钢管桩设计与验算

钢管桩选用Ф800，δ=10mm的钢管，材质为A3，E=2.1×108 Kpa,I=(0.804－

0.784)=1.936×10-3M4。依据386#或3#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

2EI2 Pcr=l22.11081.93610=

3023

=4458kN＞R=658.3 kN

2、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=716.7 kN

б=p／A=716.7×102／248.18=288.7kg／cm2=35.3Mpa

3、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=120 Kpa

第二层 淤泥粉质黏土 厚度为4m，τ=60 Kpa

第三层 粉砂 厚度为1.8m，τ=90Kpa

N=∑τiu hi

N =120×2.5133×3+60×2.5133×4+90×2.5133×h3=1316.6 kN

=904.7+603.1+226.1 h2 =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=7 m

4、打桩机选型

拟选用DZ90，查表得知激振动570 kN，空载振幅≮0.8mm，桩锤全高4.2 m，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

232mfAa11x111vP=m{+Q}

1m—安全系数，临时结构取1.5

m1—振动体系的质量 m1=Q/g=57000/981=58.1

Q1—振动体系重力 N

g—重力加速度=981 cm /s2

AX—振动沉桩机空转时振幅 AX = 10.3 mm

M—振动沉桩机偏心锤的静力矩 N. cm

μ—振动沉桩机振幅增大系数 μ= An/ Ax

An－振动体系开始下沉时振幅 取1.2 cm

f—振动频率 17.5 转/S

a—振动沉桩机最后一击的实际振幅 取1.0 cm

ν—沉桩最后速度 取5 cm/min

α1—土性质系数，查表得α1=20

β1—影响桩入土速度系数， 查表得β1=0.17

21.222058.117.511.0111.010.175[p]=1.5{+9×104}

312.74011061.85 =1.5{+9×104} 16=1.5×1.571*10

=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。