橋梁高樁承臺式摩擦樁基礎設計計算

橋梁高樁承臺式摩擦樁基礎設計計算1.初步擬定樁長樁基礎采用高樁承臺式摩擦樁，根據(jù)施工條件，樁擬采用直徑d=1.2m，以沖抓錐施工。樁群布置經(jīng)初步計算擬采用6根灌注樁，為對稱豎直雙排樁基礎，埋置深度初步擬定為h=11.31m。樁長初步擬定為18m，樁底標高為49.54m。2．樁群結構分析2.1承臺底面中心的荷載計算永久作用加一孔可變作用（控制樁截面強度荷載）時：永久作用加二孔可變作用（控制樁入土深度荷載）時：2.2單樁樁頂荷載計算樁的計算寬度對于時：式中：——樁形狀換算系數(shù)，對于圓形截面，取0.9；——樁直徑，取1.2m；——平行于水平作用方向的樁間相互影響系數(shù)：已知：；；；對于的多排樁：所以：樁的變形系數(shù)式中：——樁的變形系數(shù)；——樁的抗彎剛度，對以受彎為主的鋼筋混凝土樁，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范采用；——樁的混凝土抗壓彈性模量，C20混凝土；——樁的毛面積慣性矩，——非巖石地基水平向抗力系數(shù)的比例系數(shù)，；所以，計算得：樁在最大沖刷線以下深度h=11.31m，其計算長度則為：故按彈性樁計算樁頂剛度系數(shù)、、、值計算已知：；(根據(jù)《公橋基規(guī)》鉆挖孔樁采用)，,易知該值大于相鄰底面中心距為直徑所得的面積，故按樁中心距計算面積，故?。阂阎海ǎ?），取=4，查教材《橋梁基礎工程》附表17、18、19得：=0.05568=0.16498=0.65853所以計算承臺底面原點O處位移、、對于豎直樁，且各樁的直徑相同時：計算作用在每根樁頂上作用力、、：豎向力：水平力：彎矩：校核：2.3最大沖刷線深度處荷載計算從單樁樁頂荷載計算中，已得出計算最大沖刷線深度荷載所需要的數(shù)據(jù)，計算如下：彎矩水平力豎向力2.4最大沖刷線深度下沿樁長度方向彎矩、水平壓應力的計算樁身最大彎矩處及最大彎矩的計算：由：=0得：由且=7.02＞4取=4.0，查教材《基礎工程》附表13得故又由=0.813及＞4取=4.0，查教材《基礎工程》附表13得=1.296最大沖刷線深度下沿樁身長度方向彎矩、水平壓應力的計算：采用無量鋼法計算，由=7.02＞2.5，所以用摩察樁公式計算：其中=54.11kN=149.48kN、、、的值查教材《基礎工程》附表3、4、7、8，計算如下表：0.000.00.000001.000001.000000.00000149.4854.110.160.10.099600.999740.98833-0.007533158.1352.780.320.20.196960.998060.95551-0.027955166.3849.110.480.30.290100.993820.90468-0.0582173.8743.560.650.40.377390.986170.83898-0.095544180.3536.540.810.50.457520.974580.76145-0.137477185.6128.460.970.60.529380.958610.67486-0.181911189.4919.661.130.70.592280.938170.58201-0.226855191.9310.471.290.80.645610.913270.48522-0.270877192.861.151.450.90.689260.884070.38689-0.312455192.31-8.021.611.00.723050.850890.28901-0.350599190.29-16.851.771.10.747140.814100.19388-0.384433186.90-25.141.941.20.761830.774150.10153-0.413355182.21-32.812.101.30.767610.731610.01477-0.436900176.35-39.692.261.40.764980.68694-0.065866-0.454866169.45-45.722.421.50.754660.64081-0.139522-0.467155161.65-50.842.581.60.737340.59373-0.205555-0.473788153.10-55.032.741.70.713810.54625-0.263599-0.474966143.95-58.282.901.80.684880.49889-0.313455-0.471033134.35-60.613.061.90.651390.45219-0.355011-0.462233124.44-62.053.232.00.614130.40658-0.388399-0.449144114.37-62.643.552.20.531600.32025-0.431744-0.41179994.27-61.533.872.40.443340.24262-0.446477-0.36312274.96-57.814.192.60.354580.17546-0.436511-0.30732257.17-52.104.522.80.269960.11979-0.406411-0.24853341.47-45.024.843.00.193050.07595-0.360655-0.19052228.20-37.175.653.50.050810.01354-0.199755-0.0167226.46-12.366.454.00.000050.00009-0.000022-0.0004550.02-0.042.5樁頂縱向水平位移驗算：樁在最大沖刷線處水平位移和轉角的計算：由=0＞4取=4查教材《基礎工程》附表1、2、5、6得：=2.44066=-1.62100=1.6210=-1.75058符合規(guī)范要求由＞4m，取4，可查得：樁頂?shù)目v向水平位移水平位移的容許值=27.4mm>故樁頂水平位移滿足要求3．樁身截面配筋及截面強度校核3.1各種參數(shù)及系數(shù)的計算最大彎矩發(fā)生在最大沖刷線以下處，該處計算樁最大彎矩控制截面的軸向力式中——控制截面的軸向力；——單樁樁頂最大豎向力，已求出；——樁每延米的自重（包括浮力），；——樁周土摩阻力標準值，已知——沖抓錐成孔面周長，所以，計算得：計算偏心距樁的半徑r=1200/2=600mm，對于C20混凝土，保護層取，則樁的長細比：＞4.4，所以，應考慮偏心距增大系數(shù)故考慮偏心距增大系數(shù)后的偏心距為：3.2計算配筋率采用C20混凝土，鋼筋擬采用HRB335鋼筋，即：；計算受壓區(qū)高度系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗公式得：采用試算法列表計算，根據(jù)規(guī)范，系數(shù)A、B、C、D查附表所得：0.832.21480.5621.76351.0398-0.0121115182.885333.600.970.842.2450.55191.80291.0139-0.0118995274.995333.600.990.852.27490.54141.84130.9886-0.0116115379.165333.601.010.862.30470.53041.87860.9639-0.0112775499.555333.601.030.872.33420.51911.91490.9397-0.0108665634.705333.601.06由表中計算可見，當時，計算縱向力與設計值相近，且大于設計值。且強度不要求配筋.現(xiàn)按構造要求?。骸?.3配筋并繪制基樁構造及鋼筋布置圖鋼筋的面積為：現(xiàn)選用9根的HRB335鋼筋，鋼筋的面積為：=2290；實際配筋率為：繪制圖形樁基礎圓截面配筋圖樁基礎正截面配筋圖3.4對截面進行強度復核在垂直于彎矩作用平面內長細比，故穩(wěn)定系數(shù)；混凝土截面積為，實際縱向鋼筋面積，則在垂直于彎矩作用平面的承載力為：在彎矩作用平面內以下采用試算法列表計算，各系數(shù)查規(guī)范得：0.942.53430.42952.14330.7847106.0788.141.203452290.952.56180.41552.17260.7645101.5688.141.152292280.962.58900.40112.20120.744697.0788.141.101412240.972.61580.38652.22900.725192.6688.141.051331190.982.64240.37172.25610.706188.3188.141.001941150.992.66850.35662.28250.687484.0088.140.95304009有計算表可見，當時，，與設計的很接近，故取為計算值、在彎矩作用平面內的承載力為：綜上計算，均滿足足要求4.樁基礎驗算4.1按地基土的的支承力確定定和驗算單樁樁軸向承載力力對于鉆挖孔灌注樁樁：式中：——單樁軸向受受壓承載力容容許值——樁的周長，；——樁端截面面積，；；——土的層數(shù)，此處；；——承臺底面或局部沖沖刷線以下各各土層的厚度度，；——與對應的各土層與樁樁側的摩阻力力標準值，；；——樁端處土的承載力力基本容許值值，；——樁的埋置深度，從從一般沖刷線線起算，即——地基土容許承載力力隨深度的修修正系數(shù)，取取10.0；——樁端以上各土層的的加權平重度度，——修正系數(shù)，取0..8；——修正系數(shù)，取0..70；所以，單樁軸向受受壓承載力容容許值為：計算最不利荷載故，滿足所以，單樁軸向承承載力滿足要要求。4.2承臺沖切承承載力驗算對于圓形截面樁換換算為邊長等等于0.8倍的圓柱直直徑的方形樁樁，即；對于柱或墩臺向下下沖切承臺的的沖切承載力力驗算，由于于作用于沖切切破壞錐體上上的沖切力設設計值為0.故不進行驗驗算；對于柱或墩臺向下下的沖切破壞壞錐體以外的的角樁和邊樁樁，根據(jù)設計計采用規(guī)范設設計值：即其向上沖切承臺的的沖切承載力力按下列規(guī)定定計算：1）角樁式中：—角樁豎向向力設計值，；、—承臺邊緣至樁內邊邊緣的水平距距離，根據(jù)上上尺寸圖，計算得、、—沖跨，為樁邊緣至至相應柱或墩墩臺邊緣的水水平距離，其其值不應大于于，這里??；、—沖跨比，，、—分別與