钢管桩设计与验算

钢管桩设计与验算钢管桩选用Ф800，δ=10mm的钢管，材质为A3，E=2.1×108Kpa,I=64(80.04－78.04)=1.936×10-3M4。依据386#或389#墩身高度和周边地形，钢管桩最大桩长按30m考虑。1、桩的稳定性验算桩的失稳临界力Pcr计算Pcr=22lEI=32823010936.1101.2=4458kN＞R=658.3kN2、桩的强度计算桩身面积A=4（D2－a2）=4（802－782）=248.18cm2钢桩自身重量P=A.L.r=248.18×30×102×7.85=5844kg=58.44kN桩身荷载p=658.3+58.44=716.7kNб=p／A=716.7×102／248.18=288.7kg／cm2=35.3Mpa3、桩的入土深度设计通过上述计算可知，每根钢管桩的支承力近658.3kN，按规范取用安全系数k=2.0，设计钢管桩入土深度，则每根钢管桩的承载力为658.3×2=1316.6kN，管桩周长U=πD=3.1416×0.8=2.5133m。依地质勘察报告，河床自上而下各层土的桩侧极限摩擦力标准值为：第一层粉质黏土厚度为3m，τ=120Kpa第二层淤泥粉质黏土厚度为4m，τ=60Kpa第三层粉砂厚度为1.8m，τ=90KpaN=∑τiuhiN=120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h3=1316.6kN=904.7+603.1+226.1h2=1316.6kN解得h3=-0.84m证明钢管桩不需要进入第三层土，即满足设计承载力。钢管桩实际入土深度：∑h=3+4=7m4、打桩机选型拟选用DZ90，查表得知激振动570kN，空载振幅≮0.8mm，桩锤全高4.2m，电机功率90kw。5、振动沉桩承载力计算根据所耗机械能量计算桩的容许承载力P=m1{vaAfmx12231111+Q}m—安全系数，临时结构取1.5m1—振动体系的质量m1=Q/g=57000/981=58.1Q1—振动体系重力Ng—重力加速度=981cm/s2AX—振动沉桩机空转时振幅AX=10.3mmM—振动沉桩机偏心锤的静力矩N.cmμ—振动沉桩机振幅增大系数μ=An/AxAn－振动体系开始下沉时振幅取1.2cmf—振动频率17.5转/Sa—振动沉桩机最后一击的实际振幅取1.0cmν—沉桩最后速度取5cm/minα1—土性质系数，查表得α1=20β1—影响桩入土速度系数，查表得β1=0.17[p]=5.11{517.0110.10.12.15.171.58202231+9×104}=5.11{85.1107401.26+9×104}=5.11×1.571*610=1047438N=1047KN＞N=716.7KN通过上述计算及所选各项参数说明：1）DZ90型振动打桩机，是完全能够满足本设计单桩承载力的。