基础工程(第二版)第四章习题解答(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上习 题【4-1】表416给出一钻孔灌注桩试桩结果，请完成以下工作：绘制Q-s曲线；在半对数纸上，绘制s-lgt曲线；判定试桩的极限承载力Qu，并简要说明理由；根据试桩曲线及桩型判别该试桩破坏模式。 表416 钻孔灌注桩试桩结果 t(min) s(mm)Q(kN)0153045609012015018021080000.580.750.850.930.981.0112001.011.151.221.301.381.431.491.5216001.521.581.621.711.791.861.931.982.0220002.022.082.112.202.262.312

2、.372.422.4624002.462.552.612.682.752.812.862.922.973.0128003.013.063.113.243.283.353.413.473.533.5832003.623.733.884.014.064.104.164.224.274.3336004.424.655.035.085.135.225.285.355.415.4840005.686.026.486.786.987.327.467.587.707.8044008.219.2110.7811.4011.7812.2812.8413.2813.6513.92480015.2221.8023.

3、8225.0225.8627.028.7029.6031.4044.00400054.053.80320053.4053.10240052.5552.30160051.4050.80048.7047.5046.1045.20 t(min) s(mm)Q(kN)240270300330360390420450480800120016002000240028003.6232004.384.4236005.535.595.645.6840007.898.018.078.128.178.21440014.2014.4814.6214.8114.9915.0815.1315.1815.22480054.

4、2040003200240016000静载荷试验结果汇总表工程名称：习题41 试验桩号：测试日期：2008-03-24 桩长： 桩径：序 号荷 载(kN)历 时 (min)沉 降 (mm)本 级累 计本 级累 计00000.000.0018001201201.011.01212001502700.511.52316001804500.502.02420001806300.442.46524002108400.553.016280024010800.613.627320027013500.804.428360033016801.265.689400039020702.538.2110440048

5、025507.0115.22114800240279038.9854.20124000602850-0.4053.80133200602910-0.7053.10142400602970-0.8052.30151600603030-1.5050.801601203150-5.6045.20最大沉降量：54.20 mm 最大回弹量：9.00 mm 回弹率：16.61%极限承载力确定：1 由静载荷试验结果汇总表可知s82.53，s97.01，s1038.98则 所以 4800kN为破坏荷载，其前一级荷载4400kN为单桩极限承载力。2Qs曲线为陡降型曲线，由Qs曲线可见，在荷载4400kN处发生明

6、显陡降，其明显陡降起始点对应的荷载4400kN为单桩极限承载力3由slgt曲线可见，在当加载到4800kN时，slgt曲线尾部明显向下弯曲，因此其前一级荷载值4400kN即为单桩极限承载力。【4-2】有一根悬臂钢筋混凝土预制方桩(图4-42)，已知：桩的边长b40cm，入土深度h10m，桩的弹性模量（受弯时）E2107kPa，桩的变形系数a0.5 m-1，桩顶A点承受水平荷载Q30kN。试求：桩顶水平位移xA，桩身最大弯矩Mmax与所在位置。如果承受水平力时，桩顶弹性嵌固（转角0，但水平位移不受约束），桩顶水平位移xA又为多少？图4-42 习题4-2图解：1）ah=0.510=54.0，可查附

7、表。 地面处： ，得az1.1，Zmax=1.1/0.5=2.2(m) 对应的K=1.1566， 2）桩顶弹性嵌固时由，查表4-12得：由A0，得桩顶的反弯弯矩： 【4-3】按例题4-3所给的条件，求在横向荷载作用下，多排桩的桩顶位移和桩顶荷载及桩身的最大弯距。例4-3 某桥墩高承台桩基础构造见图4-37示，采用直径为60厘米的钻孔灌注桩，已知：(1)作用在承台底面中心的荷载组合：荷载方向竖直力N(kN)水平力H（kN）弯距M（kNm）纵向（汽车行进方向）横向60255108160.5218.86702090(2)地基土为淤泥质粉质粘土，其主要指标为：重度g = 18.9kN/m3 ；内摩擦角

8、f= 16；地基比例系数m = 3000kN/m4。(3)弹性模量：抗压时E压=2.9107 kPa，抗弯时E =0.8E压。图4-37 例题4-3图解：1. 每根桩桩顶上的力P、H、M(1)已知作用在每排桩的荷载（横向多排桩的桩数为6根。）kN kN kNm(2)求桩的计算宽度b1已知d=0.6m，查表4-11有圆形桩K=1（由于d2b=20.6=1.2m，取b1=2b=1.2m。(3)求桩的变形系数a取m=3000 kN/m4 m4抗弯刚度 kNm2= m-1桩的入土深度为 h=31.82.0=29.8m 为弹性桩。(4)求r1、r2、r3、r4值已知：l0 = 2.5+2.0=4.5m；

9、对于钻挖孔桩，侧摩阻力影响系数取 (见p136)；h = 29.8m，E压= 2.9107 kN/m2； m2；kN/m3。 侧摩阻力以f/4角扩散至桩底平面的半径为R=0.3+29.8tg(16/4)=2.38m，大于桩间距1.5 m，因此A0采用相邻桩底面中心距为直径所得的面积。 m2由式（4-46）查表4-14得：xH = 0.17157，xm = 0.34276，fm = 0.93788。由式（4-48d）r2 = a3EI xH = 0.4930.17157EI = 0.0202EIr3 = a2EI xm = 0.4920.34276EI = 0.0825EIr4 = aEI fm

10、 = 0.490.93788EI = 0.4596EI(5)求a0、b0、b0由式（4-52） =3.1310-3m=3.13mm由式（4-53） 由式（4-54）（6）求桩顶作用力kNkNkNkNkNkN kN kNmPi=564.94+509.23+453.52+397.81+342.10+286.40=2554kN=NHi=618.23=109.38kN=H Mi+ Pixi=6(-69.54)+(564.94-286.40) 3.75+(509.23-342.10) 2.25+(453.52-397.81) 0.75=-417.24+1044.53+376.04+41.78=1045.

11、11kNm=M2. 求桩身最大弯距及桩顶位移在地表面处kN kNm查表4-13得：则 m kNm由查表4-12，得由式（4-40） 【4-4】柱子传到地面的荷载为：F = 2 500kN，M = 560kNm，Q = 50kN。选用预制钢筋混凝土打入桩，桩的断面为3030cm，桩长为11.4m，桩尖打入黄色粉质粘土内3m。承台底面在地面下1.2m处，见图4-43。地基土层的工程地质资料如表4-17所示。试进行下列计算： 图4-43 习题4-4图（1）初步确定桩数及承台平面尺寸；（2）进行桩顶作用效应验算；（3）计算桩基沉降。表4-17 工程地质资料土层编号土层名称厚度(m)重度g(kN/m3)

12、含水率w()液限wL塑限wP孔隙比e压缩系数a1-2(MPa-1)粘聚力ck(kPa)内摩擦角k()1粘 土2.018.241.048.023.01.090.4921182淤 泥7.517.147.039.021.01.550.961483粉质粘土未穿透19.626.732.717.70.750.251820【解】从表4-2中查得，qpk=2200kPa；从表4-1查得：层土，IL=0.72，qsk=60kPa；层土，qsk=20kPa；层土，IL=0.60，qsk=65kPa。(1)单桩承载力确定不考虑承台效应，单桩极限承载力标准值为Quk = Qsk + Qpk = 40.3(600.8+

13、207.5+653.0)+22000.32 = 471.6+198.0 = 669.6kN单桩承载力特征值为：(2)桩数确定及桩平面布置初定桩数为 取n9 根由题知，钢筋混凝土打入桩，属挤土桩，桩的断面为3030cm，因此，查表4-15可知桩的最小中心距为 4.5d=4.5=1.5m 桩平面布置及承台尺寸如图所示(3)单桩承载力验算承台自重为Gk = GDA =201.23.62 = 311.0 kN群桩中单桩的平均受力为： kNRa=334.8 kN 群桩中单桩最大受力为： kN0均能满足设计要求。(4)桩基沉降计算按建筑桩基技术规范推荐的方法建筑桩基技术规范推荐的方法称作等效作用分层总和法

14、，适用于桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基，它不考虑桩基侧面应力扩散作用，将承台视作直接作用在桩端平面，即实体基础的长、宽视作等同于承台底长、宽，且作用在实体基础底面上的附加应力也取为承台底的附加应力，然后按矩形浅基础的沉降计算方法计算实体基础沉降。承台底附加应力：因此实体基础底面上附加应力：按浅基础应力面积法计算的桩基沉降量zL/bz/b0.03.6/3.6=1.00.0/1.8=0.040.2500=1.00000.0007.21.07.2/1.8=4.040.1114=0.44563.2083.208(1+0.75)/0.25=7.0089.47.81.07.8/1.8=4.340.1054=0.42163.2880.0807.002.20.02591.6=2.391.6修正系数计算查表4-7，桩基沉降计算经验系数1.60短边方向桩数：方桩的等效直径d=0.34m距径比Sa/d =1.5/0.34 4，长径比l/d =11.3/0.34=33.2，承台长宽比Lc/Bc = 1查表4-8得C0 =C1 =C2 =桩基等效沉降系数为： 桩基最终沉降量为 专心-专注-专业