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桩基础设计习题课 桩基础 1、某场地从天然地面起向下得土层分布是：粉质粘土，厚度l1=3m，qsla=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350×350mm的预制桩，承台底面在天然地面以下1m，桩端进入中密中砂的深度为1m，试确定单桩承载力特征值。 【解答】根据《建筑地基基础设计规范》：对于一般预制桩，其单桩竖向极限承载力特征值Ra可按下式计算： Ra=Qsa+Qpa =u∑qsiali+qpaAp 其中：u=350*4=1400mm=1.4m Ap=0.35*0.35=0.1225m^2 Ra=Qsa+Qpa =u∑qsiali+qpaAp =1.4*(24*2+20*6+30*1)+2600*0.1225 =595.7KN 2、某场地土层情况（自上而下）为：第一层杂填土，厚度1m；第2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。桩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。 【解答】 C20混凝土，ft=1100KPa, fc=9600KPa, HRB335级（II级）钢，fy=300N/mm^2 （1）承台位置：承台底面设置在杂填土底面，即自然地面以下1m处 （2）桩长确定：桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石类土不宜小于1d。 预制桩的边长d=350mm=0.35m 将预制桩桩端深入持力层以下2d=700mm，取为1m。 （3）单桩极限承载力特征值Ra确定： Ra=Qsa+Qpa =u∑qsiali+qpaAp ＝1.4*(6*6.5+40*1.5)+0.1225*1800 =359.1KN 其中：u=（350＋350）*2mm=1400mm=1.4m Ap=0.35*0.35=0.1225m^2 （4）桩根数确定： 初选桩数NFk/Ra=1850/359.1=5.15 暂取6根 【解答】取桩距s=3.5d=3.5*350=1.225e3mm=1.225m 桩中心距离取为1.3m 按矩形布置如图所示 【解答】（5）初选承台尺寸 取承台长边和短边为： a=2*(1300+350)=3300mm=3.3m b=2*(350+650)=2000mm=2.0m 承台埋深1.0m，承台高1.2m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取35mm，则承台有效高度h0=(1.2-0.050-0.035)=1.115m （6）计算桩顶荷载 取承台及其上土平均重度γG=20KN/m^3,则桩顶平均竖向力为：Nk=(Fk+Gk)/n =(1850+20*3.3*2.0*1.0)/6KN=330.3KN Ra=359.1KN 【解答】 Nkmax=Nk+(Mk+Hk.h)*xmax/∑xi^2 =330.3+(135+75*0.6)*1.3/(4*1.3^2) =364.9KN1.2Ra=430.92KN 符合式（5.2.1-1）、(5.2.1-2)要求 【解答】基桩水平承载力验算： H1k＝Hk/6=12.5KN,水平承载力满足要求， 水平极限承载力计算略 (7)承台受冲切承载力验算： 柱边冲切：按照式计算冲跨比λ与冲切系数β0。 【解答】λ0x＝a0x/h0=0.9/1.115=0.807 λ0y＝a0y/h0=0.325/1.115=0.2915 λ 0x、 λ0y均满足0.25~1的要求。 β0x＝0.84/(λ0x+0.2)=0.834 β0y＝0.84/(λ0y+0.2)=1.71 2[β0x(bc+a0y)+ β0y(hc+a0x)] βhp. ft .h0 =2*(0.834*(0.3+0.325)+1.71*(0.45+0.9))*(1-(1.2-0.8)/(2.0-0.8)*0.1)*1100*1.115 =6710KN1.35*1850=2497.5KN 边柱冲切验算满足要求。 【解答】角柱向上冲切： 【解答】从角柱内边缘至承台外边缘距离c1=c2=525mm，a1x=a0x=0.9,