第四章 桩基础习题及参考答案.doc

习题4－1截面边长为400mm的钢筋混凝土实心方桩，打入10m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3×104N/mm2。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 习题4－2某场区从天然地面起往下的土层分布是：粉质粘土，厚度l1=3m，qs1a=24kPa；粉土，厚度l2=6m，qs2a=20kPa；中密的中砂，qs3a=30kPa，qpa=2600kPa。现采用截面边长为350mm×350mm的预制桩，承台底面在天然地面以下1.0m，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〕　　 　　　　　 习题4－3某场地土层情况（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；qpa=1800kPa。现需设计一框架内柱（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Hk=75kN，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1.0m，桩端进入粉质粘土层4.0m，则 　　　　　 结合当地经验，取Ra=500kN。 (2)初选桩的根数和承台尺寸 取桩距s=3bp=3×0.35=1.05m，承台边长：1.05+2×0.35=1.75m。桩的布置和承台平面尺寸如图11-12所示。 暂取承台厚度h=0.8m，桩顶嵌入承台50mm，钢筋网直接放在桩顶上，承台底设C10混凝土垫层，则承台有效高度h0=h-0.05=0.8-0.05=0.75m。采用C20混凝土，HRB335级钢筋。 (3)桩顶竖向力计算及承载力验算 　　　　 　　　　 　　 (4)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： 　　　　　 (5)承台受冲切承载力验算　　　　　　　　　　　 1)柱边冲切 a0x=525-225-175=125mm, a0y=525-150-175=200mm 2)角桩冲切 c1=c2=0.525m, a1x= a0x=0.125m, a1y= a0y=0.2m,λ1x=λ0x=0.2, λ1y=λ0y=0.267 (6)承台受剪切承载力计算 对柱短边边缘截面： λx=λ0x=0.20.3,取λx=0.3 对柱长边边缘截面： λy=λ0y=0.2670.3,取λy=0.3 (7)承台受弯承载力计算 Mx=∑Niyi=2×624.4×0.375=468.3kN·m 选用16φ14，As=2460mm2，平行于y轴方向均匀布置。 My=∑Nixi=2×759.4×0.3=455.6kN·m 选用15φ14，As=2307mm2，平行于x轴方向均匀布置。配筋示意图略。 习题4－4(1)如图所示为某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x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=　　　　　　 (Fk+Gk)·e； 　　　　e――竖向荷载偏心距； 　　　　nj――半径为rj的同心圆圆周上的桩数。　　　　　　 　　(2)图中桩基的总桩数n=60，设竖向荷载Fk+Gk=12MN，其偏心距e=0.8m；分别处于半径r1=2.5m，r2=3.5m，r3=4.5m的同心圆圆周上的桩数目n1=12，n2=20，n3=28，求最大和最小的单桩桩顶竖向力Qkmax和Qkmin。 〔解〕(1) 所以　　　　 (2)