土力学与地基基础实训报告

桩基础设计

某场地土层情况如下，第一层为杂填土，厚度1m ，第二层为淤泥，流塑状态，厚度6.5m ，第三层为粉质粘土，IL=0.25，厚度大。现需设计一框架柱，截面为300mm ×450mm ，桩预采用预制桩基础。柱底在地面处的设计值为：轴向力Fk=2500KN ，弯矩Mk=180KN ·M ，水平力H=100KN ，水平力合弯矩方向均自沿长度方向左向右，初选柱截面350 mm ×350 mm ，桩基等级为二级。试设计此桩基础。

1、建筑资料：第一层 杂填土 厚度1m 第二层 淤泥 厚度6.5m 第三层 粉质粘土 厚度大

柱底在地面处的设计值为：轴向力Fk=2500KN 弯矩Mk=180KN ·M ，水平力H=100KN ，水平力合弯矩方向均自沿长度方向左向右，初选柱截面350 mm ×350 mm ，桩基等级为二级

2、确定桩长及单桩竖向极限承载力标准值。

取承台埋深d=1m ，桩端进入粉质粘土层 3.5m （〉2d ），桩的计算长度l=6.5m+3.5m=10m

查表8-1得qsik 的值。 淤泥层：流塑状态的淤泥（偏好）可取qs1k=15kpa,,该层中心点埋深4.85〈5m,修正系数是 0.8。

得：qsik=15×0.8kpa=12kpa 。

粉质黏土层：埋深：2

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+6.5+1=9.25m ，故修正系数为0.96，按照I1=0.25

得：qs2k=82×0.96kpa=78.7kpa 。

查表8-2取粉质黏土层的qpk 值：按I1=0.25和入土深度h=11m ，查表，近

似取qpk=4400kpa 。

单桩竖向极限承载力标准值为： Quk=Qsk+Qpk=u ∑qsikli+qpkAp

=0.35×4×(12×6.5+78.7×3.5)KN+4400×0.35²KN=1033.83KN

（2）确定基桩的竖向承载力设计值。

由于承台下为高灵敏度的淤泥，故不考虑承台效应，取ηC =0，按l

Bc

=0.2及

d

Sa

=3,查表得ηs =0.80，ηp =0.4, γP =γs =1.65，于是基桩（估计桩数超过3根）的竖向承载力设计值为：R=ηs Q sk /γs +ηp Q pk /γP =0.8×494.83/1.65KN+1.64×539/1.65KN=775.65KN

（3）初选桩的根数和承台尺寸。

桩的根数：n>F /R=2500/775.65=3.2 取n=4

取桩距Sa=3.0d=3.5×0.35m=1.225m, （4）基桩的竖向承载力验算。

N=(F+G)/n=(2500+1.2×20×1.75²×1)/4KN=643.4KN

Nmax=N+M y Xmax /∑X j ²=643KN+（81+100×1）×0.525/4×0.525²KN=776.7KN

γsaf N =1.0×643.4KN=643.4KN,

重力式挡土墙

设计一浆砌快石挡土墙，墙高5m，墙背竖直，光滑，墙后填土水平，墙后两层土体，第一层土为碎石土，层厚2m，物理力学指标：重度γ=-15KN/m³，内摩擦角Φ=35°，粘聚力c=5KPa，第二层土为强风化泥质粉砂岩，重γ=22KN/m³，内摩擦角Φ=30,粘聚力C=10KPa，基底摩擦系数u=0.4,地基承载力设计值fa=300KPa。

1、初步确定挡土墙的顶宽、底宽和高度:

挡土墙截面尺寸的选择：根据规范要求可知H=5.则取顶宽0.8cm，底宽2.6m 2、挡土墙断面的初步设计：

(1) 主动土压力计算：根据朗肯土压力理论则 Kal

1， Kal

2：

Kal

1

＝ tan²（45°－35°/2）＝0.27

Kal

2

＝tan²（45°－30°/2）＝0.33 （2）墙顶土压力强度为：

σa ＝qka

1－2c

1ka1＝0×ka1－2c1ka1＝0－2×5×27

.0=-1027

.0

＝-5.2kpa

设临界深度为z

0，

则有

σ az

0＝γ

1

z

ka

1

＋qka

1

－2c

1ka1＝0

可得:18 z

0×0.27＋0－2×527

.0＝4.86 z

＋0－1027

.0＝0

4.86 z

－5.2＝0

z

＝1.07m

(3) 第一层底部土压力强度

σ

a ＝γ

1

h

1

ka

1

＋qka

1

－2c

1ka1

＝18×2×0.27kpa－2×527

.0＝4.52kpa 第二层顶部土压力强度

σ

a ＝γ

1

h

1

ka

2

＋qka

2

－2c

2ka2

＝18×2×0.33－2×1033

.0＝0.39kpa 第二层底部土压力强度

σ

a ＝(γ

1

h

1

＋γ

2

h

2

) ka

2

＋qka

2

－2c

2ka2

＝(18×2＋22×3) ×0.33－22×1033

.0＝22.171kpa

墙背上的主动土压力为

Ea＝1/2×4.52(2－1.07)kn/m＋0.39×3 kn/m＋1/2(22.171－0.39)×3 kn/m

＝35.94 kn/m

Ea的作用点距墙底的距离x为: x＝1/3×5＝1.67 m

挡土墙自重及重心：将挡土墙截面分成一个三角形和一个矩形，分别计算它们的

自重：Ｗ1＝1/2×(2.6－0.8) ×5×22 kn/m＝99 kn/m

Ｗ2＝0.8×5×22 kn/m＝88 kn/m

Ｗ1与Ｗ2的作用点离Ｏ点的距离分别为：a

1

＝2/3×1.4＝0.93 m

a

2

＝1.4m＋1/2×0.8＝1.8 m