第4章 桩基础习题.pdf

2011 4 211 桩基础设计桩基础设计 2011 4 212 1 1 基桩竖向承载力特征值的确定 基桩竖向承载力特征值的确定 基桩竖向承载力特征值的确定 基桩竖向承载力特征值的确定 ppkisikpkskuk AqlquQQQ 1 单桩竖向承载力特征值Ra 2 uk a Q R 2 基桩竖向承载力特征值R 对于端承型桩基 桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基 或由于地层土 性 使用条件等因素不宜考虑承台效应时 基桩竖向承载力特征值应取 单桩竖向承载力特征值 a RR 2011 4 213 2 基桩竖向承载力特征值R 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基 宜考虑承台效应确定其复合基 桩的竖向承载力特征值 1 上部结构整体刚度较好 体型简单的建 构 筑物 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区 4 软土地基的减沉复合疏桩基础 不考虑地震作用时 cakca AfRR 考虑地震作用时 cakc a a AfRR 25 1 nnAAA psc 2011 4 214 c 表表5 2 5 承台效应系数承台效应系数 3456 6 0 40 06 0 080 14 0 170 22 0 260 32 0 38 0 50 0 80 0 4 0 80 08 0 100 17 0 200 26 0 300 38 0 44 0 10 0 120 20 0 220 30 0 340 44 0 50 单排桩条形承台0 15 0 180 25 0 300 38 0 450 50 0 60 8 0 lBc dsa 2011 4 215 1 桩的根数估算 桩的根数估算 在轴心荷载作用下 在偏心作用下 在轴心荷载作用下 在偏心作用下 2 2 确定基桩根数及其平面布置 确定基桩根数及其平面布置 确定基桩根数及其平面布置 确定基桩根数及其平面布置 a kk R GF n 2 11 1 a kk R GF n 2011 4 216 桩的最小中心距桩的最小中心距 土类与成桩工艺 排数不少于3排且桩数不 少于9根的摩擦型桩桩基 其他情况 非挤土灌注桩3 0d3 0d 部分挤土桩3 5d3 0d 挤土桩 非饱和土4 0d3 5d 饱和黏性土4 5d4 0d 钻 挖孔扩底桩2D或D 2 0m 当D 2m 1 5 D或D 1 5m 当D 2m 沉管夯 扩 钻孔 挤扩桩 非饱和土2 2D且4 0d2 0D且3 5d 饱和黏性土2 5D且4 5d2 2D且4 0d 注 1 d 圆桩直径或方桩边长 D 扩大端设计直径 2 当纵横向桩距不相等时 其最小中心距应满足 其他情况 一栏的规定 3 当为端承型桩时 非挤土灌注桩的 其他情况 一栏可减小至2 5d 2 桩间距的确定 桩间距的确定 2011 4 217 3 桩的平面布置 桩的平面布置 正方形 长方形 三角形 梅花形 2011 4 218 n GF N kk k 22 j iyk j ixkkk ik x xM y yM n GF N n H H k ik 竖向力 偏心竖向力作用下 水平力 轴心竖向力作用下 3 桩基承载力验算 1 桩顶作用效应验算 2011 4 219 n GF N kk k 22 j iyk j ixkkk ik x xM y yM n GF N n H H k ik 2011 4 2110 2 桩基竖向承载力验算 桩基竖向承载力验算 RNk 0 2 1 min max k k N RN hik RH 2011 4 2111 习题习题习题习题4 4 4 4 解 解 1 单桩承载力特征值 单桩承载力特征值 1 2 0 8657 5 163 066 20000 09624 ukskpksik ipkp QQQuq lq A kN 312 2 uk a Q RkN 根据上部荷载初步估计桩数初步估计桩数为 2500 8 01 312 k a F n R 则设计桩数为 根桩数为 根 2011 4 2112 习题习题习题习题4 4 4 4 2 承台平面尺寸确定 承台平面尺寸确定 桩间距取4d 1 2m 承台平面尺寸为 4d 4d 2d 3m 2011 4 2113 c 表表5 2 5 承台效应系数承台效应系数 3456 6 0 40 06 0 080 14 0 170 22 0 260 32 0 38 0 50 0 80 0 4 0 80 08 0 100 17 0 200 26 0 300 38 0 44 0 10 0 120 20 0 220 30 0 340 44 0 50 单排桩条形承台0 15 0 180 25 0 300 38 0 450 50 0 60 8 0 lBc dsa 2011 4 2114 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值 3 11 40 26 4 0 15 200 c a c ak Bl Sd fkPa h 3120 15200 3 390 09 9339 3 acakc RRf AkNh 2011 4 2115 4 桩顶作用效应验算 桩顶作用效应验算 max max 22 min 56050 1 2 1 2 301 8 6 1 2 301 886 1387 9 215 7 yk kk k k i Mx FG N nx kN max 387 91 2407 2 k NkNRkN 2500216 301 8339 3 9 kk k FG NkNRkN n 3 3 1 220216 k GkN 2011 4 2116 柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计 设计题目 某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构 采 用柱下独立基础 柱网布置如图 设计题目 某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构 采 用柱下独立基础 柱网布置如图4 7所示 在基础顶面 处的相应于荷载效应标准组合 由上部结构传来的轴 心荷载为 所示 在基础顶面 处的相应于荷载效应标准组合 由上部结构传来的轴 心荷载为680kN 弯矩值为 弯矩值为80kN m 水平荷载为 水平荷载为 10kN 柱永久荷载效应起控制作用 柱截面尺寸为 柱永久荷载效应起控制作用 柱截面尺寸为 350mm 500mm 试设计该基础 试设计该基础 2011 4 2117 2 工程地质情况 该地区地势平坦 无相邻建筑物 经地质 勘察 持力层为粘性土 工程地质情况 该地区地势平坦 无相邻建筑物 经地质 勘察 持力层为粘性土 b 0 d 1 0 土的天然重度 为 土的天然重度 为18 kN m3 fak 230kN m2 地下水位在 地下水位在 7 5m处 无侵蚀 性 标准冻深为 处 无侵蚀 性 标准冻深为1 0m 根据地区而定 根据地区而定 2011 4 2118 3 基础设计 确定基础的埋置深度 基础设计 确定基础的埋置深度d d Z0 200 1000 200 mm 1200 mm 根据根据GB50007 2002规定 将该独立基础设计成阶 梯形 取基础高度为 规定 将该独立基础设计成阶 梯形 取基础高度为650 mm 基础分二级 室内外高差 基础分二级 室内外高差300mm 如图 如图4 8所示 确定地基承载特征值 所示 确定地基承载特征值fa 假设假设b 3m 因因d 1 2m 0 5m 故只需对地基承载力特征值进行深度修正 故只需对地基承载力特征值进行深度修正 2 aakdm 2 0 5 230 1 0 181 20 5kN m 242 6kN m ffd 2011 4 2119 m35 1m 2 1 52 1 h 22 a k m11 3m 35 1186 242 680 hf PF k 22 m73 3m11 32 12 1 AA m58 1 5 1 73 3 5 1 A b 确定基础的底面面积 确定基础的底面面积 A 考虑偏心荷载影响 基础底面积初步扩大 考虑偏心荷载影响 基础底面积初步扩大12 于是 取矩形基础长短边之比 于是 取矩形基础长短边之比l b 1 5 即 即l 1 5b 取取b 1 6 m 则 则l 1 5b 2 4 m A l b 2 4 1 6 m 3 84 m2 2011 4 2120 KK 680kN 68020 3 84 1 35 kN 783 68kN FGAh mkN5 86m kN65 01080 k VhMM m11 0m 68 783 5 86 k k 0 k GF M em4 0 6 m4 2 6 l 2 m 60 21kN2 2 m 47 96kN1 m kN 4 2 11 06 1 84 3 68 7836 1 20kkkmax kmin l e A GF p 22kminkmax k m kN09 204m kN 2 96 14760 212 2 pp p 持力层强度验算 作用在基底形心的竖向力值 力矩值分别为 持力层强度验算 作用在基底形心的竖向力值 力矩值分别为 符合要求 1 2fa 1 2 242 6kN m2 291 12kN m2 fa 242 6kN m2 故持力层强度满足要求 1319 28mm2 2011 4 2126 2 计算基础的短边方向 II II截面 mkN49 82 mkN3 16383 3145 04 2235 06 1 48 1 2 48 1 2 jminjmaxz 2 II ppalbbM z 22 6 0y II sII mm5 715mm 6102109 0 1049 82 9 0 hf M A 面 2011 4 2127 mkN25 38 mkN3 16383 3142 14