桩基础的例题

1、桩基础经典习题集【例题4-1】某柱下独立建筑桩基，采用400 X400mm 预制桩，桩长16m。建筑桩基设计等级为乙级，传至地表的竖向荷载标准值为Fk = 4400kN , Mky = 800kN.m，其余计算条件见图 所示。试验算基桩的承载力是否满足要求。心=80kP込E r%卜土LL粘土wiJ细砂（中密）K厂 I、-0,500V解：基础为偏心荷载作用的桩基础，承台面积为A=3X4 = 12m 2，承台底面距地面的埋置深度为d=1.5m。1. 基桩顶荷载标准值计算kmaxNkminFk GFkGknFk ©AdM kxmax2Xi二 793-4400 20 12 1.56800 1

2、.54 1.52二 793- 133 =二 793kN926 kN6602复合基桩竖向承载力特征值计算按规范推荐的经验参数法(公式4-10 )计算单桩极限承载力标准值。桩周长 u = 0.4 X4 = 1.6m ;桩截面面积Ap = 0.42 =0.16m 2。软土层、粘土层和细砂层桩极限侧阻力标准值分别为qsk = 25kPa , 60kPa , 60kPa。细砂层中桩端极限端阻力 q pk = 4200kPa。单桩极限承载力标准值为Quk = Qsk Qpk = U liqski Apqpk=1.6 x(25 X11.0 + 60 X4.0 + 60 X1.0)+ 0.16 X4200 =

3、 1592kN因为摩擦桩型，并 Sav6d，故复合基桩承载力特征值 计算时应按(公式4-22 )考虑承台效应。R 二 Ra c fak Ac 二 Quk2cfakAc承台效应系数nc查表，SaA n=.126"41m , Bc/I =3.0/16=0.19, Sa/d = 1.41/0.4 = 3.53。查表 4 - 11 得 在取0.11 ,对于软土地基上的桩基还应乘以0.8，即nc取0.11 x0.8 = 0.088。代屮-叭%=(12&0.16)6=1.84口2。R=Quk2 cfakA15922 0.088 80 1.84=809kN3.桩基承载力验算Nk = 793

4、kN< R=809 kNN kmax = 926kN<1.2 R=971kN承载力满足要求。【例题4-2】某框架结构办公楼，柱截面尺寸为600mm X600mm。采用柱下独立桩基础，泥浆护壁钻孔灌注桩，直径为 600mm，桩长20m，单桩现场载荷试验测得其极限承载力 为Quk = 2600kN。建筑桩基设计等级为乙级。承台底面标 高位-1.8m，室内地面标高土 0.000，传至地表土 0.000 处的 竖向荷载标准值为 Fk= 6100kN , Mky = 400kN.m，竖向荷 载基本组合值为 F= 7000kN , My = 500kN.m。承台底土的 地基承载力特征值fak

5、= 120kPa。承台混凝土强度等级为C25 (ft = 1.27N/mm 2),钢筋强度等级选用HRB335级钢筋(fy = 300N/mm2),承台下做100mm 厚度的C10素混凝土垫层。试进行桩基础设计解：1.桩数的确定和布置-4图例初步确定时，取单桩承载力特征值为Quk2600=1300kN考虑偏心作用，桩数n >1.1 =1.1 X需=5.2 ,取桩数Ra为5根，考虑最小桩间距2.5d = 1.5m的要求，采用如图4-44所示布桩形式，满足最小桩间距及承台构造要求。2. 复合基桩承载力验算承台底面面积为 A = 3.4 X3.4 = 11.56m 2。基桩桩端荷载标准值Nk

6、FkGkn©Adn610020 仆 d1304kNNkmax = Fk +Gk ±M£：ax =1304 ±400 X21 = 1304 ±91 = 1395kNNkmin nLx24 X1.11213复合基桩承载力特征值计算时考虑承台效应。R 二 Rac fak AcUkcfakAc承台效应系数nc查表4-11 ,Sa= .A .11-65 =1.52 m , Bc/I =3.0/20=0.15,Sa/d = 1.52/0.6 = 2.5。查表 4- 得 在 取 0.12。人=3-叭%=(11.6-591% = 2饷2。R二Quk2c fak

7、 Ac = 2600 2 0.12 120 2.2 =1332kN桩基承载力验算Nk = 1304kN < R = 1332kNN kmax = 1395kN < 1.2 R = 1598kN承载力满足要求3. 承台计算（1 ）冲切承载力验算初步设承台高度为 h = 1000mm。承台下设置垫层时， 混凝土保护层厚度取 40mm，承台有效高度为ho = 1000-40 =960mm。1）柱冲切承载力验算对于800<h0<2000 的情况（3 hp （承台受冲切截面高度影响系数） 在1.00.9之间插值取值，3 hp = 0.98。冲切验算时将圆桩 换算成方桩，边长 bc

8、= 0.8 d = 480mm。冲切验算示意图见 图 4-46。Fi= F -刀Qi （冲切体内基桩净反力之和）=7000- 7000 = 5600kN5(柱边到桩边距离)a0x = a0y = 1100-300-240= 560m ,(冲跨比)冰=鴻=aox/ h0= aoy/ h 0=560/960=0.583则（冲切系数）0厂件r肌“0732 3 ox(bc+ aoy)+ 3 oy (hc+ aox) 3 hp fth。=2 X 1.073 X2 ( 600 + 560 )x 0.98 X1.27 X960=5949 X103N600L,'°"V-J丄丄丄丄丄

9、丄600 11001100 600L J!，屮340060010011006003400yx=5949kN >Fl=5600 kN(满足要求)2）角桩冲切承载力验算桩顶净反力如下：N maxminF M yXmax7000500 1.1 54 1.11514kN = 1400 _114 =1286kN（柱边到角桩内边距离）a1x= a1y = 1100 240 300 = 560mm ,（角桩内边到承台外边距离）C1 = C2 = 900mm ,（角桩冲跨比）加=心=a1x/ h0= a1y/ h0=560/960=0.583（角桩冲切系数）=竺0560.715y 如x +0.20.58

10、3+0.2'|p1x C2+琴+字九皈l 2丿 V 2丿=2 （900 + 560/2 ） X0.98 X1.27 X960=2820 X103N=2820kN > Nmax=1514kN（满足要求）（2 ）斜截面受剪承载力验算由7hsaftb0h0进行验算作用于斜截面上的剪力为：（验算抗剪斜截面最大剪力设计值）V =2Nmax （验算柱截面一侧基桩净反力之和）=2 X1514 = 3028 kN（承台受剪切承载力截面高度影响系数）：hs二（800/h°）"4二（800/ 960） "4二0.955 ,（计算截面剪跨比）X = ax/ h 0 = 5

11、60/960 = 0.5831.75（承台剪切系数）a=禹1.750.583 + 1= 1.105-hsaftb0h0=0.955 X1.1Q5 X1.27 X3.4 X960=4374 kN > V = 3028 kN(满足要求)（3 ）抗弯验算（配筋计算）My-' N iXi' NmaxXi = 2 X1514 X(1.1-0.24 )=2604kN.m各桩对垂直于y轴和x轴方向截面的弯距设计值分别为对y方向的弯矩设计值My等于y方向一侧所有基桩的Ni （偏心受力时取Nmax）乘以基 桩轴线到相应计算截面的距离Xi之和Mx 八 Niyi(N max ' N min ) yi(1514 + 1286 )X( 1.1-0.24 )=2408kN.m对x方向的弯矩设计值Mx等于x方向一侧所有基桩的Ni（偏心受力时就有Nmax和N min ）乘以基桩轴线到相应计算截面的距离yi之和沿x方向布设的钢筋截面面积为（注意：x方向配筋用My）My0.9h0 fy62604 X102=10046mm 0.9 >960 X300基础配筋间距一般在10