钻孔灌注桩的计算手稿

桩基计算（钻孔灌注桩）

选用桩径为两米的钻孔灌注桩，混凝土选用C25水下，钢筋选用R235钢筋，已知混凝土在桩身的弹性模量Ec2.6104MPa 。

桩基的设计荷载计算

计算每一根桩承受的荷载： 1、一孔的反力：N17372.5613686.28KN 22、计算盖梁重量反力：N2878KN

13、计算系梁重量反力: N310.611.425185.5KN

24、计算单根墩柱的重量：N4114.3KN

作用在桩顶部的反力：NN1N2N3N44864.08KN 5、计算桩基的每米重量：q42.022578.54KNM

6、计算可变荷载产生的反力：

（1） 计算可变荷载两跨产生的反力：N51441.78KN (三列车) N5'153.10KN (单侧人群荷载) （2） 计算可变荷载单跨产生的反力：N6807.78KN （三列车） N6'58.14KN (双侧人群荷载) （3） 制动力：T372.06186.03KN 20.0421.856.821m 2作用在支座中心的反力和桩顶部的距离为：7、计算桩顶上作用的外力：

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Nmax4864.081441.78153.16458.96KN (双孔) Nmin4864.08807.858.145730.00KN (单孔)

H186.3KN

MN60.25T6.821N6'0.251485.39KNM

8、地面处作用在桩顶的外力

Nmax6458.9678.546537.5KN Nmin5730.0078.545808.54KN H186.03KN

M01458.39186.031.01671.42KNM

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计算桩基长度

因为假定的图层为单一图层，所以可按照容许承载力的单桩经验公式来计算初步的桩长，最大冲刷线以下的灌注桩桩长为h，计算公式如下：

1 [N]Uilim0{[0]k22(h33)}

2U：桩的周长，因为用旋转式钻机施工，成孔直径需增加5cm，所以

U2.056.44m 。

i：桩外壁的摩阻力的极限值，取70MPa。 Li：图层厚度，单位为米。

：为桩入土深度考虑的修正系数，取0.75。

m0：清底系数为考虑孔底沉淀厚度，取0.80。

A： 桩底截面面积，AR23.14m2

[0] ：土层桩底的容许承载力，取400KPa。 k2 ：深度修正系数，取值4.0。

2 ：土层的重度，取值为11.8KN/m2 。

h3 ：一般冲刷线下方的深度。

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1[N]6.44(9.51h)700.750.83.14[4004.011.8(9.51h3)]3476.052 桩底最大垂直力为：

Nmax6537.59.5178.5439.27h3476.05314.32h

计算得：h=13.85m，取14m。

所以整理得，地面以下钻孔灌注桩的长度为23.15m。

[N]3476.05314.32147876.53KN7284.4239.27147834.19KN

综上所述，钻孔灌注桩轴向承载力满足需要。

桩基的内力计算（m法）

1、计算桩基的计算宽度b1

b1kf(d1)0.9(2.01)2.7m

2、桩基的变形系数

5mb1 EI式子中，Eh2.6107KN/m2 ，I0.0491d40.7856m4 ，

m1000KN/m4

受弯构件的EI0.67EhI ,所以5100002.710.456m 70.672.60.785610计算桩的换算深度为：hh0.45623.5110.722.5 故按照弹性桩计算。

3、计算地面下深度为z处的桩身截面上的弯矩值Mz，以及

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水平压应力

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zx的计算

作用在地面处桩基顶部的外力：

N06537.5KN H0186.03KN M01671.42KNM

（1） 桩身截面弯矩

MH0zAmM0Bm

其中Am ，Bm 等无纲量系数可在表中查到，桩身截面的弯矩分布图如下：z

z

h

Am

BHm

0Am M0Bm 0.22 0.10 4.00 0.09960 0.99974 40.63 1670.99 0.44 0.20 4.00 0.19696 0.99806 80.35 1668.18 0.88 0.40 4.00 0.37739 0.98617 153.96 1648.30 1.32 0.60 4.00 0.52938 0.95861 215.97 1602.24 1.75 0.80 4.00 0.64561 0.91324 263.38 1526.41 2.19 1.00 4.00 0.72305 0.85089 294.98 1422.19 2.85 1.30 4.00 0.76761 0.73161 313.15 1222.83 3.29 1.50 4.00 0.75466 0.68694 307.87 1148.17 4.39 2.00 4.00 0.61413 0.40658 250.54 679.57 5.48 2.50 4.00 0.39896 0.14763 162.76 246.75 6.58 3.00 4.00 0.19305 0.07595 78.76 126.94 7.68 3.50 4.00 0.05081 0.01354 20.73 22.63 8.77

4.00

4.00

0.00005

0.00009

0.02

0.15

（2） 计算桩身的水平压力zx

H02M0zxbhAx1bhBx

1桩身的水平方向压力分布图如下：

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Mz

930.1409.5205.743.360.17

1711.61748.51802.21818.21789.71717.11535.91456.0

Mz10864200.00500.001000.00Mz1500.002000.00Mz

z

0.00 0.44 0.88 1.10 1.32 1.54 1.75 1.98 2.19 4.39

z

0.00 0.20 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 2.00

Ax

2.4407 2.1179 1.8027 1.6504 1.5027 1.3608 1.2237 1.0936 0.9704 0.1470

Bx

1.6210 1.2909 1.0006 0.8704 0.7498 0.6389 0.5373 0.4448 0.3612 -0.0757

2H0zb1Ax

3M0zb1Bx zx

0.00 46.69 74.41 82.21 86.51 87.78 85.87 82.72 76.88 -10.26

0.00 13.35 22.73 26.01 28.42 30.03 30.68 31.02 30.45 9.25 0.00 33.34 51.68 56.20 58.09 57.75 55.19 51.69 46.43 -19.51

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6.58 3.00 8.77 4.00 -0.0874 -0.1079 -0.0947 -0.0149 -8.24 -13.56 -36.58 -7.67 -44.81 -21.23

桩身截面强度计算与配筋验算

根据上式，截面最大弯矩值在z1.32m 处，所以验算该截面的强度即可。 该处的内力值为M1818.21KN N6537.578.451.326641.17KN 桩柱内部竖直方向配筋按0.200 匹配。 所以As4220.20062.8cm2

配置的钢筋选则27根直径为18cm的二级钢筋，所以As68.72cm2 下面计算桩基的换算面积A0

A0AnnAs422100.0068723.209m2

桩基的换算模量即W0

nAsrs23100.0068720.92W0r10.813m3

42R4213计算桩长lp

h0.46523.5110.724

所以计算lp0.7(10e04)6.14m

M01671.420.25m N06537.5计算1 2

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10.22.7e00.755 (rrs)21.150.01l01.1131 所以取值为1 2rl1(0)2121.042

1400e0/(rrs)2r计算偏心距增大系数1即e01.0420.250.261

分别取值g=0.88，0.200 fcd11.5MPa fsd'195MPa

BfcdDgfsd'11.5B0.020.88195D所以e0 'AfcdCfsd11.5A0.02195C查表取值，当0.96 时，A=2.5890，B=0.4011，C=2.2012，D=0.7446 所以计算e00.159m

Ar2fcdCr2fsd'30566.720Nd6641.17KN Br3fcdDgr3fsd'4880.970Nde01818.21KN

综上所述，验算的灌入桩正截面受压承载力满足所需要求。

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5.14.5 墩顶纵向水平位移验算

1、计算桩基在地面位置处的水平方向位移x0和转角0

x0H0M0AB 3EIx3EIx当h4时，Z =0时，查表得到Ax2.44066 Bx1.621 所以3EI(0.456)30.672.60.785610712.98105

2EI(0.456)20.672.60.785610728.46105 计算x082.51671.422.441.6210.86mm6mm 5512.981028.4610以上计算结果完全符合m法的计算准则

082.51671.42(1.621)1.750580.000462rad

28.4610562.41052、计算墩柱顶部纵向水平位移

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）

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