基础工程桩基础习题及参考答案

桩基础习题及参考答案习题4—1截面边长为40Omm的钢筋混凝土实心方桩，打入IOm深的淤泥和淤泥质土后，支承在中风化的硬质岩石上。已知作用在桩顶的竖向压力为800kN,桩身的弹性模量为3χlθ4N∕π≡0试估算该桩的沉降量。〔解〕该桩属于端承桩，桩侧阻力可忽略不计，桩端为中风化的硬质岩石,其变形亦可忽略不计。因此，桩身压缩量即为该桩的沉降量，即NlSOO×10s=——= 茅=0.00167m=1.Sl孤隔AE0,4×0,4x3×10τ习题4—2*场区从天然地面起往下的土层分布是：粉质粘土，厚度l=3m,1qι=24kPa;粉土，厚度Q2=20kPa;中密的中砂，q3=30kPa,q=2600kPao现采用截面边长为350mmχ350mm的预制桩，承台底面在天然地面以下LOnb桩端进入中密中砂的深度为1.0m,试确定单桩承载力特征值。［解］RL目的/十%工%/,=2600xθ,35X0.35+4xOJ5×(24X2+20X6+30Xl)=595.7kN习题4—3*场地土层情况（自上而下）为：第一层杂填土，厚度1.0m；第二层为淤泥，软塑状态，厚度6.5m,qsa=6kPa;第三层为粉质粘土，厚度较大，qsa=40kPa;qa=1800kPa。现需设计一框架柱（截面为300mm×450mm）的预制桩基础。柱底在地面处的荷载为：竖向力Fk=1850kN,弯矩Mk=135kN∙m,水平力Hj75kN,初选预制桩截面为350mm×350mm。试设计该桩基础。〔解〕（1）确定单桩竖向承载力特征值设承台埋深LOm,桩端进入粉质粘土层4.0m,则尺口=寸和4?十%EgFiJ：=1≡00X0.35xθ,35+4x0.35×(6x6.5+40X4)=499,IhV结合当地经验，取R=500kN0a(2)初选桩的根数和承台尺寸里二幽=3.7根，哲取4根口凡5。0取桩距s=3b：3x0.35=1.05m,承台边长：1.05+2×0.35=1.75mo桩的布置和承台平面尺寸如图H-12所示。暂取承台厚度桂0.8m,桩顶嵌入承台50mm,钢筋网直接放在桩顶上，承台底设ClO混凝土垫层，则承台有效高度h=h-0.05=0.8-0.05=0.75m。采用C200混凝土，HRB335级钢筋。(3)桩顶竖向力计算及承载力验算a=―--沁1850÷20×1.752x:lE口Enr∩∩r7iτ^ττt∖--∖\= =477,SW<⅝=500⅛2√(可以)⅛-.tmκ<一 ' 一m旌 EKJ^gι(135÷75x1)x0.5254m0,5Ξ5a=577,8⅛Z√<1,2⅛=6tW∙W(可以)HLd1S,8W（此值不大，可不考虑桩的水平学栽力问题）Yi4⑷计算桩顶竖向力设计值扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值为：z√=f=135x1s50=624.4≡n4N7.1.35K÷¾⅛)⅛J√ =J√+ ∏lK< _ 2=624.4+EKJ1.35x(135+75x1)x0.5254xO,5Ξ5753AkN⑸承台受冲切承载力验算D柱边冲切a^525-225-175=125mm,a=525-150-175=200mmT1A-^L=—=0,167<0,Ξr取&X=O.2⅛ 750口-%4F=Ir200——=0,267>0,20750凡0.S40.84+0.20.2+0.Ξ2.10岛]=0,S4 _ 0,84Λ0jj+0,2^0.267+0.22忸Or(⅛+c⅞,)+#0/(-+t⅞τ)]∕j⅛Λ⅛=Ξκ[Ξ,10X(0.3+0.2)÷1.80x(0.45+0.125JxIkIIOOκ0.75=3440kN›Fi=I35xl850=24非IW(可以12)角桩冲切Cι=C2=0.525m,aɪ=aθ=0.125m,aɪ=aθ=0.2m,λɪ=λθ=0.2,λɪ=λθ=0.2670.56_0.56r-iɪv+0,2 U,2+U.Jɪ≡ɪ-=1304W〉Nilsk=75?.4⅛7√(可以)×l×1100×0,75⑹承台受剪切承载力计算对柱短边边缘截面:λ=λ=0.2<0.3,取λ=0.3* 0*1.751.3461750.3+1.0产田用%%=Lxl.346yHOOMl.75=0,75∏LζC<=1943IW>2N.=2×759,4=151S书IW(可以)*对柱长边边缘截面:λ=λo=O.267<0.3,取A=0.3产=L34E限时M端=L943kN>2N=2^^A=124SRkN〈可以〉(7)承台受弯承载力计算M⅛=∑Ny=2×624.4×0.375=468.3kN∙mIlMλ468.3x10sm3Az- = =231型股？20,¾⅛ O,9×3OO×75O选用16014,人=2460山山2,平行于y轴方向均匀布置。 SM=∑N*=2×759.4×0.3=455.6kN∙myii/M 455.6/1N ”二12A = =225Onm0,9ι4⅛0,9x300x750选用15φ14,人=2307山山2,平行于*轴方向均匀布置。配筋示意图略。 S习题4—4(1)如图所示为*环形刚性承台下桩基平面图的1/4。如取对称轴为坐标轴，荷载偏心方向为*轴，试由式(11-4)导出单桩桩顶竖向力计算公式如下:式中Mk——竖向荷载Fk+Gk对y轴的力矩，Mk二(F+G)∙θ;e——竖向荷载偏心距；nɔ——半径为匕的同心圆圆周上的桩数。⑵图中桩基的总桩数"60,设竖向荷载F+G=12MN,其偏心距e=0.8m；分别kk处于半径rj2.5m,r=3.5m,'二生5m的同心圆圆周上的桩数目n112,n=20,n=28,求最大和最小的单桩桩顶竖向力a**和Qkmino1解]