桩基础设计习题讲解

f a f ak d m (d 0.5) 140 3.0 19 (1.3 0.5) 185.6kN / m2
取单位长度l 1.0m 进行计算，则有: Fk 220 b 1.38m 1380m m f a 20d 185.6 20 1.3
hp 1
1 0.9 900 800 0.992 2000 800
Ⅰ
y
70 830 500
N
FK
x
C1= 600
Ⅰ a0x= 300 1200 700 3200 例图 4-2
400
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0 x
a0 x 0.7 0.843 1.0 h0 0.83
1200
400
例图 4-2
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70 830 500
F
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（5）承台受冲切承载力验算
MK HK
70 830 500
a.柱边冲切承载力验算 计算公式：
FK
Fl 2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp f t h0
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基础底面尺寸的确定
【例1】某住宅承重墙厚240mm，采用墙下条形基础；地基 土表层为杂填土，厚度0.80m，重度17.5kN/m3，其下为粘 土层，重度18.5 kN/m，承载力特征值 fak为 170kPa，孔隙 比0.86。地下水位在地表下 1.0m
2000
1400
x
M H
400 1200 3200
1200
400
例图 4-2
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70 830 500
承台相关承载力计算采用荷载 效应基本组合时柱底内力：
F
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扣除承台及上土的自重后的桩顶竖向 净反力设计值：
F 4104 N 684kN n 6
单桩竖向承载力验算符合要求。
450
y 400 600 600 400
600
2000
1400
x
MK HK
400 1200 3200
1200
400
例图 4-2
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70 830 500
( M k H k h) xmax Qk 2 x i
FK
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450
FK
MK HK
y
600 X
例图 4-2
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解：
C20混凝土：ft=1.1N/mm2;
HRB335级钢筋：fy=300N/mm2。 （1）桩的类型和尺寸已确定，桩身结构 设计从略。
MK HK
500
FK
y
（2）初选桩的根数：
450
600
则基底宽度应为b = b0 + 2×60n = 240 + 120×10 = 1440mm < 3m(可不作宽度修正) 。验算：
Fk Gk 220 20 1.44 1.3 pk 178.8kPa f a 185.6kPa b 1.44
满足要求。
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N
max min
N
( M Hh ) x max
2000
( 216 189 0.9 ) 1.2 684 4 1.2 2 764.4 KN 684 80.4 603.6 KN
450
600
400 600 600 400

x i2
y
1400
x
M H
400 1200 3200
单桩承载力验算：
1400 2000
取承台及上土的平均重度γG=20KN/m3 单桩承载力验算：
MK HK
y 400 600 600 400
桩顶平均竖向力：
F Gk 3040 20 3.2 2.0 1.4 QK k n 6 536.5kN Ra 540kN
400 1200 3200 例图 4-2 450 600
Fl F



400 600 225 C2= 600 2000
N
Ⅰ
i
y a0y= 175
0x
0.84 0 x 0.2
0 x
a0 x h0
a0 y h0
Ⅱ
450
600 Ⅱ
1400
x
0y
0.84 0 y 0.2
0 y
C1= 600
Ⅰ a0x= 300 1200 700 3200 例图 4-2
单桩水平力标准值：
MK HK
70 830 500 400 600 600 400
估算单桩水平承载力特征值：
Rh
EI 0a 60KN 23.3KN x
3
y
450
600
2000
1400
x
H 1k
H k 140 / 6 23.3 KN n
FK
因此单桩水平承载力满足要求。
400 1200 3200 1200 400
1400 a0y= 175
0x
0.84 0.84 0.805 0 x 0.2 0.843 0.2
MK HK
0 y
a0 y h0

0.175 0.210 0.25取0 y 0.25 0.830
Ⅰ
y 400 600 225 C2= 600 2000
Ⅱ
450
0 y
0.84 0.84 1.867 0 y 0.2 0.25 0.2
源自文库
600 Ⅱ
70 830 500
FK
2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp f t h0 5350KN Fl 4104KN
柱边冲切承载力验算满足要求。
由 e 0.86 0.85，查表得： b 0 ， d 1.0 。
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按“二一间隔收” 砌筑方法，基础台阶数为n = 10阶， 则基础高度应为：
H0 = 120×5 + 60×5 = 900mm。
查表知: 砖基础的宽高比允许值为 1:1.5 ，验算：
bi 1 b b0 1440 240 1 满足要求 tan 2H 0 2 900 1.5 H 0 1.5
dt = d - H0 = 1.3 – 0.9 = 0.4m > 0.15m； bt = b0 + 2b1 = 0.24 + 2×0.06 = 0.36m。
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例题：桩基础设计 如图所示，柱截面尺寸：bc=450mm， hc=600mm，荷载标准组合时作用于柱 底的荷载为：Fk=3040KN，Mk=160KNm， Hk=140KN，拟采用混凝土预制桩基础， 方桩边长bp=400mm，桩长15m。已确 定单桩竖向承载力特征值Ra=540KN， 承台混凝土C20，钢筋HRB335级，试 设计该桩基础。
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考虑采用“二一间隔收” 砌筑方法，设砖基础台阶数为n阶， 按砖的模数，基底宽度应为： b = b0 + 2×60n = 240 + 120n ≥ 1380mm，则有：
1380 240 n 9.5（阶）。n应取整数，即n = 10（阶） 120
例图 4-2
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F 1.35FK 1.35 3040 4104KN M 1.35M K 1.35 160 216KNm H 1.35H K 1.35 140 189KN
450 y
600
400 600 600 400
400
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a.柱边冲切承载力验算
1400 a0y= 175
Fl F
i
4104 0 4104KN
MK HK
βhp--受冲切承载力截面高度
Ⅱ
450
600 Ⅱ
400 600 225 C2= 600 2000
影响系数，当h≤800㎜ 时， βhp取1.0；当h≥2000㎜时， βhp取0.9；其间按线性内插 法取用。
400 1200 3200 例图 4-2
h0 0.9 0.07 0.830m 830mm
承台有效高度精确计算：
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1200
400
h0 h a c
d 14 900 50 70 773mm 2 2
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取该承重墙下条形基础宽度 b ＝ 1.25m。 4.验算:
Fk Gk Fk G db 195 20 1 1.25 176KPa ＜ f a 178.9 KPa A b 1.25
满足要求。
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例：某住宅的承重砖墙厚b0＝240mm，传至基顶的荷载标准 值 Fk＝220kN/m，埋深d＝1.3m。地基土为很厚的细砂，其 承载力特征值fak＝140kPa，天然重度＝19kN/m3，基础材料用 MU10砖和M5砂浆砌筑。试设计刚性条形基础。 解：查表知 b 2.0 d 3.0 。地基承载力进行深度修正： ，
处。若已知上部墙体传来的竖
向荷载标准值为195kN/m。试 确定基础底面尺寸。
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解:
1.确定基础埋深: 为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘 土层作为持力层，初步选择基础埋深 d = 1m。 2.对持力层土进行深度修正:
C1= 600 Ⅰ a0x= 300 1200 700 3200 例图 4-2 400


x
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承台长边： a 2 (0.4 1.2) 3.2m 承台短边：
FK
b 2 (0.4 0.6) 2.0m 0.5m
暂取承台埋深：1.4m，承台高h=0.9m(注：h ＞0.3m），桩顶深入承台50mm，钢筋保护层 取70mm。
450
y
600
2000
1400
x
承台有效高度（近似取）：
埋深范围内土的加权平均重度
：
17.5 0.8 18.5 0.2 m 17.7kN / m 3 1.0
持力层土的承载力特征值
f a 170 17.7 1.0 (1.0 0.5) 178.9kPa
3.取1m长的条基作计算单元 基础宽度
Fk 195 b 1.23m 3.0m f a G d 178.9 20 1.0
70 830 500
（4）桩顶荷载计算：
FK
x
1200
400
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Q
max min
(160 140 0.9) 1.2 536.5 4 1 .2 2 596.1KN 1.2 Ra 648KN 536.5 59.6 476.9 KN 0
n＞Fk/Ra=3040/540=5.6根， 暂取6根（5.6×1.2=7根）。
x
例图 4-2
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（3）初选承台尺寸
MK HK
70 830 500 400 600 600 400
s 3.0b p 3.0 0.4 1.2m 桩距（按规范表）：