某桥梁桩基础设计计算详解
桥梁桩基基础的刚度计算及有限元模拟
Pi
=
P n
;
Qi
=
H n
;
Mi
=
My n
式中：n = 桩的根数。
(2-1)
图 2-1 单桩、单排桩及多排桩
图 2-2 桩的轴向荷传递
由此可知，单排桩荷载分配后可按单桩计算，单排桩和单桩可归为一类。
多排桩如图 2-1c)所示，指在水平外力作用平面内有一根以上桩的桩基础，不能直接 应用上述公式计算各桩顶作用力，需用结构力学方法另行计算。
计算基桩内力首先应该根据作用在承台底面的总外力 P, H, M，计算出作用在每根桩 顶的荷载 Pi, Qi, Mi 值，然后才能计算各桩在荷载作用下各截面的内力与位移。桩基础按 其作用力 H 与基桩的布置方式之间的关系可归纳为单桩、单排桩及多排桩等三种类型来 计算各桩顶的受力，如图 2-1 所示。
所谓单桩、单排桩是指在与水平外力 H 作用面相垂直的平面上，由单根或多根桩组 成的单根（排）桩的桩基础，如图 2-1a)、b)所示，对于单桩来说，上部荷载全由它承担。 对于单排桩，可假定作用于承台底面中心的荷载平均地分布在各桩上，即
本 文 中 基 础 刚 度 指 桥 梁 墩 柱 承 台 或 支 座 处（ 有 限 元 模 型 约 束 位 置 ）发 生 单 位 位 移（ 线 位移或转动位移）所需施加的力或力矩，它是基础的整体刚度，对桩基来说，基础刚度 指承台顶部（或底部）的整体刚度，而不是单桩刚度。本文重点介绍弹性桩基础的基础 刚 度 分 析 理 论 及 计 算 方 法 ，其 原 理 实 质 上 是 考 虑 土 弹 性 抗 力 的 深 埋 基 础 的 受 力 分 析 ，因 此，它的分析方法不仅适用于桩基，也可很容易推广到任何深埋基础，如沉井、气压沉 箱、管柱等深基础计算。
桩筏基础沉降计算算例
桩筏基础沉降计算算例假设有一座桥梁需要建设，我们需要设计桥梁的基础沉降计算，以确保桥梁的稳定性和安全性。
首先，我们需要进行现场勘察和土壤试验，以获取有关该区域土壤的相关参数。
根据土壤参数的不同，可以选择不同的基础类型，如桩基础或桩筏基础。
在这个算例中，我们将使用桩筏基础。
假设该区域土壤为粉土。
根据土壤试验结果，我们得到土壤的重度γ=18kN/m³，饱和度S=70%。
此外，根据地质调查，我们发现该地区地下水位高度为1.5m。
在进行桩筏基础设计时，首先需要确定桩的长度和直径。
根据桥梁荷载和土壤参数，我们估计桩的长度为30m，直径为1m。
接下来，我们需要计算桩的侧阻力。
根据经验公式，侧阻力可以通过以下公式计算：Rs=ΣCi*Ai其中，Rs表示侧阻力，Ci表示桩身周围单位长度土壤对桩侧面的侧阻力系数，Ai表示单根桩身周围单位长度土壤对桩侧面的面积。
假设该区域土壤的侧阻力系数为60kPa，根据桩的直径，可以计算出桩侧面的面积为3.14平方米。
那么，侧阻力Rs=3.14*60=188.4kN/m。
接下来，我们需要计算桩的端承力。
根据经验公式，端承力可以通过以下公式计算：Rp = Ap * (Nc * qn + Ng * qg + Nd * γd * d)其中，Rp表示桩的端承力，Ap表示桩顶面积，Nc表示土壤的内摩擦角，qn表示正常压力，Ng表示水平压力系数，qg表示地下水压力，Nd表示地震作用系数，γd表示地震作用时的土壤重度，d表示桩的埋深。
最后，我们可以计算桩的总荷载，并通过以下公式计算基础的沉降量：P=Rp+Rsδ=P/(E*A)其中，P表示桩的总荷载，E表示土壤的弹性模量，A表示基础的截面面积，δ表示基础的沉降量。
根据上述算例，我们完成了桩筏基础的沉降计算。
通过设计合适的桩长度和直径，并计算出桩的侧阻力和端承力，我们可以预测基础的沉降量，以确保桥梁的稳定性和安全性。
这些计算结果可以为工程师和设计师提供有关桥梁基础设计的重要参考。
桩基础课程设计计算书[详细]
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基础工程课程设计任务书题目名称桩基础设计课程名称基础工程学生姓名学号系、专业指导教师2012 年4月30 日基础工程课程设计任务书年级专业学生姓名学号题目名称桩基础课程设计设计时间一周课程名称基础工程课程编号设计地点一、课程设计(论文)目的地基基础设计的目的是根据上部结构的使用功能和结构形式在确定的场地条件下选择适宜的地基基础方案并确定其技术细节,使设计的地基基础在预定的使用期限内和规定的使用条件下能够安全正常地工作,在此基础上满足降低造价和保护环境的要求.基础工程是土木工程专业的学科基础课,在土木工程学科的知识体系中占据了重要地位.课程设计对理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用,也是同学们由理论学习通往工程实践的一座桥梁.因此,通过本次课程设计,同学们可以更好地理解和巩固学习到的各种理论和方法,有意识地培养自己的工程意识和解决实际工程问题的能力.二、已知技术参数和条件1、上部结构资料某教学实验楼,上部结构为7层框架,其框架主梁、次梁均为现浇整体式,混凝土强度等级C30.底层层高3.4米(局部10米,内有10t桥式吊车,其余层高3.3米,底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示.2、建筑物场地资料(1)拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物平面位置如图1所示图1建筑物平面位置示意图(4)柱网平面布置及柱底荷载示意图(如图2所示)基础工程课程设计指导书题目名称桩基础设计课程名称基础工程学生姓名学号系、专业指导教师年月日内容提要本设计是某教学实验楼第○5—A号桩的设计,不考虑地震影响.桩承台尺寸为2300米米×2300米米×1000米米,桩采用静压预制桩,桩长22米,分两段,每段长11米.本设计的内容涉及到桩承台承载力的计算、桩顶作用验算、桩基础沉降验算、桩身结构设计计算、承台设计以及预制桩的施工图的绘制等.这些内容都是对我们土力学桩基础设计和钢筋混凝土设计的复习和巩固,使我们对CAD等绘图软件的运用更加熟练,锻炼了我们独立思考和自主创新的能力.本设计为我们以后从事桩基础的施工和设计奠定了基础.关键字:承台静压预制桩承载力沉降目录1 .设计资料 (1)1.1 上部结构资料 (1)1.2 建筑物场地资料 (1)2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (2)2.1 选择桩型 (2)2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2)3 .确定单桩极限承载力标准值 (3)3.1 确定单桩极限承载力标准值 (3)4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4)4.1 ○5—A柱的桩和承台的确定 (4)5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5)5.1 无桩承台承载力计算(○5—A承台) (6)6 .桩顶作用验算 (7)6.1 五桩承台验算(○5—A承台) (7)7 .桩基础沉降验算 (8)7.1 A柱沉降验算 (8)8 .桩身结构设计计算 (10)8.1 桩身结构设计计算 (10)9 .承台设计 (11)9.1 五桩承台设计(A柱) (11)10.参考文献 (14)1．设计资料1.1 上部结构资料某教学实验楼,上部结构为七层框架,其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式,混凝土强度等级为C30.底层层高3.4米(局部10米,内有10 t桥式吊车),其余层高3.3米,底层柱网平面布置及柱底荷载见附图.1.2 建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物场地位于非地震区,不考虑地震影响. 场地地下水类型为潜水,地下水位离地表2.1米,根据已有资料,该场地地下水对混凝土没有腐蚀性.建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.1.表1.1地基各土层物理、力学指标2. 选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1 选择桩型因为框架跨度大而且不均匀,柱底荷载大 ,不宜采用浅基础.根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件,选择桩基础.因转孔灌注桩泥水排泄不便,为减少对周围环境污染,采用静压预制桩,这样可以较好的保证桩身质量,并在较短的施工工期完成沉桩任务,同时,当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性.2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布,第②层是灰褐色粉质粘土,第③层是灰色淤泥质的粉质粘土,且比较厚,而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土,所以第④层是较适合的桩端持力层.桩端全断面进入持力层1.0米(>2d),工程桩入土深度为h.故:m++=5.1=+22h8.3.8112由于第①层厚1.5米,地下水位为离地表2.1米,为了使地下水对承台没有影响,所以选择承台底进入第②层土0.6米,即承台埋深为 2.1米,桩基得有效桩长即为22.8-2.1=20.7米.桩截面尺寸选用:由于经验关系建议:楼层<10时,桩边长取300～400,故取350米米×350米米,由施工设备要求,桩分为两节,上段长11米,下段长11米(不包括桩尖长度在内),实际桩长比有效桩长长 1.3米,这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地.桩基以及土层分布示意如图2.2.1.图2.1土层分布示意3 .确定单桩极限承载力标准值3.1 确定单桩极限承载力标准值本设计属于二级建筑桩基,当根据土的 物理指标与承载力参数之间的 经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算:uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑式中sikq --- 桩侧第层土的 极限侧阻力标准值如无当地经验值时可按《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94中表5.2.8-1(桩的 极限侧阻力标准值)取值.pkq ---― 极限端阻力标准值如无当地经验值时可按表《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94中表GE5.2.8-2(桩的 极限端阻力标准值)取值.对于尚未完成自重固结的 填土和以生活垃圾为主的 杂填土不计算其桩侧阻力sikq .根据表1.1地基各土层物理、力学指标,按《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94查表得极限桩侧、桩端阻力标准值(表2.1).表2.1 极限桩侧、桩端阻力标准值按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值:uk sk pk Q Q Q =+=sik i pk p u q l q A +∑＝[]428.13910.35 18.3812912.56)6.03.8(552.4235.042⨯+⨯+⨯+-⨯⨯⨯＝450.170152.1469+ ＝1639.602 kN估算的 单桩竖向承载力设计值(65.1==p s γγ)kN Q ppks698.99365.1602.1639Q R sk==+=γγ所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值,即采用kN R 698.993=,初步确定桩数.4 .确定桩数和承台底面尺寸柱底荷载设计值如下:最大轴力组合: 最大轴力4043kN, 弯矩104 kN •米, 剪力56kN 最大弯矩组合: 轴力 3963 kN, 最大弯矩203 kN •米, 剪力81kN最大轴力标准值:3110 kN4.1 ○5-A 柱桩数和承台的 确定最大轴力组合的 荷载:F=4043 kN ,米= 104kN •米,Q=56 kN初步估算桩数,由于柱子是偏心受压,故考虑一定的 系数,规范中建议取1.1~1.2,现在取1.1的 系数, 即: ()4043n 1.1 1.1 4.47993.698F R ≥⨯=⨯=根 取n ＝5根,桩距 1.05m 3d ＝≥a S ,桩位平面布置如图4.1,承台底面尺寸为 2.3米×2.3米图4.1五桩桩基础5. 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩,并n>3,承台底面下并非欠固结土,新填土等,故承台底面不会与土脱离,所以宜考虑桩群、土、承台的 相互作用效应,按复合基桩计算竖向承载力设计值.目前,考虑桩基的 群桩效应的 有两种方法.《地基规范》采用等代实体法,《桩基规范》采用群桩效应系数法.下面用群桩效应系数法计算复合基桩的 竖向承载力设计值5.1五桩承台承载力计算(○5—A 承台)承台净面积:2222.340.35 4.8c A m =-⨯=.承台底地基土极限阻力标准值: 22110220ck k q f KPa ==⨯= 220 4.8211.25ck c ck q A Q kN n ⨯=== 1469.152sk sik i Q u q l kN ==∑ 170.450pk p p Q A q kN ==分项系数: 1.65, 1.70s p c γγγ===因为桩分布不规则,所以要对桩的 距径比进行修正,修正如下:2.6S a d ===2.30.11120.7Bc l == 群桩效应系数查表得: 0.8, 1.64s p ηη==承台底土阻力群桩效应系数: i ei e c cc cc c cA A A A ηηη=+ 承台外区净面积:2222.3(2.30.35) 1.4875e c A m =--= 承台内区净面积: 4.8 1.4875 3.3125i e c c c A A A =-=-=米2 查表0.11,0.63i e c c ηη==3.3125 1.48750.110.630.2714.8 4.8i ei e c cc cc c c A A A A ηηη=+=+= 那么,A 复合桩基竖向承载力设计值R:1469.152170.450211.20.8 1.640.271915.401.65 1.65 1.70pkskckspcspcQ Q Q R kN ηηηγγγ=++=⨯+⨯+⨯=6 .桩顶作用验算6.1五桩承台验算(○5—A 承台)(1)荷载取A 柱的 max N 组合:F= 4043kN ,米= 104kN •米,Q=56 kN 承台高度设为1米等厚,荷载作用于承台顶面. 本工程安全等级为二级,建筑物的 重要性系数0λ=1.0.由于柱处于①轴线,它是建筑物的 边柱,所以室内填土比室外高,设为0.3米,即室内高至承台底2.4米,所以承台的 平均埋深d=1/2(2.1+2.4)=2.25米 作用在承台底形心处的 竖向力有F,G,但是G 的 分项系数取为1.2.24043 2.3 2.2520 1.24043285.664328.66F G kN +=+⨯⨯⨯=+=作用在承台底形心处的 弯矩:104561160M kN =+⨯=∑·米 桩顶受力计算如下:max max 224328.661600.8915.7325()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=+=+=⨯∑∑ max min 224328.661600.8815.7325()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=-=-=⨯∑∑ 4328.66865.7325F G N kN n +=== max 0915.732 1.2 1.2915.401098.48N kN R kN γ=<=⨯=min 00N γ>0865.732915.40N kN R kN γ=<= 满足要求(2)荷载取max M 组合:F=3936kN ,米= 203kN ·米,Q=81 kN23963 2.3 2.2520 1.23963285.664248.66203811284F G kNM kN m+=+⨯⨯⨯=+==+⨯=•∑桩顶受力计算如下:max max 224248.662840.8849.73288.75938.485()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=+=+=+=⨯∑∑ max min 224248.662840.8849.73288.75760.9825()40.8iM y F G N kN n y ⨯+⨯=-=-=-=⨯∑∑ 4248.66849.7325F G N kN n +=== max 0938.482 1.2 1.2915.401098.48N kN R kN γ=<=⨯= min 00N γ>0849.732915.40N kN R kN γ=<= 满足要求7． 桩基础沉降验算采用长期效应组合的 荷载标准值进行桩基础的 沉降计算.由于桩基础的 桩中心距小 于6d,所以可以采用分层总和法计算最终沉降量.7.1 ○5-A 柱沉降验算竖向荷载标准值3110F kN =基底处压力3110 2.3 2.3 2.2520637.9022.3 2.3F G p kPa A ++⨯⨯⨯===⨯ 基底自重压力15.5 1.517.30.62.133.632.1d kPa γ⨯+⨯=⨯=基底处的 附加应力0637.90233.63604.272P P d kPa γ=-=-= 桩端平面下的 土的 自重应力c σ和附加应力z σ(04p z ασ=)计算如下: ①．在z=0时:15.5 1.517.30.6(17.310)7.7(16.210)12(18.310)1c i i h σγ==⨯+⨯+-⨯+-⨯+-⨯∑=172.54kPa021,0,0.25,440.25604.272604.272z l z p kPa b b ασα=====⨯⨯=②．在m z 2=时:kPa h i i c 14.189)103.18(254.172=-⨯+==∑γσ0241, 1.74,0.10152,440.10152604.272245.382.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯=③．在m z 3.4=时kPa h i i c 23.208)103.18(3.454.172=-⨯+==∑γσ08.621, 3.74,0.0305,440.0305604.27273.7212.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯= ④．在m z 7.5=时kPa h i i c 69.220)109.18()3.47.5(23.208=-⨯-+==∑γσ011.421, 4.96,0.01818,440.01818604.27243.942.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯=将以上计算资料整理于表7.1表7.1z c σσ,的 计算结果(5-A 柱)在z=5.7米处,43.940.1990.2220.69zc σσ==<,所以本基础取m Z n 7.5=计算沉降量.计算如表7.2表7.2计算沉降量(○5-A 柱)故:S ’=82.07+29.79+6.545=117.915米米 桩基础持力层性能良好,去沉降经验系数0.1=ψ.短边方向桩数 2.236bn==,等效距径比2.6Sad===,长径比,承台的20.759.140.35ld==长宽比0.1=BcLc,查表得:59.17,9.1,031.0210===CCC122.23610.0310.062(1) 1.9(2.2361)17.59bebnCC n Cψ-=+=+=-+-+所以,五桩桩基础最终沉降量'SSeψψ==1.00.062117.9157.31mm⨯⨯=满足要求8．桩身结构设计计算8.1 桩身结构设计计算两端桩长各11米,采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计.吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L(L=11米)处,起吊时桩身最大正负弯矩2max0429.0KqLM=,其中K=1.3; ./675.32.12535.02mkNq=⨯⨯=.即为每延米桩的自重(1.2为恒载分项系数).桩身长采用混凝土强度C30,Φ级钢筋,所以:MkNKqLM.8.2411675.33.10429.00429.022max=⨯⨯⨯==桩身截面有效高度00.350.040.31h m=-=11(1(10.973522sγ=+=+=桩身受拉主筋6224.8102740.9735300310s yMAs mmf hγ⨯===⨯⨯选用22214(308274)sA mm mmΦ=>,因此整个截面的主筋用2414,615sA mmΦ=,配筋率为6150.566350310ρ==⨯％>min0.4ρ=％.其他构造要求配筋见施工图.桩身强度RkNAfAfsycc>=⨯+⨯⨯⨯⨯=+05.1736)6153003103503.140.1(0.1)(ψϕ=915.40kN故满足要求9．承台设计承台混凝土强度等级采用C20,承台是正方形,双向配筋相同.9.1五桩承台设计(○5-A 柱)由于桩的 受力可知,桩顶最大反力max 938.482N kN =,平均反力865.732N kN =,桩顶净反力:max max 285066938.482881.3554043808.65j j G N N kN n G F N N kNn n =-=-==-===9.11 柱对承台的 冲切由图9.1,325ox oy a a mm ==,承台厚度H=1.0米,计算截面处的 有效高度mm h 9208010000=-=,承台底保护层厚度取80米米.冲垮比: 03250.3533920ox ox oy a h λλ==== 当00000000;20.020.0h a h a h a h a =>=<时，取当时，取,λ满足0.2—1.0 ∵ox a =325米米 ＞0.200h = 0.20184920=⨯米米且ox a =325米米＜920米米 故取ox a ＝325米米.即:冲垮比03250.3533920ox ox oy a h λλ==== 冲切系数0.720.721.30.20.35330.2ox oy ox ααλ====++A 柱截面取2600600mm ⨯,混凝土的 抗拉强度设计值1100t f kPa = 冲切力设计值4043808.63234.4l i F F Q kN =-=-=∑4(600325)3700 3.7m u mm m =⨯+==001.31100 3.70.924867.723234.4t m l f u h kN F kN αγ=⨯⨯⨯=>= (满足要求) 9.12 角桩对承台的 冲切由图9.1, 1112325,525x y a a mm c c mm ==== 角桩冲垮比11103250.3533920x x y a h λλ====, λ满足0.2—1.0,故取λ＝0.3533. 角桩的 冲切系数1110.480.480.86750.20.35330.2x y x ααλ====++0111121)]2()2([h f a c a c t xy yx +++αα 0.32520.8675(0.525)11000.922=⨯⨯+⨯⨯ 0max 1207.16881.35j kN N kN γ=>= 满足要求 9.13斜截面抗剪验算计算截面为I-I,截面有效高度m h 92.00=,截面的 计算宽度0 2.3b m =,混凝土的 抗压强度kPa MPa f c 96006.9==,该计算截面的 最大剪力设计值:max 22881.351762.7j V N kN ==⨯=325x y a a mm == 剪跨比 03250.3533920x x y a h λλ==== (介于0.3～1.4之间) 当3.0≤λ时,取λ＝0.3;当0.3≥λ时,取 3.0λ= 故取0.3533λ= 剪切系数0.120.120.18370.30.35330.3x βλ===++0000.18379600 2.30.923731.261762.7c f b h kN V kN βγ=⨯⨯⨯=>= 满足要求 9.14受弯计算承台I-I 截面处最大弯矩max 0.3521762.7(0.325)881.35.2j M N y kN m ==⨯+= 二级钢筋2300/y f N mm =,9.6c f MPa =.620881.35103548.10.90.9300920s y M A mm f h ⨯===⨯⨯选用221816,36183548.1s A mm mm Φ=>整个承台宽度范围内用钢筋取18根,即1816Φ(双向布置) 9.15承台局部受压验算A 柱截面面积,20.60.60.36t A m =⨯=局部受压净面积,210.36n t A A m ==局部受压计算面积 2,(30.6)(30.6) 3.24b b A A m =⨯⨯⨯= 混凝土的 局部受压强度提高系数 3.24,30.36b t A A ββ=== l 11.35 1.353 1.096000.3613996.84030c n C f A kN F kN ββ=⨯⨯⨯⨯=>= 满足条件图9.1五桩承台结构计算图10、参考文献【1】中华人民共和国国家标准.《建筑桩基础技术规范(JGJ94—94) 》.北京,中国建筑工业出版社,2002【2】中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)》.北京,中国建筑工业出版社,2002【3】中华人民共和国国家标准.《混凝土结构设计规范(GB20010—2002)》.北京,中国建筑工业出版社,2002【4】丁星编著.《桩基础课程设计指导与设计实例》.成都:四川大学建筑与环境学院,2006【5】王广月,王盛桂,付志前编著.《地基基础工程》.北京:中国水利水电出版社,2001【6】赵明华主编,徐学燕副主编.《基础工程》.北京:高等教育出版社,2003 【7】陈希哲编著.《土力学地基基础》.北京:清华大学出版社,2004【8】熊峰,李章政,李碧雄,贾正甫编著.《结构设计原理》.北京:科学出版社,2002。
《桥梁桩基础》课件
目录
• 引言 • 桥梁桩基础概述 • 桥梁桩基础设计 • 桥梁桩基础施工 • 桥梁桩基础维护与检测 • 课程总结与展望
01
引言
课程背景
桥梁工程是交通工程中的重要组成部 分，而桩基础是桥梁工程中的关键部 分，直接关系到桥梁的安全性和稳定 性。
随着交通事业的不断发展，对桥梁桩 基础的设计和施工提出了更高的要求 ，因此需要不断更新和改进桥梁桩基 础的设计和施工技术。
高层建筑中，由于建筑物荷载较大， 采用桩基可以有效地将荷载传递到下 层土体中，提高基础的承载能力和稳 定性。
03
桥梁桩基础设计
设计原则
安全性
确保桥梁桩基础在预期 荷载下具有足够的稳定 性，防止结构失稳和破
坏。
经济性
在满足安全性和功能性 的前提下，优化设计方
案，降低工程成本。
可行性
考虑施工条件、环境因 素和资源限制，确保设 计方案具有实施的可能
05
桥梁桩基础维护与检测
日常维护
01
02
03
日常巡检
定期对桥梁桩基础进行外 观检查，查看是否有裂缝 、沉降、位移等现象。
清洁保养
保持桥梁桩基础的清洁， 及时清理杂物和积水，防 止腐蚀和破坏。
排水设施维护
定期检查排水设施是否畅 通，防止积水对桩基造成 损害。
定期检测
沉降监测
定期对桥梁桩基础的沉降 进行监测，了解沉降变化 情况，判断桩基的稳定性 。
计算分析
运用力学和结构分析方法，对 桥梁桩基础进行详细的受力分 析和稳定性验算。
施工图设计
完成最终的施工图设计，包括 桩位布置图、基础结构详图和 相关施工说明。
设计案例分析
公路桥梁墩台桩基础设计
公路桥梁墩台桩基础设计公路桥梁的墩台桩基础设计是桥梁工程中非常重要的一项工作。
墩台桩基础的设计直接决定了桥梁的稳定性和安全性。
本文将从墩台桩基础的选择、设计步骤、设计方法以及关键技术等方面进行详细介绍，以提供设计人员参考。
一、墩台桩基础的选择：墩台桩基础一般使用扩底桩、单桩或混凝土拔桩。
在选择墩台桩基础时需要考虑以下因素：1.场地地质条件和地基承载力；2.桥墩高度和挡墩；桥墩高度较大或存在挡墩时，一般选用扩底桩；3.桥墩形式和布置，如矩形梁、T形梁等；4.施工条件和建设周期等。
二、墩台桩基础设计步骤：1.地质勘察和地基承载力检测；2.桩基础参数确定，包括桩径、桩长、桩顶标高等；3.基础方案设计，包括扩底桩或单桩的配置等；4.墩台桩基础计算，包括承载力计算、稳定性计算等；5.墩台桩基础施工工艺设计。
三、墩台桩基础设计方法：1.桩长计算：根据地基承载力和桩身与地基之间的摩擦力，使用手工计算或者软件计算得到桩身长度；2.桩径计算：根据承载力要求和地质条件，选择桩径；3.桩顶标高确定：根据架设航道、复航道等要求确定；4.承载力计算：根据桩身与地基之间的嵌固深度、桩身长度和地基承载力的关系，计算桩基础的承载力；5.稳定性计算：根据桩身长度和扩底桩的形状，计算墩台桩基础的稳定性。
四、墩台桩基础设计的关键技术：1.地质条件的确定：地质勘察是基础设计的重要依据，应充分了解场地的地质条件和地基承载力；2.承载力计算方法的选择：承载力计算是桩基础设计的核心内容，可以使用承载力试验数据以及荷载传递原理等方法进行计算；3.稳定性计算的准确性：稳定性计算是保证桩基础安全可靠的关键，应充分考虑桩身长度、墩台形状和地基条件等因素，确保计算结果的准确性；4.施工工艺设计的合理性：墩台桩基础的施工工艺设计应考虑施工条件和桩基础的稳定性，选用合适的施工方法和设备。
综上所述，墩台桩基础设计是公路桥梁工程中关键的一环，设计人员应充分考虑地质条件、承载力要求、稳定性计算和施工工艺等因素，确保桥梁的稳定性和安全性。
桥梁工程桩基超灌混凝土计算
桥梁工程桩基超灌混凝土计算案例：某大桥工程桩基，设计桩长25m，桩径1.8m，系梁高 1.5m，采用冲击成孔工艺施工，实灌混凝土160m3,试求超灌混凝土量？(根据交通部92定额冲击成孔施工，每10m3混凝土消耗12.98m3)解：(1)、设计量：(25-1.5)*3.14*0.92=59.8m3(2)、超灌量：160-(59.8+59.8/10*2.98)=82.4m3 (3)、每立方消耗量：59.8/10*2.98=17.8m3缺项单价计量内插法计算案例：某合同段桥梁桩基础工程，在投标合同文件工程量清单中有漏项项目，暂无桩基D=1.0m，D=1.6m，D=1.9m的单价计量，经查承包人合同文件，在投标时桩基工程的(报价)单价分别是：D=1.5m，2311.43元/m;D=1.8m，2385.36元/m;试用内擦法确定暂计量单价。
差额：(2385.36-2311.43)/3=24.65元/m正算：(1.6)((2385.36-2311.43)/3)+2311.43=2336.07元/m反算：(1.8)(2311.43+(24.65*3))=2385.38元/m D=1.6m桩基暂定计量单价为：2336.07元/m延续D=1.9m暂定计量单价：(2385.36+(24.65/3*(100/3)/10=2412.748元/m钢材调差计算案例：某工程项目为06年投标，按合同文件规定，钢材调差范围为钢材的I、II钢筋和钢绞线，超出20﹪部分补差给承包人，其剩余80﹪由业主承担，试计算确定承包人是否在补差范围。
(5060-3410)/3410=0.48﹪试中：5060元——指07年第四季度当地物资信息总站公布的材料指导价；3410元——指06年投标年第一季度当地物资信息总站公布的材料指导价。
2.2桩基础工程量计算及举例
桩基础工程预算编制
2.2
桩基础工程工程量计算规则
2.2.1 桩基础工程定额说明 2.2.2 桩基础工程工程量计算规则
桩基础工程预算编制 13. 各种灌注桩材料用量中均已包括一定的充盈系数和材料损 耗。 14. 凿桩头指凿桩长度在500mm以内。预制桩截桩长度在500凿桩头指凿桩长度在 以内。预制桩截桩长度在 以内 1000mm时， 按截桩头计算 ；预制桩截桩长度在 时 按截桩头计算；预制桩截桩长度在1000mm 以上按截桩计算。灌注桩凿桩头、 以上按截桩计算。灌注桩凿桩头、截桩不分长短均按凿桩 头相应项目计算。 头相应项目计算。 15. 人工挖孔灌注柱成孔，如桩的设计长度超过 人工挖孔灌注柱成孔，如桩的设计长度超过20m时，桩长 时 每增加5m（包括5m以内 基价增加20%。 以内） 每增加 （包括 以内）基价增加 。 16. 人工挖孔灌注桩成孔，如遇地下水时，其处理费用按实计 人工挖孔灌注桩成孔，如遇地下水时， 取。 17. 人工挖孔灌注桩成孔，设计要求增设的安全防护措施所用 人工挖孔灌注桩成孔， 材料、设备另行计算。若桩径小于1200mm（包括 材料、设备另行计算。若桩径小于 （ 1200mm）时人工、机械各增加 ）时人工、机械各增加20%。 。 18. 在桩间补桩或强夯后的地基打桩时，项目人工、机械乘以 在桩间补桩或强夯后的地基打桩时，项目人工、 系数1.15。 系数 。
桩基础工程预算编制 10. 本章以打预制垂直桩为准，如打斜桩，斜度在 ：6 以内 本章以打预制垂直桩为准，如打斜桩，斜度在1： 项目人工、机械乘以系数1.2，如斜度大于1： 者，项目人工、机械乘以系数 ，如斜度大于 ：6 者， 项目人工、机械乘以系数1.3。 项目人工、机械乘以系数 。 11. 本章以平地 （ 坡度小于 ° ） 打桩为准 ， 如在堤坡上 本章以平地（ 坡度小于15° 打桩为准， 坡度大于15° 打桩时， 项目人工、 （ 坡度大于 ° ） 打桩时 ， 项目人工 、 机械乘以系数 1.15。如在基坑内（基坑深度大于 ｍ）打桩，或在地 。如在基坑内（基坑深度大于1.5ｍ 打桩， 坪上打坑槽内桩时（ 坑槽深度大于1ｍ 项目人工， 坪上打坑槽内桩时 （ 坑槽深度大于 ｍ ） ， 项目人工 ， 机械乘以系数1.11。如铺设坡道其费用另行计算。 机械乘以系数 。如铺设坡道其费用另行计算。
桩基础工程计算实例详解
桩基础工程1.某工程用打桩机，打如图4-1所示钢筋混凝土预制方桩，共50根，求其工程量，确信定额项目。
钢筋混凝土预制方桩【解】工程量=××(24＋×50=ｍ3钢筋混凝土预制方桩套2-6定额基价=元/ｍ32.打桩机打孔钢筋混凝土灌注桩，桩长14ｍ，钢管外径ｍ，桩根数为50根，求现场灌注桩工程量，确信定额项目。
【解】工程量=÷4××(14＋×50=ｍ3打孔钢筋混凝土灌注桩（15ｍ之内）套2-41定额基价＝元/ｍ33.如下图，已知共有20根预制桩，二级土质。
求用打桩机打桩工程量。
【解】工程量=××(15+×20m3=【解】工程量=[×如下图，求送桩工程量，并求综合基价。
【解】工程量=××+×4=查定额，套（2-5）子目，综合基价=×+21××+××=元6.打预制钢筋混凝土离心管桩，桩全长为，外径30cm，其截面面积如下图，求单桩体积。
【解】离心管桩V1=××12m3=××12m3=预制桩尖V2=×××=××=整体积∑V=+m3=7.求图示钢筋混凝土预制桩的打桩工程量，共有120根桩。
【解】V=[(L一h)×(A×B)+×(A×B)×h]×n=[××+ ×××]×120m3=8.图为预制钢筋混凝土桩，现浇承台基础示用意，计算桩基的制作、运输、打桩、打送桩和承台的工程量。
（30个）【解】(1)预制桩图示工程量：V图=+×××4根×30个=(2)制桩工程量：V制= V图×=×=(3)运输工程量：V运= V图×=×=(4)打桩工程量：V打= V图=(5)送桩工程量：V送=（）×××4×30m3=(6)桩承台工程量：V承台=××（+）×30m3=9.某工程有30根钢筋混凝土柱，依照上部荷载计算，每根柱下有4根350mm×350 mm方桩，桩长30 m(用2根长15 m方桩用焊接方式接桩)，其上设4000 mm×6000 mm×700 mm的承台，桩顶距自然地坪5 m，桩由预制厂运至工地，运距为13 km，土质为一级，采纳柴油打桩机打桩，计算桩基础工程综合基价费。
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中国桥梁网 第一章桩基础设计 一、设计资料 1、地址及水文 河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m；河床标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m。
2、土质指标 表一、土质指标
类型 地基系数m 极限摩阻力T 内摩擦角
容重
软塑粘土 3810 40 20 12 密实粗砂 32510 120 38 12 3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m×4.5m×2.0m。拟定采用四根桩，设计直径1.0m。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量hE=2.6×104MPa 4、荷载情况 上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时：
05659.4NKN、0298.8HKN、03847.7MKNm
恒载及二孔活载时：06498.2NKN。桩（直径1.0m）自重每延米为：21.01511.78/4qKNm
故，作用在承台底面中心的荷载力为： 中国桥梁网 5659.4(7.04.52.025)7234.4298.83847.7298.82.04445.3NKNHKNMKN
恒载及二孔活载时： 6498.2(7.04.52.025)8073.4NKN
桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩 二、单桩容许承载力的确定 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度
为3h，则：002221[]{[](3)}2hiiNpUlmAkh 当两跨活载时： 8073.213.311.7811.7842hNh
计算[P]时取以下数据： 桩的设计桩径1.0m，冲抓锥成孔直径为1.15m，桩周长 22
202021211.153.6,0.485,0.740.9,6.0,[]550,12/40,120,a
aa
umAmmKKpKNmKpKp 1[]3.16[2.740(2.7)120]0.700.90.7852[5506.012(3.33)]2057.175.898.78kphhNhm
现取h=9m，桩底标高为26.2m。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。 中国桥梁网 纵桥向断面最大冲刷线一般冲刷线河床常水位承台 中国桥梁网
横桥向断面 三、桩顶及最大冲刷线处荷载iP、iQ、iM、0M、0Q、0P ＜一＞、参数计算
1、桩的计算宽度1b 100.9(1)0.9(11)1.8jbKKKddKKK
又：111.5:3(1)6:2:0.6Lmhdmnb 故： 111
110.61.50.60.7670.60.660.990.7671.38LbKbhb
2、桩的变形系数：15mbEI 中国桥梁网 3311212222
33
(2)8102.72510(22.71.3)1.3417.2510/mmhmhhhmhKNm
32
44
31570.670.672.610/0.04916417.25101.380.4890.672.6100.0491kEEKNmdImm
桩在最大冲刷线以下深度h=9m，其计算长度为： 0.48994.4012.5hh
故按弹性桩计算。 3、桩顶刚度系数1、2、3、4值计算 220
13.3;9;;0.78524dlmhmAm
35300101025102.510/CmKNm
按桩中心距计算面积，2202.54.914Am 1175000513.39112[]310.7852.6102.5104.918.355100.977lhAECAEI
已知：0.48994.4014hh，取用4。
000.4893.31.614ll 中国桥梁网 由已知资料和查附表得： 0.262564;0.448403;1.063181Qmmxx
30.031QQEIxEI
、20.107mmEIxEI、
0.520mmEIEI
4、计算承台底面原点O处位移000b、、 01
7234.41851.4240.977NbnEIEI
2241140.500.97741.258.185miinxEIEIEI
232223
40.0310.12440.1070.429()(0.429)0.184()nEIEInEIEInEIEI所以：
24131022241312()()()8.185298.80.4294445.352299.660.1248.1850.184()miimiinxHnMnnxnEIEIEIEIEIEI
23022241312()()0.1244445.30.429298.8820.800.1248.1850.184()miinMnHnnxnEIEIEIEIEIEI
中国桥梁网 计算作用在每根桩顶上的作用力ip iQ iM。 竖向力：
001851.42820.80()0.977[1.25]2810.87{806.33iiipbxEIEIEIKNKN
水平力： 2005299.66820.800.0310.10774.7imQEIEIEIEIKN 弯矩：
400820.805299.660.5200.107141.50imMEIEIEIEIKNm 校核：474.7298.8298.8inQKNHKN
12(2810.87806.33)1.254(141.50)4445.34445.3niiiixpnMKNmMKNm
12(2810.87806.33)7234.47234.4niinpKNMKN
计算最大冲刷线处桩身弯矩0M水平力0Q及轴向力0P。 00141.5074.73.3105.00iiMMQlKNm
074.7QKN、02810.870.7853.3152849.73PKN
四、最大弯矩maxM及最大弯矩位置maxZ的计算 0.4890.48994.401h、 中国桥梁网 00
0.489105.000.68774.7QMCQ
由设计规范查表得： 1.0431.0432.1321.9720.489mZZK、、
所以：max0105.001.972207.06mMMKKNm 五、桩顶纵向水平位移验算 桩在最大冲刷线处水平位移0x和转角0： 2.44066,1.62100,1.62100,1.75058xxABAB
0003232374.71052.440661.621000.4890.4892.644102.6446xx
QMxABEIEIEIEImmmmm
符合规范要求。
0002
3274.7105(1.62100)(1.75058)1.027100.4890.489QMABEIEIradEIEI
33
300574.73.31.042101.042338.58810QlxmmEI
23
405141.503.38.97100.897228.58810mMlxmmEI
所以桩顶纵向水平位移