桩基计算中最大竖向力最小竖向力的计算方法

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桩基计算中最大竖向力最小竖向力的计算方法

A：

   桥梁博士里面计算的桩身最大竖向力指的是桩底力，程序计算桩基承载力的最大竖向力和最小竖向力的公式是：

  最大竖向力=支座最大组合（承台底荷载）+置换土重力差+桩露出土部分自重-桩露出土部分水浮力

  最小竖向力=支座最小组合（承台底荷载）+桩身全部重力-桩身全部水浮力

    对于承台桩基础，承台水浮力程序不予自动考虑（公路通规4.2.5（1）），如要考虑承台水浮力作用，手动在承台节点输入荷载类型为水浮力的节点荷载。

    一般冲刷高程或者地面线高程是指的冲刷完成后的地面高程，不填默认为地勘孔口高程，不计冲刷。

    局部冲刷填了以后竖向力和承载力都是变化的，承载力不计冲刷线以上部分的侧摩阻，桩身置换土重力差和桩露出土部分自重会根据局冲的高度也发生变化。

    局冲的优先级高于一般冲刷，局部冲刷填写之后按局冲计算承载力和最大桩身竖向力。

举例如下：桩基模型，支座组合为25kN，桩基长20m，直径1m，截面面积为0.7854m2，桩基全部位于土中（简化计算，支座组合只计恒载，不区分最大最小组合，土层只按一层土举例）

1、土体重度为30，土层不透水，不设局部冲刷深度

支座最大组合=支座最小组合=25kN

桩身置换土重力差=（25-30）*0.7854*20=-78.54kN

桩露出土部分自重=0kN

桩露出土部分水浮力=0kN

桩身最大竖向力=25+（-78.54）+0-0=-53.54kN

桩身重力=25*0.7854*20=392.7kN

水浮力=0kN

桩身最小竖向力=25+392.7-0=417.7kN

2、 土体重度为30，土层不透水，局部冲刷深度沿桩基深度10m

支座最大组合=25kN

桩身置换土重力差=（25-30）*0.7854*10=-39.27kN

桩露出土部分自重=25*0.7854*10=196.35kN

桩露出土部分水浮力=0kN

桩身最大竖向力=25+（-39.27）+196.35-0=182.08kN

桩身重力=25*0.7854*20=392.7kN

水浮力=0kN

桩身最小竖向力=25+392.7-0=417.7kN

3、 土体重度为30，饱和重度为32，土层透水，不设局部冲刷深度

支座最大组合=25kN

桩身置换土重力差=（25-32）*0.7854*20=-109.956kN

桩露出土部分自重=0kN

桩露出土部分水浮力=0kN

桩身最大竖向力=25+（-109.956）+0-0=-84.9557kN

桩身重力=25*0.7854*20=392.7kN

水浮力=10*0.7854*20=157.08kN

桩身最小竖向力=25+392.7-157.08=260.62kN

4、 土体重度为30，饱和重度为32，土层透水，局部冲刷深度沿桩基深度10m

支座最大组合=25kN

桩身置换土重力差=（25-32）*0.7854*0=-54.978kN

桩露出土部分自重=25*0.7854*10=196.35kN

桩露出土部分水浮力=10（水容重）*0.7854*10=78.54kN

桩身最大竖向力=25+（-54.978）+196.35-78.54=87.872kN

桩身重力=25*0.7854*20=392.7kN

水浮力=10*0.7854*20=157.08kN

桩身最小竖向力=25+392.7-157.08=260.62kN