钻孔灌注桩设计示例

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1、某桩柱式桥墩钻孔灌注桩摩擦桩的设计一、设计资料1. 设计标准以及上部构造设计荷载：公路I级；桥面净宽：净11+21 m；标准跨径: Lk=20m，梁长19.96m，计算跨径19.5m；上部构造：装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计。2水文地质条件各土层地质情况及有关钻孔灌注桩桩基设计参数见附表一。 3材料钢筋：盖梁主筋用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋；混凝土盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。4桥墩尺寸图1-1 双柱式墩计算图5水文地质条件各土层地质情况及有关钻孔灌注桩桩基设计参数见附表一。二、荷载计算主梁集度（KN/m）梁长（m）自重（KN）1（5）26.1419.96521.7

2、52（4）27.2419.96543.71327.2419.96543.71合计1609.17（一）恒荷载1、两跨恒载反力：N1=1609.17KN2、盖梁自重反力：N2=（13x1.5x1.6-0.8x0.6x1.6）x25=760.8KN3、系梁自重反力：N3=1.2x1x9.5x25=285KN4、一根墩柱自重：N4=3.14x0.62x4x25=113.04KN5、作用于桩顶恒载反力： 6、每延米桩长自重力：q=3.14x1.52/4x（25-10）=26.50 KN/m (已扣除浮力)（二）活载计算1. 顺桥向活载计算1.2、顺桥向可变荷载移动情况，求得支座活载反力最大值公路-I级a

3、、单孔布载：单列车：=0 KN KN双列车：2B=680.76 KNb、双孔布载：单列车： KNKNKN双列车：2B=1111.26KN 图1-2 单孔、双孔布载人群荷载（图13）单孔荷载（一侧）： KN KN KN双孔布载（一侧）： KN KN 图 13 人群荷载汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大的反力值，即产生最大的墩柱垂直力；汽车荷载中单孔荷载产生的最大的偏心弯矩，即产生最大墩柱底弯矩。双柱反力横向分布：汽车荷载（如图1-4）：单列车：双列车：人群荷载（图1-3）：单侧：双侧：0 图1-4 汽车荷载 荷载组合：最大、最小垂直反力计算表1-1 表1-1 可变荷载组合垂直反力计算（双孔）编号荷

4、载情况最大垂直反力（KN）最小垂直反力（KN）1横向分布横向分布2汽车荷载单列车0.984682.060.01611.093双列车0.8211138.150.179248154人群荷载单侧行人1.1348.11-0.135.535双侧行人0.542.580.542.58 水平力：制动力 T=45 KN 作用点为支座中心处纵向风力：作用在盖梁处风力 ： KN 墩柱处的风力：W2=1.05 KN三、钻孔桩计算 钻孔灌注桩直径为1.50m，用C25混凝土，HRB335级钢筋。灌注桩按m法计算。桩身混凝土受压弹性模量。（一）荷载计算 每根桩承受的荷载为：1.作用于桩顶的恒载反力：2. 灌注桩每延米自重

5、： （已扣除浮力） 3. 可变荷载反力： a. 双孔可变荷载反力：（公路I级） （人群荷载、双侧） b. 单孔可变荷载反力：（公路I级） （人群荷载、单侧） （双孔） （单孔） （二）桩长计算该地基土由多层土组成，根据公路桥涵地基与基础设计规范中确定单桩轴向受压承载力容许值的经验公式初步反算桩长。设该灌注桩局部冲刷线以下的桩长为h，一般冲刷线以下深度为h3，则： (2-2)式中：N-一根桩受到的全部竖向荷载（KN），局部冲刷线以下的桩自重力取一半计算。当两跨布载时：=1609.17+1138.15+42.58+9.0 x 9.5+0.5x26.5xh=2875.4+13.25h计算时取以下数据

6、。采用式算法确定桩长，假设桩底达到第层土，当h=27m时，桩的设计直径为1.5m,采用旋转钻孔施工，=5cm，桩周长，=9.35（已扣除浮力）根据各层土选取，故：0.5x4.867x0.59x25+3.1x45+4.69x50+3.48x34+4.94x45+4.33x50+1.19 x 60 1.77x0.8x0.75x160+2.5x9.45x(27+4.87-3)= 3369.79 KNN=2875.4+13.25x25=3219.9 KNN 综合以的计算结果可知，冲刷线以下土层厚度h=27m是合理的，故取地面以下31.68m，桩的轴向承载力能满足要求，桩底标高为303.66m。四、桩的

7、内力计算1、桩的计算宽度b1=1.0x0.9x（1.5+1）=2.25 m3.2、地基土比例系数m当地基侧面或局部冲刷线以下=5 m深度内有三层土，将三层土的比例系数换算成一个m值=2、桩的变形系数 = KN/m2 0.0491=0.249 m4=0.3520.352x27=9.5042.5按弹性计算3. 作用在局部冲刷线处的基本组合值：4. 单位“力”作用在局部冲刷线处的，桩柱在该处产生的变位计算，取。5. 局部冲刷线处变位计算：6. 局部冲刷线以下深度各截面内力计算：由表可知：最大弯矩设计值，桩身弯矩计算表Z0.20.57-0.00133-0.000130.999990.2666.8156

8、80.41.14-0.01067-0.002130.999740.39998682.598060.81.70-0.08532-0.034120.991810.79854670.314861.02.27-0.16652-0.085320.975010.99445642.641911.22.84-0.28737-0.172600.937831.18342595.036031.63.98-0.67629-0.543480.738591.50695473.409001.85.11-0.95564-0.867150.529971.61162403.542832.06.25-1.69334-1.90567

9、-0.270871.57538262.277732.47.39-2.62126-3.59987-1.877340.91679135.906563.08.52-3.54058-5.99979-4.68788-0.8912636.899313.69.94-3.91921-9.54367-10.3404-5.85402-41.112654.011.36-1.61428-11.7307-17.9186-15.0755-64.663217. 轴向力组合计算五、桩顶水平位移计算式中 ： 则有： 水平位移容许值,符合要求。五、桩身配筋计算1. 按偏心受压构件进行配筋计算 截面设计： 偏心矩：偏心矩增大系数：

10、 主筋采用HRB335级钢筋。配筋率：承载力： ABCDNu0.250.44730.3413-1.23481.6012-0.004003671.40当，计算纵向力略大于设计值。0.0004002.5按弹性计算3. 作用在局部冲刷线处的基本组合值：4. 单位“力”作用在局部冲刷线处的，桩柱在该处产生的变位计算，取。5. 局部冲刷线处变位计算：6. 局部冲刷线以下深度各截面内力计算：由表可知：最大弯矩设计值，桩身弯矩计算表Z0.20.57-0.00133-0.000130.999990.2666.815680.41.14-0.01067-0.002130.999740.39998682.59806

11、0.81.70-0.08532-0.034120.991810.79854670.314861.02.27-0.16652-0.085320.975010.99445642.641911.22.84-0.28737-0.172600.937831.18342595.036031.63.98-0.67629-0.543480.738591.50695473.409001.85.11-0.95564-0.867150.529971.61162403.542832.06.25-1.69334-1.90567-0.270871.57538262.277732.47.39-2.62126-3.59987

12、-1.877340.91679135.906563.08.52-3.54058-5.99979-4.68788-0.8912636.899313.69.94-3.91921-9.54367-10.3404-5.85402-41.112654.011.36-1.61428-11.7307-17.9186-15.0755-64.663217. 轴向力组合计算五、桩顶水平位移计算式中 ： 则有： 水平位移容许值,符合要求。五、嵌固深度计算取时的弯矩=3.522137计算按构造要求桩底深入岩石层厚度0.5m六、桩顶水平位移计算式中 ： 则有： 水平位移容许值,符合要求。七、桩身配筋计算1. 按偏心受压

13、构件进行配筋计算 截面设计： 偏心矩：偏心矩增大系数： 主筋采用HRB335级钢筋。配筋率：承载力： ABCDNu0.250.44730.3413-1.23481.6012-0.004003671.40当，计算纵向力略大于设计值。0.0004001.0200601.56.50.43附件二： 钻孔柱桩图资料 xx河桥 2号孔 孔口高程 334.94m高程（m）层底深度（m）土层厚度（m）土质描述附注178.241.501.50卵石，中密，每层所指的卵石或砾石的直径大小是钻孔取土的大小，并非真实代表卵石或砾石直径大小177.961.780.28卵石，含砂量约50%，中密，174.365.403.6

14、0卵石，钻孔取出最大直径0.150.1m，黑灰色，含砂量约30%，中密，173.486.280.88色杂中密，圆度较好，最大直径0.2m，有火成岩，灰岩组成，含砂量20%（卵石层），172.966.800.52卵石，含砂量40%，中密，171.268.501.70卵石，含砂量20%，中密，169.1810.582.08卵石，圆度较好，最大直径0.1m，以花岗岩为主，含砂量25%，中密，168.1011.661.08卵石或有漂石，直径0.5m，中密， 167.6812.060.40卵石，最大直径为0.4m，中密，166.5813.181.12白云石灰石风化碎石，密实，164.8614.901.72呈黑色，节理发育的中风化白云灰质岩