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400mm的钢筋混凝土实心方桩,打入10m深的淤泥与淤泥质土后,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就是:粉质粘土,厚度l1=3m, q
=24kPa;粉土,厚度l2=6m,q s2a=20kPa;中密的中砂,q s3a=30kPa,q pa=2600kPa。

现s1a
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,q sa=6kPa;第三层为粉质粘土,厚度较大,q sa=40kPa; q
=1800kPa。

现需设计一框架内柱(截面为300mm×450mm)的预制桩基础。

柱底pa
在地面处的荷载为:竖向力F k=1850kN,弯矩M k=135kN·m,水平力H k=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R a=500kN。

(2)初选桩的根数与承台尺寸
取桩距s=3b p=3×0、35=1、05m,承台边长:1、05+2×0、35=1、75m。

桩的布置与承台平面尺寸如图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
扣除承台与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
a
=525-225-175=125mm, a0y=525-150-175=200mm
0x
2)角桩冲切
c
=c2=0、525m, a1x= a0x=0、125m, a1y= a0y=0、2m,λ1x=λ0x=0、2,λ1y=λ0y=0、1
267
(6)承台受剪切承载力计算
对柱短边边缘截面:
λ
=λ0x=0、2<0、3,取λx=0、3
x
对柱长边边缘截面:
λ
=λ0y=0、267<0、3, 取λy=0、3
y
(7)承台受弯承载力计算
M
=∑N i y i=2×624、4×0、375=468、3kN·m
x
选用16φ14,A s=2460mm2,平行于y轴方向均匀布置。

M
=∑N i x i=2×759、4×0、3=455、6kN·m
y
选用15φ14,A s=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M k――竖向荷载F k+G k对y轴的力矩,M k =
(F k+G k)·e;
e――竖向荷载偏心距;
n
――半径为r j的同心圆圆周上的桩数。

j
(2)图中桩基的总桩数n=60,设竖向荷载F k+G k=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, n
=28,求最大与最小的单桩桩顶竖向力Q kmax与Q kmin。

3
〔解〕(1)
所以
(2)。