单排桩基础计算算例

例题:双柱式桥墩钻孔灌注桩计算示例（单排桩）

1. 设计资料 1.1 地质与水文资料

最大冲刷线位于河床线下 2.8m ；地基土上层为硬塑黏性土，地基土比例系数m=150004kN m ；桩周土摩阻力标准值60k q kPa =。

下层为中密细砂夹砾石；桩周土摩阻力标准值50k q kPa =；地基承载力基本容许值

0[]220a f kPa =，地基土比例系数m=180004kN m

地基土平均有效重度28.0kN m γ'=（已考虑浮力）

一般冲刷线高程为342.00m ，常水位高程为344.00m ，局部冲刷线高程为339.20m 1.2桩、墩尺寸与材料

墩帽顶高程350.00m ，桩顶高程为344.00m ，墩柱顶高程为348.80m 。

墩柱直径为 1.30m ，混凝土强度等级为C25，钢筋为HRB335，混凝土弹性模量

722.810C E kN m =⨯

桩身直径为1.50m ，混凝土强度等级为C25，混凝土弹性模量722.810C E kN m =⨯ 1.3荷载情况

桥墩为双柱式桥墩，桥面净宽7m ，附0.75m 人行道，人群荷载为23.0kN m ，设计荷载为公路-Ⅱ级，结构重要性系数为1.0.

上部为30m 预应力混凝土梁，每一根桩承受荷载为： ①两跨恒载反力 1834.53N kN = ②盖梁自重反力2183.10N kN = ③系梁自重反力348.00N kN = ④一根墩柱自重力4187.30N kN =

⑤桩每延米自重力2

1.5(2510)26.5()q kN m π=⨯⨯-=（已扣除浮力） ⑥活载反力

Ⅰ）两跨活载（汽车+人群）反力：5536.68N kN =

Ⅱ）单跨汽车荷载反力：6389.21N kN =，顺桥向弯矩1119.84M kN m =⋅ 单跨人群荷载反力：720N kN =，顺桥向弯矩2 6.16M kN m =⋅

车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的分配影响。 Ⅲ）制动力90.00T kN = （作用点在支座中心，距桩顶距离为6.197m ） Ⅳ）纵向风力：

盖梁部分1 2.65W kN =，对桩顶力臂为5.45m 。 墩身部分2 2.35W kN =，对桩顶力臂为2.45m 。 采用旋转钻孔灌注桩基础，摩擦桩。 2. 桩长计算

该地基土层由两层组成，根据《公桥基规》中确定单桩轴向受压承载力容许值的经验公式初步反算桩长。设该灌注桩局部冲刷线以下的桩长为h ，一般冲刷线以下的深度为h3=h+2.8，则由轴向受压承载力要求得：

[]R a N R γ=

2.1 N 为一根桩受到的全部竖向荷载，包括桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑。采用正常使用极限状态的短期效应组合，各系数均取1.0.

当两跨活载时（此时为轴力最不利状况）

1234502() 834.53183.1048187.30536.6826.5(4.8)8.0 1.54

1916.8112.36N N N N N N q l h hA

h h h

γπ

'=++++++-=+++++⨯+-⨯⨯⨯=+

2.2

R γ为单桩轴向受压容许承载力的抗力系数，按《公桥基规》中表5.3.7选用。因计

算使用阶段、短期效应组合，荷载仅包括结构自重、汽车和人群荷载，所以， 1.0R γ=。

2.3 []a R 为摩擦桩—钻孔灌注桩的单桩轴向受压承载力容许值

[]

002231

[]2

[](3)a ik i p r

r a R u q l A q q m f k h λγ=+=+-∑

桩的设计直径d=1.5m ，采用旋转钻施工，Δd=5cm ，则 （1）桩周长 1.55 4.87 ()u m π=⨯=

（2）桩端面积221.5=1.774

4

p A d π

π

=

=

⨯

（3）清底系数0=0.8m （4）修正系数λ，按

4~20L

d

=，桩端为透水性土情况选用，0.70λ= （5）0[]a f 为桩端土的承载力基本容许值，第二层土0[]220a f kPa = （6）2k 为承载力容许值随深度的修正系数，中密细砂取2 3.0k =

（7）2γ桩端以上各土层的加权平均重度，当持力层为透水性土时，水中部分土层取浮重度，328kN m γγ'==

（8）3h 桩端的埋置深度，对有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算h 3=h +2.8

[]

002231

[][](3)21

4.87[60450(4)] 1.770.80.7[22038( 2.83)]2

310.71145.54 ()a ik i p a R u q l A m f k h h h h kN λγ=++-=⨯⨯⨯+⨯-+⨯⨯⨯+⨯⨯+-=+∑

由 []R a N R γ=

得 1916.8112.36 1.00(310.71145.54)h h +=⨯+

所以 1916.81310.71

12.06 ()145.5412.36

h m -=

=-

取h =12.1m ，即局部冲刷线以下桩长为12.1m 。 此时，桩端处的承载力容许值为

[]

00223max [](3) 0.80.7[22038(12.1 2.83)] 283.141150()

r a r q m f k h kPa q kPa λγ=+-=⨯⨯+⨯⨯+-=<=细砂 满足要求 由上式验算，可知桩的轴向承载力满足要求。 3 桩的内力和变位计算（m 法）