某桥梁桩基础设计计算详解
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&
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
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h E =×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：
5659.4N
KN =∑、
298.8H
KN =∑、
3847.7M
KN m =∑
恒载及二孔活载时：
6498.2N
KN =∑。桩（直径
1.0m ）自重每延米为：
2
1.01511.78/4
q KN m π⨯=
⨯=
故，作用在承台底面中心的荷载力为：
5659.4(7.0 4.5 2.025)7234.4298.83847.7298.8 2.04445.3N KN H KN M KN
=+⨯⨯⨯===+⨯=∑∑∑ 恒载及二孔活载时：
6498.2(7.0 4.5 2.025)8073.4N KN =+⨯⨯⨯=∑
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)}2
h
i i N p U l m A k h τλσγ==++-∑ 当两跨活载时：
8073.213.311.7811.7842
h N h =+⨯+⨯
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
2
22
02021211.15 3.6,0.485,0.7
4
0.9, 6.0,[]550,12/40,120,
a a a u m A m m K Kp KN m Kp Kp ππλσγττ⨯=⨯==
========
-
1
[] 3.16[2.740( 2.7)120]0.700.90.7852
[550 6.012( 3.33)]2057.17 5.898.78k p h h N h m
=⨯⨯+-⨯+⨯⨯⨯
+⨯⨯+-==+∴=
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。
纵桥向断面
横桥向断面
三、桩顶及最大冲刷线处荷载i P 、i Q 、i M 、0M 、0Q 、0P ＜一＞、参数计算 1、桩的计算宽度1b
100.9(1)0.9(11) 1.8j b K K K d d K K K
==⨯+=⨯+=
）
又：
111.5:3(1)6:2:0.6
L m h d m n b ==+===
故：
111110.6 1.5
0.60.767
0.60.660.990.767 1.38
L b K b h b '--'=+⨯=+⨯=∴=⨯= 2、桩的变形系数α
：α=
331121222
233
(2)810 2.72510(2 2.7 1.3) 1.3417.2510/m m h m h h h m h KN m ++⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯===⨯
324
4
10.670.67 2.610/0.049164
0.489k E E KN m d I m m πα-==⨯⨯=
=∴==
桩在最大冲刷线以下深度h=9m ，其计算长度为：
0.4899 4.401 2.5h h α==⨯=>
）
故按弹性桩计算。
3、桩顶刚度系数1ρ、
2ρ、3ρ、4ρ值计算
2
2013.3;9;;0.78524
d l m h m A m πξ=====
3530010102510 2.510/C m KN m ==⨯⨯=⨯
按桩中心距计算面积，220
2.5 4.914
A m π
=⨯=
1175000
51
3.39
112[]
31
0.785 2.610 2.510 4.91
8.355100.977l h AE C A EI
ρ-+⨯=
=++⨯⨯⨯⨯+=⨯=
已知：0.4899 4.4014h
h α==⨯=>，取用4。
000.489 3.3 1.614l l α==⨯=
%
由已知资料和查附表得：
0.262564;0.448403; 1.063181Q m m x x φ===
30.031Q Q EIx EI ρα==、20.107m m EIx EI
ρα==、
0.520m m EI EI ραφ'==
4、计算承台底面原点O 处位移000b αβ、、
017234.41851.4240.977N b n EI EI ρ===
⨯
22411
40.500.9774 1.258.185m
i i n x EI EI EI
ρρ=+=⨯+⨯⨯=∑