桩基础的设计与计算
桩基础工程量的计算
桩基础工程量的计算一、桩基础数量计算1.桩基数量计算的基本公式为：N=L/(S+P)，其中N为需要的桩数，L 为建筑物的长度或宽度，S为桩的间距，P为桩的排距。
该公式适用于桩基的平面布置情况。
2.桩基数量计算的细化公式为：N=(L+l)/S，其中N为需要的桩数，L 为建筑物的长度或宽度，l为建筑物两端的投影长度，S为桩的间距。
该公式适用于桩基的非对称布置情况。
3.桩基数量计算的考虑因素包括建筑物的荷载、土壤的承载力和桩的承载力。
具体计算方法需要根据工程设计规范和现场调查结果来确定，以确保桩基的稳定和安全。
二、桩基础材料计算1.桩基础材料计算包括桩的长度、直径和总体积的计算。
桩的长度一般要求超过地下水位，以确保钢筋不会被腐蚀。
桩的直径一般根据桩的类型和设计要求来确定。
桩的总体积通过桩长和桩的截面积计算得出。
2.桩基础材料计算还需要考虑桩的原材料消耗，包括钢筋和混凝土的用量。
钢筋的计算一般遵循工程设计规范的规定，根据桩的直径、长度和设计要求来确定。
混凝土的计算一般按照桩的长度和截面积来确定，同时要考虑混凝土的强度等级和用量。
三、桩基础人工计算1.桩基础人工计算包括桩的施工人工和机械设备的计算。
施工人工的计算一般按照工程设计规范的要求，根据施工工艺和施工时间来确定。
机械设备的计算一般根据施工工艺和现场条件来确定，包括起重机械、打桩机和挖掘机等。
2.桩基础人工计算还需要考虑施工过程中的其他人工费用，如运输费用、安全费用和临时设施费用等。
这些费用一般通过现场调查和施工管理来确定。
综上所述，桩基础工程量的计算涉及桩基数量计算、桩基材料计算和桩基人工计算三个方面。
通过合理的计算方法，可以准确确定桩基础工程的数量和材料用量，确保工程的稳定和安全。
桩基础计算方式【最新】
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1、挖孔深度=设计桩长+空头高度+锅底
2、有效桩长=挖孔深度-空头高度=设计桩长+锅底
3、直筒深度=挖孔深度-扩高-圆柱高-锅底=设计桩长+空头高度-扩高-圆柱高
4、大头圆柱=1/4×3.14×扩大头直径（D）×圆柱高（h1）
5、扩大头量=1/12×3.14×(扩高（h）+圆柱高(h1))×（D2+d2+dD）+大头圆柱
6、挖孔半径=（桩径+2a1+2a2）÷2
7、挖孔截面积=3.14×挖孔半径2
8、挖孔量=挖孔截面积×直筒深度+扩大头量9、桩芯半径=（桩径+2 Nhomakorabea2）÷2
17、设计桩长=承台顶设计标高-桩底设计标高-承台高+桩身锚入承台的深度
18、实际桩长=实测孔深（挖孔深度）-空头高度
19、桩顶高程=设计桩长+设计桩底高程
20、桩底高程=桩顶高程-实际桩长
21、孔口高程=桩底高程+实测孔深
10、桩芯截面积=3.14×桩芯半径2
11、桩芯砼量=桩芯截面积×（直筒深度-空头深度+超灌深度）+扩大头量
12、护壁截面积=挖孔截面积-桩芯截面积
13、护壁砼量=护壁截面积×直筒深度
14、空头土方=桩芯截面积×空头高度
15、入岩量=挖孔截面积×（入岩直筒深度+扩大头量）
16、空头高度=场地标高-桩顶设计标高
桩基础的设计参数和计算方法
桩基础的设计参数和计算方法桩基础是一种常见的地基结构，它适用于软土层、松散土层、淤泥及河道两旁的稳定土壤等场合。
桩基础的设计参数和计算方法在工程中非常重要，正确地计算和选取这些参数关系到整个工程的稳定性和安全性。
本文将对桩基础的设计参数和计算方法进行详细阐述。
1. 桩基础的分类桩基础可以根据不同的分类方法分为多种类型。
根据桩的材料可以分为钢桩、混凝土桩、木桩等；根据桩的布置可以分为单桩基础和桩群基础等；根据桩的作用可以分为独立桩和输送桩等。
2. 桩基础的设计参数桩基础的设计参数包括桩的长度、直径、间距，桩的数量等。
这些参数的选取需要根据具体的计算方法和工程实际情况来确定。
2.1 桩的长度桩的长度一般由以下因素决定：地基承载力、桩端承载能力和桩侧摩阻力。
通常情况下，桩的长度应大于地基承载层的深度，以保证桩能够充分承担地基的荷载。
而具体的长度还需要通过桩的竖向受力分析和长度计算来确定。
2.2 桩的直径桩的直径是一个关键参数，直径过小会导致桩的强度不足，直径过大会浪费材料和空间。
桩的直径需要通过桩的受力分析和材料强度来确定。
2.3 桩的间距和数量桩的间距和数量的选取需要考虑桩与桩之间的相互作用，通常需要满足以下条件：桩的自重能够贯穿至地基承载层，同时桩之间的距离应不小于桩径的3倍。
3. 桩基础的计算方法桩基础的计算方法可以根据具体的设计参数和工程实际情况选择。
桩基础的计算方法主要包括如下：3.1 桩群基础计算方法桩群基础的计算方法主要依据于Mindlin理论和Bowles公式。
Mindlin理论是针对桩间相互作用进行的，采用Mindlin-Hertzberg 方法和相似准则进行计算；Bowles公式是一种经验式公式，通过参数化和试验得出。
这两种计算方法可以相互验证，提供了有效的数值计算和试验设计方法。
3.2 桩竖向受力计算方法桩竖向受力计算方法主要基于桩缩长度和桩端摩阻力。
桩缩长度是指桩在压缩荷载作用下的长度变化，它与桩的材料和构造有关；桩端摩阻力则是指桩端与土壤之间的摩擦系数和局部变形。
桩基础的设计计算
L1＜0.6h1的多排桩
k
b2
1 b2 0.6
L1 h1
h1——地面或最大冲刷线以下桩柱
计算埋入深度：h1=3(d+1) ；但h1值不
得大于桩的入土深度（h）；
L1——与外力作用方向平行的排桩桩间净距；梅花形布桩 时，若相邻两排桩中心距 c 小于（d+1）m时，可按水平 力作用面各桩间的投影距离计算。
Mi
My n
竖向力 N 在单排桩方向有偏心距e，Mx=Ne，每根桩上 的竖向作用力按偏心受压计算：
Pi
N n
M x yi yi2
,
H Qi n ,
Mi
My n
多排桩 外力作用平面内（验算平面），或将桩投影到外力作
用平面（验算平面）上有多根桩。在垂直于外力作用平面 （验算平面）内进行荷载分配时，不是直接分配给单桩， 而是分配给与外力作用平面（验算平面）相平行的一排桩， 在该排桩作用平面内，作为一个平面受力体（超静定结 构），再通过结构力学方法进行第二次荷载分配，直至分 配给单桩为止。
H分配给单桩，计算最不利的基桩内力、位移。 单桩、单排桩 单桩——全部荷载由单桩承受，荷载不需分配； 单排桩——外力作用平面内（验算平面），或将桩投影到 外力作用平面（验算平面）上只有一根桩，而在垂直于外 力作用平面内多根桩组成。
竖向力 N 在单排桩方向无偏心
Pi
N; n
Qi
H; n
第四章：桩基础的设计计算
1. 单排桩基桩内力和位移计算 2. 多排桩基桩内力和位移计算 3. 群桩基础的竖向分析及其验算 4. 承台的计算 5. 桩基础的设计
桩基础内力计算及设计
变形时所需施加的力，单位为kN/m3。
确定方法：
地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。 地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同
深度进行实测后反算得到。大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变 化。由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因， 所采用的C值随深度的分布规律也各有不同。
水平静载试验确定。但由于试验费用、时间等原 因，某些建筑物不一定进行桩的水平静载试验， 可采用规范提供的经验值如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 6
土的分类 流塑粘性土IL＞1、淤泥 软塑粘性土1＞IL＞0.5、粉砂 硬塑粘性土0.5＞IL＞0、细砂、中砂 坚硬、半坚硬粘性土IL＜0、粗砂 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石 密实粗砂夹卵石，密实漂卵石
m或m0（MN/m4） 3～5 5～10 10～20 20～30 30～80 80～120
M法的基本假定：
认为桩侧土为文克尔离散线性弹簧，不考虑桩土之 间的粘着力和摩阻力，桩作为弹性构件考虑，当桩受到 水平外力作用后，桩土协调变形，任一深度z所产生的桩 侧土水平抗力与该点水平位移Xx成正比，即σzx＝CXx， 且地基系数C随着深度成线性增长，即C＝mz。
（1）弹性桩 当桩的入土深度h 2.5 时，这时桩的相对刚度小，必
须考虑桩的实际刚度，按弹性桩来计算。其中α称为桩
的变形系数。
5
mb1
EI
（2）刚为属刚性桩。 a
（二） “m”法计算桩的内力和位移
1、计算参数 地基土水平抗力系数的比例系数m值宜通过桩的
定义式
zx Cx z
式中：σzx：横向土抗力（kN/m2）； C：地基系数（kN/m3）； xz：深度z处桩的横向位移（m）。
桩基础设计计算
第四章桩基础的设计和计算桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降变形小、抗震能力强，以及能适应各种复杂地质条件的显著优点，是桥梁工程的常用基础结构。
在受到上部结构传来的荷载作用时，桩基础通过承台将其分配给各桩，再由桩传递给周围的岩土层。
当为低承台桩基础时，承台同时也将部分荷载传递给承台周边的土体。
由于桩基础的埋置深度更大，与岩土层的接触界面和相互作用关系更为复杂，所以桩基础的设计计算远比浅基础繁琐和困难。
本章主要依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB 10002.5-2005（以下简称《铁路桥涵地基规范》）的相关规定介绍铁路桥涵桩基础的设计与计算。
第一节桩基础的设计原则设计桩基础时，应先根据荷载、地质及水文等条件，初步拟定承台的位置和尺寸、桩的类型、直径、长度、桩数以及桩的排列形式等，然后经过反复试算和比较将其确定下来。
在上述设计过程中，设计者必须注意遵守相关设计规范的基本原则和具体规定，因此，在讨论设计计算方法之前，先将桩基础的设计原则介绍如下。
一、承台座板底面高程的确定低承台桩基和高承台桩基在计算原理及方法上没有根本的不同，但将影响到施工难易程度和桩的受力大小，故在拟定承台座板底面高程时，应根据荷载的大小、施工条件及河流的地质、水文、通航、流冰等情况加以决定。
一般对于常年有水且水位较高，施工时不易排水或河床冲刷深度较大的河流，为方便施工，多采用高承台桩基。
若河流不通航无流冰时，甚至可以把承台座板底面设置在施工水位之上，使施工更加方便。
但若河流航运繁忙或有流冰时，应将承台座板适当放低或在承台四周安设伸至通航或流冰水位以下一定深度的钢筋混凝土围板，以避免船只、排筏或流冰直接撞击桩身。
对于有强烈流冰的河流，则应将承台底面置于最低流冰层底面以下且不少于0.25m处。
低承台桩基的稳定性较好，但水中施工难度较大，故多用于季节性河流或冲刷深度较小的河流。
若承台位于冻胀性土中时，承台座板底面应置于冻结线以下不少于0.25m处。
第四章桩基础的设计计算
（三）土的弹性抗力及其分布规律
1．土的弹性抗力的概念及定义式
概念：桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作
用下产生位移及转角，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生
一横向土抗力 pzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种
作用力称为土的弹性抗力。
定义式：
pzx Cxz ………（3－52）
pzx ：横向土抗力(kN / m2 )；
C ：地基系数 (kN / m3) ；
xz ：深度Z处桩的横向位移（m）。
2．地基系数的概念及确定方法
概念：
地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形
时所需施加的力。
确定方法：
大量的试验表明,地基系数C 值不仅与土的类别及其性质
有关，而且也随着深度而变化。由于实测的客观条件和
变形系数，
5
mb1
EI
刚性桩：
当桩的入土深度 h 2.5 时，则桩的相对刚度较大，计算
时认为属刚性桩
二 “m”法弹性单排桩基桩内力和位移计算
（一）基本假定 1、将土视作弹性变形介质，地基系数随深度成比例增长。 2、土的应力应变关系符合文克尔假定。 3、忽略桩土之间的摩擦力和粘结力。 4、桩与桩侧土在受力前后始终密贴。 5、桩作为一弹性构件。
3EI
D3
Q Z
3EI
x0 A4
0
B4
M0
2EI
C4
Q
3
0
EI
D4
1、摩擦桩、柱承桩 x0 、 0 的计算
边界条件：
M h A0 xdNx A0 x x h C0dA0
hC0 A0 x2dA0 hC0I0
Qh 0
Mh
桩基设计计算公式
桩基设计计算公式1.承载力计算公式：桩基承载力是指桩基能够承受的荷载大小。
常用的桩基承载力计算公式有以下几种：a.硬黏土中桩基的承载力计算公式：Qp = Ap × σcp + Ac × σcd其中，Qp为桩的承载力，Ap为桩的截面面积，σcp为黏土的压缩强度，Ac为桩侧部面积，σcd为黏土侧压缩强度。
b.砂土中桩基的承载力计算公式：Qp = Ap × σcp + Ac × σcd + As × σcs其中，Qp为桩的承载力，Ap为桩的截面面积，σcp为砂土的抗压强度，Ac为桩侧面积，σcd为砂土侧压缩强度，As为桩顶面积，σcs为砂土顶面抗拔强度。
c.软土中桩基的承载力计算公式：Qp = Ap × σcp + Ac × σcd + Aa × σca其中，Qp为桩的承载力，Ap为桩的截面面积，σcp为软土的抗压强度，Ac为桩侧面积，σcd为软土侧压缩强度，Aa为桩底面积，σca为软土底面抗拔强度。
2.侧阻力计算公式：桩基侧阻力是指桩基在侧面土体与桩身之间产生的摩擦力。
常用的桩基侧阻力计算公式有以下几种：a.锥形桩侧阻力计算公式：Fs=π×L×D×τ其中，Fs为桩的侧阻力，L为桩的长度，D为桩的直径，τ为土与桩身之间的摩擦系数。
b.圆柱桩侧阻力计算公式：Fs=π×L×D×τ其中，Fs为桩的侧阻力，L为桩的长度，D为桩的直径，τ为土与桩身之间的摩擦系数。
c.单桩顶阻力计算公式：Fv = d × L × qc其中，Fv为桩的顶阻力，L为桩的长度，d为桩顶板的直径，qc为土的静力锥尖抗力。
d.桩身摩阻力计算公式：Fr=π×L【D^2-(D-2t)^2】×γ×µ其中，Fr为桩的摩阻力，L为桩的长度，D为桩的直径，t为桩壁厚度，γ为土的单位重，µ为土与桩身之间的摩擦系数。
桩基础设计计算
桩的挠曲变形曲线
Q N M Q
x1
M
N
1
s
o
地面或局 部冲刷线 x
地面或局 部冲刷线
土的横向抗力
y
y
图 4-2
单桩的受力和变形
图 4-3
横向受力桩和轴向受力桩
2．群桩基础 群桩基础即包含多根桩的基础，其力学计算模式可表示为图 4-4。由于承台板的刚度一 般都远大于桩的刚度， 桩与承台的联结也大多处理为刚性， 故可将桩基视为一个带有刚性承 台板的超静定刚架。 又由于桥梁桩基中桩的布置一般都比较规则， 往往具有一个或两个竖直 对称面， 当外力也可简化为作用于对称面内的等效力系时， 桩基便可简化为平面刚架进行计 算。 群桩基础的计算要比单桩复杂得多， 须先求解刚架的整体位移和桩顶内力， 然后才能求 解桩身的内力并进行相关检算。 在进行刚架的位移计算时， 通常以采用结构力学中的位移法 最为简便，因为对于具有刚性承台的平面刚架，用位移法求解时的独立未知数只有三个，故 比采用力法方便得多。
第二节
单桩的横向位移和桩身内力计算
本节讨论单桩桩顶作用横向外力（剪力和弯矩） ，并考虑土的横向抗力时，桩的横向位 移和桩身内力计算方法， 这在桩基分析中是一个基本课题。 由于需要考虑桩侧土体的弹性抗 力，故本节先介绍横向抗力的计算，然后再介绍桩的位移和内力计算方法。 另外需要指出， 本节介绍的方法虽然是以桩为分析对象， 但实际上对于具有类似力学特 征的深基础，如沉井、管柱和地下连续墙等也是适用的。 一、桩侧土体的横向扰力
1．单桩（含单排桩桩基） 由单根桩构成的桩基， 或由与水平外力相垂直的平面内的 n 根桩构成的单排桩桩基 （图 4-1） ，且承台为刚性，外力作用在桩基对称面上时，各桩的受力情况相同，故上述两种情况 的力学计算模式均如图 4-2 所示。通常，在计算时又进一步将其分解为横向受力情况和轴向 受力情况，如图 4-3。为方便分析，具体计算时认为作用在桩顶的横向力（剪力和弯矩）主 要使桩发生横向位移和挠曲， 计算时考虑桩侧土的横向抗力， 而轴向力主要使桩产生轴向位 移。桩身内力也分别按这两种受力情况进行计算。
桩基础工程计算汇总
桩基础工程计算汇总
桩基础设计需要进行以下几项主要计算:
1. 桩基承载力计算:根据地基土层情况、桩型式和桩径,计算单根桩的承载力。
2. 桩数计算:根据上部结构总重量和单桩承载力,计算需要的桩数。
3. 桩长计算:根据地层情况和所需承载力,计算桩的长度。
4. 桩间距计算:根据桩数和基础平面尺寸,计算桩的排列间距。
5. 桩顶结构计算:计算桩顶结构的大小和配筋。
6. 桩基承台计算:计算承台的大小、形状和配筋。
7. 桩基构造计算:计算模板、护壁等施工构造的设计。
8. 桩基数量计算:根据桩长、桩数等,计算桩基工程所需材料数量。
9. 桩基工程量计算:计算桩基整个工程的挖填方量、混凝土、钢筋用量等。
10. 桩基工程预算:根据工程量计算出桩基工程的概预算费用。
以上是桩基础工程设计中的主要计算内容,需要详细计算和优化,以确保桩基础设计方案的安全性和经济性。
桩基础工程计算规则
桩基础工程计算规则桩基础工程计算规则主要涉及到桩基础的设计和计算方法。
在桥梁、大型建筑物等工程中，桩基础是一种常用的基础形式，它通过承担恒载和变载的作用，将上部结构的荷载传递到地下的稳定土层或岩石中，以保证工程的稳定与安全。
下面将介绍桩基础工程计算规则的主要内容。
1.桩的类型和选择在进行桩基础设计时，需要根据工程的具体情况选择合适的桩类型。
常见的桩类型包括钻孔灌注桩、灌注桩、摩擦桩、扩底桩等。
选择桩类型时需要考虑土层的性质、荷载特点、建筑物的结构形式等因素。
2.桩的承载力计算桩的承载力是指桩能够承受的荷载大小。
在计算桩的承载力时，可以采用静力法、动力法和现场试验法。
常用的计算方法有挖方法、桥梁挠度法、侧壁法等。
需要考虑桩的长细比、桩身土壤摩擦力、桩端阻力等因素。
3.桩的沉降计算桩基础在承受荷载作用时，会产生一定的沉降变形。
在进行桩基础设计时，需要对桩的沉降进行计算。
常用的计算方法有弹性沉降法、弹塑性沉降法和有限元分析法。
需要考虑桩的刚度、土体的力学特性、荷载的大小等因素。
4.桩的稳定性计算桩基础在承受侧向荷载作用时，需要保持稳定。
因此需要进行桩的稳定性计算。
常用的计算方法有弯矩反扭矩法、修正弯矩法和弯矩面法。
需要考虑桩的几何形状、土的力学性质、侧阻力的大小等因素。
5.钢筋混凝土桩的设计钢筋混凝土桩是一种常见的桩类型，在设计时需要考虑桩身的截面形状和尺寸，桩端的处理方式以及钢筋的布置等。
桩身的设计可以根据承载力或变形要求进行，桩端可以采用扩底、加固筒等方式进行处理。
总结而言，桩基础工程计算规则是根据土体特性、荷载情况等因素，通过选择合适的桩类型，利用各种计算方法进行桩的承载力、沉降和稳定性等方面的计算，以确保桩的设计满足工程要求。
这些规则是工程设计师进行桩基础设计时的重要参考，能够有效保证工程的安全和稳定。
第四章桩基础的设计计算
j0 M0 Q0 QZ x0 A4 B4 2 C 4 3 D4 3 EI EI EI
zx
M0 Q0 m Zxz m Z( x0 A1 B1 2 C1 3 D1 ) a a EI a EI
j0
32
1、摩擦桩、支承桩
边界条件：
M h jhC0 I 0 Qh 0
39
（四）桩顶位移的计算
桩顶的水平位移组成： 桩在地面处的水平位移x0 、 地面处转角j0 所引起的桩 顶的水平位移j0l0、桩露出 地面段作为悬臂梁桩顶在 水平力Q作用下产生的水平 位移xQ 以及在 M作用下产 生的水平位移xM
x1 x0 j 0l0 xQ xm
40
桩顶转角j1则由地面处的转角j0、桩顶在水平力 Q作用下引起的转角jQ及弯矩作用引起的转角jM组 成，即
计算参数
21
地基土水平抗力系数的比例系数m值宜通过桩的 水平静载试验确定。 非岩石类土的比例系数m值
序 号
1 2 3 4 5
土 的 分 类
流塑粘性土IL＞1、淤泥 软塑粘性土1＞IL＞0.5、粉砂 硬塑粘性土0.5＞IL＞0、细砂、中砂 坚硬、半坚硬粘性土IL＜0、粗砂 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石
0 Q
0 Q
37
(三)桩身最大弯矩及位置
目的：检验桩的截面强度和配筋计算
最大弯矩截面：Qz=0
Qz Q0 AQ M 0 BQ 0
则：
M 0
CQ Q0 BQ BQ Q0 DQ M 0 AQ AQ
Z Z
5
mb 1 EI
Z Z M max
38
最大弯矩：
Q0
桩基工程设计要素与承载力计算
桩基工程设计要素与承载力计算桩基工程是土木工程中常见的一种基础形式，它将荷载通过桩身传递到更深的土层中，以增加地基的承载能力。
桩基工程设计的关键是确定合适的桩型和桩长，并计算桩的承载力。
本文将从设计要素和承载力计算两个方面探讨桩基工程的相关知识。
一、设计要素1. 地质条件：地质条件是进行桩基工程设计的基础。
土层的稳定性、承载能力以及水文环境等都会对桩基工程产生影响。
因此，在设计之前需要进行必要的地质勘察，获得地质资料，以便确定桩基工程相关参数。
2. 桩的类型：根据桩体材料和桩的施工方式，桩可分为多种类型，如钢筋混凝土桩、钢管桩、木桩等。
设计人员应根据具体情况选择合适的桩型。
3. 桩的直径和长度：桩的直径和长度是确定桩体承载力的重要参数。
一般来说，桩的直径越大，桩体的承载能力越高；桩的长度越长，桩体的摩擦阻力越大。
因此，在设计时需要综合考虑地质条件和工程要求，确定合理的桩径和桩长。
4. 桩的布设形式：桩的布设形式包括桩的间距、排列方式以及桩身的布设方式等。
合理的桩布设形式可以降低桩体之间的相互干扰，提高整体承载力。
5. 桩顶承载能力：桩顶承载力是桩基工程设计的关键指标之一。
它是指桩头能承受的最大荷载。
桩顶承载能力的计算和确定需要考虑桩的类型、强度以及尺寸等因素。
二、承载力计算桩的承载力是指桩体在承受荷载时能保持稳定的能力。
桩的承载力计算需要考虑桩的竖向承载力和横向承载力。
1. 竖向承载力计算：桩体的竖向承载力由桩端承载力和桩身摩擦阻力组成。
桩端承载力是指桩底部的承载力，它受到桩顶荷载的作用。
桩身摩擦阻力是指桩身与土层之间的摩擦力，通常通过施工负荷试验来确定。
2. 横向承载力计算：桩体在横向作用力的作用下，会发生弯曲和剪切变形。
横向承载力计算主要考虑桩的抗弯刚度和剪切刚度。
一般采用桩的弯矩-弯曲曲线和横向阻力曲线来计算桩体的横向承载力。
在桩基工程设计中，还需要考虑荷载的传递方式、桩土相互作用等因素。
桩基础的设计
当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时， 一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然地基承载 能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基 中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制 沉降进行桩基础设计。
对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度合耐久性。
1x = 0.56 1x + 0.2
1y = 0.56 1y + 0.2
（a）锥形承台； (b)阶形承台 四桩以上（含四桩）承台角桩冲切计算示意
（2）三桩三角形承台可按下列公式计算受角桩冲切的承载力 ：
底部角桩：
( ) N l
11
2c1 + a11
hp tg
1
2
f tho
0.56
11 = 11 + 0.2
向设置联系梁。
4） 联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁 宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的 1/10~1/15，且不宜小于400mm。
5） 联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小 于2根直径12mm钢筋；位于同一轴线上的联系梁纵 筋宜通长配置。
承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌 注素混凝土，或采用灰土、级配砂石、压实 性较好的素土分层夯实，其压实系数不宜小 于0.94。
5、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台 尺寸再进行验算，直至满足要求。
6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修正设计，直 至满足要求。
7、桩身结构设计和计算。 8、承台设计和计算。 9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。
2 桩型和持力层的选择
一、桩型、截面和桩长选择原则
桩基础课程设计计算书
桩基础课程设计计算书一、引言桩基础是一种通过深埋桩体来传递建筑物或其他结构物荷载到地下的基础形式。
它通过桩与土层之间的摩擦力和桩端的承载力来支撑结构物。
桩基础的设计和计算是确保工程安全可靠的重要环节。
二、桩基础的类型桩基础可分为承载桩和摩擦桩两种类型。
承载桩主要通过桩端的承载力来支撑荷载，而摩擦桩主要通过桩身与土层之间的摩擦力来传递荷载。
根据桩体材料的不同，桩基础又可分为钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、木桩等。
三、桩基础的设计步骤1. 确定设计荷载：根据工程要求和土层特性，确定设计荷载的大小和分布情况。
2. 选择桩型和桩长：根据设计荷载和土层条件，选择合适的桩型和桩长。
3. 桩身计算：根据桩型和桩长，计算桩身的抗弯强度和抗剪强度。
4. 桩端计算：根据桩型和桩长，计算桩端的承载力和桩身与桩端的转换段的承载力。
5. 桩身与土层的摩擦力计算：根据土层性质和桩身形状，计算桩身与土层之间的摩擦力。
6. 桩身与土层的稳定性计算：根据桩身形状和土层特性，计算桩身与土层之间的稳定性。
四、桩基础的计算方法1. 桩身抗弯强度的计算：根据横截面形状和材料强度，采用梁理论计算桩身的抗弯强度。
2. 桩身抗剪强度的计算：根据横截面形状和材料强度，采用剪切理论计算桩身的抗剪强度。
3. 桩端承载力的计算：根据桩端形状和土层特性，采用承载力公式计算桩端的承载力。
4. 桩身与桩端转换段承载力的计算：根据桩型和土层特性，采用承载力公式计算转换段的承载力。
5. 桩身与土层的摩擦力的计算：根据土层性质和桩身形状，采用摩擦力公式计算桩身与土层之间的摩擦力。
6. 桩身与土层的稳定性的计算：根据土层特性和桩身形状，采用稳定性公式计算桩身与土层之间的稳定性。
五、桩基础设计实例以某建筑物的桩基础设计为例，设计要求为承载力为1000kN，桩的直径为600mm，桩长为12m。
根据土层特性和建筑物的荷载情况，选择了钢筋混凝土桩作为基础形式。
根据设计要求，计算桩身的抗弯强度和抗剪强度，采用梁理论和剪切理论进行计算。
桩基础工程计算实例详解
桩基础工程计算实例详解假设有一个建筑物的设计要求如下：- 最大荷载Qmax = 1500 kN- 桩芯承载力qult = 300 kN/m2- 桩身直径d = 600 mm-桩身材料为钢筋混凝土，强度等级C30首先，我们需要确定桩的尺寸。
一般情况下，桩的直径和长度是根据荷载要求和土壤条件来确定的。
在这个例子中，我们假设桩的长度为L=8m。
然后，我们需要计算桩基础的承载力。
桩基础的承载力由桩身的侧阻力和顶阻力两部分组成。
侧阻力主要由土壤与桩身的摩擦力提供，顶阻力则由桩底部与土壤接触面的土壤重力提供。
计算侧阻力时，我们可以使用以下公式：Qs=πdLαsσs其中，Qs为侧阻力，αs为土与桩身摩擦角，σs为土的有效应力。
根据经验公式，我们可以将αs设定为30°。
计算顶阻力时，我们可以使用以下公式：Qt=πd2/4γL其中，Qt为顶阻力，γ为土的单位重量。
计算侧阻力和顶阻力之和，即桩基础的承载力：Qult = Qs + Qt接下来，我们需要计算桩基础的抗倾覆能力。
抗倾覆是指建筑物或桩基础在不均匀荷载作用下的稳定性。
计算抗倾覆力矩时，我们可以使用以下公式：Ms = Qult × e其中，Ms为抗倾覆力矩，e为建筑物或桩基础中心与桩基础边缘的距离。
然后，我们可以计算抗倾覆标准压力。
抗倾覆标准压力是指建筑物或桩基础对土壤施加的最大倾覆力矩。
计算抗倾覆标准压力时，我们可以使用以下公式：Pb=Ms/(B×L)其中，Pb为抗倾覆标准压力，B为建筑物或桩基础的基底宽度。
最后，我们需要比较抗倾覆标准压力和土壤的承载力。
如果抗倾覆标准压力小于土壤的承载力，则桩基础满足设计要求。
否则，我们需要重新调整桩的尺寸或考虑其他加固措施。
综上所述，桩基础工程计算包括确定桩的尺寸、计算承载力和抗倾覆能力等参数。
通过合理的计算和比较，我们可以确保桩基础的稳定性和安全性。
桩基的设计与计算方法
桩基的设计与计算方法桩基是土木工程中常用的地基处理方法之一，用于增加土壤的承载力和抗沉降能力。
本文将介绍桩基的设计与计算方法，包括预测荷载、桩长计算、抗拔设计和桩身承载力计算等方面的内容。
一、预测荷载在进行桩基设计之前，首先需要预测桩基所能承受的荷载。
常见的预测方法包括：1.1 静力触探法静力触探法通过在地面上进行力学试验，测量桩顶受到的反力和桩侧阻力，从而得到桩基所能承受的荷载。
1.2 动力触探法动力触探法通过在桩顶施加冲击力，观测冲击波的传播和反射情况，计算得到桩基的承载力。
1.3 建筑物荷载法建筑物荷载法根据建筑物的设计荷载及土壤特性，通过静力学原理计算得到桩基的承载能力。
二、桩长计算桩长的计算是桩基设计的重要步骤之一。
合理的桩长可以确保桩基的承载能力和稳定性。
2.1 摩擦桩的桩长计算对于摩擦桩来说，桩长的计算通常基于桩身与土壤间的侧摩擦力。
根据不同的土壤特性和设计要求，可以采用细触探法、爆破法等方法进行计算。
2.2 立桩的桩长计算对于立桩来说，桩长的计算主要考虑桩尖在土壤中所产生的承载力。
常见的计算方法有卡诺公式、刚度法等。
三、抗拔设计当建筑物所受到的动、静力荷载超过桩基的承载能力时，桩基会发生抗拔设计。
常见的抗拔设计方法包括：3.1 增加桩基直径通过增加桩的直径可以增加桩身的承载能力，以抵抗外力的抗拔。
3.2 采用锚杆加固在桩体下部安装锚杆，将锚杆固定在岩石或深层土层中，以增加桩基的稳定性和承载能力。
四、桩身承载力计算桩身承载力的计算是桩基设计的关键环节。
常用的计算方法包括：4.1 驱动钻孔桩的承载力计算通过驱动钻孔桩时所需的扭矩和驱动时间，计算桩身的承载能力。
4.2 预应力桩的承载力计算预应力桩的承载力计算需要考虑桩体的预应力效应，通过计算桩身所受应力，得出桩的承载能力。
总结本文介绍了桩基的设计与计算方法，包括预测荷载、桩长计算、抗拔设计和桩身承载力计算等方面的内容。
通过合理预测荷载、计算桩长、设计抗拔和确定桩身承载力，可以确保桩基的承载能力和稳定性，从而保证土木工程的安全和可靠性。
桩基工程量的计算
桩基工程量的计算一、桩基数量的计算桩基数量的计算是根据工程的设计要求和承载力计算得出的。
一般情况下，桩基的数量可以由静载试验结果进行估算，通过试验中测得的桩的总载荷除以单桩的承载力，得到的结果即为桩基的数量。
在没有试验数据的情况下，可以通过规范中的公式进行计算，如建筑钢筋混凝土结构设计规范中关于单桩承载力计算的公式。
二、基础面积的计算基础面积的计算是为了确定桩基所需要的土方开挖和填筑的数量。
一般情况下，桩基基础面积可以由桩的数量和间距进行计算，即基础面积=桩的数量×桩的间距。
在实际工程中，还需要考虑桩身的直径以及基础上部设备（如墙体、柱子等）的尺寸，从而确定基础的净面积。
三、桩的体积的计算桩的体积的计算是为了确定桩基所需要的混凝土的用量。
桩的体积可以由桩的数量、长度和直径进行计算，即桩的体积=桩的数量×桩的长度×桩的截面积。
在计算桩体积时，需要考虑桩的截面形状（如圆形、方形等）以及截面曲线形状（如锥形、哑铃形等）。
四、钢筋量的计算钢筋量的计算是为了确定桩基所需要的钢筋的用量。
钢筋量的计算可以由桩的数量、长度和直径进行计算，即钢筋量=桩的数量×桩的长度×钢筋的含量。
在计算钢筋量时，需要考虑桩的截面形状和截面曲线形状，以及钢筋的间距、直径等。
同时，还需要根据桩的受力特点和设计要求，确定桩基在不同截面处所需要的钢筋数量。
综上所述，桩基工程量的计算包括桩基的数量、基础面积、体积、钢筋量等方面的计算。
这些计算是根据工程的设计要求和承载力计算得出的，可以根据静载试验结果或者规范中的公式进行计算。
在计算过程中，需要考虑桩的数量、间距、长度、直径，以及桩的截面形状和截面曲线形状，从而确定桩基所需要的土方开挖、填筑以及混凝土、钢筋的用量。
这些计算结果对于桩基工程的预算和进度控制非常重要。
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第四章 桩基础的设计计算横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少，我国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）进行求解，简称弹性地基梁法。
根据求解的方法不同，通常有半解析法（幂级救解、积分方程解、微分算子解等）、有限差分法和有限元解等。
以文克尔假定为基础的弹性地基梁解法从土力学的观点认为不够严密。
但其基本概念明确，方法较简单，所得结果一般较安全，故国内外使用较为普遍。
我国铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用的“m ”法以及“K ”法、“常数”法（或称张有龄法）、“C ”法等均属于此种方法。
第一节 单排桩基桩内力和位移计算一、基本概念（一）土的弹性抗力及其分布规律1．土的弹性抗力桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（包括竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。
桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力σzx （见图4-1及图4-2），它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。
σzx 即指深度为Z 处的横向（X 轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。
假定土的横向土抗力符合文克尔假定，即z zx Cx =σ （4-1） 式中：σzx ——横向土抗力（kN/m 2）；C ——地基系数（kN/m 3）；x z ——深度Z 处桩的横向位移（m ）。
2．地基系数地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。
它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。
如能测得x z 并知道C 值，σzx 值即可解得。
地基系数C 值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测x z 及σzx 后反算得到。
大量试验表明，地基系数C 值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随深度而变化。
由于实测的客观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C 值随深度的分布规律也各有不同。
常用的几种地基系数分布规律如图4-2所示，相应的基桩内力和位移计算方法为：1）“m”法：假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mZ，如图4-2a）所示。
m称为地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4）。
2）“K”法：假定地基系数C随深度呈折线变化即在桩身第一挠曲变形零点（图4-2b）所示深度t处）以上地基系数C随深度呈凹形抛物线增加；该点以下，地基系数C=K（kN/m3）为常数。
3）“c”法：假定地基系数C随深度呈抛物线增加，即Ｃ=cZ0.5，当无量纲入土深度达4后为常数，如图4-2c）所示。
c为地基系数的比例系数（kN/m3.5）。
4）“常数”法，又称“张有龄法”：假定地基系数C沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即C=K0（kN/m3）为常数，如图4-2d）所示。
图4-1 图4-2 地基系数变化规律上述四种方法各自假定的地基系数随深度分布规律不同，其计算结果有所差异。
实测资料分析表明，对桩的变位和内力起主要影响的为上部土层，故宜根据土质特性来选择恰当的计算方法。
对于超固结粘土和地面为硬壳层的情况，可考虑选用“常数”法；对于其它土质一般可选用“m”法或“C”法；当桩径大、容许位移小时宜选用“C”法。
由于“K”法误差较大，现较少采用。
本节介绍目前应用较广并列入《公桥基规》中的“m”法。
按“m”法计算时，地基系数的比例系数m值可根据试验实测决定，无实测数据时可参考表4-1中的数值选用；对于岩石地基系数C0，认为不随岩层面的埋藏深度而变，可参考表4-2采用。
c 当R c 为中间值时，采用内插法。
3．关于“m ”值1）由于桩的水平荷载与位移关系是非线性的，即m 值随荷载与位移增大而有所减少，因此，m 值的确定要与桩的实际荷载相适应。
一般结构在地面处最大位移不超过10mm ，对位移敏感的结构及桥梁结构为6mm 。
位移较大时，应适当降低表列m 值。
2）当基础侧面为数种不同土层时，将地面或局部冲刷线以下h m 深度内各土层的m i ，根据换算前后地基系数图形面积在深度h m 内相等的原则，换算为一个当量m 值，作为整个深度的m 值。
当h m 深度内存在两层不同土时（见图4-3）22212211)2(mh h h h m h m m ++= （4-2） 式中：⎩⎨⎧+=h d h m )1(2 αα/5.2/5.2≤>h hd ——桩的直径；α——桩一土变形系数（见后述）。
按上述换算方法将存在如下问题：①根据m 法假定，土的弹性抗力与位移成正比，而此换算忽视了桩身位移这一重要影响因素； ②换算土层厚h m 仅与桩径有关而与地基土类、桩身材料等因素无关，显然过于简单。
为了克服按地基系数面积换算所存在的不足，可采用按桩身挠曲线的大概形状并考虑深度影响建立综合权函数进行换算。
（该法可参见有关资料）3）桩底面地基土竖向地基系数C o 为：C 0=m 0h （4-3）式中：m 0——桩底面地基土竖向地基系数的比例系数，近似取m 0=m ；图4-3 比例系数m 的换算h ——桩的入土深度，当h ≤10m 时，按10m 计算。
（二）单桩、单排桩与多排桩计算基桩内力先应根据作用在承台底面的外力N 、H 、M ，计算出作用在每根桩顶的荷载P i 、Q i 、M i 值，然后才能计算各桩在荷载作用下的各截面的内力与位移。
桩基础按其作用力H 与基桩的布置方式之间的关系可归纳为单桩、单排桩及多排桩两类来计算各桩顶的受力，如图4-4所示。
所谓单桩、单排桩是指在与水平外力H 作用面相垂直的平面上，由单根或多根桩组成的单根（排）桩的桩基础，如图4-4a ）、b ）所示，对于单桩来说，上部荷载全由它承担。
对于单排桩（如图4-5所示桥墩作纵向验算时），若作用于承台底面中心的荷载为N 、H 、M y ，当N 在承台横桥向无偏心时，则可以假定它是平均分布在各桩上的，即n M M n HQ n N P y i i i ===;; （4-4） 式中：n ——桩的根数。
当竖向力N 在承台横桥向有偏心距e 时，如图4-5b ）所示即M x =Ne ，因此每根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算，即 2i ix i y y M n N p ∑⋅±=（4-5） 当按上述公式求得单排桩中每根桩桩顶作用力后，即可以单桩形式计算桩的内力。
多排桩如图4-4c ），指在水平外力作用平面内有一根以上的桩的桩基础（对单排桩作横桥向验算时也属此情况），不能直接应用上述公式计算各桩顶作用力，须应用结构力学方法另行计算（见后述），所以另列一类。
（三）桩的计算宽度试验研究分析可得，桩在水平外力作用下，除了桩身宽度范围内桩侧土受挤压外，在桩身宽度以外的一定范围内的土体都受到一定程度的影响（空间受力），且对不同截面形状的桩，土受到的影响范围大小也不同。
为了将空间受力简化为平面受力，并综合考虑桩的截面形状及多排桩桩间的相互遮蔽作用，将桩的设计宽度（直径）换算成相当实际工作条件下，矩形截面桩的宽度b 1,b 1称为桩的计算宽度。
根据已有的试验资料分析，现行规范认为计算宽度的换算方法可用下式表示)(01d b K K K b f 或⋅⋅⋅= （4-6） 式中：b （或d ）——与外力H 作用方向相垂直平面上桩的宽度（或直径）；K f ——形状换算系数。
即在受力方向将各种不同截面形状的桩宽度，乘以K f换算为相当于矩形截面宽度，其值见表4-2；K 0——受力换算系数。
即考虑到实际上桩侧土在承受水平荷载时为空间受力问题，简化为平面受力时所给的修正系数，其值见表4-3；图4-4 单桩、单排桩及多排桩 图4-5 单排桩的计算K ——桩间的相互影响系数。
当桩基有承台联结，在外力作用平面内有数根桩时，各桩间的受力将会相应产生影响，其影响与桩间的净距L 1的大小有关。
当L 1≥0.6h 1时（图4-6），K =1.011116.0)1(,6.0h L b b K h L ⋅-+'=<时 式中：L 1——沿水平力H 作用方向上的桩间净距；h 1——桩在地面或最大冲刷线下的计算深度，可按h 1=3（d +1）（米），但不得大于h ；关于d 值，对于钻孔桩为设计直径，对于矩形桩可采用受力面桩的边宽；b '——为与一排中的桩数n 有关的系数；当n =1时，b '=1.0n =2时，b '=0.6 n =3时，b '=0.5 n ≥4时，b '=0.45当桩径d <1（m ）时，可不考虑相互影响系数，取K =1。
但每个墩台基础的每一排桩的计算总宽度nb 1不得大于（B '+1），当nb 1大于（B '+1）时，取（B '+1）。
B '为一排桩两边桩外侧边缘的距离。
当桩基础平面布置中，与外力作用方向平行的每排桩数不等，并且相邻桩中心距≥（b +1）时，则可按桩数最多一排桩计算其相互影响系数K 值。
为了不致使计算宽度发生重叠现象，要求以上综合计算得出的b 1≤2b 。
（四）刚性桩与弹性桩为了计算方便，可根据桩与土的相对刚度将桩划分为刚性桩和弹性桩。
当桩的入土深度α5.2>h 时，桩的相对刚度小，必须考虑桩的实际刚度，按弹性桩来计算。
其中α称为桩—土变形系数，51EImb =α（详见后述）。
一般情况下，桥梁桩基础的桩多属弹性桩。
当桩的入土深度α5.2≤h 时，则桩的相对刚度较大，可按刚性桩计算（第五章介绍的沉井基础就可看作刚性桩构件），其内力位移计算方法详见第五章。
二、“m ”法弹性单排桩基桩内力和位移计算如前所述，“m ”法的基本假定是认为桩侧土为文克尔离散线性弹簧，不考虑桩土之间的粘着力和摩阻力，桩作为弹性构件考虑，当桩受到水平外力作用后，桩土协调变形，任一深度Z 处所产生的桩侧土水平抗力与该点水平位移x z 成正比，即σzx =Cx z ，且地基系数C 随深度成线性增长，即C =mz 。
基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式推导和计算。
在公式推导和计算中，取图4-7和图4-8所示的坐标系统，对力和位移的符号作如下规定：横向位移顺x 轴正方向为正值；转角逆时针方向为正值；弯矩当左侧纤维受拉时为正值；横向力顺x 轴方向为正值，如图4-8所示。
图4-7 桩身受力图示（一）桩的挠曲微分方程的建立及其解桩顶若与地面平齐（Z =0），且已知桩顶作用有水平荷载Q 0及弯矩M 0，此时桩将发生弹性挠曲，桩侧土将产生横向抗力σzx ，如图4-7所示。
从材料力学中知道，梁轴的挠度与梁上分布荷载q 之间的关系式，即梁的挠曲微分方程为q dZx d EI -=44 （4-7） 式中：E 、I ——梁的弹性模量及截面惯矩。