钻孔桩防护基坑 计算书

'防护钻孔桩检算钻孔桩对开挖基坑边坡进行防护，防止边坡坍塌对铁路线路造成的影响。钻孔桩桩径Φ1.25m，相邻桩中心间距1.75m。该钻孔桩是靠其下部埋入土中足够深度来维持稳定，基坑底以上无支点反力，故按悬臂式桩进行检算。一、桩长计算桩身后墙顶按无均布荷载考虑，墙后土为均质土，为保证安全，顶部考虑临近车辆满载的最不利工况进行基坑整体稳定及变形计算。桩身受土压力力系图如下：根据力系平衡原理，当主动土压力和被动土压力相等时，可计算出桩长最小埋置深度，然后把最小埋置深度乘以一定的安全系数，加上悬臂部分，即可算出整个桩长。基坑底部以上桩长根据地面标高和基坑底标高计算为10.7m，即桩身悬臂长10.7m。该桥地质为细圆砾土，稍密，σ0=250kPa。施工时考虑井点降水，故计算时按照无水计算。1、土压力计算选取土的容重γ=20KN/m3，土的内摩擦角φ=30°，基坑顶均布荷载为30KN/m2。h0=30/20=1.5m，基坑高度H=10.7m，桩基底部至基坑底面高度为h；主动土压力系数：Ka=tg2（45°-φ/2）=tg2（45°-30°/2）=0.333；被动土压力系数：Kp=tg2（45°+φ/2）=tg2（45°+30°/2）=3.0；填土面处的土压力强度Pa=γh0Ka=20*1.5*0.333=9.99≈10KN/m2；基坑底处的土压力强度Pb=γ（H+h0）Ka=20*（10.7+1.5）*0.333=81.252KN/m2；主动土压力等于图中阴影部分面积：Ea=（10+81.252）×10.7/2=488.2KN/m， 考虑火车行驶时冲击系数1+μ=1.645的影响，故桩身所受土压力为Ea=488.2×1.645=803.1KN/m。主动土压力作用在离基坑底的距离为L=（H/3）*{(3h0+H)/(2*h0+H)}=3.96m；被动土压力：Ep=γh2Kp/2=20*h2×3.0/2=30h22、桩长计算根据力系平衡方程Ea=Ep，得30h2=803.1，解方程，得h=5.174m，取值5.2m。桩身埋入地下最小深度为5.2m，考虑临既有营业线为客货共线及冬期施工期间其他不确定因素的影响，本框架桥深基坑防护桩防护安全系数按2倍考虑，最小埋深为5.2×2=10.4m。总桩长为：H=10.7+10.4=21.1m，实际取22m。二、桩身钢筋计算该桩在计算桩身配筋时，按悬臂梁来计算。为计算方便，假定桩身只受主动土压力影响，计算时，按主动土压力合成力系进行，简化力系和桩身弯矩见下图：桩的悬臂部分所受的主动土压力：Ea=803.1KN/m其作用点位于距下端桩长的3.96m处。最大弯矩为：Mmax=Ea×3.96=3180.276KN.m，则单桩承受最大弯矩M单max=3180.276×1.75=5565.483KN.m。为节约钢材，充分发挥钢筋的抗拉作用，本框架桥防护桩采用等效矩形截面的方法来计算钢筋，即将圆截面按等效刚度原则换算成等效矩形截面，设灌注桩直径为D（D=1.25m），等效矩形截面边长分别为bh，则圆形截面和矩形截面的惯性矩相等，按等刚度，则，令b=h，则h=b=0.876D=1.1m。按钢筋砼矩形截面受弯构件，当仅配有受弯钢筋时，其全部钢筋的截面面积As=M/（rsfyh0），as=M/（fcbh2） 为受拉面桩身采用C30砼浇注，A3钢筋，保护层厚为5cm，钢筋的容许应力为[σg]=130MPa。截面内所需钢筋面积：Ag=M/([σg]*Z)=1528/[130×103×(1.2-0.05×2)]=10374mm2钢筋采用Φ20筋，单根钢筋截面积为314.159mm2，故需钢筋根数为：10374÷314.159=33.02根，取34根，该主筋在桩体靠土体侧双筋布置，外侧23根，内侧11根，沿圆周布置间距为15cm。螺旋筋采用Φ8盘条设置，间距20cm。'