4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，地质剖面示意图如图 1 所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为F = 2035kN, M=330kN ・m , H = 55kN,荷载效应标准组合设计值为 F k =1565kN, M=254<N ・m , Hk=42kN,试设计桩基础。

饱和软粘土粘土V图1地质剖面示意图土层名称厚度h i(m重度3(kN /m )孔隙 比e粘聚力c (kP a )液性指 数L(%)塑限P(%)塑性 指数I P液性 指数I L饱 和 度S r压缩系数a1(MP a )压缩模量E s (MP a )杂填土 1.7 16.0粉质粘土 2.019.0 0.8 10 31 19 12 0.60.8 98.5饱和软粘土4.5 18.4 1.1 8 42.6 24.1 18.5 0.97 1.0 0.95粘土 >8.0 21.7 0.515 32.512.5 20 0.250.9813.02001. 2.2^00-确定桩的规格根据地质勘察资料，确定第 4层粘土为桩端持力层。

采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，为400mm< 400mm 桩长为9米。

承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台 0.1米，则桩 端进持力层2.4米。

初步确定承台尺寸为2.4m X 2.4m 。

确定单桩竖向承载力标准值 Q根据公式查表内插求值得层序深度(m)I Lq sik (kPa )q pk ( kPa)② 粉质粘土2 0.6 60③ 饱和软粘土4.5 0.97 38②粘土2.40.25822500按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值:Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p=4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN取 Q uk 902.4 kN3.确定桩基竖向承载力设计值R 并确定桩数n 及其布置按照规范要求，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。

查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值R 为sp1.60桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (F+G)/R=(1565+195.84)/ 547.08=3.22 根取桩数n = 4根，桩的平面布置为右图所示， 承台面积为 2.4m X 2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑 群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值R,S aB e由一=4 ;= 0.25d l查表得 e = 0.155,：= 0.75sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN由A C = 4 m2, A= 2.4 2 — 22 = 1.76 m 2得1565 2.4 2.4 1.7 20(254 42 1.7)0.8 =440.21+101.69=(0.97 X 902.4 + 1.60)+(0.337 X 120X 2. 4X 2.4 ) + (4 X 1.7)= 581.34kN按桩的静载荷试验取 R= 581.34kN 根据经验公式得Q uk u q sik |i q p k A p=4 X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN这说明，按桩的静载荷试验取 R= 581.34是合理的。

4.基桩承载力验算F GM y x maxN max—n x i44 0.8 0.8=541.9 kN < 1.2R= 1.2 X 581.34 = 697.608 kN口 F G且 N = 440.21 < R = 581.34 满足要求。

n5.承台计算承台底钢筋混泥土保护层成厚度取 10cm,混凝土强度等级为 C20,采用HRB335级钢筋。

各桩净反力计算如下：A 桩： N aF n MX d2035 (330 55 1.7)0.8 =508.75-132.34=376.41 kN0.8 0.82 -X i 44FMx c2035(330 551.7)0.8B 桩： N b—2 ==508.75+132.34=641.09kNn Xi44 0.8 0.8FMx dC 桩： N c2 =376.41 kNn X iFMx cD 桩： N d2 =641.09 kNn X i由f k cA ceA c60，得 q ck 2 f k Q uksp0.155—^0.75176= 0.337 5.76 5.76120 kPa ,查表得c 1.7，所以考虑承台底土的抗力为Q ckQ ukcspspcspq ck A cccn(1) 承台受弯计算A ISM I641.09 106 1484 mm20.9 f y h 00.9 300 1600F 2035kN , M 330kN m , H 55kN 对承台进一步设计为： 承台厚度0.9m ,保护层为500mm ,则h °0.85m ,混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为f t 1.1N/mm 2，钢筋选用 HRB335级，f y300N/mm 2，如图所示I — I 截面:M l 2 X N b X 0.5=2 X 641.09 X 0.5=641.09 kN •mII — II 截面：M II (N a N b ) X 0.95=376.41+641.09=1017.5 kN •m钢筋抗拉强度设计值 f y 300,承台有效高度h 0 1.6mA iisM II o.9f y h o1017.5 106 0.9 300 16002355 mm2ox所以有 2[ ox (b ca oy )oy( h c a ox )]f t h 0B.桩对承台的冲切(角桩冲切) ，按下式计算:综上,I — I 截面A s 1484 mm2配筋，沿承台X 方向每米长所需配筋A's =1484 / 2.4=618.3mm 2,选用丄 14@50( A s 616mn2)II — II 截面 A s 2355 mm2配筋，沿承台 Y 方向每米长所需配筋 A's 2355/2.4=981.25mm 2,选用 圍 10@0( A s 981mm2)沿承台X 方向按I — I 截面配筋 圍14@250(A s 616mm2)沿承台Y 方向按I — I 截面配筋围10@80( A s 981mn2)(2)A.承台冲切计算：込=0.84=2.1; oy f =.84 = 2.1 ox0.2 0.2 0.2oy 0.2 0.2 0.2f t 1.1 N/ 伽，柱顶平均净反力 N=2035/4=508.75 kNF i F N =2035-508=1527 kN=2[2.1(0.6+0.3)+2.1(0.6+0.3)]1.1X 1.6 X 106=13306 kN>1527kN 故满足要求其中 C 1 C 2 0.6m , a 1x 0.3 , a 1y0.30.561x1x0.20.56 0.56==1.4a 1x 020.2 0.2h 0F l 2[ ox (b ca oy )oy(h c a ox )] f t h 0a ox 0.3廿式中：a ox = 0.3mm ox ==0.1875<0.2 ,取 ox =0.2h 01.6a o y 0.3 甘a oy = 0.3mm o:= - - =0.1875<0.2 ,取 oy =0.2h 0 1.6其中F i F N F(N a N b ) = 2035- ( 376.41+641.09 柱对承台的冲切，按下式计算：)=1017.5kN0.56 0.560.56=1.4iyiy 0.2 02 0.2 0.2h o .所以有：1 y 1 x[ix(C2 ) iy(C2 )] f t h。

=[1.4(0.6+0.3/2)2]1.1 X 1.6 X i。

6=8870.4kN >N i =641.09 kN 故满足要求(3) 承台受剪计算柱下等厚度承台斜截面受剪承载力按下式计算V hs f t b0h0I — I截面：V=2X 641.09=1282.18kNa xx 0.3/1.6 = 0.1875<0.3，故取 0.3h01.75=1.75/ ( 0.3+1 ) =1.3451hs =(800/h 0)1/4=(800/1.6) 1/4=4.733hs f t b0h0 =4.73X 1.345X 1.1 X 10 X 2.4 X 1.6=26972 kN >V 满足要求II — II截面:V hs f t b0h0N a N bV=一 - 2 = 376.41+641.09 = 1017.5 kN2a yy 0.3/1.6 = 0.1875<0.3，故取 0.3h01.75=1.75/ ( 0.3+1 ) =1.3451hs =(800/h 0)1/4=(800/1.6) 1/4=4.733hs f t b0h0 =4.73X 1.345X 1.1 X 10 X 2.4 X 1.6=26972 kN >V 满足要求6.桩身结构强度计算及配筋A. 吊装点桩的截面尺寸为 400 mmX 400 mm,桩长9米，箍筋为热轧 HPB335级钢筋f yv 210钢筋保护层为40mm，混凝土强度等级 C30。

因桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。

吊装点为0.207L , 0.56L和0.207L具体见下图M max ql28 (1 2ql2 )詈[1M1 f c bh020.055me5574IA£3桩的吊门位宣B. 桩的主筋计算控制弯矩为吊立时的情况入=m/l= 取动力系数为1.5=1/8 X 0.32X 20 X 6.32X [1- (1.7/6.3 )2]2X 1.5 = 11.1 kN •m桩身截面有效高度：400-40 = 360mm3.6 10621.0 14.3 400 36021 . 12 s = 1-0.943 = 0.057<b= 0.518A s 』bh0=0.057 X (1 X 14.3/300) X 400X 360=391.248 mm2f y选用2^18，因此整个截面的主筋为4也18 ( A s 1017mm2),其配筋率1017=0.706 % >min 0.4% ,其他构造见施工图。