桥梁基础竖向承载力验算
参考资料：计算公式参考一级建造师执业考试《公路工程管理与实务》教材
北方交大桥梁基础竖向承载力的验算资料
概述：
桥梁主要由桥跨结构，支座，桥墩，桥台和基础组成，桥梁基础是将荷载传至地基的机构，桥梁基础可分为刚性基础，桩基础。
桩基础是基桩和连接于桩顶的系梁承台共同组成，可以将上部结构传来的荷载，通过系梁承台由桩基传递到较深的地基土层中，具有承载力大，稳定性好沉降小而均匀，抗震性好等优点。
桩基要满足三个方面。1，防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性2，控制地基特征变形量不超过规范允许值。3，满足基础结构的强度，刚度和耐久性。
桩基础的受力计算
桩基础受力计算按下列规定进行
系梁承台底面以上的竖直荷载全部由基础承受。
当基桩部位位于内摩擦角小于20度的软土中，应验算桩基因该土层施加于桩基的水平力所产生的扰曲。
在一般情况下，桩基不需要进行抗滑动验算。
在软土层较厚，持力层较好的地基中，桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位下降所引起的负摩阻力的影响。
挖孔桩（摩擦桩）单桩轴向受压容许承载力【P】可按下列方法计算
【P】=1／2（ULτP+AσR）
式中[ P ]——单桩轴向受压容许承载力(kN);
U——桩的周长（m），按成孔直径计算，当无试验资料时，成孔直径可按下列规定采用：旋转钻按钻头直径增大3~5cm；冲击钻按钻头直径增大5~10cm；冲抓钻按钻头直径增大10~20cm；
L——桩在局部冲刷线以下的有效长度（m）；
A——桩底横截面面积（㎡），用设计直径（钻头直径）计算；但当采用换浆法施工（即成孔后，钻头在孔底继续旋转换桨）时，则按成孔直径计算；
τP——桩壁土的平均极限摩阻力（kPa）：
n——土层的层数；
L I——承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度（m）；
τI——与对应的各土层与桩壁的极限摩阻力（kPa），按表1B413012-1采用：
σR——桩尖处土的极限承载力（kPa）
式中 [σ0 ] ——桩尖处土的容许承载力（kPa）；
h——桩尖的埋置深度（m），对于有冲刷的基础，埋深由一般冲刷线算起；对无冲刷的基础，埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线算起，h的计算值不大于40m，当大于40m时，按40m计算，或按实验确定其承载力；
κ2——地面图容许承载力随深度的修正系数；
γ2——桩尖以上土的重度（kN/m3）；
λ——修正系数，见表1B413012-2。
m o——清底系数，按表1B413012-3采用。
缺陷桩基计算：
1.桩基全长21.2米，在18米至16米间混凝土松散，为计算安全，桩基16米
至21.2米按P2β地质考虑（详见设计图地质资料）玄武岩，强风化碎石状。
2.扣除桩底松散部分，计算有效桩长按16米计算。
3.摩擦桩：桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承，桩端
处土层反力很小。
4.施工图地质情况
(1) Q/4el+dl/ 粉质黏土:灰黄、褐黄色,硬塑,地基承载力基本容许值220kPa,摩阻力标准值65kPa.动探试验Nd=9.8～18.2击.标贯实验N=12击。
(2) Q/4el+dl/ 碎石:灰黄、褐灰色,稍密,稍湿,地基承载力基本容许值
350kPa,摩阻力标准值120kPa.
(3) Q4dl+c块石:灰色,中密,稍湿饱和,地基承载力基本容许值600kPa,摩阻力标准值180kPa.
(4) P/2β玄武岩:黄灰、灰绿、黑灰色,强风化,碎石状,地基承载力基本容许值450kPa,摩阻力标准值140kPa.
(5) P2β玄武岩:深灰、灰黑色,中风化,碎石～碎块状,地基承载力基本容许值1500kPa.
4 桩基容许承载力计算式
【P】=1／2（ULτP+AσR）
=1／2（3.14*1.8*16*140+3.14*1.82／4*1500）
=823.7吨
桥梁实际荷载
P1桩基自重：16*3.14*1.82／4*2.2=90吨
P2系梁：8*3／2*2.6=50.7吨
P3墩柱：21.3*3.14*1.72*2.6=126吨
P4盖梁：36／2*2.6=46.8吨
P5梁板: 30*5／2*2.6=195吨
P6桥面:=25吨
P1～P6=533吨
P＞P1～P6
附件：（同桥桩基桩长对比，地质资料对比参考）
老清河3#桥7—2检测实际Φ1.7桩长16.2-1.4=14.8米对比5—1计算Φ1.8桩长16米老清河3#桥7—1检测实际Φ1.7桩长18.55-1.4=17.15米对比5—1计算Φ1.8桩长16米
老清河3#桥10—1检测实际Φ1.7桩长18.3-1.4=16.9米对比5—1计算Φ1.8桩长16米老清河3#桥21—1检测实际Φ1.7桩长18.6-1.4=17.2米对比5—1计算Φ1.8桩长16米在同桥桩基桩长对比中，部分桩长接近或小于16米，摩擦力均满足设计要求。
单桩竖向承载力设计值计算 一、构件编号: ZH-1 示意图 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－2008) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002) 三、计算信息
1.桩类型: 桩身配筋率＜0.65%灌注桩 2.桩顶约束情况: 固接 3.截面类型: 圆形截面 4.桩身直径: d=800mm；桩端直径: D=1200mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C30 fc=14.3N/mm2 Ec=3.0×104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 fy=300N/mm2fy，=300N/mm2Es=2.0×105N/mm2 3)钢筋面积: As=2155mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: H>6.000m 7.受力信息: 桩顶竖向力: N=1169kN 四、计算过程: 1)根据桩身的材料强度确定 桩型:人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩身直径D =800mm 桩身截面面积A ps=0.50m 桩身周长u=2.51m R a=ψc f c A +0.9f y，A S，【5.8.2-1】 ps 式中A ps————桩身截面面积 f c———混凝土轴心抗压强度设计值 ψc———基桩成孔工艺系数，预制桩取0.85，灌注桩取0.7~0.8。 f y，———纵向主筋抗压强度设计值 A S,———纵向主筋截面面积 R a =5363+582=5945KN 2)根据经验参数法确定 计算依据：《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008和本项目岩土工程勘察报告 单桩竖向承载力特征值(R a)应按下式确定: R a=1/k×Q uk 【5.2.2】 式中Q uk————单桩竖向极限承载力标准值 K———安全系数，取K=2. Q uk=Q +Q pk= u∑ψsi q sik L i +ψp q pk A p 【5.3.6】 sk 桩型: 人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩端直径D =1200mm 桩端面积A p=1.13m 桩端周长u=3.77m 第1土层为:不计阻力土层,极限侧阻力标准值q sik=10Kpa
公路桥梁承载能力试验与检测方法 1前言 1.1公路桥梁承载力试验的目的与作用 全国每年都有一大批结构新颖、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，无论在桥梁单跨跨度、结构复杂程度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界先进之列。 随着科学技术的进步，桥梁结构的设计方法和设计理论都有了根本性的变化，然而影响桥梁工程质量的许多不确定因素仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其使用性能和效果。 对那些影响较大、结构新颖、隐蔽工程较多的桥梁进行全桥实桥荷载试验，是竣工验收时对桥梁工程内在质量进行评判时最直接和有效的方法和手段。同时亦为设计理论、施工技术总结积累经验，为桥梁建设的整体水平提高创造条件，为今后桥梁的养护管理提供科学依据。 美国一位专家曾说过：“无论多么高新的结构分析技术都不能取代用于评估公路大桥性能的现场测试。当建筑物承受工作荷载时，记录下应变测试结果，根据测试结果工程师就能更好地了解桥梁的真实结构响应。” 1.2新的公路桥梁汽车荷载标准
我国颁布的行业标准《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)，将使用近40年的原公路桥涵结构设计采用的车辆荷载标准模式及其分级作了重大调整。一是将四级标准车队荷载改为公路—I级、公路—，，级两级汽车荷载二是汽车荷载采用了国外普遍采用的车道荷载和车辆荷载组成的模式；另外，从形式上取消了验算荷载，将验算荷载的影响通过多种途径间接地反映到汽车荷载模式中。 而《公路桥涵设计通用规范》(JTG D 60—2004)亦提出在公路桥涵设计时，车道荷载横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算；同时多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减；当桥梁计算跨径大于150m时，还应按规定的纵向折减系数进行折减；当为多跨连续结构时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。 1．3解读新的汽车荷载标准 美国早在?944年就在美国公路桥梁规范(AASHO)中采用车辆荷载与车道荷载，即双轨制的活载标准，用以补充活载设计标准的缺陷与不足。采用车道荷载的最大优点是，车道荷载便于在影响线上布载，一旦影响线形状、面积及最大坐标值已知，则加载手续简便，计算工作量少而对于特定桥型结构的桥梁，其内力影响线又是一定的。所以，
浅谈关于单桩竖向极限承载力试桩资料不完整解决方法 摘要：为了合理确定单桩竖向抗压极限承载力，多年来，广大从事桩基工程研究的学者提出了许多计算方法，如静载试验法、经验参数法和静力触探法等，而静载试验法由于是通过对试桩的现场测定，所得结果更为准确可靠，因此常常作为确定单桩竖向抗压极限承载力的主要方法，但在试验中，由于受荷载装置、试桩费用、工程进度及试验条件等因素制约，实际试桩往往不能进行到桩基的抗压极限承载力便终止试验，因此，应用该方法确定单桩竖向抗压极限承载力的关键是如何利用不完整的试桩资料求解桩的极限承载力。 关键词：桩基工程承载力 一、引言 为解决这一问题，目前工程上常常采用和有关文献介绍的方法，主要可分为两种一种是图解法，即P-S曲线或S-LgP曲线折点法，P、S和差法、逆斜率法、切线交会法、St=2.5%d法和S=10%d法等，另一种是数值计算方法，即P-△2k/△P2法、P-K法等。由于图解法受制图精度、比例尺设定等条件影响，曲线折点在选取上存在较大的人为因素，具有明显的随意性，因此求解结果差异性较大。数值计算方法虽然改进了图解法所存在的问题，但因计算取点均为试桩条件下n 级加荷所对应的试验数据点（Pi，Si）（i=1～n），而使所求解的P-S曲线的弯曲程度变化率ki或kJ并非是真正的最大值，实际最大值ki或kj很可能位于某两个试验加荷数据（Pi，Si）和（Pi+1，Si+1）之间，使计算结果产生较大误差。另一方面，由于这两种数值计算方法工作量较大，不便实际应用。针对上述求解方法所存在的问题，我们将通过不完整试桩所获得的P-S数据关系的函数外延，利用对函数曲率求极值原理，获得了单桩竖向抗压极限承载力的计算公式，运算简捷实用。 二、公式的建立 在确定单桩竖向抗压极限承载力时，人们都希望首先求得单桩竖向抗压极限承载力，而实际试桩由于所述原因往往达不到极限荷载试验便终止进行，因此利用非完试桩资料计算试桩抗压极限承载力的关键－是如何利用已有试桩P-S曲线关系解决由曲线中部向后部的外延问题，即利用桩基土体的弹性塑性变形资料推算桩周土进入完全塑性变形阶段的承载变位关系；二是在P-S曲线的外延部分可以找到曲率最大点，即当桩周土由弹性塑性变形过渡到完全变形状态时，P-S 曲线应出现拐点，对应的荷载为单桩竖向抗压极限承载力。 1、试桩P-S曲线的外延 根据文献，牛冬生和沈保汉经过对154根完整试桩试验数据的整理分析认为，试验P-S曲线中后段的函数关系可用指数函数曲线进行拟合，其表达式为：
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
目录 1桥梁承载能力检算评定 (2) 1.1检算总述 (2) 1.2作用及抗力效应计算 (2) 2桥梁荷载试验 (7) 2.1静载试验 (7) 2.1.1确定试验荷载 (7) 2.1.2试验荷载理论计算 (10) 2.1.3试验及数据分析 (12) 2.1.4试验结果评定 (15) 2.2动载试验 (16) 2.2.1自振特性试验 (16) 2.2.2行车动力响应试验 (18) 2.2.2.1移动荷载时程分析 (18) 2.2.2.2动力荷载效率 (29) 2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (29) 参考文献 (30)
结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。 1桥梁承载能力检算评定 1.1检算总述 进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。 1.2作用及抗力效应计算 为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。计算分析完毕后，先进行荷载组合：结果>荷载组合，选择“混凝土设计”表单，可以结合通用设计规范D60-04自动生成功能生成荷载组合，组合类型按照检测评定规程选择承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计，分别进行结构抗弯、剪、扭验算及抗裂验算。
主楼单桩承载力计算书 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m ） 侧阻q sik （Kpa ） 端阻q pk （Kpa ） ○1 杂填土 2.0 0 / ○2 粉质粘土 1.0 50 / ○3 含碎石粉质粘土 7.5 90 / ○4 粉质粘土 4.5 85 / ○5 含碎石粉质粘土 13 100 2700 2、单桩极限承载力标准值计算： 长螺旋钻孔灌压桩直径取Ф600，试取ZKZ1桩长为16.0 米，ZKZ2桩长为28.0 米进入○ 5层含碎石粉质粘土层 根据《建筑桩基技术规范规范》（JGJ 94－2008）： 单桩竖向极限承载力特征值计算公式： ∑+=i p p l u A q Q sik k uk q 式中：uk Q ---单桩竖向极限承载力特征值； q pk ,q sik ---桩端端阻力，桩侧阻力标准值； A p ---桩底端横截面面积； u---桩身周边长度； l i ---第i 层岩土层的厚度。 经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 3.0）＝3400KN 。 ZKZ1单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =1600KN
经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 15.0）＝5675KN 。 ZKZ2单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =2850KN 3、 桩身混凝土强度（即抗压验算）： 本基础桩基砼拟选用混凝土为C30。 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤+0.9f y As 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤ 式中：f c --混凝土轴心抗压强度设计值；按现行《混凝土结构设计规范》 取值，该工程选用C30砼，f c ＝14.3N/m 2； N--荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值； A ps --桩身横截面积，该式A ps ＝0.2826m 2； ψc ---基桩成桩工艺系数，本工程为长螺旋钻孔灌注桩，取0.8。 带入相关数据： 对于ZKZ2： A ps f c Ψc ＝0.2826×106×14.3×0.8＝3232KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 对于ZKZ1： A ps f c Ψc +0.9f y As ＝0.2826×106×14.3×0.8+0.9×360×924＝ 3532KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 4、 桩基抗震承载力验算：
单桩竖向承载力特征值计算 根据《简明施工计算手册（第三版）》单桩承载力计算：（p320—p326） 1.一般直径竖向承载力特征值，可按下式计算： p pa i sia p pk sk a A q l q Q Q R +=+=∑μ 其中，sk Q ：单桩总侧阻力特征值； pk Q ：单桩总端阻力特征值； p μ：桩身周长； sia q ：桩第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15） （p321） 修正系数0.8：1q =36K ，2q =20KN ，3q =116kN ； i l ——土层厚度； p A ——桩端面积 pa q ——极限端阻力特征值——查表（5-16） （p322），得8400。 一、圆桩：（R=15） 0.943×（2.5×36×0.8＋2.5×0.8×20＋1×2×116）＋8400×A =808.8kN 二、方桩：（A=0.3×0.3） 4×0.3×（2.5×36×0.8＋25×0.8×20＋1×2×116）＋8400×A =273.6＋1029.6=1303.2kN
2.大直径（mm d 800≥）单桩竖向承载力特征值，可按下式计算： p pa P i sia si p pk sk a A q l q Q Q R ’ ψψμ+=+=∑ 其中，sk Q ：单桩总侧阻力特征值，这里我们使用端承桩sk Q 为0忽略不计； pk Q ：单桩总端阻力特征值； p μ：桩身周长； sia q ：桩第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15） （p321）； i l ——土层厚度； p A ——桩端面积，p A =N 2 21?? ? ?? pa q ——极限端阻力特征值——查表（5-16） （p322）； ‘sia q ——桩侧第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15）（p321）； ‘pa q ——桩径为800mm 的端阻力特征值，可采用深层载荷板试验确定，这里我们查表（5-17）取值2500； si ψ、P ψ——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表（5-18） （p324）取值P ψ端阻尺寸效应系数3 18.0??? ??D 。 对于混凝土护壁的大直径挖孔桩，计算单桩竖向承载力时，其设计桩径取护壁外直径。 挖孔桩：（D=1m ，h=6-7m ） 31 18.0??? ??×2500×∏221??? ??=1822.7kN
桩基竖向承载力计算 1.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N k ≤ (1.1-1) 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要 求： R N k 2.1max ≤ (1.1-2) 2 地震作用效应和荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N Ek 25.1≤ (1.1-3) 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的 要求： R N Ek 5.1max ≤ (1.1-4) 式中 k N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力； max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶 最大竖向力；
Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的平均竖向力； m ax Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的最大竖向力； R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。 1.2 单桩竖向承载力特征值a R 应按下式确定： k u a Q K R 1 = (1.2) 式中 k u Q ——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数，取K ＝2。 1.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。 1.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。 1.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时 c ak c a A f R R η+=
单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第5.2.2条公式5.2.2计算： R a=Q uk/K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K=2。 1. 一般桩的经验参数法 此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。 按JGJ94-2008规范中第5.3.5条公式5.3.5计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； u——桩身周长； l i——桩周第i 层土的厚度； A p——桩端面积； q sik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表5.3.5-1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0； q pk——极限端阻力标准值，参考JGJ94-2008规范表5.3.5- 2取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取q pk=0； 2. 大直径人工挖孔桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值的计算 此方法适用于大直径（d≥800mm）非预制混凝土管桩的单桩。按JGJ94-2008规范第5.3.6条公式5.3.6 计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； q sik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.5-1取值，用户 需 1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于扩底桩变截面以上2d范围不计侧阻力；对于端承桩取q sik=0； q pk——桩径为800mm极限端阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.6- 1取值；用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取qpk=0； ψsi，ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按JGJ94-2008表5.3.6-2取值；
塔吊基础计算书 一、计算参数如下： 非工作状态工作状态 基础所受的水平力H：66.2KN 22.5KN 基础所受的竖向力P：434KN 513KN 基础所受的倾覆力矩M：1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk：0 67KN.m 取塔吊基础的最大荷载进行计算,即 F =513KN M =1683KN.m 二、钻孔灌注桩单桩承受荷载： 根据公式: （注：n为桩根数,a为塔身宽） 带入数据得 单桩最大压力: Qik压＝872.04KN 单桩最大拔力：Qik拔＝-615.54KN 三、钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m） 侧阻qsia（Kpa） 端阻qpa（Kpa） 抗拔系数λi 4 粉质粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉质粘土 4.6 13 / 0.75 7 粉质粘土 5.6 16 /
0.75 8-1 砾砂 7.3 38 1000 0.6 8-2 粉质粘土 8.9 25 500 0.75 8-3 粗砂 4.68 30 600 0.6 8-4a 粉质粘土 4.05 32 750 0.75 桩顶标高取至基坑底标高，取至场地下10m处，从4号土层开始。 2、单桩极限承载力标准值计算： 钻孔灌注桩直径取Ф800，试取桩长为30.0 米，进入8-3层 根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）8.5.5条： 单桩竖向承载力特征值计算公式： 式中：Ra---单桩竖向承载力特征值； qpa,qsia---桩端端阻力，桩侧阻力特征值； Ap---桩底端横截面面积； up---桩身周边长度； li---第i层岩土层的厚度。 经计算：Ra=0.5024×600+2.512×（22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25×8.9+30×2.65）＝2184.69KN>872.04KN满足要求。 单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式： 式中：Ra，---单桩竖向承载力特征值； λi---桩周i层土抗拔承载力系数； Gpk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力） 经计算：Ra，＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25
1.工程概况 本工程为崇明东滩防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥、3号涵桥、东旺东路饮水河桥的修缮工作。其中防汛桥、望海桥、东旺沙闸桥、白滧桥要进行主梁更换，预制梁为10m~16m的预应力空心板梁，具体形式如下表所示： 防汛桥预制板梁具体形式如下表所示： 望海桥预制板梁具体形式如下表所示： 东旺沙闸桥预制板梁具体形式如下表所示： 白滧桥预制板梁具体形式如下表所示：
预制板梁由隧道构件场预制，用运梁车（具体形式如下图所示）运载到现场进行拼装。3号涵桥桥面板为5.6米预制实心混凝土板梁，由施工单位自己现场预制加工吊装。东旺东路饮水河桥不更换板梁只对桥身有裂缝处进行碳纤维加固。本方案对运梁车所经过的桥涵进行结构安全性验算，编制合理的运梁方案。 参考资料：《桥梁工程》、东滩相关桥涵检测报告、预制板梁相关图纸。
. .. . 炮车重3T牵引车重9吨 运梁车荷载分布图 .. ..范文. .
2.运梁方案 根据计算结果可知，运载防汛桥板梁时一次最多可以运载一片边梁和一片中梁，途经桥梁的承载能力余量可以达到7%（虽然边梁承载能力不足但车辆可靠中间行驶）；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米的边板梁和一片16米的中板梁，途经桥梁的承载能力余量可以达到20%以上；运载东旺沙闸桥板梁时一次最多可运载一片中板梁和一片边板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到30%以上；运载望海桥板梁时一次最多可以运载一片16米边板梁和一片16米中板梁，途经桥梁的承载能力余量可达到20%以上。为了安全起见，运梁车在通过桥梁时要减速慢行，车速不得超过5km/h，由于途经桥梁边梁恒载较大，汽车荷载承载能力较低，梁车要靠中间行驶。对于途经所有一跨的涵桥，由于建造年限较长，承载力未知因素较多，为了安全起见要铺设路基箱。运载时车辆要配备专人导航严格按照指定的行车路线行车，防止车辆经过没进行验算的桥梁时出现桥梁破坏事故。具体路线见第三节运梁路线图，计算书见第四节。 3.运梁路线图 由地形图可知运载防汛桥板梁的梁车途径3号桥；运载望海桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、白滧桥（白滧桥虽然为要更换主梁的待修缮桥梁，但其原因是一片边板梁有较大裂缝，其他板梁基本完好，在承载力验算时均可满足要求，因此梁车通过时靠中间行驶即可）；运载东旺沙闸桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8号涵桥、10号涵桥、12号涵桥、团旺西河桥、闸港桥；运载白滧桥板梁的梁车途径5号桥、1号涵桥、2号涵桥、4号涵桥、6号涵桥、8
管桩桩身的竖向极限承载力标准值设计值与特 征值的关系 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
管桩桩身的竖向极限承载力标准值、设计值 与特征值的关系 （一）、计算公式： 管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算： 1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的确定： 根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.5条的计算式可以计算出桩身竖向承载力设计值Rp：Rp=AfcΨc。式中Rp—管桩桩身竖向承载力设计值KN；A—管桩桩身横截面积mm2； fc—混凝土轴心抗压强度设计值MPa； Ψc—工作条件系数，取Ψc=0.70 。 2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的确定： 根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.6条的计算式可以计算出单桩竖向承载力最大特征值Ra：Ra= Rp/1.35。 3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的确定： 第一种确定方法：根据GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》附录中单桩竖向桩身极限承载力标准值Qpk=2 Ra。
第二种确定方法：根据以下公式计算Qpk=（0.8fck-0.6σpc）A。式中Qpk—管桩桩身的竖向极限承载力标准值KN； A—管桩桩身横截面积mm2； fck—混凝土轴心抗压强度标准值MPa；σpc—桩身截面混凝土有效预加应力。 管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk相当于工程施工过程中的压桩控制力。 4、综合以上计算公式，管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的关系如下： Ra= Rp/1.35； Qpk=2 Ra=2 Rp/1.35约等于1.48 Rp。 （二）、举例说明： 一、例如，根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集标准，现对PC —A500（100）的管桩分别计算管桩桩身的单桩竖向极限承载力标准值、设计值与特征值如下，以验证以上公式的正确性： 1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算： Rp=AfcΨc=125660 mm2×27.5 MPa×0.7=2419KN；03SG409《预应力混凝土管桩》中为2400 KN，基本相符。 2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算： Ra= Rp/1.35=2419 KN/1.35=1792 KN。 3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算：
1、单桩的竖向极限承载力标准值的基本概念 单桩的竖向极限承载力标准值是基桩承载力的最基本参数，其他如特征值、设计值都是根据竖向极限承载力标准值计算出来的。新旧桩基规范对单桩的竖向极限承载力标准值的定义是一致的，是指单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适合继续承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于对桩的支承阻力和桩身材料强度。 对单桩竖向极限承载力的影响，一方面是可以人为控制的，包括桩的类型、材料、截面尺寸、入土深度、桩端进入持力层深度、成桩后休止时间以及成桩施工方法等；另一方面由桩端、桩侧土的性质决定，体现为土的极限侧阻力和极限端阻力，是决定承载力的基本因素，但其发挥受一方面因素的影响。 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002和《建筑基桩检测技术规范》均规定了单桩竖向极限承载力标准值确定方法，一般根据以下几点综合分析确定： （1）根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-S曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。 （2）根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。 （3）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍，或桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准，或已达到设计要求的最大加载量，取前一级荷载值。 （4）对于缓变型Q-S曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；当桩长大于40mm时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。 对于单桩竖向抗压极限承载力标准值应明确以下几个概念： （1）它是实测值统计的结果； （2）根据规范公式计算的极限承载力标准值为设定极限承载力标准值，实际值应由实测值最后确定； （3）一些工程中，桩的检测没有达到极限承载力，而是根据规范公式计算出的设定值进行检测设计，达到设定值即终止检测，，而没有真正得到桩的极限承载力标准值，造成一定程度的浪费。 2、桩侧阻力和端阻力经验参数的调整背景 2.1 单桩侧阻力和端阻力经验参数的本质
5.2 桩基竖向承载力计算 5.2.1桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 N K≤R（5.2.1-1） 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要求： N Kmax≤1.2R（5.2.1-2） 2 地震作用效应和荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 N EK≤1.25R（5.2.1-3） 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求： N EKmax≤1.5R（5.2.1-4） 式中N k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力； N kmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力； N Ek——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力； N Ekmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力； R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。 5.2.2单桩竖向承载力特征值应按下式确定： R a＝Q uk/K （5.2.2） 式中Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取 K＝2。
5.2.3对于端承型桩基、桩数少于 4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。 5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4软土地基的减沉复合疏桩基础。 5.2.5考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时R＝R a＋ηc f ak A c（5.2.5-1） 考虑地震作用时R＝R a＋ζaηc f ak A c/1.25 （5.2.5-2） A c＝(A－nA ps)/n （5.2.5-3） 式中ηc——承台效应系数，可按表 5.2.5 取值； f ak——承台下 1/2 承台宽度且不超过 5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值； A c——计算基桩所对应的承台底净面积； A ps——为桩身截面面积； A——为承台计算域面积。对于柱下独立桩基，A 为承台总面积；对于桩筏基础，A 为柱、墙筏板的 1/2 跨距和悬臂边 2.5 倍筏板厚度所围成的面积；桩集中布置于单片墙下的桩筏基础，取墙两边各 1/2 跨距围成的面积，按单排桩条形承台计算ηc； ζa——地基抗震承载力调整系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 采用。 表 5.2.5 承台效应系数ηc
塔吊基础计算书 一、计算参数如下： 非工作状态 工作状态 基础所受的水平力H ： 66.2KN 22.5KN 基础所受的竖向力P ： 434KN 513KN 基础所受的倾覆力矩M ： 1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk ： 0 67KN.m 取塔吊基础的最大荷载进行计算,即 F =513KN M =1683KN.m 二、钻孔灌注桩单桩承受荷载： 根据公式: 2 a M n P F Qik i ± += （注：n 为桩根数,a 为塔身宽） 带入数据得 单桩最大压力: Q ik 压＝872.04KN 单桩最大拔力：Q ik 拔＝-615.54KN 三、 钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况：
2、单桩极限承载力标准值计算： 钻孔灌注桩直径取Ф800，试取桩长为30.0 米，进入8-3层 根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）8.5.5条： 单桩竖向承载力特征值计算公式： ∑+=i sia i p p pa a l q u A q R λ 式中：R a ---单桩竖向承载力特征值； q pa ,q sia ---桩端端阻力，桩侧阻力特征值； A p ---桩底端横截面面积； u p ---桩身周边长度； l i ---第i 层岩土层的厚度。 经计算：R a =0.5024×600+2.512×（22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25 ×8.9+30×2.65）＝2184.69KN>872.04KN 满足要求。 单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式： ∑+=pk i sia i p a G l q u R λ' 式中： R a ， ---单桩竖向承载力特征值； λi ---桩周i 层土抗拔承载力系数； G pk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力） 经计算：R a ， ＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25×8.9×0.75+30×2.65×0.6）+0.5024×30×15＝1504.03KN>615.54KN 满足要求。
桩竖向极限承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条； 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=856.94kN； 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： 其中 R──单桩的竖向承载力设计值； Q sk──单桩总极限侧阻力标准值: Q pk──单桩总极限端阻力标准值: Q ck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值: q ck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值，取q ck= 190.000 kPa； A c ---承台底地基土净面积；取Ac=5.000×5.000-4×0.385=23.461m2； n ---桩数量；取n=4； ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值： ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； q pk──极限端阻力标准值； u──桩身的周长，u=2.199m； A p──桩端面积,取A p=0.385m2； l i──第i层土层的厚度； 各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 1.4 2 70.00 1750.00 粘性土 2 2.30 36.00 1400.00 粉土或砂土 3 6.50 45.00 2100.00 粉土或砂土 4 4.00 75.00 2850.00 粘性土 由于桩的入土深度为14.00m,所以桩端是在第4层土层。 单桩竖向承载力验算: R=2.20×(1.42×70.00×0.98+2.30×36.00×1.02+6.50×45.00×1.02+3.78×75.00×0.98)/1.67+1.15×2850.00×0.385/1.67+0.37×(190.000× 23.461/4)/1.650=2.01×103kN>N=856.942kN； 上式计算的R的值大于最大压力856.94kN,所以满足要求!
单桩承载力计算(DZCZ-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 《湿陷性黄土地区建筑规范》2004版第5.7.5条；本文简称《黄土规范》 《铁路桥涵地基及基础设计规范》2005版第6.2.2条中有关摩檫桩计算部分；本文简称《铁基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1. 设计资料 1.1 桩土关系简图
1.2 已知条件 (1) 桩参数 承载力性状端承摩擦桩
桩身材料与施工工艺混凝土预制桩 截面形状圆形 砼强度等级 C30 桩身纵筋级别 HRB335 直径(mm) 600 桩长(m) 10.000 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 计算方法经验参数法 考虑负摩阻ㄨ 水平承载力√ 桩顶约束情况固接 允许水平位移(mm) 10.0 纵筋保护层厚(mm) 60 抗拔承载力√ 软弱下卧层√ 承载力比 0.33 均匀分布侧阻比 0.50 考虑地基液化不考虑 (m)高(m)(kN/m3 )(kN/m3)(kPa)(kPa)(MN/m4 )
单桩承载力计算(13号楼单桩承载力计算) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 《湿陷性黄土地区建筑规范》2004版第5.7.5条；本文简称《黄土规范》 《铁路桥涵地基及基础设计规范》2005版第6.2.2条中有关摩檫桩计算部分；本文简称《铁基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1. 设计资料 1.1 桩土关系简图
1.2 已知条件 (1) 桩参数 承载力性状端承摩擦桩 桩身材料与施工工艺干作业挖孔桩 截面形状圆形 砼强度等级 C30 桩身纵筋级别 HRB400
直径(mm) 600 桩长(m) 28.000 是否清底干净√ 端头形状不扩底 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 考虑负摩阻ㄨ 水平承载力ㄨ 抗拔承载力ㄨ 软弱下卧层ㄨ 考虑地基液化不考虑 (3) 土层参数 (m)高(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa) 1.3 计算内容 (1) 单桩竖向承载力
2 计算过程及计算结果 2.1 单桩竖向承载力 (1) 竖向极限承载力 侧阻计算 序号地层名称地层厚度极限侧阻力本层侧阻 (m) qsik(kPa) (kN) ============================================== 1 湿陷性黄土 4.93 30.00 278.78 2 粘性土 3.90 52.00 382.27 3 粘性土 4.00 36.00 271.43 4 粘性土 3.20 60.00 361.91 5 粘性土 3.40 44.00 281.99 6 粘性土 8.5 7 68.00 1098.48 ============================================== Σ 2674.865 侧阻: Qsk=2674.87 (kN) 端阻计算 q pk×A p=800.0000×0.2827=226.19 (kN) 最后端阻Qpk=226.19(kN) (2) 竖向承载力特征值 根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2901.060(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1450.530(kN) 实际承载力应扣除湿陷性黄土层侧阻力部分： 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2901.060-278.78=2622.28(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1311.14(kN) 考虑旋挖成孔，承载力特征值可达1311.14x1.3=1704.5(kN) 实际布桩采用1600kN 则试桩荷载应为：2x（1600+1.884x5x15x2）==3765.2kN 取3780 kN ----------------------------------------------------------------------- 【理正结构设计工具箱软件6.5PB3】计算日期: 2016-08-22 19:44:06 -----------------------------------------------------------------------