【《锚碇桩式基础构造及桩身内力计算过程案例》2200字】

锚碇桩式基础构造及桩身内力计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u18564锚碇桩式基础构造及桩身内力计算过程案例 1123471.1基础条件及桩的布置 1149431.1.1基础条件 173661.1.2桩的布置 2258621.2单桩桩顶的作用力计算 3102641.1.1承台底面中心处荷载的计算 332961.1.2桩的各项计算系数 441661.1.3计算作用在每根桩顶的作用力 7321991.1.4桩顶纵向水平位移验算 8264541.3验算挖孔桩受压容许承载力 822751.4基础沉降量计算 91.1基础条件及桩的布置1.1.1基础条件桩的类型：挖孔灌注摩擦空心桩。桩长：20m。桩的直径：考虑到实际的现场施工条件，每根桩分五节进行施工，随着桩长每4m变截面缩短0.5m，共缩短五次。第一节外径12m，内径8m；第2节外径11.5m，内径7.5m；第3节外径11m，内径7m；第4节外径10.5m，内径6.5m；第5节外径10m，内径6m，如图1-1所示。桩身混凝土：C30。承台尺寸：长宽高=(m)。图SEQ图\*ARABIC图SEQ图\*ARABIC1-1灌注桩图样承台顶面中心荷载：KN；KN；KN·m1.1.2桩的布置桩的排列采用行列式排列，33=9根桩，共3排横纵排列。桩中距横向纵向均为25米，最外侧一排桩中心至承台边缘的距离为11米。如图1-2所示。图1-2桩的布置1.2单桩桩顶的作用力计算1.1.1承台底面中心处荷载的计算承台的自重大小：kN由于考虑到承台顶面的负弯矩过大，为了满足单桩容许承载力的要求的同时节约材料，现将第一排桩身内部装回填土（容重为18.2kN/m3），装土高度为16米，用回填土的自重抵消一部分承台底面的负弯矩值。一根桩内回填土的自重力：kN一排桩内回填土的自重力：kN该排桩对承台中心的弯矩：承台底面中心处的荷载为：kNkNkN1.1.2桩的各项计算系数（1）桩的计算宽度由规范《JTG3363-2019》L.0.1可知式中：——桩的计算宽度（m），应满足；——实心桩径或者空心桩壁厚（m）；由于该尺寸的空心桩与直径11.36米的实心桩抗弯刚度EI相同，故可取为11.36。——与桩底的截面形状有关的换算系数，根据水平力的作用面方向而确定，当桩底截面形状为圆形或圆端截面时，=0.9。——桩间相互影响系数，方向与水平力方向平行。式中：——桩间净距，方向平行于水平作用力方向。m——地面或者局部冲刷线以下桩的计算埋入深度m由于，故取1.0，则m（2）桩的变形系数参考规范《JTG3363-2019》L.0.2主要影响深度：m；范围内有两层不同的土第一层为粉质粘土，厚3.5m，其地基比例系数为28000KN/m3；第二层为密实粗砂，厚17.5m，地基比例系数为110000KN/m3。双层地基当量值的计算式为深度影响系数：于是kN/m4截面惯性矩：m4抗弯刚度：N/m变形系数：m-1；由于桩长=20m，所以其计算长度为：大于1.5，故可按照弹性桩进行计算。（3）计算桩顶刚度系数、、、参考规范《JTG3363-2019》L.0.3式中：——系数，此处挖孔灌注桩取1/2。——桩底截面面积；m2。——桩底平面处地基土的竖向地基系数，kN/m4——单桩压应力的分布面积，与桩的承载性状有关，对于摩擦桩，取自下列两计算值的最小值。故取最小值为258.78m2。于是代入公式得=0.0051EI查附表17、18、19可得：，得（4）承台底面中心处位移、、当群桩为竖直多排等直径桩时，有代入数据可得1.1.3计算作用在每根桩顶的作用力参考规范《JTG3363-2019》L.0.3竖向力：kNkNkN水平力：弯矩：校核：kN1.1.4桩顶纵向水平位移验算桩顶水平位移：桩顶转角：式中：、、均为和的函数，查表得=3.2352、=1.1039、=1.0557，代入公式可得：显然满足要求。1.3验算挖孔桩受压容许承载力参考规范《JTG3363-2019》6.3可得式中：——桩底截面的周长，；——承台底面或局部冲刷线以下的各层土层的厚度(m);本设计中桩侧土有两层，第一层为粉质粘土，m，第二层为密实粗砂，m；——与所对应的土层与其桩侧的摩阻力标准值(kPa)。本设计中第一层粉质粘土kPa,第二层密实粗砂kPa;——桩端土层承载力的容许值(kPa),——考虑桩入土长度影响的修正系数，按图表-1取值桩端土情况4～2020～25>25透水性土0.700.70～0.850.85不透水性土0.650.65～0.720.72表2-1修正系数由于，故取；——桩底土的容许承载力(kPa),本设计中取550kPa；——桩端以上各层土的加权容重(kN/m3),本设计中kN/m3——考虑孔底沉渣影响的清孔系数，本设计中取为1；——桩底截面积，本设计中m2；代入数据可得kPa根据之前算出的各个单排桩桩顶的竖向力进行比较，显然满足承载力要求。1.4基础沉降量计算本设计中由于群桩尺寸较大，故现将群桩基础视为一个超大矩形沉井基础进行沉降量计算，该沉井尺寸选取群桩的横向与纵向最外一排桩的边缘切线所连的矩形范围面积进行计算，其尺寸为长宽高=(m)。参考规范《JTG3363-2019》5.3.4计算沉降量式中——地基的最终沉降量(mm)；——按照分层总和法所计算出来的地基沉降量(mm)；——沉降计算经验系数，可按表2-2确定；(MPa)基底附加压应力1.54.07.015.020.01.41.31.00.40.21.11.00.70.40.2表2-2沉降计算经验系数——基础底面处的附加压应力值；——基础底面以下的计算深度范围内的土层的压缩模量当量值，由确定；——基础底面以下第层土的压缩模量(MPa),取土的自重压应力至土的自重压应力与附加压应力之和的压应力段计算。本设计中第一层土、第二层土、第三层土分别为61.92MPa、49.81MPa、18.85MPa。、——基础底面到第层土与第层土的距离(m)；、——基础底面的计算点到第层土、第层土底面范围内平均附加压应力系数，可参考规范《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）附录M第M.0.2条获得参数。——基础压应力(kPa)，由于本设计中，故应当按照压应力图形中，采用距离最大压应力点处的压应力值，按下式计算式中——基础自重和基础土自重的标准荷载(kN)——基础及回填土的平均容重，取为20kN/m3，如果位于地下水位以下的话则取10kN/m3；——基础平均埋深，本设计中取为20m。——于基础底面的力矩值；——作用抵抗矩，本设计中m3；由下图2-1可知，代入数据可得kN，如图1所示取MPa，则有MPa图SEQ图\*