钻孔灌注桩设计示例.docx
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钻孔灌注桩设计示例
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+2×1m;
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)
26.14
19.96
521.75
2(4)
27.24
19.96
543.71
3
27.24
19.96
543.71
合计
1609.17
(一)恒荷载
1、两跨恒载反力:
N1=1609.17KN
2、盖梁自重反力:
N2=(13x1.5x1.6-0.8x0.6x1.6)x25=760.8KN
3、系梁自重反力:
N3=1.2x1x9.5x25=285KN
4、一根墩柱自重:
N4=3.14x0.62x4x25=113.04KN
5、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)=26.50KN/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、单孔布载:
单列车:
=0KN
KN
双列车:
2B=680.76KN
b、双孔布载:
单列车:
KN
KN
KN
双列车:
2B=1111.26KN
图1-2单孔、双孔布载
人群荷载(图1—3)
单孔荷载(一侧):
KNKN
KN
双孔布载(一侧):
KN
KN
图1—3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
0.984
682.06
0.016
11.09
3
双列车
0.821
1138.15
0.179
248.15
4
人群荷载
单侧行人
1.13
48.11
-0.13
5.53
5
双侧行人
0.5
42.58
0.5
42.58
水平力:
制动力T=45KN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=1.05KN
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:
(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+9.0x9.5+0.5x26.5xh
=2875.4+13.25h
计算时取以下数据。
采用式算法确定桩长,假设桩底达到第⑥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:
0.5x4.867x[0.59x25+3.1x45+4.69x50+3.48x34+4.94x45+4.33x50+1.19x60]
1.77x0.8x0.75x[160+2.5x9.45x(27+4.87-3)]=3369.79KN
[N]=2875.4+13.25x25=3219.9KN<
>[N]
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、桩的内力计算
1、桩的计算宽度b1
=1.0x0.9x(1.5+1)=2.25m
3.2、地基土比例系数m
当地基侧面或局部冲刷线以下=5m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/m20.0491=0.249m4
=0.352
0.352x27=9.504>2.5
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
Z
0.2
0.57
-0.00133
-0.00013
0.99999
0.2
666.81568
0.4
1.14
-0.01067
-0.00213
0.99974
0.39998
682.59806
0.8
1.70
-0.08532
-0.03412
0.99181
0.79854
670.31486
1.0
2.27
-0.16652
-0.08532
0.97501
0.99445
642.64191
1.2
2.84
-0.28737
-0.17260
0.93783
1.18342
595.03603
1.6
3.98
-0.67629
-0.54348
0.73859
1.50695
473.40900
1.8
5.11
-0.95564
-0.86715
0.52997
1.61162
403.54283
2.0
6.25
-1.69334
-1.90567
-0.27087
1.57538
262.27773
2.4
7.39
-2.62126
-3.59987
-1.87734
0.91679
135.90656
3.0
8.52
-3.54058
-5.99979
-4.68788
-0.89126
36.89931
3.6
9.94
-3.91921
-9.54367
-10.3404
-5.85402
-41.11265
4.0
11.36
-1.61428
-11.7307
-17.9186
-15.0755
-64.66321
7.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:
主筋采用HRB335级钢筋。
配筋率:
承载力:
ξ
A
B
C
D
ρ
Nu
0.25
0.4473
0.3413
-1.2348
1.6012
-0.00400
3671.40
当,计算纵向力略大于设计值。
0.000400<0.005,故取。
所需钢筋面积:
钢筋配筋如图所示。
主筋选用18根公称直径为25的HRB335钢筋,实际的配筋率
箍筋采用螺旋箍筋R235级,直径8mm,螺旋筋的间距。
为加强钢筋骨架的刚度,在钢筋骨架上每隔2.5m设置一道直径为
的加劲箍筋。
横系梁高1.2m宽0.9m,采用C25混凝土,按构造配筋
选取钢筋为面积为箍筋直径为8mm间距为250mm。
某桩柱式桥墩钻孔灌注桩端承桩的设计
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+2×1m;
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)
26.14
19.96
521.75
2(4)
27.24
19.96
543.71
3
27.24
19.96
543.71
合计
1609.17
(一)恒荷载
1、两跨恒载反力:
N1=1609.17KN
2、盖梁自重反力:
N2=(13x1.5x1.6-0.8x0.6x1.6)x25=760.8KN
3、系梁自重反力:
N3=1.2x1x9.5x25=285KN
4、一根墩柱自重:
N4=3.14x0.62x4x25=113.04KN
5、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)=26.50KN/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、单孔布载:
单列车:
=0KN
KN
双列车:
2B=680.76KN
b、双孔布载:
单列车:
KN
KN
KN
双列车:
2B=1111.26KN
图1-2单孔、双孔布载
人群荷载(图1—3)
单孔荷载(一侧):
KNKN
KN
双孔布载(一侧):
KN
KN
图1—3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
0.984
682.06
0.016
11.09
3
双列车
0.821
1138.1