桩基础习题

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页眉内容 一、单桩承载力

例题1

条件:有一批桩,经单桩竖向静载荷试验得三根试桩的单桩竖向极限承载力分别为830kN、860kN和880kN。

要求:单桩竖向承载力容许值。

答案:

根据《建筑地基与基础规范》附录Q(6),(7)进行计算。其单桩竖向极限承载力平均值为:

Nk3.858325753880860830

极差880-830=50kN。%30%82.53.85850,极差小于平均值的30%。

NRak3.42923.858

例题2 求单桩竖向极限承载力942

条件:某工程柱下桩基础,采用振动沉管灌注桩,桩身设计直径为377mm,桩身有效计算长度13.6m。地质资料如右图。

要求:确定单桩竖向承载力容许值。

答案:

)(rkprniikiiaqAqluR121

查表粉质黏土,粉土,黏性土摩阻力标准值分别为45kPa、55 kPa、53

kPa。

kPa2.418]27.14786.857.42545.7218.1[21]22004377.014.36.0537.26.0556.89.0453.27.0377.04.13[212121)()()(rkprniikiiaqAqluR二、单排桩桩基算例

设计资料:某直线桥的排架桩墩由2根1.0m钢筋混凝土钻孔桩组成,混凝土采用C20,承台底部中心荷载:kN5000N,kN100H,mkN320M。其他有关资料如图所示,桥下无水。试求出桩身弯矩的分布、桩顶水平位移及转角(已知地基比例系数2m/kPa8000m, 共享知识 分享快乐

页眉内容 20m/kPa50000m)

答案:

(1)桩的计算宽度1b

)(8.1)11(9.00.1)1(1mdkkbf

(2)桩的变形系数51EImb

2m/kPa8000m,)(8.11mb,27m/kN107.2cE

444m049.0640.164dI

m/4234.0049.0107.28.08.1800008.0575151IEmbEImbc

桩的换算深度5.276.6164234.0hh,属弹性桩。

(3)桩顶受力 共享知识 分享快乐

页眉内容 kN250025000nNPi

mkN1602320nMMyi

kN502100nHQi

(4)地面处桩的内力

kN25000iPP

mkN36045016000lQMMii

kN500iQQ

(5)桩在地面处的横向位移和转角

xxzAEIQBEIMx3020

AEIQBEIMz200

其中无量纲系数查附表1、2、5、6

44066.2xA,62100.1A,62100.1xB,75058.1B

)m(0056.000186.000376.044066.28640004234.05062100.18640004234.0360323020xxzAEIQBEIMx)()()(rad00224.000052.000172.02100.618640004234.05075058.18640004234.03602200AEIQBEIMz

(6)底面以下深度z处桩截面的弯矩zM

MMMMMMzABABAQBMM09.1183604234.05036000

无量纲系数MMBA、查附表3、7

zz z AM BM 118.09AM 360BM MZ

0 0 0 1 0 360 360 共享知识 分享快乐

页眉内容 0.3 0.7 0.2901 0.99382 34.25791

357.7752

392.0331

0.6 1.4 0.52938 0.95861 62.51448 345.0996 407.6141

0.9 2.1 0.68926 0.88607 81.39471 318.9852

400.3799

1.2 2.8 0.76183 0.77415 89.9645

278.694 368.6585

1.5 3.5 0.75466 0.64081 89.1178 230.6916 319.8094

1.8 4.3 0.68488 0.49889 80.87748 179.6004

260.4779

2.2 5.2 0.5316 0.32025 62.77664 115.29 178.0666

2.6 6.1 0.35458 0.17546 41.87235 63.1656

105.038

3 7.1 0.19305 0.07595 22.79727 27.342 50.13927

3.5 8.3 0.05081 0.01354 6.000153 4.8744 10.87455

4 9.4 0.00005 0.00009 0.005905 0.0324 0.038305

(7)桩顶水平位移及转角

)(111121321AEIQBEIMAEIQBEIMxxx其中11AAx、11BBx查附表14—16

5.276.6164234.0hh,取4h,692.10.44234.000ll

58671.141xA,01938.611ABx;44258.31B

27m864000049.0107.28.08.0IEEIc

)(m01733.001112.000621.058671.148640004234.05001938.68640004234.01603232111xxAEIQBEIMx

)()((rad00345.000194.000151.001938.68640004234.05044258.38640004234.0160)(22111AEIQBEIM

(8)桩身最大弯矩maxM及最大弯矩位置计算 共享知识 分享快乐

页眉内容 由公式(4-70)得0485.3503604234.000QMCQ

由0485.3QC及7744.6164234.0hh查附表13得658.0maxMz,故)(554.14234.0658.0maxmzM

由658.0maxMz及7744.6h查附表13得1022.1MK

)mkN(80.3963601022.10maxMKMM

(9)桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算

a)纵向钢筋面积

桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置:

)(107.15%2.00.14242mAg

(下面还未算完)

现选用10根22的HRB335级钢筋:

)(109.3724mAg,MPafsd280

桩柱采用的20C混凝土,MPafcd2.9。

b)计算偏心距增大系数

因为长细比:5.17325.0160il

所以偏心距增大系数:

1

c)计算截面实际偏心距0e

)(239.011.301717.720maxmax0mNMe

d)根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)求得轴向力的偏心距0e:

rfCAffgDBfesdcdsdcd0

其中:mmr825,002.0;并设9.0g则

82556.02.9504.02.9825280002.02.92809.0002.02.90CADBCADBe

以下采用试算法列表计算

A B C D 0e0e00)(ee共享知识 分享快乐

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0.79 2.0926 0.5982 1.5938 1.1496 249 239 1.041841

0.8 2.1234 0.5898 1.6381 1.1212 242 239 1.012552

0.81 2.154 0.581 1.6811 1.0934 234 239 0.979079

由上表可见,当80.0时,mme.242)(0与实际的mme2390很接近,故去0.80为计算值。

e)计算截面抗压承载力

)()(kN11.3017kN56.13920280825002.06381.12.98251234.22222jsdcduNfrCfArN)()(mkN17.720mkN18.33642808259.0002.01212.12.98255898.03333jsdcduMfgrCfBrM满足要求。

三、桩基础习题4-11

某桥台为多排桩钻孔灌注桩基础,承台及桩基尺寸如图。纵桥向作用于承台底面中心处的设计荷载为:N=6400KN;H=1365kN;M=714kN.m。桥台处无冲刷。地基土为砂性土,土的内摩擦角036;土的重度3m/k19N;桩侧土摩阻力标准值2m/k45Nq,地基比例系数2m/kPa8200m;桩底土基本承载力容许值20m/k250][Nfa;计算参数取0.4,6.0,7.020km。试确定桩长并进行配筋设计。

答案:

1.桩长的计算

桩(直径1.5m)自重每延米)kN(49.261545.12q

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页眉内容 )3(][21][322001hkfAmlquRNaPniiikah

hhqhNNh5.21316009.4262146400214

计算][aR时取以下数据:桩的设计桩径1. 5m,桩周长.

)(1.745.1mu,22m7.714).51(PA,7.0,6.00m,42k,0.00kPa52][0af,32m/kN00.19,kPa45kq。

所以得

hNhhhhRha5.21316007622434.708.9105)]3(190.4250[7.716.07.0455.121][)()(

m61.10h

现取m11h,

2.桩的内力计算

(1)桩的计算宽度1b(P133)

)1(1dkkbf

已知:9.0fk,m5.1d,

mdhL5.45.76.0)1(3.600.6m4.211,

则系数k按照此式计算:11226.01hLbbk

2n,6.02b。

813.0)15.1(34.26.06.016.06.011122hLbbk

32829.1)15.1(9.0813.0)1(1ddkkbf

(2)桩的变形系数