群桩基础某单桩承载力计算

1.大桥7#承台6a-0桩基桩顶荷载计算：

大桥桥梁跨径组成为5×40+（65+120+65）+3×40连续刚构、预应力混凝土结构连续T梁，桥梁全长579 m。主桥上部采用三向预应力混凝土连续刚构，主墩采用2.2 m×6.5 m×45.459 m双薄壁墩，基础采用人工挖孔灌注桩基础；荷载为纵向控制设计，作用于混凝土承台顶面中心的荷载如下：

图1.大桥桩断面示意图（除标高以m计外，其余以cm计）

承台自重：N =w ·l ·h ·γ

N =16.5×22.75×4.5×25 =42229.7 kN

双薄壁墩自重：N =w ·l ·h ·γ

N =（2.2×6.5×45.46×4+5.6×1.5×6.5×2+0.3×0.5/2×6.5×8）×25 =67835 kN

w —宽度（m ）； l —长度（m ）； h —高度（m ）；

γ—钢筋混凝土重度（kN/m 3）。

梁（中跨一半+0#块）自重：14

0/2i i N N N ==+∑0

N=（52.3/2+105+106.1+108.3+111.2+117.3+124.3+130+121.8+

130.2+136.7+143.6+151.1+159+167.5+1097.9）×10 =29361.5 kN

梁（边跨）自重：15

0i i N N ==∑

N =（166.3+52.3+105+106.1+108.3+111.2+117.3+124.3+130+

121.8+130.2+135.9+143.6+151.1+159+167.5）×10 =20299 kN

N i —第i 块梁自重（kN ）。

由于边跨自重对于主墩属非对称传递荷载，固对其取梁高加权自重：

N =7.2/（3+7.2）×20299=14328.7 kN

2.计算

（1）桩的计算宽度b 1

b 1=K f ·K 0·K ·d

d —与外力H 作用方向相垂直平面上桩的直径；

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；

K 0—受力换算系数，既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；

K —桩间相互影响系数。当桩基有承台连接，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，其影响与桩间净距L 1的大小有关。

b 1=K f ·K 0·K ·d =0.9×（1+1/d ）×0.78·d =2.457 m

（2）桩—土变形系数α

E =0.67E h =0.67×3.1×107=2.08×107 kN/m 2

4

1.91764

d I π=

= m 4

0.42α=== m -1 h α=25×0.42=10.5>2.5，故按弹性桩来计算。

b 1—桩的计算宽度；

E 、I —桩的弹性模量及截面惯性矩； H —桩的入土深度。

（3）桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ

根据《公桥基规》，挖孔桩采用1

2ξ=，h =25 m ，222.5 4.90944d A ππ=== m 2 对于岩石地基系数C 0可以查的C 0=5×106 kN/m 3

2

0 2.545(25tan =121.6524

A π︒=+⨯） m 2

按桩中心距计算面积，故取2

0 6.25=30.682

A π=⨯（

） m 2 ∴ 1000

7611

=0.2811

025124.409 3.11051030.68

h EI l h AE C A ρξ==++⨯+

+

⨯⨯⨯⨯

已知：0.422510.5(4)h h α-

==⨯=>，取用4，00.4200l l α-

==⨯= 查表得： 1.06423Q x =；0.98545m x =； 1.48375m ϕ=。

∴3320.42 1.064230.0788Q EIx EI EI ρα==⨯=

2230.420.985450.1738m EIx EI EI ρα==⨯=

40.42 1.483750.623m EI EI EI ραϕ==⨯=

（4）计算承台地面原点处位移0b 、0β a . 承台作用在桩顶时的位移：

0142229.712568.36120.28N b n EI EI

ρ=

==⨯ b . 承台和墩作用在桩顶时的位移：

01110064.732757.35

120.28N b n EI EI

ρ=

==⨯ c. 承台、墩和梁作用在桩顶时的位移：

01153754.945760.39

120.28N b n EI EI

ρ=

==⨯ 22411

120.6230.2812 3.12540.2885n

i i n x EI EI EI ρρ=+=⨯+⨯⨯=∑

2120.07880.9456n EI EI ρ=⨯= 2120.07880.9456n EI EI ρ=⨯=

30222

24131()n

i i n H

n n x n ρβρρρρ==

+-∑

2

2.085620012.26

0.9456(120.62332.8125)(2.0856)EI EI EI EI EI EI

⨯=

=⨯+- n —桩的根数

（5）计算作用在角桩顶上作用力p i

a. 承台作用在桩顶时角桩顶上的作用力：

10012568.3612.36

()0.28( 3.125)3529.956i i p b x EI EI EI ρβ=+=+⨯= kN

b. 承台和墩作用在桩顶时角桩顶上的作用力：