樁基礎(chǔ)計算書

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一■作用效應(yīng)組合 2（一）、恒載計算 2（二） 、活載反力計算 3（三） 、人群荷載 3（四） 、汽車制動力計算 4（五） 、支座摩阻力 4（六） 、荷載組合計算 4\o"CurrentDocument"確定樁長 6\o"CurrentDocument"樁基強(qiáng)度驗(yàn)算 7（一） 、樁的內(nèi)力計算 7（二） 樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算 11樁頂縱向水平位移驗(yàn)算 13\o"CurrentDocument"橫系梁設(shè)計 14\o"CurrentDocument"樁柱配筋 14\o"CurrentDocument"裂縫寬度驗(yàn)算 14橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計計算書作用效應(yīng)組合(一)恒載計算1、 蓋梁自重G⑴=25x0.5x0.33x1.4=5.775KNG(2)=(0.9+1.5)x2.075/2x25x1.4=87.15KNG(3)=(0.25+1.2+5.8+1.2+5.8+1.2+0.25)x25x1.5x1.4=824.25KNG(4)=0.33x0.5x25x1.4=5.775KNG(5)=(0.9+1.5)x2.065/2x25x1.4=86.73KNG1=G⑴+G(2)+G⑶+G(4)+G(5)=1009.68KN2、 橋墩自重：G2=25x[兀x1.22x4x(6.843+6.738+6.633)]=571.54KN系梁自重：.一一..一 ^x1.52.一—G3=25x(5.8-0.15x2)x1x0.8x2+—4—x1x3x25=352.54KN上部恒載：各梁恒載反力表 表每片邊梁（KN/m）每片中梁（KN/m）一孔上部鋪裝KN/m212.5410.283.5邊梁自重：G⑴=2x12.54x19.94=500.10KN中輛自重：G(2)=10.28x19.94x15=3074.75KN一孔上部鋪裝自重：G⑶=3.5x19.94x17.5=1221.33KN一孔上部恒載：G4=G⑴+G⑵+G⑶=4796.18KN綜上可得恒載為：G=G：G2+G+G4=6729.94KN

(二)支座活載反力計算1.汽車荷載一跨活載反力查規(guī)范三車道橫向折減系數(shù)取0.78,xx-180_15360-180-45解得x=237.84故Pk=237.84KN在橋跨上的車道荷載布置如圖排列，均布荷載qk=10.5KN/m滿跨布置，集中荷載Pk=237.84KN布置在最大影響線峰值處，反力影響線的縱距分別為：外=1.0, h2=0.019.46mh2h119.46mh2h1支座反力：N=(P+^k^-)x3x0.78=(237.84+以5次20)x3x0.78=795.61KN6k2 2支座反力作用點(diǎn)離基底形心軸的距離：ea=(20-19.46)/2=0.27m由N引起的彎矩：M1=795.61x0.27=214.81KN(1)兩跨活載反力支座反力：N=(P+(qk^-x2)x3x0.78=(237.84+10.5x19.46)x3x0.78=1034.68KN2k2由N2產(chǎn)生的彎矩：M2=1034.68x0.27=279.36KN.m2.行人荷載布置在5.5米人行道上，產(chǎn)生豎直方向力。(1)一跨分布N2=3.0x5.5x19.46x|=160.55KNM3=160.55x0.27=43.35KN.m兩跨分布N4=3.0x5.5x19.46=321.09KN人群荷載是對稱分布的，所以此時產(chǎn)生的彎矩為0汽車荷載制動力三車道產(chǎn)生的制動力N=2.34x(10.5x19.46+237.84)x10%=103.47KN由《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD-60-2004)規(guī)定，汽車制動力按通向行使的汽車荷載計算，以使橋涵墩臺產(chǎn)生最不利的縱向加載長度進(jìn)行縱向折減，一個設(shè)計車輛有汽車產(chǎn)生的制動力按規(guī)范4.3.1.規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)在加載長度上計算的總重力的10%計算。公路I級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165KN。H=(10.5X19.46+237.84)x100^=44.23KN<165KN簡支梁橋墩為一固定支座，一活動支座，根據(jù)橋規(guī)表4.3.6，固定支座按T4計算，活動支座按0.25T5計算，橋墩承受的制動力為上述固定支座與活動支座傳遞制動力之和：T=T4+0.25T5=55.29KN<165KN 故取165KN故三車道制動力為： N5=2.34x165=386.1KN最大彎矩：M5=386.1x(1.5+6.843)=3221.23KN-m制動力作用點(diǎn)離基底形心軸距離最大為：1.5+6.843=8.343m支座摩阻力取支座摩阻系數(shù)f=0.05.貝上〈座摩阻=f.七部構(gòu)造恒載如05x4727.26=23"最大彎矩：Mf=239.084x(1.5+6.843)=2000.73KN-m荷載組合計算I：荷載組合橋上有單跨活載恒載+橋上活載+支座摩阻力恒載+橋上活載+制動力橋上有雙跨活載恒載+橋上活載+支座摩阻力恒載+橋上活載+制動力

II:組合計算YS=y(工y S+yS +wXyS)0ud0GiGikQ1Q1k CQjQjki=1 j=2y0--結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取LO.Yg，--第i個永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)，混凝土和圬工結(jié)構(gòu)自重取1.2。YQ1------汽車荷載效應(yīng)分項系數(shù)，去YQ1=1.4。yQ__—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)外的其他等j個可變作用分相系數(shù)，取Y=1.4。QjVc------人群荷載作用組合系數(shù)，取謳=0.60單跨布載：豎直力：n=1.2x6729.94+1.4x795.61+0.7x1.4x160.55=9347.12KN水平力：h=0.7x1.4x239.81=235.01KN彎矩：m=1.4x214.81+1.4x0.7x43.35+2000.73x0.7x1.4=2303.93KN-m:豎直力：N=9347.12KN水平力：h=0.7x1.4x386.1=378.38KN彎矩：m=1.4x214.81+1.4x0.7x43.35+3221.23x0.7x1.4=3500.02KN-m雙跨布載(3):豎直力：N=1.2x6729.94+1.4x1034.68+0.7x1.4x321.09=9839.15KN水平力：h=0.7x1.4x239.81=235.01KN彎矩：m=1.4x279.36+2000.73x0.7x1.4=2351.82KN-m(4):豎直力：N=9839.15KN水平力：H=386.1x0.7x1.4=378.38KN彎矩：m=1.4x279.36+3221.23x0.7x1.4=3547.91KN-m三根樁荷載組合計算表 表--3荷載組合水平力（KN）豎直力（KN）彎矩（KN.m）（1）235.019347.122303.93（2）378.389347.123500.02（3）235.019839.152351.82（4）378.389839.153547.91綜合考慮，取（4）為最不利組合進(jìn)行計算。確定樁長樁基礎(chǔ)采用沖抓鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁的設(shè)計樁徑1.5m，沖抓鉆成孔直徑1.6m，樁周長一 .兀X1.62 U=兀x1.6=5.03m，樁截面面積A= =2.01m2，4查表得X=0.7，由，取m0=0.8,k2=5.0，[f00]=400Kp，設(shè)樁長為h,樁底埋置在第三層土中，樁長為h，則18.7x0.5+19.6x(16.5-0.5)x(h-16.5)x22.3 22.3h-45TOC\o"1-5"\h\zy= = ，2 h h取t2=50KPt3=80KP，有：N=[P]=-U￡lt+XmA{[。]+Ky(h-3)}h 2ii0 0 22其中 u一樁的周長，按成孔直徑計算Ti—第i層土對樁壁的極限摩阻力人-考慮樁入土長度影響的修正系數(shù)m0-考慮孔底沉淀淤泥影響的清空系數(shù)A-樁頂截面面積g]=樁底土的容許承載力ok2-樁底容許承載力隨深度的修正系數(shù)根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，地基進(jìn)行豎向承載力驗(yàn)算時，傳至基底的作用效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合采用，當(dāng)雙跨布載時，樁底所承受的豎向荷載最大，則：兀X1.52― ……自重每延米q=——4——x25=44.16m2N.=(6729.94+0.7x1034.68+1.0x321.09)/3+qh=2591.77+44.16h故：[p]=1x5.03xl50x(16.5-0.5)+80x(h-16.5)]+2.01x0.8x0.7xl400+5x(22.3h-45)/hx(h-3)]2=2591.77+44.16h解得：h=13.67m樁長修正：hX1.2=16.4m，樁底在第二層黃色粉性土底，考慮到中密實(shí)礫類土承載能力強(qiáng)，宜做持力層，故取樁長為19m

將樁長h=19m代入上式中得:P]=1x5.03xl50x(16.5-0.5)+80x(19-16.5)]+2.01x0.8x0.7xM+5x(22.3x19-45)/19x(19-3)2=4697.12KN>Nh=2591.77+44.16h=3342.49KN樁基強(qiáng)度驗(yàn)算1.樁的內(nèi)力計算.確定樁的計算寬度七b]=KK(d+1)=0.9x1.0x(1.5+1)=2.25m其中：?—一樁的計算寬度(m),b產(chǎn)2dKf——形狀換算系數(shù)；取0.9d——樁徑或者垂直于水平外力方向樁的寬度K——樁間的相互影響系數(shù)；取1.0.計算樁的變形系數(shù)a假設(shè)該樁為彈性樁，則h=2(d+1)=2x(1.5+1)=5mm地基比例系數(shù)：mh2+m(2h+h)hh2m15000x0.52+15000x(2x0.5+4.5)x4.5m= =15000kN/m452中密實(shí)粉土m=15000KN/m4mb變形系數(shù)a=足苗，m=15000KN/m4，E=0.67E^兀d4I= =0.25m415000x2.256415000x2.25「.a=0.378「.a；0.67x2.6x107x0.25樁的換算深度h=ah=0.378x19=7.182m>2.5m，所以按彈性樁計算。.⑶.計算樁頂外力p, Qi，Mj雙跨布載的恒載+橋上活載+制動力組合時為最不利組合，故選擇此組進(jìn)行計算。P=3x9839.15=3279.72kNQ0=3x378.38=126.13kNM0=3x3547.91=1182.64kN-m(4)樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算：在最大彎矩截面處，其剪力QZ=0處，截面即為最大彎矩所在位置aM0.3788X1182.64126.13由Qz=°得：匕==……=3544,126.13由Cq=3.544及h=7.182(當(dāng)h=ah=0.378x19=7.182>4，取h=4)查《基礎(chǔ)工程》附表13內(nèi)插得:ZMmax=0.613，故Z=滯=1.62m。Mmax0.378由ZMmax=0.595及h=7-197m，查《基礎(chǔ)工程》附表13內(nèi)插得：Km=1.030。M=KmM0=1.030x1182.64=1218.12kN-m計算可得，最大彎矩在樁頂以下Z=1.62m處，該處最大彎矩為1218.12kN?m.樁頂以下深度Z處樁截面的彎矩Mz計算：M=Qa.m+M0Bm=336.68Am+1182.64%無量綱系數(shù)Am，Bm由附表3附表7分別查得，Mz值計算列入下表七計算表Z=aZZAbQAMBMMMaM0Mz000101182.641182.640.20.530.196960.9980665.721180.351246.070.41.060.377390.98617125.931166.281292.210.61.580.529380.95861176.641133.691310.330.82.120.645610.91324215.431080.031295.46

1.02.640.723050.85089241.271006.541247.571.23.170.761380.77415254.21915.541169.751.43.700.764980.68694255.26812.401067.661.64.230.737340.59373264.04702.17948.211.84.760.684880.49889228.53590.01818.542.05.290.614130.40658204.92480.84685.762.25.820.531600.32025177.38378.74556.122.46.530.443340.24262147.93286.93434.862.66.880.354580.17546118.32207.51325.832.87.410.269960.1197990.08141.67231.75將承臺以下Z深處樁截面上彎矩M以下圖表示:(6).樁頂以下Z處橫向土壓力(6).樁頂以下Z處橫向土壓力'P=—QZA+一MZB=21.19ZA+75.10ZBzxb0xb0x x x無量綱系數(shù)A，x由附表1附表5分別查得，Px值計算列入下表七計算表Z=aZZABXa八二，bQ0ZAx1a2 —一M0ZB1Pzx002.440661.621000000.20.532.117791.290888.9819.3928.370.41.061.802731.0006415.2830.0645.340.61.581.502680.7498119.1133.7952.900.82.121.223700.5372720.7432.2853.021.02.640.970410.3611920.5627.1347.691.23.170.745880.2190818.9719.7438.711.43.700.551750.1079316.3711.3527.721.64.230.388100.0242213.162.9116.071.84.760.25386-0.035729.68-4.834.852.05.290.14696-0.075726.23-11.37-5.142.25.820.06461-0.099403.01-16.42-13.412.46.350.00348-0.110300.18-19.88-19.72.66.88-0.03986-0.11136-2.20-21.74-23.942.87.41-0.06902-0.10544-4.10-22.17-26.27將承臺以下Z深處截面上水平壓應(yīng)力。以下圖表示Z(m)

（7）樁身配筋計算及樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算最大彎矩（Z=1.62m處）截面強(qiáng)度，該處彎矩MMAir1218.12（7）樁身配筋計算及樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算最大彎矩（Z=1.62m處）截面強(qiáng)度，該處彎矩MMAir1218.12KN.M軸向力：兀X1.52Nj=9839.15/3+1.2x[―-—x1.62x25-1/2x5.03x1.62x50]=3121.14KN偏心距:e=Max=些2=0.39MoN3121.14 l19長細(xì)比人=L=_9=12.67>4.4,故應(yīng)該考慮縱向彎曲時d1.5偏心影響偏心增大系數(shù):"=眥有/'其中：％=0.39h0=r+rs=1.425h=d=1.5§=0.2+2.7%/h。=0.938§=1.15-0.01(10/h)=1.023>1取&2=111400x0.39/1.425x(19/1.5)2x0.938x1=1.393半=1.393x0.39=0.543m0樁內(nèi)豎直鋼筋按含筋率0.300配置A=—x1.52x0.3礦=53.01x10-4m2g4 '。現(xiàn)選用12根中25(二級鋼筋)：Ag=58.91x10-4m2Rg=340M^樁身混凝土標(biāo)號為20號，R=9.2MPa其中r=r一a=其中r=r一a=0.75一0.08=0.67m,r0.75在彎矩平面內(nèi)，根據(jù)公式e-f+Dpfr_9.2xB+Dx0.003x0.9x340乂075*。-A+Cpf".r Ax9.2+Cx0.003x340 ''9.2B+0.918D x0.759.2A+1.02C以下采用試算法，列表計算如下，各系數(shù)查《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表1-11：&ABCDe0ne0e0/ne00.471.07990.6061-0.14291.90840.5610.5431.0330.481.11100.6136-0.09541.90750.5480.5431.0090.491.14220.6206-0.04781.90530.5350.5430.985由上表可知，當(dāng)￡=0.48時，匕=0.548與設(shè)計的門氣=0.543很接近，故取^=0.48進(jìn)行計算.將A,B,C,D,代入下式進(jìn)行復(fù)核N=。fAr2+九fCpr2uycd ysd-1.110x9.2xx7502-0.954x0.003x7502x340-5694.69KN>N^-3121.14KNM-XbfBr3+XbfDpgr3cs-0.6136x9.2x7503+1.9075x0.003x7503x340-3120.27KNM>M-1218.12KNM樁身材料強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)彎矩分布，樁基的鋼筋骨架宜至樁底，在z-6.35m截面處為界：M-434.86KN.mN-9839.15/3+1.2x(兀x1.52/4x25x6.35-1/2x5.03x50x6.35)-2658.14KN按均質(zhì)材料驗(yàn)算該截面應(yīng)力：截面面積：A-兀x(1.5/2)2-1.767m2截面彈性抵抗矩：W=nd3/32=0.331m3°=2658.14+434.86=2.82M?！?1.767—0.331=0.19MPa截面未出現(xiàn)拉應(yīng)力，且小于九，可在z=6.35m截面處切除一半主鋼筋。樁頂縱向水平位移驗(yàn)算(一)樁在承臺底面處的水平位移和轉(zhuǎn)角％，4ox=-^『A+-M^B0以3EIx以2EIx查《基礎(chǔ)工程》附表取A=2.44066，B=1.62100.EI=0.67Egv 126.13X2.44066 1182.64x1.621X=+00.67x2.6x107x0.3783x0.250.67x2.6x107x0.3322x0.3217=4.39mm<6mm符合規(guī)范要求4=-^A+EB0以2EI4aEI4查《基礎(chǔ)工程》附表取A。=1.62100,B。=1.75058/_ 126.13x1.621 + 1182.64x1.75058中0=〔0.3782x0.67x2.6x107x0.250.378x0.67x2.6x107x0.25=-1.586x10-3rad墩頂水平位移：x=x+(*l)=15.24mm水平位移容許值[△]=0.5VZ，當(dāng)L<25m時，取L=25m， 故[A]=25mm>15.24mm，故墩頂水平位移符合要求橫系梁設(shè)計根據(jù)構(gòu)造要求，對于雙柱式或多柱式墩臺單排樁基礎(chǔ)，在樁之間為加強(qiáng)橫向聯(lián)系而設(shè)橫系梁，橫系梁不直接承受外力，可不作內(nèi)力計算，橫系梁的高度可取為0.6-1.0倍的樁徑，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于c25,縱向鋼筋不應(yīng)少于橫系梁截面面積的0.15%，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于400mm.故設(shè)計橫系梁寬80cm,高100cm,采用c20鋼筋混凝土，保護(hù)層厚度為50cm,縱向鋼筋為8①14二級鋼