为B 25mm注42.5硅酸盐水泥浆，然后用16a槽钢作为围檩，使钢管桩和锚杆连成一个整体，最后在钢管桩外壁及锁口梁上部挂网喷砼，喷锚采用C20喷射砼，厚 60-80mm 尺寸6.9m X 23.46m。 四、施工准备工作 钢管重量计算公 式 圆管重量计算公式 公式：kg/m = (Od - Wt) * Wt * 0.02466 其中Od是外径Wt是壁厚kg/m=(钢管外径-钢管壁厚)*钢管壁厚*0.02466 od代表钢管外径，wt代表壁厚 方管和矩形管重量计算公式 a.方管：公式:kg/m = (Oc - 4Wt) * Wt * 0.00785 其中：Oc是外周长，Wt是壁厚；正方形Oc=4*a 长方形Oc=2a+2b a,b是边长 Kg/m=(外周长-4边壁厚之和)*壁厚*0.00785 Kg/m=(Oc=2a+2b)-壁厚之和）*壁厚*0.00785 公司常年经营宝钢、包钢、天津、冶钢、鞍钢、衡阳、成都等各大钢厂优质无缝钢管。公司主营各种规格的高压锅炉管、中低压锅炉管、石油裂化管、化肥设备专用管、船舶用管、地质管、液压支柱管、管线管、流体管、结构管. 电力用管、不锈钢管、合金管等各行业用大小口径及特殊材质、特殊规格、特殊用途、薄厚壁无缝钢管，各种进口合金管等。材质为：10#、20G、35#、45#、20#、16Mn、27SiMn、12Cr1MoV、15CrMo、35CrMo、40Cr、10CrMo910、A335P22、A335P11、STFA23 、10CrMo910等。执行标准：GB/8162-99、GB/8163-99、GB/3807-99、GB/5310-99、GB/9948-88、GB/6479-86、GB/T5312-1999、ASTMA53、A106、API、API5CT、API5L等。 1. 钢材的理论重量 钢材的理论重量是按钢材的公称尺寸和密度（过去称为比重）计算得出的重量称之为理论重量。这与钢材的长度尺寸、截面面积和尺寸允许偏差有直接关系。由于钢材在制造过程中的允许偏差，因此用公式计算的理论重量与实际重量有一定出入，所以只作为估算时的参考。 2. 钢材的实际重量 钢材实际重量是指钢材以实际称量（过磅）所得的重量，称之为实际重量。实际重量要比理论重量准确。 3. 钢材重量的计算方法 ⑴毛重是“净重”的对称，是钢材本身和包装材料合计的总重量。运输企业计算运费时按毛重计算。但钢材购销中是按净重计算 。 ⑵净重是“毛重”的对称。钢材毛重减去包装材料重量后的重量，即实际重量，称之为净重。在钢材购销中一般按净重计算。 ⑶皮重钢材包装材料的重量，称之为皮重 。 ⑷重量吨按钢材毛重计算运费时使用的重量单位。其法定计量单位为吨（1000kg），还有长吨（英制重量单位1016.16kg）、短吨（美制重量单位907.18kg） 。 ⑸计费重量亦称“计费吨”或“运费吨”。运输部门收取运费的钢材重量。不同的运输方式，有不同的计算标准和方法。如铁路整车运输，一般以所使用的货车标记载重作为计费重量。公路运输则是结合车辆的载重吨位收取运费。铁路、公路的零担，则以毛重若干公斤为起码计费重量，不足时进整。 边跨现浇直线段支架设计计算 一、计算何载（单幅） 1、直线段梁重：15#、16#、17#混凝土方量分别为22.26、25.18、48m3。端部1.0范围内的重量，直接作用在墩帽上，混凝土方量为： V=1×[6.25×2.5+2×3×0.15+2×2×0.25／2+2× 225 .0 65 .0 ×1－1.2×1.5]=16.125 m3 作用在支架的荷载： G1=（22.26+25.18+48－16.125）×22800×10=1957.78 KN 2、底模及侧模重（含翼缘板脚手架）：估算G2=130KN 3、内模重：估算G3=58KN 4、施工活载：估算G4=80KN 5、合计重量：G5=1957.78+130+58+80=2226KN 二、支架形式 支架采用Φ800mm（壁厚为10mm）作为竖向支承杆件。纵桥向布置2排，横桥向每排2根，其中靠近10#（13#）墩侧的钢管桩支承在承台上，与墩身中心相距235cm，第二排钢管桩与第一排中心距为550cm，每排2根排的中心距离为585cm。钢管桩顶设置砂筒，砂筒上设纵横向工字钢作为分配梁，再在纵梁上敷设底模方木及模板。钢管桩之间及钢管桩与墩身之间设置较强的钢桁架梁联系，在平面上形成框架结构，以满足钢管桩受载后的稳定性要求，具体详见“直线段支架结构图”。 根据支架的具体结构，现将其简化成力学计算模型，如下图所示： 327.5 585 327.5 10×120 20 20 780 550 115 115 纵桥向横桥向 三、支架内力及变形验算 1、 横梁应力验算：横梁有长度为12.4m ，采用2I56a 工字钢，其上 承托12根I45a 工字钢。为简化计算横梁荷载采用均布荷载。 （1）纵梁上面荷载所生的均布荷载： Q 1=2226÷2÷12.25=90.86KN/m （2）纵梁的自重所生的均布荷载： Q 2=0.8038×(1.15+5.5/2)×11÷12.25=2.815N/m （3）横梁自身的重量所生的均布荷载： Q 3=2×1.0627=2.125N/m （4）横梁上的总均布荷载： Q=90.86+2.815+2.125=95.8N/m 一、工程概况 该工程位于新野县文化广场西侧，北距书院西路约100米左右，拟建建筑物共4栋， 1#楼高25层，2#楼高19层，均有一层地下室，其中1#楼基坑开挖深度7.8米，2#楼基坑开挖深度6.8米。 拟建场地交通便利，工程环境条件较好。为了施工安全，按照《建设工程安全生产管理条例》规定，按照《建设工程安全生产管理条例》之规定，特制定本方案进行基坑支护。 附：钢管护坡桩平面位置图 二、工程地质与水文地质条件 2.1工程地质条件 根据岩土工程勘察报告，地质情况如下： ①杂填土（Q ml）：灰褐色-褐黄色，松散，稍湿，上部含少量混凝土块、砖瓦碎片杂质，下部主要成份以粉土为主，含少量植物根系数。该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触；层底埋深 0.6-0.9m，层厚0.6-0.9m，平均层厚0.7m。 ②粉土（Q4al+pl）：黄褐色，稍湿，稍密状，干强度差，韧性低，轻微摇震反应，光泽反应较差，土体中含少量暗红色铁锰质结核及黑色染斑。该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触，层底埋深3.7~4.0m，层厚2.8-3.1m，平均层厚3.0m。 ③细砂（Q4al+pl）：黄色，稍湿-饱水，稍密，上部含少量泥质成份，砂粒成份以石英、长石为主，砂中含少量云母及其它暗色矿物质，局部地段夹约10-20cm左右的粉土薄夹层，呈透镜体状。该层土在场地内均有分布，与下部伏土层呈渐变接触，层底埋深 6.5-7.1m，层厚 3.2- 4.1m，平均层厚3.7m。 ④中砂（Q4al+pl）：黄色，饱水，稍密状，成份以石英岩、石英砂岩为主，砂粒成份以石英、长石为主，砂中含少量云母及其它暗色矿物质，该层土在场地内均有分布，与下伏土层呈渐变接触，层底埋深 17.1-17.8m，层厚10.1-10.5m，平均层厚10.4m。 ⑤粗砂（Q3al+pl）：黄褐色，饱水，中密，砂粒成份以石英、长石为主，偶见砾石，分选均匀。该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈渐变接触。层底埋深19.4-19.8m，层厚1.9-2.3m，平均层厚2.2m。 ⑥含砾粗砂（Q2al+pl）：黄褐色，饱水，中密-密实，砾石含量约10%左右，成份以石英岩、石英砂岩为主，粒径约在0.2-0.4cm左右，磨圆度一般；砂粒成份以石英、长石为主，分选性一般，级配不良。该层土在场地内均有分布，与下部土层呈渐变接触，层底埋深 30.1-30.7m，层厚10.5-11.0m，平均层厚10.8m。 ⑦泥质含砾粗砂（Q2al+pl）：灰黄色，饱水，密实，泥含量约 25.3%-28.9%左右，成份以石英岩、石英砂岩为主，呈半胶结状。该层土在场地内均有分布，与下部土层呈渐变接触，层底埋深 悬臂式板桩和板桩稳定性计算计算书 万科城六期工程；属于结构;地上0层;地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天；施工单位：。 本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。 一、编制依据 本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。 二、参数信息 重要性系数：1.00；开挖深度度h：6.00m； 基坑外侧水位深度h wa：8m；基坑下水位深度h wp：2.00m； 桩嵌入土深度h d：6m；基坑边缘外荷载形式：荷载满布 土坡面上均布荷载值q0：1.00kN/m； 悬臂板桩材料：63a号工字钢；弹性模量E：206000N/mm2； 强度设计值[fm]：205N/mm2；桩间距bs：0.50m； 截面抵抗矩Wx：2981.47cm3；截面惯性矩Ix：93916.20cm4； 基坑土层参数： 序号土名称土厚度坑壁土的重度内摩擦角内聚力浮容重 (m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3) 1 填土 2 19 16 10 20 2 细砂 1 18 25 0 20 3 中砂 3 18.5 28 0 20 4 砾砂 3 19 30 0 20 5 圆砾 3 20.25 35 5.5 20 6 碎石 3 21 37.5 9 20 三、土压力计算 1、水平荷载 （1）、主动土压力系数： K a1=tan2（45°- φ1/2）= tan2（45-16/2）=0.568； K a2=tan2（45°- φ2/2）= tan2（45-25/2）=0.406； K a3=tan2（45°- φ3/2）= tan2（45-28/2）=0.361； K a4=tan2（45°- φ4/2）= tan2（45-30/2）=0.333； K a5=tan2（45°- φ5/2）= tan2（45-30/2）=0.333； K a6=tan2（45°- φ6/2）= tan2（45-35/2）=0.271； （2）、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载： 第1层土：0 ~ 2米； σa1上= -2C1K a10.5 = -2×10×0.5680.5 = -15.071kN/m2； σa1下= γ1h1K a1-2C1K a10.5 = 19×2×0.568-2×10×0.5680.5 = 7.075kN/m2; 第2层土：2 ~ 3米； H2' = ∑γi h i/γ2 = 38/18 = 2.111； σa2上= [γ2H2'+P1+P2a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [18×2.111+1+0]×0.406-2×0×0.4060.5 = 15.828kN/m2； σa2下= [γ2(H2'+h2)+P1+P2a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [18×(2.111+1)+1+0]×0.406-2×0×0.4060.5 = 23.134kN/m2； 第3层土：3 ~ 6米； H3' = ∑γi h i/γ3 = 56/18.5 = 3.027； 七、灌注桩 （1）打孔沉管灌注桩单打、复打：计量单位：m3 V=管外径截面积×（设计桩长+加灌长度） 设计桩长——根据设计图纸长度如使用活瓣桩尖包括预制桩尖，使用预制钢筋混凝土桩尖则不包括加灌长度——用来满足砼灌注充盈量，按设计规定；无规定时，按0.25m计取。 （2）、夯扩桩：计量单位：m3 V1（一、二次夯扩）=标准管内径截面积×设计夯扩投料长度（不包括预制桩尖） V2（最后管内灌注砼）=标准管外径截面积×（设计桩长+0.25） 设计夯扩投料长度——按设计规定计算。 （3）钻孔混凝土灌注桩 成孔工程量，计量单位：m3 钻土孔V=桩径截面积×自然地面至岩石表面的深度； 钻岩孔V=桩径截面积×入岩深度度 混凝土灌入工程量，计量单位：m3V=桩径截面积×有效桩长，有效桩长设计有规定按规定，无规定按下列公式： 有效桩长=设计桩长（含桩尖长）+桩直径 设计桩长——桩顶标高至桩底标高 基础超灌长度——按设计要求另行计算。 泥浆运输工程量：计量单位：m3，工程量按成孔工程量计取。 八、人工挖孔桩 （1）、人工挖孔工程量：计量单位：m3 V（人工挖土）=护壁外围截面积×成孔长度成孔长度——自然地坪至设计桩底标高 V（淤泥、流砂、岩石）=实际开挖（凿）量 （2）砖、混凝土护壁及灌注桩芯混凝土工程量：计量单位：m3工程量按设计图示尺寸的实体积 九、水泥搅拌桩、粉喷桩，以立方米计算 V=（设计桩长+500MM）×设计桩截面面积（长度如有设计要求则按设计长度）。双轴的工程量不得重复计算，群桩间的搭接不扣除。 十、长螺旋或旋挖法钻孔灌注桩，以立方米计算 V=（设计桩长+500MM）×设计桩截面面积或螺旋外径面积（长度如有设计要求则按设计长度）。 十一、基坑锚喷护壁成孔及孔内注浆。 按设计图纸以延长米计算 十二、护壁喷射混凝土 按设计图纸以平方米计算。 十三、砖基础计算规则 1、基础与墙身（柱身）的划分： （1）基础与墙（柱）身使用同一种材料时，以设计室内地面为界（有地下室者，以地下室 室内设计地面为界），以下为基础，以上为墙（柱）身。 （2）基础与墙身使用不同材料时，位于设计室内地面﹢300MM以内时，以不同材料为分界线，超过﹢300MM时，以设计室内地面为分界线。 （3）砖、石围墙，以设计室外地坪为界线，以下为基础，以上为墙身。 2、砖基础的计算方法（计价表规则） （1）砖基础不分墙厚和高度，按图示尺寸以m3计算。其中基础长度：外墙墙基按外墙的中心线计算；内墙墙基按内墙基最上一步的净长线计算。 （2）不扣除的部分：基础大放脚T形接头处的重叠部分，嵌入基础内的钢筋、铁件、管道、基础防潮 桩基承载力说明与计算 根据箱梁结构形式，支架基础采用Φ820*8钢管桩，每幅单排布置5根，纵向根据现浇梁不同部位的重量不同，根据现浇梁的纵向断面形式不同钢管桩间距距离不同，具体布置形式见现浇支架立面图。现浇梁施工完成后要根据钢管桩的入土深度和桥梁的净高确钢管桩拆除方式。 使用DZ60振动锤打入河床，入土深度要达到DZ60振动锤的最大击振力强度（即每根管桩竖向承载力可达到59t的标准）。 1、钢管计算 （1）、桥梁荷载 ①混凝土荷载 ②施工荷载 ③ （2）、地基承载力计算 根据相关资料查询各种土层的摩阻力分别为：淤泥质粉质粘土桩侧土摩阻力q ik=20kPa（回填土按淤泥质土计算摩阻力）；细砂桩侧土摩阻力q ik=25kPa；中砂层桩侧土摩阻力q ik=35kPa；粗砂层桩侧土摩阻力q ik=60kPa。由地质勘查报告查询，桥位附近地质情况如下： 不同孔号对应的岩层厚度 按照钢管入土长度35m分别计算三处地基的承载力。摩擦桩计算公式：［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r ①ZK26处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（6.22*20+7.3*25+13*35+8.48*60）/2=461.79 KN ②ZK28处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（4.41*20+4.2*25+6.39*35）/2=536.65KN ③ZK30处： ［Ra］=1/2（UΣq ik* l i）+A p* q r =0.82*3.14*（7.33*20+7.67*25）/2=338.35KN =375.1 KN≥1.5*203=304.5 KN 钢管桩的承载力满足要求。 （2）、钢管桩刚度计算： [σ]=F/A=304.5/（（0.82*0.82-0.8*0.8）/（3.14*4）） =229.4 MPa≤235 MPa 钢管强度满足承载力要求。 1 第四章桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角， 2 使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 z zx Cx =σ （4-1） 式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3； z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。 （2）确定方法 地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测z x 及zx σ后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。常采用的地基系数分布规律有图下所示的几种形式，因此也就产生了与之相应的基桩内力和位移的计算方法。 各种钢管(材)重量计算通用公式大全 钢管的重量=0.25×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重其中：π = 3.14 L=钢管长度钢铁比重取7.8 所以，钢管的重量=0.25×3.14×(外径平方-内径平方)×L×7.8 * 如果尺寸单位取米（M）,则计算的重量结果为公斤（Kg ） 钢的密度为： 7.85g/cm3 钢管每米的理论重量（钢的密度为7.85kg/dm3）计算公式： W=0.02466（D-S）S 式中：W--钢管每米理论重量，kg/m； D--钢管的公称外径，mm； S--钢管的公称壁厚，mm。 钢材理论重量计算 钢材理论重量计算的计量单位为公斤（ kg ）。其基本公式为： W（重量，kg ）=F(断面积mm2)×L(长度，m)×ρ(密度，g/cm3)×1/1000 各种钢材理论重量计算公式如下： 圆钢盘条（kg/m） W= 0.006165 ×d×d d = 直径mm 直径100 mm 的圆钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg 螺纹钢（kg/m） W= 0.00617 ×d×d d= 断面直径mm 断面直径为12 mm 的螺纹钢，求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg 方钢（kg/m） W= 0.00785 ×a ×a a= 边宽mm 边宽20 mm 的方钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg 扁钢（kg/m） W= 0.00785 ×b ×d b= 边宽mm d= 厚mm 边宽40 mm ，厚5mm 的扁钢，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg 六角钢（kg/m） W= 0.006798 ×s×s s= 对边距离mm 对边距离50 mm 的六角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg 八角钢（kg/m） W= 0.0065 ×s ×s s= 对边距离mm 对边距离80 mm 的八角钢，求每m 重量。每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg 等边角钢（kg/m） = 0.00785 ×[d （2b – d ）+0.215 （R2 – 2r 2 ）] b= 边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 求20 mm ×4mm 等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出4mm ×20 mm 等边角钢的R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（2 ×20 –4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.15kg 不等边角钢（kg/m） W= 0.00785 ×[d （B+b – d ）+0.215 （R2 – 2 r 2 ）] B= 长边宽 b= 短边宽 d= 边厚 R= 内弧半径 r= 端弧半径 求30 mm ×20mm ×4mm 不等边角钢的每m 重量。从冶金产品目录中查出30 ×20 ×4 不等边角钢的R 为3.5 ，r 为1.2 ，则每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（30+20 – 4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.46kg 钢管桩设计与验算 810，E=2.1×，δ=10mm的钢管，材质为A钢管桩选用Ф8003?44-34。依据386#或10389#Kpa,I=M(墩身高度－)=1.936×7880..00 64和周边地形，钢管桩最大桩长按30m考虑。 1、桩的稳定性验算 桩的失稳临界力Pcr计算 ?32?82?EI10?1?10?1.936.?2= Pcr= 22l30 =4458kN＞R=658.3 kN 2、桩的强度计算 ?22 aD桩身面积A=（）－4?2 22=248.18cm）－=（80784钢桩自身重量27.85 ×10P=A.L.r=248.18×30× =5844kg=58.44kN p=658.3+58.44=716.7 kN 桩身荷载22=35.3Mpa ／248.18=288.7kgcm／10=pб／A=716.7×3、桩的入土深度设计，按规范通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近658.3kN，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力k=2.0取用安全系数。依π，管桩周长U=D=3.1416×0.8=2.5133m2=1316.6kN658.3为×地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为：=120 Kpa τ，3m厚度为粉质黏土第一层． 第二层淤泥粉质黏土厚度为4m，τ=60 Kpa 第三层粉砂厚度为1.8m，τ=90Kpa N=∑τu h ii N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133× h=1316.6 kN 3=904.7+603.1+226.1 h =1316.6kN 2解得h=-0.84m 3证明钢管桩不需要进入第三层土，即满足设计承载力。 钢管桩实际入土深度：∑h=3+4=7 m 4、打桩机选型 拟选用DZ90，查表得知激振动570 kN，空载振幅≮0.8mm，桩锤全高4.2 m，电机功率90kw。 5、振动沉桩承载力计算 根据所耗机械能量计算桩的容许承载力{}????223??a?Afm1??x11 +Q=1P ?m v1?1m—安全系数，临时结构取1.5 m—振动体系的质量m=Q/g=57000/981=58.1 11Q—振动体系重力N 12—重力加速度=981 cm /sg A—振动沉桩机空转时振幅 A = 10.3mm XX M—振动沉桩机偏心锤的静力矩N. cm μ—振动沉桩机振幅增大系数μ= A/ A xn A－振动体系开始下沉时振幅取1.2 cm n f—振动频率17.5 转/S a—振动沉桩机最后一击的实际振幅取1.0 cm 目录 第1章工程综合说明 ................................................................................................................................... - 1 - 1.1工程概况 (1) 1.2施工条件 (2) 1.2.1交通条件.......................................................................................................................................... - 2 - 1.2.2其他施工条件.................................................................................................................................. - 2 - 1.3合同项目内容 (2) 1.4工期安排 (3) 1.5施工方案编制依据 (3) 第2章施工部署........................................................................................................................................... - 4 - 2.1施工组织机构及组织措施 (4) 2.1.1施工组织管理机构.......................................................................................................................... - 4 - 2.1.2施工人员计划.................................................................................................................................. - 6 - 2.1.3施工机械规划.................................................................................................................................. - 6 - 第3章主要施工方案 ................................................................................................................................... - 7 - 3.1施工方法 (7) 3.2施工工艺流程 (7) 3.2.1施工准备.......................................................................................................................................... - 7 - 3.2.2成孔作业.......................................................................................................................................... - 8 - 3.2.3注浆 ................................................................................................................................................. - 8 - 3.2.4锁口施工.......................................................................................................................................... - 8 - 3.2.5管廊沟槽开挖.................................................................................................................................. - 8 - 3.3质量保证措施 (11) 第4章安全保证措施 ..................................................................................................................................- 12 - 4.1施工安全控制措施 (12) 4.1.1供电设备........................................................................................................................................ - 12 - 4.1.2施工设备安全措施........................................................................................................................ - 13 - 4.1.3交通安全........................................................................................................................................ - 13 - 4.1.4消防和保卫.................................................................................................................................... - 13 - 4.2防洪及安全度汛措施 (13) 第1章工程综合说明 1.1工程概况 本工程位于贵州省铜仁市大龙经济开发区，本段工程起止里程为K0+000～K1+420，综合管廊工程线路沿市政一号公路右侧敷设，南北走向，设计在公路红线用地外，15m建筑退界范围内敷设一条四舱综合管廊（雨水箱涵、燃气舱、电力舱、综合舱），内净尺寸为B ×H=（1.6+1.9+2.6+3.2）×3.1m。本段工程分三个段落设计管廊沟槽开挖采用钢管桩防护措施，即：K0+000～K0+280、K0+840～K0+960 、K1+080～K1+140。钢管桩支护专项方案
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