樁基樁長(zhǎng)的計(jì)算教學(xué)教材

1、一、樁基的類別針對(duì)界溪段橋梁下部構(gòu)造施工圖中存在兩類樁：端承樁和摩擦樁。端承樁：樁基自身重及樁頂以上荷載由樁端持力層承受。摩擦樁：樁基自身重及及樁頂以上荷載由樁基周身與巖土摩擦阻力承受。二、單樁基樁長(zhǎng)理論計(jì)算公式及相關(guān)參數(shù)表1、摩擦樁單樁承載力容許值計(jì)算公式：Ra尸（1/2） *u* 匯 Qik*l i+Ap*QrQr=m0*K* f ao+k2*R*（h-3）式中：Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）,樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)置換土重也計(jì)入浮力）的差值作為荷載考慮；u樁身周長(zhǎng)（m）Ap樁端截面面積（花）n土的層數(shù)（注：公式中未寫出）Li 承臺(tái)底面或局部沖刷線以下各土層的厚度（m）

2、,擴(kuò)孔部分不計(jì)；Qik 與Li對(duì)應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）,宜采用單樁摩阻力實(shí)驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)實(shí)驗(yàn)條件時(shí)按表 5.3.3-1選用；Qr樁端處土的承載力基本容許值 （kPa）,當(dāng)持力層為砂石、碎石土?xí)r，若計(jì)算值超過(guò)下 列值，宜采用：粉砂 1000kP;細(xì)砂1150kP;中砂、粗砂、礫砂 1450kP;碎石土 2750kP;f ao樁端處土的承載力基本容許值（kPa），按公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.3.3條確定；h樁端的埋置深度（m）,對(duì)于有沖刷的樁基，埋深由一般沖刷線起算；對(duì)無(wú)沖刷的樁基， 埋深由天然地面線或?qū)嶋H開(kāi)挖后的地面線算起；h的計(jì)算值不大于 40m,當(dāng)大于40m時(shí)，按40m

3、計(jì)算；k2容許承載力隨深度的修正系數(shù)，根據(jù)樁端處持力層土類按公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3.3.4選用；K樁端以上各土層白加權(quán)平均重度（kN/m3）,若持力層在水位以下且不透水時(shí)，不論樁端以上土層的透水性如何，一律取飽和重度；當(dāng)持力層透水時(shí)，則水中部分土層取浮重度；R修正系數(shù)，按表 5.3.3-2 選用；m0清底系數(shù)，按表 5.3.3-3選用。表5.3.3-1鉆孔樁樁側(cè)土的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qik土類Qik (kPa)中密爐渣、粉煤灰40-60黏性土流塑Il I20-30軟塑 0.75 V Il W I30-50可塑、硬塑0Il Wo.7550-80堅(jiān)硬Il 25透水性土0.700.70-0.850.

4、85不透水性土0.650.65-0.720.72表5.3.3-3 清底系數(shù)m0值t/d0.3-0.1m00.7-1.0注：1.t、d為樁端沉硝厚度和樁的直徑。2.dwi.5m 時(shí)，tw300mm;d 1.5m 時(shí)，t 500mm 且 0.1 v t/d v 0.3.2、端承樁的單樁軸向受壓承載力容許值計(jì)算公式：Ra=c1*Ap* f rk+u* 匯C2i* hi* f rki+（1/2）*K*u* El i* qik式中：Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）,樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)，置換土重也計(jì)入浮力）的差值作為荷載考慮；C1根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的端阻發(fā)揮系數(shù)，按

5、表 5.3.4采用；Ap-一樁端截面面積（花），對(duì)于擴(kuò)孔底樁，去擴(kuò)孔底截面面積；f rk 樁端巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ kPa）,黏土質(zhì)巖取天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，f rk小于2MPa時(shí)按摩擦樁計(jì)算（f rki為第i層白f rk值）；C2i 根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的第i層巖層的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)，按表5.3.4采用；u各土層或各巖層部分的樁身周長(zhǎng)（m）;hi 樁嵌入各巖層部分的厚度（m）,不包括強(qiáng)風(fēng)化層和全風(fēng)化層；m-一巖層的層數(shù)，不包括強(qiáng)風(fēng)化層和全風(fēng)化層；覆蓋層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)，根據(jù)樁端frk確定：當(dāng)2MPaC f rk 15 MPa時(shí)，K =0.8;當(dāng) 15MPaW f

6、rk 30MPa 時(shí)，K =0.2 ;l i 各土層的厚度（mD;qik 樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）,宜采用單樁摩阻力實(shí)驗(yàn)值，當(dāng)無(wú)實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，對(duì)于鉆（挖）孔樁按本規(guī)范表5.3.3-1選用，對(duì)于沉樁按本規(guī)范表5.3.3-4選用；n土層的層數(shù)，強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化巖層按土層考慮。表5.3.4 系數(shù)C1、C2值巖石層情況C1C2完整、較完整0.60.05較破碎0.50.04破碎、極破碎0.40.03注：1.當(dāng)入巖深度小于或等于 0.5m時(shí)，C1乘以0.75的折減系數(shù)，C2=0.2.對(duì)于鉆孔樁，系數(shù) C1,C2值應(yīng)降低20%采用；樁端沉硝厚度 t應(yīng)滿足以下要求：dw1.5m 時(shí)，t w 50mm;

7、d1.5m 時(shí)，tw 100mm.3.對(duì)于中風(fēng)化層作為才I力層的情況，C1、C2應(yīng)分別乘以0.75的折減系數(shù)。三、案例分析某橋墩單樁樁頂豎向力為9881KN,該樁基及巖層分狀圖如下：麗T .砂故Ml胡化福! iJ； 匕而解析一：按摩擦樁計(jì)算Ra=9881KNu=2* H*r=2*3.14*0.9=5.655(mAp=n*r2=3.14*(0.9) 2=2.545 (m2)n=3L1 (坡積亞粘土)=2.7 (m)L2 (殘積亞粘土)=3.1 (m)L3 (碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖)待定Q底部巖層為砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(碎石土)取 2750KPa.Ra尸(1/2) *u* 匯 Qik*l i+Ap*Qr

8、匯 Qik* l i= (2Ra- Ap*Qr ) /u匯 Qik* l i=(2*9881-2.545*2750)/5.655EQik* l i=2256.985 (KN)底層為弱風(fēng)化花崗巖摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qik 值取500KPa， 砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qik值取120 KPa ,殘積亞粘土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取70 KPa ,坡積亞粘土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取50 KPa:50*2.7+70*3.1+120* L3=2256.985L3=15.87即樁長(zhǎng)長(zhǎng)度為 2.7+3.1+15.87=21.67 22 (標(biāo)解析二：按端承樁計(jì)算Ra=9881KN根據(jù)表格5.3.4查尋C1、C2可知碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖

9、、微風(fēng)化花崗巖分別為0.4、0.03,0.6 、 0.05Ap=n*r2=3.14*(0.9) 2=2.545 (m2)f rk=5.548MPa , 2MPsk f rk 15MPa, K 取 0.8u=2*n*r=2*3.14*0.9=5.655(m)n=4L1 (坡積亞粘土)=2.7 (m)L2 (殘積亞粘土)=3.1 (m)L3 (碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖)=10.4 (m)L4 (微風(fēng)化花崗巖)待定Ra=c1*Ap* f rk+u* Ec2i* hi* f rki+(1/2)*K*u* El i* qik9881=0.6*2.545*55476+5.655*(0.05*hi*55476 )

10、 +(1/2 ) *0.8*5.655*(50*2.7+70*3.1+120*10.4)9881=84711.852+2773.8 hi+7238.4hi=-82069.252/9881hi=-8.3( m)如果樁長(zhǎng)減少8.3m ，則樁端處于碎石狀花崗巖層，樁端巖層承載力可計(jì)算而出，過(guò)程如下： f rk 樁端處土的承載力基本容許值(kPa) ，查尋公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.3.3 條確定； f rk1=1000KPa。F=(1/2)*K*u* El i* qik+ c1*Ap* f rk1F=( 1/2 ) *0.8*5.655*50*2.7+70*3.1+120*(10.4-8.3) +0.4*2.545*1000F=2384.248 ( KN)FvRa=9881(KN)F =(1/2)*K*u* El i* qik= (1/2 ) *0.8*5.655*(50*2.7+70*3.1+120*10.4)=7238.4F v Ra =9881(KN)由此可知樁端處于碎石強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層無(wú)法滿足樁頂荷載承載力要求。 則樁端必須嵌入微風(fēng)化花崗巖層。對(duì)于寧武公司要求，對(duì)端承樁樁基嵌入巖層的深度規(guī)定按