钻孔灌注桩的计算手稿

桩基计算（钻孔灌注桩）

选用桩径为两米的钻孔灌注桩，混凝土选用C25水下，钢筋选用R235钢筋，已知混凝土在桩身的弹性模量42.610c E MPa =⨯ 。

桩基的设计荷载计算

计算每一根桩承受的荷载： 1、一孔的反力：11

7372.563686.282

N KN =⨯

= 2、计算盖梁重量反力：2878N KN =

3、计算系梁重量反力: 31

10.61 1.425185.52

N KN =⨯⨯⨯⨯=

4、计算单根墩柱的重量：4114.3N KN =

作用在桩顶部的反力：12344864.08N N N N N KN =+++= 5、计算桩基的每米重量：22.02578.544

q KN M π

=

⨯⨯=

6、计算可变荷载产生的反力：

（1） 计算可变荷载两跨产生的反力：51441.78N KN = (三列车) '5153.10N KN = (单侧人群荷载) （2） 计算可变荷载单跨产生的反力：6807.78N KN = （三列车） '658.14N KN = (双侧人群荷载) （3） 制动力：372.06

186.032

T KN =

= 作用在支座中心的反力和桩顶部的距离为：0.042

1.85 6.8212

m ++= 7、计算桩顶上作用的外力：

max 4864.081441.78153.16458.96N KN =++= (双孔) min 4864.08807.858.145730.00N KN =++= (单孔)

186.3H KN =

'660.25 6.8210.251485.39M N T N KN M =⨯+⨯+⨯=

8、地面处作用在桩顶的外力

max 6458.9678.546537.5N KN =+= min 5730.0078.545808.54N KN =+= 186.03H KN =

01458.39186.03 1.01671.42M KN M =+⨯=

计算桩基长度

因为假定的图层为单一图层，所以可按照容许承载力的单桩经验公式来计算初步的桩长，最大冲刷线以下的灌注桩桩长为h ，计算公式如下：

002231

[]{[](3)}2

i i N U l m k h τλσγ=++-∑

U ：桩的周长，因为用旋转式钻机施工，成孔直径需增加5cm ，所以

2.05 6.44U m π=⨯= 。

i τ：桩外壁的摩阻力的极限值，取70MPa 。 Li ：图层厚度，单位为米。

λ：为桩入土深度考虑的修正系数，取0.75。

0m ：清底系数为考虑孔底沉淀厚度，取0.80。

A ： 桩底截面面积，223.14A R m π==

0[]σ ：土层桩底的容许承载力，取400KPa 。 2k ：深度修正系数，取值4.0。

2γ ：土层的重度，取值为11.8KN/2m 。

3h ：一般冲刷线下方的深度。

1

[] 6.44(9.51)700.750.8 3.14[400 4.011.8(9.513)]3476.052

N h h =⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+-=+

桩底最大垂直力为：

max 6537.59.5178.5439.273476.05314.32N h h =+⨯+=+

计算得：h =13.85m ，取14m 。

所以整理得，地面以下钻孔灌注桩的长度为23.15m 。

[]3476.05314.32147876.537284.4239.27147834.19N KN KN =+⨯=≥+⨯=

综上所述，钻孔灌注桩轴向承载力满足需要。

桩基的内力计算（m 法）

1、计算桩基的计算宽度1b

1(1)0.9(2.01) 2.7f b k d m =+=⨯+=

2、桩基的变形系数α

α=

式子中，722.610/h E KN m =⨯ ，440.04910.7856I d m =⨯= ，

41000/m KN m =

受弯构件的0.67h EI E I = ,所以1

0.456m α-=

= 计算桩的换算深度为：0.45623.5110.72 2.5h h α==⨯=≥ 故按照弹性桩计算。

3、计算地面下深度为z 处的桩身截面上的弯矩值Mz ，以及

水平压应力zx σ的计算

作用在地面处桩基顶部的外力：

06537.5N KN = 0186.03H KN = 01671.42M KN M =

（1） 桩身截面弯矩

0z m m H M A M B α

=

+

其中m A ，m B 等无纲量系数可在表中查到，桩身截面的弯矩分布图如下： z

z α

h α

m A

m B

m H A α

0m M B

z M

0.22 0.10 4.00 0.09960 0.99974 40.63 1670.99 1711.620.44 0.20 4.00 0.19696 0.99806 80.35 1668.18 1748.530.88 0.40 4.00 0.37739 0.98617 153.96 1648.30 1802.261.32 0.60 4.00 0.52938 0.95861 215.97 1602.24 1818.211.75 0.80 4.00 0.64561 0.91324 263.38 1526.41 1789.792.19 1.00 4.00 0.72305 0.85089 294.98 1422.19 1717.172.85 1.30 4.00 0.76761 0.73161 313.15 1222.83 1535.983.29 1.50 4.00 0.75466 0.68694 307.87 1148.17 1456.044.39 2.00 4.00 0.61413 0.40658 250.54 679.57 930.115.48 2.50 4.00 0.39896 0.14763 162.76 246.75 409.516.58 3.00 4.00 0.19305 0.07595 78.76 126.94 205.707.68 3.50 4.00 0.05081 0.01354 20.73 22.63 43.36 8.77

4.00

4.00

0.00005

0.00009

0.02

0.15

0.17

（2） 计算桩身的水平压力zx σ

20

1

1

zx x x H M hA hB b b αασαα=

+

桩身的水平方向压力分布图如下：