人工挖孔桩的计算公式主要包括桩身、桩扩大头、桩扩底等部分的体积计算,以及螺旋箍筋长度的计算。以下是这些公式的详细说明:
桩身圆柱体体积
$$V_{\text{圆柱}} = \pi R^2 h$$
其中,$R$ 是桩身圆柱半径,$h$ 是桩身圆柱高。
桩扩大头圆锥台体积
$$V_{\text{圆锥台}} = \frac{\pi h}{3} (R_1^2 + R_2^2 + R_1 R_2)$$
其中,$R_1$ 是桩扩大头圆锥台底半径,$R_2$ 是桩扩大头圆锥台顶半径,$h$ 是桩扩大头圆锥台高。
桩扩底半球体球缺体积
$$V_{\text{球缺}} = \frac{\pi h^2}{3} (R - \frac{h}{3})$$
其中,$R$ 是桩扩底半球体球缺半径,$h$ 是桩扩底半球体球缺高。
每米螺旋箍筋的长度
$$L_{\text{螺旋箍筋}} = \frac{1}{\text{螺旋箍筋间距}} \sqrt{(3.14 \times (D - 2 \times \text{钢筋保护层} + d))^2 + (\text{螺旋箍筋间距})^2}$$
其中,$D$ 是挖孔桩的直径,$d$ 是钢筋直径,$\text{螺旋箍筋间距}$ 是螺旋箍筋的间距。
上部护壁体积 (每段):$$V_{\text{上部护壁}} = \frac{\pi}{2} h (D + d - 2 \times \text{护壁厚度})$$
其中,$D$ 是锥体下口外径,$d$ 是锥体上口外径,$h$ 是标准段或扩大头的高度,$\text{护壁厚度}$ 是护壁的厚度。
底段护壁体积
(空心柱体):
$$V_{\text{底段护壁}} = \frac{\pi}{4} h (D - d)$$
其中,$D$ 是锥体下口外径,$d$ 是锥体上口外径,$h$ 是底段的高度。
混凝土桩芯体积 标准段和底部扩大头体积: $$V_{\text{标准段和扩大头}} = \frac{\pi}{12} h (D_1^2 + d_1^2 + D_1 d_1)$$ 其中,$D_1$ 是锥体下口外径,$d_1$ 是锥体上口外径,$h$ 是标准段或扩大头的高度。 底段圆柱体体积: $$V_{\text{底段圆柱体}} = \frac{\pi}{4} h D$$ 其中,$D$ 是底段圆柱体的直径,$h$ 是底段的高度。 底段球缺体体积: $$V_{\text{底段球缺体}} = \frac{\pi}{6} h (3R^2 + h^2)$$ 其中,$R$ 是底段球缺体的半径,$h$ 是底段球缺体的高度。 锅底体积
$$V_{\text{锅底}} = \frac{\pi b^2}{a^2} (a h^2 - \frac{h^3}{3})$$
其中,$a$ 是锅底长轴,$b$ 是锅底短轴,$h$ 是锅底高度。
这些公式涵盖了人工挖孔桩的主要计算部分,具体应用时需要根据实际工程情况进行调整和计算。