兰大《基础工程》离线作业

《基础工程》命题作业:桩基础设计资料1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有6个土层，各层土的物理力学指标参数见表1。土层稳定混合水位深为地面下1.0m，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。（面：V 3200kN M 400kNmk , k ，H=柱的截面尺寸为：400×400mm；承台底面埋深：d=1.5m。2、根据地质资料，以第4层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩3、承台设计资料：混凝土强度等级为C20，轴心抗压强度设计值为

f 9600kPac ，轴心抗拉强度设计值为

f 1100kPat ，钢筋采用HRB335 级钢筋，钢筋强度设计值f 300N/mm2y4、《建筑桩基技术规范》(GJG94-2008)设计内容及要求：1、请按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸；2、请计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；3、请确定桩数和桩的平面布置图；4、请进行软弱下卧层强度验算。注：1、请尽量不要采用附件形式提交；2、请写清楚计算过程；3、需要绘制示意图的一律不可省略；4、第三问可从9根开始试算；5、若涉及迭代计算推荐使用excel表格计算。桩基础设计计算书一、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸；50mm1.95m。则桩的长度L=0.05+3.0+15.0+1.95=2.0m。40-60b=450mm40<2000=44.4<60450二、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；Qu=u∑qiskli+APqpk=4×0.45×(24×3+14×15+1.95×32)+1600×0.452=943.92KNRa=Qu=943.92=472KNK 2三、确定桩数和桩的平面布置图；初选桩的根数承台的宽度和长度分别为:

N=VkRa

3200=6.72根，472bc=2050×2+450+450=5000mmhc=2050×2+450+450=5000mm取承台埋深为1.5m。承台及其上填土重，地下水位以下土的重度取浮重度。Gk=γAd=（20×1.0+0.5×(20−10)）×5.0×5.0=625KN当n=9根时，平面布置图如下：Nk=Fk+Gkn

=3200+6259

=425kN<Ra=472KN（可以）9桩心距〈6d，可以将桩基础是为实体基础，软弱下卧层的计算公式为：mσz+γz≤fazm淤泥质粉质粘土的孔隙比<0.85，液性质数IL=0.529<0.85，故深度修正系数η=1.6，地下水以下的土的浮重度，根据公式

=Gs+eγ及γ‘=γ −dγw则浮重度γ‘=γ

−γ=（Gs+e−1）γ

sat

1+w

satsat

w 1+w wγ‘=（2.73+1.072%−1）×10=9.76kN/m32 1+0.378γ‘=（2.74+1.634%−1）×10=7.39kN/m33 1+0.585γ‘=（2.73+0.788%−1）×10=11.43kN/m34 1+0.273基础底面以上土的厚度加权平均重度γ=（20×1.0+10×0.5+9.76×3+7.39×15+11.43×1.95）/21.45m1=8.74kN/m3①按扩散作用基础底面处的附加应力p：0kp=p−σ0k k C

F+G′= K K−σA c实体深基础底面积A=(

+2tanφb+2tanφ)，查表的φ=23°0 4 0 4A=(4.55+2×19.5×tan23°)(4.55+2×19.5×tan23°)=71.86m24 4p=3200+−10)×71.86×21.45−8.74×21.45=50.11Kpa0k 71.86②不考虑扩散作用时基础底面处的附加应力p：0kp=p−σ

F+G= K

+G′−2(aK

+b)∑qℓ0 sia −γ0k k C ab0

m1(l+d)p=3200+625+20×4.55×4.55×19.5−2×9.1×344.4−8.74×21.450k 4.55×4.55<0（不可行）软弱层顶面以上土的厚度加权平均重度γm2=（20×1.0+10×0.5+9.76×3+7.39×15+11.43×4）/23.5=8.8.97kN/m3两层土的弹性模量之比为ES1=Es2

5.22.4

=2.17，查表得桩端持力层的扩散角θ=18.4°。实体基础的计算宽度和长度A0=a0+2ℓtanφ，B0=b0+2ℓtanφ。即有A0=B0=4.943m软弱层顶面的附加应力σz=

4 4p0k×(A0+B0)(A0+2ttanθ)(B0+2ttanθ)= (50.11×(4.943×4.943)(4.943+2×2.05×tan18.4)×(4.943+2×2.05×tan18.4)=30.78Kpa经深度修正后的地基承载力faz=fak+ηdγm2（d−