桩基挡墙计算书

1、K197+893K197+915挡土墙桩基础设计计算书（一）、设计资料1、地质资料 地基土：地面以下4.9m为亚粘土，m=15000kN/m4(硬塑)，桩侧土极限摩阻力=60kPa。以下为砾砂，极限摩阻力取=100kPa，桩底容许承载力取=500kPa。地基土摩擦角取=40°。地基土容重=18.0kN/m3。 2、承台和桩尺寸与材料承台采用C30混凝土，纵向长11m，横向宽6.8m。双排式钢筋混凝土钻孔灌注桩：桩直径1.2m；桩身采用C25混凝土，其受压弹性模量Eh=2.6×107MPa。采用摩擦桩，根据试算，桩长取l= 20.0m。3、荷载情况（墙体自重、主动土压力和承台

2、自重等效至承台底面中心）竖向荷载：N=N1+N2=12761.65+2.0×11.0×6.8×25.0=16501.65kN横向荷载：H=3066.03kN弯 矩：M=3184.72kN·m注：挡墙作用荷载按“理正”和“纬地”软件计算，选取其中较大值；后附挡土墙土压力计算过程。（二）、计算1.桩的计算宽度b1=0.9(1.2+1)(0.6+=1.788m2.桩的变形系数 = ；m=15000kN/m4 E=0.67=0.67×2.6×107kN/m2 I=0.102m4 =0.433m-1桩长h=20.0m，其计算长度则为： =h=0

3、.433×20=8.66(2.5)，故按弹性桩计算。3.桩顶刚度系数，值计算 =0m，h=20.0摩擦桩：=A=1.131=h=120000×20=2.4×kN/m3=(+20×)=53.47按桩中心距计算面积，故取=×=13.85= =2.7×=1.525EI已知：=h=0.433×20=8.66(4),取用4=0查表可得：=1.06423；=0.98545；=1.48375可得：=EI=0.1995EI =EI0.1848EI =0.6425EI4.计算承台底面原点o处位移， = = n+=6×0.6425EI

4、+1.525EI×6×=44.2065EI n=6×0.1995EI=1.197EI n=6×0.1848EI=1.1088EI =1.2294(EI)2 = = = 5.计算作用在每根桩上的作用力，竖向力=(+)=1.525EI()=水平力=-=0.1995EI - 0.1848EI = 511.01kN弯矩=-=0.6425EI - 0.1848EI =-407.59kNm校核： =6×511.01=3066.06kNH=3066.03kN +=3×(3197.06-2303.50)×2.1+6×(-407.5

5、9)=3183.89kN M=3184.72kN·m =3×(3197.06+2303.50)=16501.68N= 16501.65kN6.桩身最大弯矩的计算计算桩顶以下Z深度处桩截面上的弯矩 =+ 无量纲系数及通过查表得，值计算列表如下，其结果以图示之。Z=(kN)008.66010407.59407.590.4620.28.660.196960.99806232.44406.80639.240.9240.48.660.377390.98617445.38401.95847.331.3860.68.660.529380.95861624.75390.721015.471

6、.8480.88.660.645610.91324761.92372.231134.152.3091.08.660.723050.85089853.32346.811200.132.7711.28.660.761830.77415899.08315.541214.623.2331.48.660.764980.68694902.80279.991182.793.6951.68.660.737340.59373870.18242.001112.184.1571.88.660.684880.49889808.27203.341011.614.6192.08.660.614130.40658724.7

7、7165.72890.495.5432.48.660.443340.24262523.2198.89622.106.4672.88.660.269960.11979318.6048.83367.426.9283.08.660.193050.07597227.8330.96258.799.2384.08.660.000050.000090.060.010.10Z/mm(kN)桩身弯矩图7.桩身材料截面强度验算验算最大弯矩（Z=2.77m）处截面强度，该处弯矩=1214.62×1.2=1457.54kNm轴向力设计值=3197.06+3476.18kN现选用22根22（ =0.74%钢筋

8、面积=83.63，=280MPa桩身采用C25混凝土，=0.09m，=11.5MPa偏心距增大系数n=其中，-桩受弯计算长度，0.5（+）=0.5（0+）=4.62m； 混凝土弹性模量，=2.6MPa； 混凝土截面惯性矩，=0.102； 混凝土安全系数，=1.25；桩工作条件系数，=0.95； 偏心距对n的影响系数， = =0.419数据代入，得n=1.013所以，n=1.0130.419=0.424对桩的承载力进行复核验算轴向力偏心距： =，其中，=11.5MPa，=280MPa，=0.74%，r=0.6m，g=0.85 通过试算，取0.54时，A=1.2996，B=0.6483，C=0.1

9、941，D=1.8744计算得=0.421与实际计算偏心距n=0.424相符（允许偏差在2%以内）代入1.03476.18=5524.78kN 代入 得， 桩身材料足够安全，桩身裂缝宽不进行验算。8.群桩基础桩底持力层承载力验算 =l+(1+)式中，桩底平面处的最大压应力（kPa）； 桩底以上土的平均容重（包括桩的重力在内），取值=18.6kN/； 承台底面以上土的容重，取值=18.0 kN/； N作用于承台底面合力的竖直分力，N=16501.65kN； e作用于承台底面合力的竖直分力对桩底平面处计算面积重心轴的偏心距，e=0.193m； 、承台底面处桩基平面轮廓的长度、宽度（m），m，； L

10、、B承台的长度、宽度（m）； 基桩所穿过各土层范围内的内摩擦角的加权平均值，取值； A假象的实体基础在桩底平面处的计算面积即a a=+2l =12.45m b=+2l =16.25m 故，A=a=202.31；假想的实体基础在桩底平面处的截面模量（）, =a=547.93；=l+(1+) (1+)=493.41kPa=500kPa 满足要求（此处未进行地基承载力修正)。9.承台验算承台高2.0米，外排桩中心到挡墙外边缘距离为0.435米，承台属短悬臂结构，按“撑杆-系杆”的比拟桁架模式计算。 =s+6d式中,d系杆钢筋直径，d=28mm；s-系杆钢筋的顶层钢筋至中心至承台底的距离，s=0.21

11、2m；承台顶面至拟设的下层钢筋重心的距离，撑杆计算宽度，取承台计算宽度，b桩的支撑宽度，b=0.81.2=0.96m；混凝土立方体抗压强度标准值，承台取用C30混凝土，撑杆混凝土轴心抗压强度设计值；撑杆压力设计值，=31.23197.06=11509.42kN，=，=/=12370.17kN； 系杆拉力设计值，=/=4533.68kN； 撑杆计算宽度（）范围内系杆钢筋截面面积，=109=0.067； 系杆钢筋的弹性模量，2.0MPa；故，计算得：=s+6d=0.212+628=0.38m t=0.96 + 0.38=1.032m =14.4MPa ，取=14.4MPa； 故，撑杆抗压承载力满足

12、要求。系杆钢筋抗拉承载力按下式验算，即 故，系杆抗拉承载力满足要求。 系杆计算宽度（）内的配筋率，=0.3%，大于受弯构件受拉钢筋最小配筋率0.2%，满足要求。附:挡墙土压力计算结果1.衡重式挡土墙验算书（纬地软件计算）墙身断面尺寸:墙身高(m): 12.00 (m)顶宽: 85.00 (cm)面坡倾斜坡率 0.05 上墙高520.00 (cm)上墙墙背倾斜率 0.40 衡重台宽150.00 (cm)下墙高(不包括趾高):680.00 (cm)下墙墙背倾斜率: -0.25 墙趾倾斜坡率: 0.00 (cm)墙底倾斜坡率: 0.00 墙底水平宽度:333.00 (cm)墙底斜宽度:333.00

13、(cm)物理参数:填土高度: 0.00 (cm)填土宽度: 0.00 (cm)墙后填土容重: 18.00 (kN/m3)墙后填土内摩擦角: 35.00 墙背与墙后填土摩擦角: 17.50 圬工砌体容重: 23.00 (kN/m3)基底摩擦系数: 0.50 地基填土容重: 18.00 (kN/m3)地基填土摩擦系数: 0.60 其他参数:墙体布置长度: 10.00 (m)路基宽: 12.25 (m)路肩宽: 0.75 (cm)荷载算法:统计法汽车荷载级别: 汽车-超20级计算上墙土压力:受力情况:(采用公式):计算高度: 5.20 (m)1.是否产生第二破裂角:是2.无荷载时破裂角: 27.50

14、 3.荷载在破裂体上的布置宽度B0: 6.29 (m)4.换算成土柱高度: 0.53 (m)5.第一破裂角: 25.22 (m)6.第二破裂角: 25.22 7.土压力:159.12 (kN)8.作用点高度(相对于衡重台截面): 1.88 (m)作用点高度: 1.88 (m)作用点水平距离(相对于衡重台截面外侧): 3.80 (m)计算下墙土压力:受力情况: (采用公式)计算高度 6.80 (m)1.无荷载时破裂角: 36.10 2.荷载在破裂体上的布置宽度B0: 9.29 3.换算成土柱高度: 0.53 (m)4.破裂角: 36.10 5.土压力:180.03 (kN)6.作用点高度(相对于

15、墙趾): 2.98 (m)水平距离(相对于墙趾): 4.07 (m)7.衡重台上的土体重:123.14 (kN)8.汽车荷载对衡重台产生的压力: 10.86 (kN)上墙截面强度验算:衡重台截面以上墙体重量W:241.59 (kN)作用于上墙墙背的土压力,水平分量Ex'(kN): 79.04 (kN)竖直分量Ey': 1.23 (kN)上墙重力的力臂Zw:241.59 (kN)作用于上墙墙背的土压力,水平分量Ex'(kN): 79.04 (kN)作用于上墙墙背的土压力高度: 1.88 (m)合力作用力臂Zn: 0.82 (m)截面宽度B:319.00 (cm)偏心距e1

16、: 77.13 (cm)截面上压应力:面坡:209.89 (kPa)背坡:-38.60 (kPa)直剪向应力: -9.48 (kPa)斜截面剪应力: 53.70 (kPa)滑动稳定性验算:1.基底摩擦系数: 0.50 2.基底倾斜度: 0.00 3.墙自重W:868.76 (kN)4.上墙土压力:159.12 (kN)下墙土压力:180.03 (kN)衡重台上土重:123.14 (kN)5.汽车荷载对衡重台产生的压力: 10.86 (kN)6.滑移力:278.73 (kN)抗滑力:575.87 (kN)7.抗滑稳定系数Kc1: 2.07 抗滑稳定验算满足: Kc1 = 2.07 >1.3

17、00倾覆稳定性验算:相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw: 2.03 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩:1221.28 (kN*m)抗倾覆力矩:2792.09 (kN*m)倾覆稳定系数: 2.29 抗倾覆稳定验算满足: K0 = 2.29 >1.500地基应力及偏心距验算:基础为天然基础，验算墙底偏心距及压应力:1.作用于基础底的总竖向力:1160.15 (kN)2.总弯距:1570.80 (kN*m)3.基础底面宽度:333.00 (m)4.偏心距e: 31.10 (cm)5.基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn: 1.35 (m)6.基底压应力: 趾部:555.77 (kP

18、a)踵部:141.01 (kPa)下墙截面强度验算:土压力计算:受力情况: (采用公式): 3计算高度为: 6.80 (m)1.无荷载时的破裂角: 36.10 2.荷载在破裂体上的布置宽度B0: 9.29 (m)3.换算成土柱高度: 0.53 (m)4.破裂角: 36.10 5.土压力:180.03 (kN)6.作用点高度(相对于截面): 2.98 (m)作用点(相对于截面外侧)水平位置: 4.07 (m)7.衡重台上的土体重:123.14 (kN)8.汽车荷载对衡重台产生的压力: 10.86 (kN)强度验算:验算截面以上墙体重量:868.76 (kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Z

19、w: 2.03 (m)法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力:1151.74 (kN)总弯距:1570.80 (kN*m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn: 1.36 (m)截面宽度B:333.00 (cm)偏心距e: 30.11 (cm)截面上压应力:面坡:533.54 (kPa)背坡:158.20 (kPa)2.衡重式挡土墙验算书（理正软件计算）衡重式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 衡重式挡土墙-原始条件: 墙身尺寸: 墙身总高: 12.000(m) 上墙高: 5.200(m) 墙顶宽: 0.850(m) 台宽: 1.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.050 上墙背坡倾斜坡度

20、: 1:0.400 下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.250 墙底倾斜坡率: 0.000:1 下墙土压力计算方法: 力多边形法 物理参数： 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 7.5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)

21、地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 35.000(度) 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 12.250 0.000 0 地面横坡角度: 18.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m)=第 1 种情况: 组合1 土压力计算 计算高度为 12.000(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压力 无荷载时的破裂角 = 27.500(度) 按假想墙背计算得到:

22、第1破裂角： 28.110(度) Ea=193.147 Ex=67.497 Ey=180.970(kN) 作用点高度 Zy=1.733(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在： 第2破裂角=27.505(度) 第1破裂角=27.500(度) Ea=150.785 Ex=69.612 Ey=133.754(kN) 作用点高度 Zy=1.733(m) 计算下墙土压力 无荷载时的破裂角 = 34.687(度) 按力多边形法计算得到: 破裂角： 34.687(度) Ea=174.452 Ex=174.133 Ey=10.540(kN) 作用点高度 Zy=2.952(m) 墙身截面积 = 37.772(m2) 重量 = 868.756 kN 衡重台上填料重 = 117.198(kN) 重心坐标(2.58