悬臂式钻孔灌注护坡桩计算方法
钻孔混凝土灌注桩工程量计算
钻孔混凝土灌注桩工程量计算
钻孔混凝土灌注桩工程量计算
叶子451 发布于 2011-12-07 浏览 2971人次
钻孔混凝土灌注桩工程量计算
①成孔工程量:
1)钻孔桩:计量单位:m3
V=桩径截面积*成孔长度
V入岩增加=桩径截面积*入岩长度
成孔长度----自然地坪至设计桩底标高
入岩长度----实际进入岩石层的长度
2)冲孔桩:计量单位:m3
V砂粘土层=桩径截面积*砂粘土层长度
V碎卵石层=桩径截面积*碎卵石层长度
V岩石层=桩径截面积*岩石层长度
其中:砂粘土层长度+碎卵石层+岩石层长度=成孔长度
②成桩工程量:
计量单位:m3
V=桩径截面积*(设计桩长+加灌长度)
设计桩长----桩顶标高至桩底标高
加灌长度---按设计要求。
如无设计规定,桩长25m以内按0.5m;桩长35m以内按0.8m,桩长35m以上按1.2m。
③桩孔回填工程量:
计量单位:m3
V=桩径截面积*回填深度
回填深度=自然地坪至加灌长度顶面
(4)泥浆池建拆与泥浆运输工程量:计量单位:m3
工程量按成孔工程量计取。
基坑悬臂式钢板桩计算
基坑悬臂式钢板桩的计算方法有很多,包括静力平衡法、Blum法、平行杆系弹性支点法、杆系有限单元法、共同变形法和有限单元法等。
具体来说,悬臂式板桩的稳定性和计算荷载的确定是重要的一环,这需要参照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)和《土力学与地基基础》等资料进行编制。
例如,悬臂支护结构设计计算书会包括参数信息,如支护桩间距、支护桩嵌入土深度、基坑开挖深度和基坑外侧水位深度等。
同时,悬臂式排桩支护的计算还需要考虑诸如深度z处桩的横向位移值、深度z处桩侧向应力、深度z处转角、深度z处的弯矩以及深度z处的剪力等因素。
此外,对结构的弯矩计算也是关键步骤,例如计算出悬臂式支护结构弯矩Mc,最大挠度以及截面弯矩设计值M等。
最后,还需要进行截面承载力的计算,包括材料的强度计算等。
以上所有的计算过程都需要严格遵循相关规范,确保安全且符合设计要求。
灌注桩打孔计算公式
灌注桩打孔计算公式
(1)打孔沉管灌注桩单打、复打:计量单位:m3
V=管外径截面积×(设计桩长+加灌长度)
设计桩长——根据设计图纸长度如使用活瓣桩尖包括预制桩尖,使用预制钢筋混凝土桩尖则不包括
加灌长度——用来满足砼灌注充盈量,按设计规定;无规定时,按0.25m计取。
(2)、夯扩桩:计量单位:m3
V1(一、二次夯扩)=标准管内径截面积×设计夯扩投料长度(不包括预制桩尖)
V2(最后管内灌注砼)=标准管外径截面积×(设计桩长+0.25)
设计夯扩投料长度——按设计规定计算。
(3)钻孔混凝土灌注桩
成孔工程量,计量单位:m3
钻土孔V=桩径截面积×自然地面至岩石表面的深度;
钻岩孔V=桩径截面积×入岩深度度
混凝土灌入工程量,计量单位:m3 V=桩径截面积×有效桩长,有效桩长设计有规定按规定,无规定按下列公式:
有效桩长=设计桩长(含桩尖长)+桩直径
设计桩长——桩顶标高至桩底标高
基础超灌长度——按设计要求另行计算。
泥浆运输工程量:计量单位:m3,工程量按成孔工程量计取。
悬臂护坡桩边坡支护支护方案
悬臂护坡桩边坡支护支护方案(一)护坡桩边坡支护设计XXX地块东南侧,拟建建筑结构距红线约1.0m,无场地放坡,并有原有建筑物,因此采用φ800mm悬臂钢筋混凝土灌注护坡桩进行边坡支护。
根据原有建筑物结构形式和楼层确定附加荷载;XXX地块南90kpa,综合管线折算附加荷载20kpa,根据有关设计参数及技术规范,经计算机程序计算,护坡桩支护设计如下:⑴XXX地块虽然分别有原有建筑,根据原有建筑与桩的距离和埋深验算其附加荷载不影响支护设计主要参数的计算结果(见亦庄南部新区配套项目XXX 地块围护结构悬臂护坡桩计算书)。
⑵档土高度7.50m,由地面下0.50m开始打桩(或送桩0.50m),桩长12.0m,桩距1.50m,坎固深度5.00m 。
⑶桩顶设800mm×500mm连(冠)梁。
护坡桩主筋伸入连(冠)梁500mm。
⑷连(冠)梁顶砌37砖档土砖墙,此墙可结合坑边挡水墙施工。
⑸桩间土采用挂22#钢板网,喷射5cm厚喷射混凝土做法见桩间土处理构造图及桩间土处理说明。
⑹以上支护设计和构造详见“基坑围护结构计算书”和“护坡桩剖面图”“配筋图”(二)护坡桩施工⑴施工工艺的选择由于桩深范围约1/2在细砂层内,可能有塌孔现象,为此准备了两个工艺;开工前可采用旋挖钻机试钻,如果不塌孔,且可保证成桩质量,可采用经济简便的旋挖钻机干成孔作业,否侧采用采用长螺旋钻机钻孔,管内泵压混凝土,振(后)插钢筋笼的成桩方法;⑵旋挖钻机施工工艺①工艺流程移车就位→调平车身→调直钻杆→对准桩位→钻进并随时注意钻杆垂直度→钻到预定钻深成孔质量检验→下钢筋笼→浇灌混凝土。
②工艺要求a为保证安全要将临近的管线挖露,确定位置后方可进行护坡桩施工。
b成孔设备就位后,必须平整、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。
由于桩距较近要采用跳钻法施工;c开始钻进或穿过软硬土层交界处时,应保证钻杆垂直,缓慢进尺;d钻进过程中散落在地面上的土必须随时清除;e当出现钻杆跳动,机架摇晃,钻不进尺等异常情况时,应立即停车检查;f钢筋笼采用两点起吊,起吊点位置设置在钢筋笼两端的1/4处,以防钢筋笼起吊变型。
各种桩的计算公式
七、灌注桩(1)打孔沉管灌注桩单打、复打:计量单位:m3V=管外径截面积×(设计桩长+加灌长度)设计桩长——根据设计图纸长度如使用活瓣桩尖包括预制桩尖,使用预制钢筋混凝土桩尖则不包括加灌长度——用来满足砼灌注充盈量,按设计规定;无规定时,按计取。
(2)、夯扩桩:计量单位:m3V1(一、二次夯扩)=标准管内径截面积×设计夯扩投料长度(不包括预制桩尖)V2(最后管内灌注砼)=标准管外径截面积×(设计桩长+)设计夯扩投料长度——按设计规定计算。
(3)钻孔混凝土灌注桩成孔工程量,计量单位:m3钻土孔V=桩径截面积×自然地面至岩石表面的深度;钻岩孔V=桩径截面积×入岩深度度混凝土灌入工程量,计量单位:m3V=桩径截面积×有效桩长,有效桩长设计有规定按规定,无规定按下列公式:有效桩长=设计桩长(含桩尖长)+桩直径设计桩长——桩顶标高至桩底标高基础超灌长度——按设计要求另行计算。
泥浆运输工程量:计量单位:m3,工程量按成孔工程量计取。
八、人工挖孔桩(1)、人工挖孔工程量:计量单位:m3V(人工挖土)=护壁外围截面积×成孔长度成孔长度——自然地坪至设计桩底标高V(淤泥、流砂、岩石)=实际开挖(凿)量(2)砖、混凝土护壁及灌注桩芯混凝土工程量:计量单位:m3工程量按设计图示尺寸的实体积九、水泥搅拌桩、粉喷桩,以立方米计算V=(设计桩长+500MM)×设计桩截面面积(长度如有设计要求则按设计长度)。
双轴的工程量不得重复计算,群桩间的搭接不扣除。
十、长螺旋或旋挖法钻孔灌注桩,以立方米计算V=(设计桩长+500MM)×设计桩截面面积或螺旋外径面积(长度如有设计要求则按设计长度)。
十一、基坑锚喷护壁成孔及孔内注浆。
按设计图纸以延长米计算十二、护壁喷射混凝土按设计图纸以平方米计算。
十三、砖基础计算规则1、基础与墙身(柱身)的划分:(1)基础与墙(柱)身使用同一种材料时,以设计室内地面为界(有地下室者,以地下室室内设计地面为界),以下为基础,以上为墙(柱)身。
悬臂桩计算书
马甸住宅楼(德秀轩) 东化粪池边坡支护计算书
一、工程概况 马甸住宅楼(德秀轩)基坑开挖深度为5.5m,采用800@1800灌注桩围护结构,桩长
为10m,桩顶标高为-1.5m。计算时考虑地面超载10kPa。
5.5
工况 1
四、计算
2
5.5
4.5
极限平衡嵌固深度验算 水土合算, 三角形荷载
10 (素填土)
(粉粘粘粉)
Pa=209kN
Pp=911kN
1.74m O
3.43m
(粉质粘土) (砂粉粘粉)
(粉砂细砂)
力矩比 K=2.21
压力比 K=4.36
13.3
整体稳定验算
Y
O
X
10 (素填土)
安全系数 K=2.99 ,圆心 O( 1.27 , 0.46 )
(粉粘粘粉)
(粉质粘土) (砂粉粘粉) (粉砂细砂)
5.5
4.5
3
5.5
4.5
墙底抗隆起验算
10 (素填土)
(粉粘粘粉)
Prandtl: K=12.08
Terzaghi: K=14.86
(粉质粘土) (砂粉粘粉)
(粉砂细砂) 13.3
包络图 (水土分算, 矩形荷载)
20 10 0 -10 -20 400 200 0 -200 -400 200 100 0 -100 -200
69
13620
粉
重粉粘 -19.3 0.9
19
13
52
7280
土
粉粘粘 -20 0.7 20.1 21
悬臂式排桩支护的计算
悬臂式排桩支护的计算首先,悬臂式排桩支护的计算需要考虑以下几个要素:施工荷载、土壤力学参数、桩材质及受力状况、抗弯能力、刚度分析等。
1.施工荷载:施工过程中,排桩支护需要承受土壤压力、地下水压力、施工机械力等荷载。
根据施工荷载的大小和分布,可以计算出排桩支护的总荷载。
2.土壤力学参数:土壤力学参数是进行排桩支护计算的重要依据。
通过对工程现场进行土壤试验,测定土壤的强度参数、压缩性参数等,并进行土壤分类。
3.桩材质及受力状况:悬臂式排桩支护通常选择钢筋混凝土桩作为支护材料。
根据桩的受力状态,分析桩的截面特性,计算桩的抗弯能力和抗剪能力。
4.抗弯能力:排桩支护的抗弯能力是支护结构稳定的重要因素。
根据桩的截面尺寸和钢筋配筋,通过弹塑性分析或有限元分析,计算桩的弯矩和应力。
5.刚度分析:悬臂式排桩支护的刚度分析是为了确定桩与桩之间的相互作用和桩与土壤之间的相互作用。
通过刚度分析,可以计算出支撑系统的刚度矩阵和位移矩阵,确定主动桩和被动桩的受力情况。
6.桩身稳定性:悬臂式排桩支护的桩身稳定性是影响支护效果的关键因素。
根据施工荷载、土壤条件、桩的截面尺寸等参数,计算桩的稳定性,包括桩身的抗倾覆稳定性和侧推稳定性。
综合以上要素,可以进行悬臂式排桩支护的计算。
根据工程的实际情况和需求,可以分析桩的布置形式、桩的数量、桩的直径和间距,以及桩顶和桩底的刚度特征等。
通过理论计算和数值仿真,可以得到排桩支护的稳定性和安全性评估。
需要注意的是,悬臂式排桩支护的计算是一个复杂的过程,需要考虑众多的参数和因素。
因此,在进行计算前,需要综合考虑工程的实际情况和参数的精确性,进行合理的假设和边界条件确定。
悬臂式排桩支护的计算是地下工程设计中的重要环节,合理的设计能够确保施工的安全和高效。
通过科学的计算方法和有效的分析手段,可以得到合理的支护方案,提高施工的质量和效益。
因此,对于工程设计人员和施工人员来说,掌握悬臂式排桩支护计算的方法和技巧,具有重要的意义。
悬臂式抗滑桩桩内力计算
悬臂式抗滑桩桩内力计算悬臂式抗滑桩是一种常见的地基工程结构,其作用是增强地基承载能力并防止地基滑移。
在进行悬臂式抗滑桩设计时,需要对桩内力进行计算,以保证桩的安全性和稳定性。
本文将介绍悬臂式抗滑桩桩内力计算的相关知识。
悬臂式抗滑桩的基本结构包括桩身、桩头和锚杆。
桩头和锚杆是为了抵抗侧向力而设计的。
桩头通常是一个平台或者鞍型钢板,可以承受水平力。
锚杆则是一根长杆,将桩头和桩身相连,起到加强桩体的作用。
桩身则是地基承载的主要结构部分。
悬臂式抗滑桩的设计考虑两个主要因素,一是地基的承载能力,二是抗侧向力的能力。
桩的垂直载荷通过桩身传递到地基,而水平载荷则通过抗侧:锚杆和桩头传递到地基。
在悬臂式抗滑桩桩内力计算中,需要考虑的因素有几个:1.桩的自重桩的自重包括桩身和桩头的重量。
在计算桩内力时,需要考虑桩的自重对桩身的影响。
2.水平力水平力是侧向力传递到桩头和锚杆的主要载荷。
在计算桩内力时,需要考虑水平力对桩的影响。
3.垂直载荷桩的垂直载荷是桩身下传到地基的荷载,也是计算桩内力时的主要因素。
4.地基的土质地基的土质将影响桩的承载能力和侧向抵抗能力。
在进行桩内力计算时,要根据地基的土质特性来选择合适的取力深度。
计算悬臂式抗滑桩桩内力的步骤如下:1.计算桩的自重桩的自重可以根据桩的截面积和密度计算得出。
在计算桩内力时,需要将桩的自重沿桩轴线作为垂直载荷来计算。
2.计算水平力水平载荷通常是由地震、风力或侧向负载引起的。
在计算桩内力时,需要先计算水平载荷的大小和作用点。
3.计算垂直载荷桩的垂直载荷是由建筑物的重量和荷载引起的。
在计算桩内力时,需要根据建筑物的载荷和受力情况确定桩的垂直载荷。
4.计算地基反力地基反力是桩内力计算的重要参数。
在计算地基反力时,需要根据地基的土质和桩的取力深度来确定。
5.计算桩的内力在确定桩的自重、水平载荷、垂直载荷和地基反力后,可以通过力平衡方程计算桩的内力。
桩的内力包括弯矩、剪力和轴力等。
钻孔灌注桩计算公式
钻孔灌注桩计算公式
钻孔灌注桩计算公式如下:
1.孔底标高=实测孔深+地面标高。
2.钢筋笼总长=孔底标高-桩顶标高+锚锢长度(0.5m或抗
拔桩1.0m)+0.2m。
3.笼顶标高=桩顶标高-锚锢长度(0.5m或抗拔桩1.0m)。
4.吊筋长度=桩顶标高-地面标高-伸入承台锚锢长度
(0.5m)。
5.笼底标高=实测孔深+地面标高。
6.距孔底应在30cm至50cm之间。
7.有效桩长=实测孔深-桩顶标高+地面标高。
8.理论方量=(有效桩长+设计混凝土松散层长度)
×1.5×3.14×πr2.
9.充盈系数=实际砼量÷理论砼量。
10.塌落度应在180mm至220mm之间。
此外,还需考虑沉渣厚度(0至5cm)、泥浆比重(1.15至1.2)和导管长度(m)÷2.5=导管节数。
对于抗拔桩,锚锢长度应为1.0m。
简述悬臂桩支护结构静力计算的主要步骤。
悬臂桩支护结构静力计算步骤详解悬臂桩是一种常用的支护结构,其静力计算对于工程设计至关重要。
下面就为大家详细介绍悬臂桩支护结构静力计算的主要步骤。
第一步:确定悬臂桩的受力情况。
包括土压力、基坑土压力、桩身内力等。
第二步:根据受力情况进行荷载分析。
可以采用手算或计算软件进行计算,得到荷载大小和分布情况。
第三步:根据荷载计算结果,进行桩身的强度校核。
包括桩身抗弯强度、抗剪强度、轴向承载力等。
第四步:进行桩身的刚度计算。
计算桩身在荷载作用下的弯矩、剪力、轴向力的变化情况,以及桩身的变形情况。
第五步:依据荷载分析结果和桩身强度、刚度计算结果,进行桩身的合理选型。
选取适合的悬臂桩长度和桩径等参数。
第六步:进行结构的稳定性计算。
根据选取的悬臂桩参数和地质条件进行计算,得出结构的稳定系数和稳定性评价结果。
通过以上六个步骤,可以对悬臂桩支护结构进行全面的静力计算,确保工程的设计和施工安全可靠。
灌注桩后注浆量计算公式
灌注桩后注浆量计算公式
1、钻孔混凝土灌注桩工程量计算
①成孔工程量:
1)钻孔桩:计量单位:m3
V=桩径截面积*成孔长度
V入岩增加=桩径截面积*入岩长度
成孔长度----自然地坪至设计桩底标高
入岩长度----实际进入岩石层的长度
2)冲孔桩:计量单位:m3
V砂粘土层=桩径截面积*砂粘土层长度
V碎卵石层=桩径截面积*碎卵石层长度
V岩石层=桩径截面积*岩石层长度
其中:砂粘土层长度+碎卵石层+岩石层长度=成孔长度
②成桩工程量:
计量单位:m3
V=桩径截面积*(设计桩长+加灌长度)
设计桩长----桩顶标高至桩底标高
加灌长度---按设计要求。
如无设计规定,桩长25m以内按0.5m;桩长35m以内按0.8m,桩长35m以上按1.2m。
③桩孔回填工程量:
计量单位:m3
V=桩径截面积*回填深度
回填深度=自然地坪至加灌长度顶面。
各种桩的计算公式
各种桩的计算公式桩是一种在土层或岩石中起垂直支撑和传递建筑物或其他结构荷载的元素。
根据不同的设计要求和地质条件,可以选择不同类型的桩,如桩的形式、材料和施工方法等。
下面将介绍一些常用的桩的计算公式:1.钢筋混凝土桩(PHC桩)的计算公式:(1)桩身侧面摩擦力计算:F=πDLq其中,F表示摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力。
(2)桩身端部承载力计算:Qb=πDLc+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,R表示桩身底端净侧阻力。
(3) 桩身总承载力计算:Qult=Qb+Fs其中,Qult表示桩身总承载力,Fs表示桩身的摩擦力。
2.钻孔灌注桩(CGP桩)的计算公式:(1) 桩身总承载力计算:Qb=πDνcn+πD²/4Rs其中,Qb表示桩身总承载力,D表示桩身直径,νcn表示桩身侧阻力系数,Rs表示桩身底端净端阻力。
(2) 桩身摩阻力计算:F=2πDLqd其中,F表示桩身的摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力,d表示桩身摩擦阻力系数。
3.钢管桩的计算公式:(1)桩身摩擦力计算:F=πDLq其中,F表示桩身的摩擦力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,q表示土的侧向抗力。
(2)桩身端部承载力计算:Qb=πDLc+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,R表示桩身底端净侧阻力。
(3) 桩身总承载力计算:Qult=Qb+Fs其中,Qult表示桩身总承载力,Fs表示桩身的摩擦力。
4.微桩的计算公式:(1) 桩身摩阻力计算:F=2πDLqd其中,F表示桩身的摩阻力,D表示桩身直径,L表示桩身长度,d表示桩身摩擦阻力系数。
(2) 桩身端部承载力计算:Qb=πDLcn+πD²/4R其中,Qb表示桩身端部承载力,Lc表示桩身长度,νcn表示桩身侧阻力系数,R表示桩身底端净侧阻力。
以上是一些常用的桩的计算公式,每种桩的计算公式都基于其特定的几何形状、地质条件和材料特性。
悬臂式护坡桩的设计探讨
张 明振 ( 中 冶 京 诚 ( 秦 皇岛 ) 工 程 技 术 有 限 公司, 河 北 秦 皇岛 0 6 6 0 0 1 )
摘 要 : 文章从实例 出 发, 结合库伦 土压力理论 、 朗肯 土压力理论按 等
值 梁法和 弹性地基 梁法对 悬臂 式护坡 桩分别进行 了计算 分析 , 分析 了
得: . 5 9 4 m
3 对 比分析及设计 意见
① 同条件下 ,采用等值 梁法计算 的结果远 大于采用 弹性
E : 一K 、 | 2
③计算侧 压力 。 、 及 :
E =K. T1 日l  ̄ =1 4 4. 8 2 k N;
E t =Ko y  ̄ H越 2 : 、 1 . 4 7 k N;
6 0 . 9 ( d + 1 ) = 1 . 9 8 m; E I = O . 8 5 E J o = 2 . 6 1 ×1 0
④护坡桩设计时应充分考虑地下水 、 基坑顶相邻建筑物荷 载等相关 因素 。尽量使设计工作条件与实际工作条件一致 , 条 件复杂时应适 当提高安全系数。
安 徽
建
筑
2 0 1 3 年 第 4期( 总1 9 2期 )
悬臂式护坡桩 的设计探讨
Di s c u s s i o n o n t h e De s i g n o f Ca n t i l e v e r Sl o p e Pr o t e c t i o n Pi l e s
- /
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●
●
B
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x
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图 1
②基坑底处的桩 身内力 : Ho = L E  ̄ l = 1 . 4 X 1 4 4 . 8 2 = 2 0 2 . 7 5 k N
悬臂式抗滑桩桩内力计算
悬臂式抗滑桩桩内力计算悬臂式抗滑桩是一种常见的桩基设计方式,其主要用于承受水平荷载以及防止桩身滑移的作用。
在设计悬臂式抗滑桩时,需要进行桩内力的计算,以确保桩的稳定性和安全性。
以下是悬臂式抗滑桩桩内力计算的相关参考内容:1. 悬臂式抗滑桩的基本原理:悬臂式抗滑桩是通过在桩顶设置悬臂梁的方式,将水平荷载引导到桩身中,通过桩身的阻力来抵抗滑移力,保持桩的稳定。
悬臂式抗滑桩的内力计算包括弯矩、剪力和轴力。
2. 悬臂式抗滑桩的荷载和参数:在进行悬臂式抗滑桩内力计算之前,需要明确的参数和荷载包括:桩身的截面尺寸、桩身的材料性质、荷载大小和荷载作用点等。
这些参数和荷载将直接影响内力计算的结果。
3. 弯矩的计算:根据悬臂式抗滑桩的原理,水平荷载将通过悬臂梁作用在桩头上,形成一个弯矩。
弯矩的计算可以按照弹性力学的原理,采用材料的应力应变关系和力平衡方程进行求解。
具体的计算方法可以参考相关的结构力学和土木工程手册。
4. 剪力的计算:在悬臂式抗滑桩中,水平荷载的作用将引起桩身上的剪力。
剪力的计算可以根据力的平衡原理和剪力的传递原理进行求解。
需要注意的是,由于土层的不同抗剪强度,剪力分布存在梯度变化,需进行相关的土力学计算。
5. 轴力的计算:桩身上的轴向力是悬臂式抗滑桩内力计算中的重要参数,其计算可以采用静力平衡或者弹性力学的方法进行求解。
需要考虑桩身自重和水平荷载对桩身的引起的轴向力作用。
6. 桩内力的安全性评估:桩内力的计算结果需要与设计要求和规范进行对比,评估其安全性。
常见的评估指标包括极限承载力、桩身的强度和变形等。
根据设计要求和规范,可以进行相关的安全系数和标准值的比较,以确定桩内力是否满足设计要求。
综上所述,悬臂式抗滑桩桩内力计算是一个复杂的过程,需要结合结构力学和土木工程的相关理论进行求解。
在实际工程中,可以根据具体的设计要求和规范进行相关计算。
以上是悬臂式抗滑桩桩内力计算的相关参考内容,供工程师和设计人员参考和使用。
悬臂式钻孔灌注护坡桩计算方法
岩土工程技术 CEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE
1998年 第3期 No.3 1998
悬臂式钻孔灌注护坡桩计算方法
科技期刊
邬 挺
(电子工业部综合勘察研究院, 西安 710054)
【摘要】 通过分析基坑与护坡桩相互作用时土压力的特点,从力学角度出发,提出了悬臂式钻孔灌注护 坡桩的计算、设计方法,并有工程实例。 【关键词】 基坑 土压力 悬臂式钻孔灌注护坡桩 【Abstract】 Based on the characteristics of earth pressure when foundation pit and protecting piles interact,the calculation and design method of cantilever retaining drilled hole cast-in pile is put forward in the view of mechanics,and the project examples are given. 【Key words】 foundation pit earth pressure cantilever retaining drilled hole cast-in pile
K1.Epd=Ead
(5)
式中:K1——比例系数介于1/2~2/3; Epd——D点上段护坡桩所受总被动土压力,kN; Ead——D点上段护坡桩所受总主动土压力,kN。 求出d,从而确定了剪力为零的位置。列出d点处的弯距平衡方程式,即可求出最大弯距|Mmax|。 3 配筋计算 当确定了所采用混凝土的强度等级,钢筋的种类后即可进行配筋计算,这里仅分析其中的主筋计算。 在主筋计算中,有按等惯性矩公式将圆截面积换算成正方形截面的单筋正方形截面弯构件计算公式和按等 面积换算成正方形截面的计算公式,均不甚合理,建议采用现行《GBJ10-89混凝土结构设计规范》第4.1.19条进 行计算,即可得:
悬臂桩计算
(1)方程求解
• 将上述有关数值带入公式(3-18),得:
9
• x3 - 19.7x - 69.1 = 0 • 解得: x = 5.65m • 埋深:t = 1.2×5.65 + 0.7 = 7.84m (2)查表法
3.5 单道支撑(锚杆)挡土桩墙的计算
• 单道支撑(锚杆)挡土桩墙有浅埋和深埋两种。对于浅 埋的挡土桩墙,可以将桩墙下端视为自由支承(活动铰 支座),采用静力平衡法计算;而深埋者则可以将桩墙 下端视为固定支承,采用等值梁法计算。
15
一、等值梁法的基本原理
O
图3-30 等值梁法计算单锚桩简图
(a)等值梁原理图;(b)桩墙上土压力分布图;(c)等值梁示意图;(d)弯矩示16意图
• 等值梁计算首先要确定正负弯矩的转折点位置。如何 确定该点的位置呢?人们研究发现,对基坑支护桩墙 土压力等于零的地方与弯矩为零的位置接近,因此, 在工程设计计算时,常用土压力为零的位置代替弯矩 为零的位置。
γ(Kp Ka )
(3-26)
–桩嵌入坑底的深度t0 = x + y –如土质差,还应乘系数k = 1.1~1.2,即t = (1.1~1.2)
t0
19
3. 求最大弯矩
– 按简支梁先求剪力为零处,即最大弯矩的位置, 再求最大弯矩。
• 用等值梁法计算一般偏于安全。
3.5.4 实际工程按等值梁法计算举例
• 因此在图3-30(b)中的土压力零点D,弯矩MD也近似 为零,即MD = 0。所以可以将D点看成铰结点,OABD 就成了支护结构上段的等值(简支)梁了。
二、等值梁法计算步骤
1. 计算主动土压力及被动土压力
Ka
tan2(450 )
2
悬臂式排桩支护的计算
本节主要介绍第一种方法即数解法
桩在水平荷载作用下,其水平位移(x) 愈大时,侧压力(即土的弹性抗力)(σ) 也愈大,侧压力大小还取决于:土体的 性质,桩身的刚度大小,桩的截面形状, 桩的入土深度等。 侧压力的大小可用如下公式表示: σ=Cx
C—土的水平向基床系数(或简称基床系 数),地基系数等 。 它是反映地基土“弹性”的一个指标,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,其大小与地基土的 类别、物理力学性质有关。它的单位为 K值的大小不仅 与土的类别及其性质有关,而且也随着 深度而变化。目前采用的基床系数分布 规律的几种不同图式如图4-9所示。
图4-9基床系数的变化规律
1)基床系数C随深度成正比例增加。如图 4-9a所示,即 C=mZ m—比例系数。其值可根据试验实侧决 定,无实侧数据时,可参表4-1及表4-2 (公路规程)中的数值选用。
3)基床系数C随深度成抛物线规律增加, 如图4-9c所示,即 C=cZ0.5
c—比例系数,其值可根据实测确定。无 资料时,可参照表4-2选用。
表4-1比例系数m
表4-2 非岩石土的比例系数m、K、c 值表
注: 1、本表中m值适用于桩在地面处最大位移不超过6mm, 位移较大时适当降低表列数值。
表4-7 桩的计算宽度
对n个桩组成的桩排,其侧面土抗力计算 宽度显然为nb1,但不得大D′+1(m)且 其中的每一个b1,应满足 b1 0.5(L1+L2) 见图4-14。
图4-14 桩的计算宽度
悬臂桩在深基坑支护中的应用:
1 工程概况 某商业大楼位于成都市区中心地带, 东临 人口密集的商业步行街, 南临街道, 西面 和北面临商业广场拟建大楼主楼37层, 设 3层地下室, 开挖深度最深处达15m , 基 坑形状近似正方形50m×50m。
悬臂支点式支护结构计算方法
悬臂支点式支护结构计算方法悬臂支点式支护结构是一种常用的土木工程结构,用于在施工过程中保护和支撑土方或挖方的边坡。
本文将介绍悬臂支点式支护结构的计算方法。
一、悬臂支点式支护结构的概述悬臂支点式支护结构是一种常用的土木工程结构,用于在土方开挖或填方过程中保护和支撑边坡。
其基本原理是通过设置支护桩和锚杆来固定边坡,以防止其坍塌或滑动。
二、悬臂支点式支护结构的设计步骤1. 确定边坡的几何形状和土质参数。
这包括边坡的坡度、高度、土质类型、内摩擦角等。
根据这些参数,可以计算出边坡的稳定性分析结果。
2. 选择合适的支护桩。
支护桩的选择应根据边坡的高度、土质的强度和稳定性要求来确定。
常见的支护桩类型包括钢筋混凝土桩、钢管桩等。
3. 设计锚杆。
锚杆用于固定支护桩和边坡,以增加整体的稳定性。
锚杆的数量和布置应根据边坡的高度和土质的强度来确定。
4. 进行结构计算。
根据支护桩和锚杆的尺寸和布置,进行结构计算,包括强度和稳定性的验算。
计算结果应满足相关规范和设计要求。
5. 编制施工图纸。
根据计算结果,编制悬臂支点式支护结构的施工图纸,包括支护桩和锚杆的布置图、尺寸图等。
三、悬臂支点式支护结构的计算方法1. 支护桩的计算。
支护桩的计算主要包括受力分析和强度验算。
受力分析时,需要考虑桩身的自重、土压力、水压力、地震力等。
根据这些受力情况,可以计算出桩身的弯矩、剪力和轴力。
强度验算时,需要根据钢筋混凝土的强度和断面形状,计算出桩身的抗弯强度和抗剪强度。
2. 锚杆的计算。
锚杆的计算主要包括受力分析和抗拉强度验算。
受力分析时,需要考虑锚杆的自重、土压力、水压力等。
根据这些受力情况,可以计算出锚杆的拉力和应力分布。
抗拉强度验算时,需要根据锚杆的材料强度和断面形状,计算出锚杆的抗拉强度。
3. 边坡的稳定性分析。
对于悬臂支点式支护结构,边坡的稳定性分析是非常重要的。
稳定性分析时,需要考虑边坡的自重、土压力、水压力、地震力等。
根据这些受力情况,可以计算出边坡的倾覆稳定性和滑动稳定性。
简述悬臂桩支护结构静力计算的主要步骤。
简述悬臂桩支护结构静力计算的主要步骤。
悬臂桩支护结构是一种常见的地下工程支护结构,其静力计算是保
证结构安全的重要步骤。
下面将介绍悬臂桩支护结构静力计算的主
要步骤。
第一步:确定工程地质条件和设计参数
在进行悬臂桩支护结构静力计算前,需要对工程地质条件进行详细
的调查和分析,包括土层性质、地下水位、地下水渗透性等。
同时,还需要确定设计参数,如桩的直径、长度、间距等。
第二步:确定荷载
悬臂桩支护结构的荷载主要包括土压力、地下水压力、地震力等。
在确定荷载时,需要考虑不同荷载的作用时间和作用方式,以及荷
载的分布情况。
第三步:确定桩的受力状态
在确定桩的受力状态时,需要考虑桩的受力形式和受力方向。
一般
情况下,悬臂桩支护结构的桩受到的主要力是竖向荷载和弯矩力。
第四步:进行静力计算
在进行静力计算时,需要根据桩的受力状态和荷载情况,采用适当
的计算方法进行计算。
常用的计算方法包括弹性理论、极限平衡法、
有限元法等。
第五步:确定桩的尺寸和间距
在进行静力计算后,需要根据计算结果确定桩的尺寸和间距。
一般情况下,桩的直径和间距应根据荷载大小和土层性质进行合理的选择。
第六步:进行施工监测和验收
在悬臂桩支护结构施工过程中,需要进行施工监测,及时发现和解决问题。
施工完成后,还需要进行验收,确保结构的安全和稳定。
悬臂桩支护结构静力计算是保证结构安全的重要步骤,需要根据工程地质条件和设计参数确定荷载,确定桩的受力状态,进行静力计算,确定桩的尺寸和间距,进行施工监测和验收。
钻孔桩配筋计算
基坑开挖深度h=5.0m, 土层重度为γ=193/m kN ,内摩擦角ψ=25 ,粘聚力c=30kPa,地面超载 q =20 kPa 。
悬臂式排桩支护,桩的最小长度和最大弯矩,及桩的配筋计算如下:沿支护墙长度方向取1延米进行计算,则有:主动土压力系数:a K =tan 2(45 -225)=0.0998 被动土压力系数:p K =tan 2(45 +225)=1.5697 基坑开挖底面处土压力强度:a e =( q +rh )a K -2c a K =30.43172/m kN土压力零点距开挖面的距离u=[( q +rh )a K -2c(a K +p K )]/γ(a K -p K )= -2.6m开挖面以上桩后侧地面超载引起的侧压力1a E = q h a K =9.98kN其作用点距地面的距离1a h =0.5h=2.5m开挖面以上桩后侧主动土压力2a E 为2a E =0.5γh 2a K -2ch a K +2c 2/γ=23.6693kN作用点距地面2a h2a h =23(h-aK c r 2)= -3.33m 桩后侧开挖面至土压力零点净土压力3a E 为3a E =21a e u 2=102.859kN 其作用点距地面的距离3a h 为3a h =h+31u=4.1333m 土压力合力E 为:E=1a E +2a E +3a E =136.5083kNE 的作用点距地面距离:a h =(1a E 1a h +2a E 2a h +3a E 3a h )/E=2.7198mt 3- 6E/γ(p K -a K )t+6(h+u-a h )E/γ(p K -a K )=0t 3- 29.327t+9.3788=0解得t=5.25m所以桩的长度最小为9.225m最大弯矩:M=(5-2.6+3.1266)136.5083-142.267=240.883m kN考虑安全系数2,得最大弯矩为481.766m kN桩距1.2m 一根,所以作用在单根桩上的最大弯矩为578.119m kN 578.119m kN <=32α1c f A γ(3sin Πα/Π)+y f S A γS (sin Πα+sin Παt )/Π 1.2144+128.98S A =578.119S A =4482.23mm 2取直径为25mm 的HRB400钢筋20根作为钻孔桩纵向钢筋,满足要求。
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悬臂式钻孔灌注护坡桩计算方法【摘要】通过分析基坑与护坡桩相互作用时土压力的特点,从力学角度出发,提出了悬臂式钻孔灌注护坡桩的计算、设计方法,并有工程实例。
【关键词】基坑土压力悬臂式钻孔灌注护坡桩【Abstract】Based on the characteristics of earth pressure when foundation pit and protecting piles interact,the calculation and design method of cantilever retaining drilled hole cast-in pile is put forward in the view of mechanics,and the project examples are given.【Key words】foundation pit earth pressure cantilever retaining drilled hole cast-in pile0前言当前城市建设工程受场地小与周围施工条件限制,许多基坑开挖放坡已不可能,需进行垂直开挖。
钻孔灌注桩施工简便占地少,质量容易控制且造价相对较低,在基坑开挖支护中被普遍采用。
根据西安地区施工经验,悬臂式钻孔灌注护坡桩不仅适用于开挖深度不大的基坑,也适用于深基坑开挖中,目前用于支护的最大开挖深度达12.0m。
1悬臂桩的受力特点基坑支护在土力学中属土与构筑物互相作用的范畴,边坡稳定体系由桩土共同构成。
随着基坑的开挖,当开挖至设计标高时,由于受两侧土压力的作用,桩发生挠曲变形,其整体趋势向基坑内倾斜。
为了保证其稳定性必须使其在土下某一处产生一个反弯点“O”,用其下部所受力抵消上部倾向基坑的土压力。
处于稳定后的悬臂桩变形状况见图1。
由于产生主动土压力支护桩只须产生较小的位移(位移量为桩长的1/1 000左右),不影响其稳定性,在工程中是允许的,这时AO段在桩后、OG段在桩前将产生主动土压力E a1、E a3;而产生被动土压力所需要的位移较大(位移量为桩长的1/50~1/100),工程中一般不允许支护桩产生太大变位,因此在实践中桩前CO段,桩后CG段将产生大于主动土压力而小于被动土压力的土压力E2、E4。
为了保证桩有足够的稳定安全系数,设计时通常控制E2、E4不超过按朗肯土压力理论计算的被动土压力E p2、E p4的1/2~2/3[1]。
由于桩前CO段和桩后OG段中每一点的受力情况及其复杂程度也不尽相同,为了便于生产实践中的分析计算,我们假设其中每一点实际所受力与该点由朗肯土压力计算的被动土压力之比值为一常数K。
悬臂式支护桩的土压力分布情况见图2。
图1悬臂桩稳定后的变形图2悬臂护坡桩土压力分布情况2悬臂式支护桩的计算原理及方法了解了支护桩变形情况及其前后土压力的分布特征,就可以计算桩长和其最大弯距了。
悬臂式支护桩实质为在三角形、梯形分布的平面力系作用下处于平衡状态的构件。
根据其受力后的变形情况可知只有O点处其挠度为零,可得:∑M=0(1)式中:M——O点处的变距kN·m。
当支护桩处于平衡状态时,其所受全部力合力为零,可得:∑F=0(2)式中:F——护坡桩所受全部外力,kN。
以(1)、(2)式做为基本条件,分别求E2、E4以及最大弯距及其所在位置,供进一步设计计算。
在O点处取一截面n—n′,取其上部桩为研究对象。
根据弯距平衡方程式,可知E a1、E2在O点的弯距之和为零。
E a1可通过朗肯土压力理论求得,其大小等于对AO段上各点的主动土压力积分值,作用点位置可通过二重积分求得。
对于E2由于其各深度处所受力等于K1与该处由朗肯土压力理论计算出的被动土压力的乘积,根据二重积分计算出E p2的合力作用点l′处即为E2的合力作用点所在。
根据(1)式可列出:a12(3)式中:E al——O点上段护坡桩所受总主动土压力,kN;E2——O点上段护坡桩所受总土压力,kN;l——总主动土压力作用点位置到O点距离,m;l′——总土压力作用点位置到O点距离,m。
即可求得E2。
然后验算E2,当E2/E2p=K1介于1/2~2/3之间,E2满足要求,否则不然。
E2求出,E a3可按E a1方法求得,通过(2)式可列出:E a1+E4=E2+E a3(4)式中:E a1、E2——同前;E a3——O点下段护坡桩所受总主动土压力,kN;E4——O点下段护坡桩所受总土压力,kN。
即可求出E4。
与E2一样需进行验算E4,E4/E p4=K2是否介于1/2~1/3之间。
当E2、E4求出之后,支护桩的受力情况已经很清楚了,进一步求其最大弯距|M max|及所处位置。
护坡桩所受荷载为平面分布荷载,弯距为二次曲线。
当剪力Q为零时,弯距M为极值。
所以只要求出剪力Q 为零的位置,即可根据该点弯距平衡方程式求出最大弯距。
从图2可以看出,桩内剪力为零处,必定处于CO段。
设在基坑下部D处剪力为零其距基底距离为d,在D处取截面m—m′,取其上部桩为研究对象。
根据力的平衡方程式知m—m′上部桩前后所受土压力合力为零。
如前所述桩后侧主动土压力可由朗肯土压力求出,总主动土压力E ad可对d+H段积分求得。
桩前土压力E d等于K1与该段按朗肯土压力理论求出的总被动土压力E pd的乘积,通过前述可得出:1pd ad(5)式中:K1——比例系数介于1/2~2/3;E pd——D点上段护坡桩所受总被动土压力,kN;E ad——D点上段护坡桩所受总主动土压力,kN。
求出d,从而确定了剪力为零的位置。
列出d点处的弯距平衡方程式,即可求出最大弯距|M max|。
3配筋计算当确定了所采用混凝土的强度等级,钢筋的种类后即可进行配筋计算,这里仅分析其中的主筋计算。
在主筋计算中,有按等惯性矩公式将圆截面积换算成正方形截面的单筋正方形截面弯构件计算公式和按等面积换算成正方形截面的计算公式,均不甚合理,建议采用现行《GBJ10-89混凝土结构设计规范》第4.1.19条进行计算,即可得:(6)式中:N——轴向力设计值,kN;A——构件截面面积,m2;A s——全部纵向钢筋的截面面积,m2;——圆形截面的半径,m;γs——纵向钢筋所在圆周的半径,m;α——对应于受压区混凝土截面面积的圆心角rad与2π的比值;αt——纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值;当α>0.625时,取αt=0;f cm——混凝土弯曲抗压强度设计值,N/m2;f y——普通钢筋的抗拉强度设计值,N/m2;M——弯距设计值,kN*m;K——安全系数取1.2~1.5。
对圆形截面受弯构件的正截面受弯承截力,取轴向力设计值N为零,解(6)式可得其最小配筋公式:(7)式中:符号同前。
按式(7)进行计算,求得稳定的α和A s,即可设计出截面主筋配置。
主筋配置设计出后,按下式对混凝土进行抗裂验算:(8)式中:δ——抗裂验算边缘的混凝土法向应力,N/m2;W0——换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩,m3;αE——钢筋弹性模量E s与混凝土弹性模量的比值;ρg——主筋配筋率;d、d0——桩径和纵向钢筋圆环直径。
4工程实例4.1工程概况西安市某工程,北、西紧靠主要交通道路,东、南临繁华小巷。
地下室两层,基础埋深10.0米。
基坑放坡条件不成立。
垂直开挖需进行支护,由于基坑上部为湿陷性黄土和饱和黄土不宜采用锚杆支护。
根据西安地区施工经验决定采取悬臂式钻孔灌注护坡桩。
场地内地层平均情况见图3,各土层的主要参数见表1。
表1各土层主要参数图3基坑和地层剖面图4.2土压力的计算首先要确定反弯点O及桩底G的位置。
参照图1设CO=1.2H=12.0m,OG=0.15H=1.5m。
考虑到基坑外建筑材料和设备的放置,均布荷载q按10kPa考虑。
主动土压力E a,被动土压力E p按以下公式求得:式中:E a、E p——主动、被动土压力,kN;γ——土的重度,kN/m3;h、h′——土层厚度,m;K a、K p——主动、被动土侧压力系数。
均布荷载强度视为等效增高进行计算,成层地基土按重度换算成相同等效的土层厚度进行计算。
地下水位以下土层取浮容重。
各特征深度从地表或基底算起的土压力计算结果及AO段内各层的总土压力及其作用点列于表2,各特征点的主动土压力表示于图4。
4.2.1E2的确定用二重积分求E2的作用点l′,可得:表2土压力主要计算结果备注:1.土压力作用点位置指作用点对该段下界的距离2.“()”内数值表示从基坑底部算起图4主动土压力分布图l′=4.647m积分求得E a1为1 365.155kPa,根据(3)式可求得:E2=1 893.691kPa按朗肯土压力理论求出CO段总被动土压力得:E p2=3 110.482kPa验算E2∶K1=E2/E p2=0.609,符合要求。
E2求毕。
4.2.2P4的确定桩前从基底算起OG段内总主动土压力E a3为76.392kPa,桩后从地表算起OG段内总被动土压力E p4为1 145.627kPa。
由于E a1、E a3、E2已知代入(4)式可得:E4=604.928kPa。
验算E4∶K2=E4/E p4=0.528,符合要求。
E4求毕。
4.3确定剪力Q为零的位置求|M max|设在土层④中D处剪力为零,距土层③层底(即点E)距离为d′。
桩后AD段总主动土压力为518.84B+93.336d′+2.601d′2,桩前CD段总被动土压力为626.216+254.260d′+0.99d′2。
根据(5)式可以列出:K2(626.216+254.260d′+0.990d′2=518.848+93.336d′+2.601d′2解得:d′=2.428m,符合实际情况。
即基底下6.928m处剪力为零。
d′求出即可求D点处主动土压力和实际所受土压力产生的弯距,求得分别为3 565.497kN·m、1 972.593kN.m。
则|M max|为两者之差1 595.092kN.m。
剪力为零所在位置及最大弯距求毕。
4.4配筋计算当桩径为1.0m,混凝土强度采用C25,主筋用 φ30时,按《GBJ10—89混凝土结构设计规范》参数f cm取13.5N/mm2,f y取310N/mm2, s取0.45m,M取2 000kN.m。
将以上数值代入(7)式中得:α=0.31A s=0.017 6m2可知当主筋采用25 φ30时可以满足弯距设计值要求。
按(8)式进行抗裂验算求得:W o=0.12m3则=13.3N/mm2<f cm(13.5N/mm2)通过验算说明混凝土强度及配筋满足抗裂要求。
至此整个护坡桩的设计完毕。
桩径R为1.0m,桩长23.5m,最大弯距为1 595.092kN*m,弯距设计值取2 000kN*m。