栈桥桩柱式桥台承载能力计算1 基本资料 1.1地质水文资料台后填土：填土容重318m kN =γ、内摩擦角︒=30ϕ、粘聚力0=c 。
桩身计算范围内有三层不同土层，其物理力学指标见下表：桩身计算范围各土层主要参数表1.2 承台结构承台台帽为L 形结构，由四根桩基组成的单排桩支承。
台帽长度m B 13=，桥台帽梁截面为m m h b 0.13.2⨯=⨯，桩间距为m m m .346.33++,桩径m d 2.1=，台后填土高度m H 0.5=，台帽背墙高m h 89.21=，台背竖直。
1.3 承台结构材料混凝土强度等级为C25，钢筋为HPB,混凝土弹性模量27108.2m kN E c ⨯=，MPaf cd 9.11=，MPa f sd 210=。
1.4 桥台荷载桥跨上部结构为跨度m 9贝雷梁，上部结构的恒载，桥跨活载产生的弯矩与台后填土压力产生的玩具方向相反，其值越小对结构约为有利，因此在进行桥台结构内力计算时忽略上部结构恒载和活载对桥台产生的弯矩，只考虑有上部结构恒载与活载产生的竖向力。
1.4.1由上部结构传来作用于桩顶的荷载：)(24.645475.13612.1219kN N =+=1.4.2 台背填土破坏棱体内活载等效厚度台后填土对桩柱式桥台产生的主动土压力需要考虑活载作用在台背填土破坏棱体内的荷载，将其换算成等效土层厚度。
0Gh Bl γ=∑式中：0l ——为台背填土破坏棱体长度 B ——台帽长度 当台背竖直时：θtan 0H l =653.0)tan )(tan tan (cot tan tan =-++-=αωωϕωθ其中：︒=+︒+︒=++=4501530αδϕω故 )(265.3653.05t a n 0m H l =⨯==θ在破坏棱体内，可能作用有履带吊车荷载、一列挂—80荷载，两种荷载不组合，分两种情况进行计算，取其较大值。
（1）当破坏棱体内作用有履带吊车荷载时)(78.1015265.392800kN G =⨯=（2）当破坏棱体内作用有挂—80荷载时)(5002250kN G =⨯= (只两排车轮作用在破坏棱体内)故 )(78.1015kN G = 所以 )(33.118265.31378.10150m rBl Gh =⨯⨯==∑2 地面处桩身截面荷载计算 2.1 土压力系数填土表面与水平面的夹角︒=0β，桥台背墙与垂直面的夹角︒=0α 台背或背墙与填土的夹角230215δφφ==︒=︒220.312a μ===2.2 土压力计算201469.7)033.1(18312.0)(mN k h h P a =+⨯⨯=+⋅⋅=γμ210270.23)89.2033.1(18312.0)(mN k h h h P a =++⨯⨯=++⋅⋅=γμ2210355.35)11.289.2033.1(18312.0)(mN k h h h h P a =+++⨯⨯=+++⋅⋅=γμ2.3台背高度范围内台后填土压力及其产生的弯矩2.3.1 台背高度范围内台后填土压力：kNhB P P H a68.1821389.2)70.23469.7(312.0212121=⨯⨯+⨯⨯=+=）（台背μ其水平分力：kNH H x 46.176)015cos(68.182)cos(=︒+︒⨯=+=αδ台背台背作用点离桩顶的距离：me x 18.133.1289.233.1389.2389.2=⨯+⨯+⨯=台背作用力対桩顶弯矩：mkN e H M ⋅=⨯=⨯=22.20818.146.176台背台背台背作用点地面的距离：me 29.318.189.252=+-=台背作用力対地面处截面弯矩：mkN e H M ⋅=⨯=⨯=55.58029.346.1762台背台背台背2.3.2 台后作用于桩体上的土压力及其产生的弯矩台后作用于桩体上的土压力：m d K K B 98.1)12.1(19.0)1(21=+⨯⨯=+=kNhB P P H a62.3898.1)89.25()55.3570.23(312.0212121=⨯-⨯+⨯⨯=+=）（桩μ其水平分力：kNH H x 3.37)015cos(62.38)cos(=︒+︒⨯=+=αδ桩桩作用点离地面的距离：me 98.089.233.1211.289.233.1311.2311.2=+⨯++⨯+⨯=）（）（桩作用力対地面处截面弯矩：mkN e H M⋅=⨯=⨯=55.3698.046.176桩桩桩2.4 承台桩基所受到的荷载单桩桩顶处处所受到的荷载为：kN N 24.645'0=kNH 115.44446.176'0== mkN M ⋅==055.52422.208'0单桩地面处所受到的荷载为：kNN 24.6450=kN H 77.8262.38115.440=+=m kN M⋅=+=69.18155.36055.5203 桩身内力计算 3.1 地基变形系数α=11212231233224(2)(22)10000 2.420000(2 2.42)230000(2 2.422 6.6) 6.61127924mm h m h h h m h h h h m h kN m+++++=⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==4443.14 1.20.101746464h D I m π⨯===故0.17020174α== 0.170211 1.872 2.5h L α==⨯=所以应该按刚性桩进行计算。
3.2非嵌岩刚性桩的计算参数3303 3.14 1.20.16956()3232d W m π⨯===181.6982.7351113.2082.735MH λ+⨯===∑3000011 1.1103000010h C m h C m β⨯====⨯3321018 1.1 1.981118 1.20.1695646.19()2(3)2 1.1(313.211)b h dW A m h ββλ+⨯⨯+⨯⨯===-⨯⨯⨯-1334011 1.1 1.9811 1.20.16956161.46()1818B b h dW m β=+=⨯⨯⨯+⨯=3.3 桩端土层地基承载力验算3.3.1桩基荷载对桩端土层的地基竖向压力m axm in 23645.243 1.282.771.2446.19 1.1576.68()570.81 5.87564.94()N dH P A A K Pa K Pa βπ⨯⨯=±=±⨯⨯⎧=±=⎨⎩3.3.2桩底地基承载力特征值[]a f由地质资料可知，桩底为强风化泥岩，其容许承载力推荐值0[]200a f K Pa = 查表得2 2.5k =02max [][](3)200 2.518(113)630()576.68()a a f f k d KPa P KPa γ=+-=+⨯⨯-==桩底地基承载力满足要求。
3.4 桩侧土体横向抗力验算桩基动中心位置0Z221001(4)6 1.1 1.9811(413.211)6 1.20.169568.042(3)2 1.1 1.9811(313.211)b h h dW Z b h h βλβλ-+⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯===-⨯⨯⨯⨯⨯-验算位置处桩侧土应力3036682.771111()(8.04)15.67()46.191133hZ h H P Z Z Z K P a A h=⨯=-=⨯⨯-=⨯06682.77()11(8.0411)31.81()46.1911h Z hH P Z Z Z K P a A h=⨯=-=⨯⨯-=-⨯验算位置处桩侧土的极限强度3113 3.67Z h m ===处桩侧截面位于砂土层中 31234419[](tan ) 1.0 1.0(3.67tan 200)cos 3cos 20336.01()15.67()h hP h c K Pa P K Pa γηηϕϕ=+=⨯⨯⨯⨯⨯︒+︒==12[](tan ) 1.0 1.0(20.07tan 200)80.36()31.81()h h P h c K P a P K P a ηηγϕ=+=⨯⨯⨯︒+==桩侧土横向抗力满足要求。
3.4 桩身弯矩计算：桩身地面以下任意截面处的弯矩可按下式计算：310()(2)2Z Hb Z M H h Z Z Z hAλ=-+--为确定桩身最大弯矩值，将桩身按1m 的间距划分为12个截面，从上至下其各个截面的弯矩值求得如下：0181.70Z M kN m ==⋅ 1262.43Z M k N m ==⋅ 2329.48Z M k N m ==⋅4373.49Z M kN m ==⋅ 4388.49Z M k N m ==⋅ 5372.58Z M k N m ==⋅ 6322.57Z M kN m ==⋅ 7259.20Z M k N m ==⋅ 8177.065Z M k N m ==⋅994.631Z M kN m==⋅ 1029.24Z M kN m ==⋅ 11 2.10Z M kN m ==⋅由桩身弯矩计算结果可知：max 388.49M kN m=⋅3.5 桩基承载力验算桩基受到桩顶竖向压力和水平土压力的共同作用，可以看作偏心受压构件进行计算。
max 0388.490.602645.24d dM M e m N N====20120011()1400l e h hηξξ=+0100.6020.2 2.70.2 2.7 1.6131.15e h ξ=+=+⨯=02111.150.011.150.01 1.0581.2l hξ=-=+⨯=21111() 1.613 1.058 1.1914000.6021.151.2η=+⨯⨯⨯=⨯0 1.190.6020.716()e m =⨯=22152540.0043.14550sA r ρπ⨯==='⨯0cd sd cdsd B f D gf e rA f C f ρρ'+'=⋅'+设0.54ξ=查表得： 1.2996A =、0.6483B =、0.1941C =、 1.8744D =，代入上式求得：000.648311.9 1.87440.0040.552100.60.7130.7161.299611.90.19410.004210e m e m⨯+⨯⨯⨯'=⨯=≈=⨯+⨯⨯故桩基的极限承载力：2332[] 1.29960.611.90.19410.0040.550.62105.6265626645.24cd sd N Ar f C r f M N kN N kNρ'=+=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯===3333m ax []0.64830.611.9 1.87440.0040.550.62101.92831928.3388.49cd sd M Br f D gr f M N m kN m M kN mρ'=+=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅=⋅桩基础承载能力满足要求。