整理桩基础习题.docx

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整理桩基础习题

负摩阻力与下拉力：

1•某桩为钻孔灌注桩，桩径d二850mm,桩长22m,地下水位处于桩项标高，地面标高与桩顶齐平，地面下15m为淤泥质黏土，qsk=15kPa，饱和重度

「7kN/m3，其下层为中密细砂，qsk二80怨，qpk二2500kPa。

地面均布荷载p=50kPa，由于大面积堆载引起负摩阻力，试计算下拉荷载标准值（已知中性点为1（。

=0.8，淤泥土负摩阻力系数厂0.2，负摩阻力

群桩效应系数n=1.0）。

【解】已知hI。

"8，其中In、lo分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱

土层下限深度。

I。

=15m，则中性点深度In=O.8Io=O.815=12m。

n頁'

544条，中性点以上单桩桩周第i层土负摩阻力标准值为qsi二ni匚i当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时，G=「；i

当地面分布大面积荷载时，g二p-ri

'21

©宀Ym也Zm+1“Z

mm2

式中，qSi――第i层土桩侧负摩阻力标准值；当按上式计算值大于正摩阻力标准值时，取正摩阻力标准值进行设计；

ni――桩周第i层土桩侧负摩阻力系数，可按表5.4.4-1取值；

G――桩周第i层土平均竖向有效应力；

6――由土自重引起的桩周第i层土平均竖向有效应力；桩群外围桩自地面算下

起，桩群内部桩自承台底算起；

i、m――第i计算土层和其上第m土层的重度，地下水位以下取浮重度；

乜、.-Zm――第i层土和第m层土的厚度；

p地面均布荷载。

当地面分布大面积堆载时，

II

CTj=p+CT苦

1111

b了=送+—%也z=0+—x（17—10）>d2=42kFa

m422

erj=p+er爭=50+42=92kPa

qSj=ni「=0.292=18.4kPa

qSi>qsk=15kPa,取qn=15kPa

基桩下拉荷载为：

n

Qg"nU、qSJj=1.0二0.851512=480.4kN

j二

2.某一穿过自重湿陷性黄土端承于含卵石的极密砂层的高承台桩，有关土性参数及深度见表。

当地基严重浸水时，计算负摩阻力产生的下拉荷载（计算时取

n=0.3,n=1.0，饱和度为80%时的平均重度为=18kN.m3,桩周长1.884m，下拉荷载累计至砂层顶面）。

【解】第i层土负摩阻力标准值为qSi二仁八；

对于自重湿陷性黄土：

「二―j

m-12

层底深度

层厚

自重湿陷性系数

桩侧正摩阻力

2

2

0.003

15

5

3

0.065

30

7

2

0.003

40

10

3

0.075

50

13

3

80

极密砂层

1

第一层土：

；—=0182=18kFa

2

1

第二层土：

二2=182183=3627=63kFa

1

第三层土：

二3=182183182=108kFa

1

第四层土：

二4“82183182183=153kFa

qs1=n1；「1=0.318=5.4kPa

q；2二n2「2=0.363=18.9kPa

q；二n^3=0.3108=32.4kPa

q；4二n4二4=0.3153=45.9kPa

各土层的负摩阻力均小于正摩阻力，下拉荷载为：

n

nv-n.

Qgnuqsili

i=1

=1.01.8845.4218.9332.4245.93二508.7kN

3•某端承灌注桩桩径d=1000mm,桩长L=22m，地下水位处于桩项标高，地

面标高与桩顶齐平，地面下10m为黏土，qsk=40kFa，饱和重度sat=20kNJm3,其下层为粉质黏土，qsk=50kPa，饱和重度=20kN/m3，层厚10m，再下层为砂卵石，qsk=80kFa，qpk=2500kFa。

地面均布荷载p=60kPa，由于大面积堆载引起负摩阻力，试计算下拉荷载标准值（已知中性点为IJl0=0.8，黏土负摩阻

力系数；=0.3，粉质黏土负摩阻力系数n=0.4，负摩阻力群桩效应系数

n=1.0）

【解】已知1胡0"8，其中In、I。

分别这自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱

土层下限深度。

I。

=20m，则中性点深度ln=0.81。

=0.820=16m。

n冀'

中性点以上单桩桩周第i层土负摩阻力标准值为qsi二ni；「i当地面分布大面积堆载时，

II

-i二P『¥i

'i-11

J=迟5"口+了丫3m丄2

1

第一层土b?

=0+?

x（181£）=10kR40

1

第二层土<^2=（1810）飞0疋-（2010）k6110

二1二p—〔=6040=100kFa

匚2=P亠‘2=60110=170kR

q；1S=0.3x100=30kPa

q：

2=.250kPa取q：

=50kPa

下拉荷载为：

n

Qg1qSili

im

=1.0二1.03010506二1884kN

4.某预制桩截面0.3m0.3m，桩长L=22m，桩顶位于地面下2.0m，土层物理

参数见表，当地下水由2.0m下降至22.7m时，试计算由于基桩负摩阻力产生的

土层名称

层底深度

层厚

国（％）

Y（kN/m3）

e

Ip

C（kPa）

Es（MPa）

qsk

（kPJ

填土

1.2

1.2

18.0

粉质黏土

2.0

0.8

31.7

18.0

0.92

18.3

23

17

淤泥质土

12.0

10.0

46.4

17.0

1.34

20.3

13

8.5

28

黏土

22.7

10.7

38.0

18.0

1.08

19.7

18

14

4.5

55

粉砂

28.8

6.1

30.0

19.0

0.78

-

5

29

15

100

粉质黏土

35.3

6.5

34.0

18.5

0.95

16.2

15

22

6

粉砂

40.0

4.7

27.0

20.0

0.70

-

2

34.5

30

【解】在桩周范围压缩层厚度22.7-2.0=20.7m

桩端持力层为粉砂，查表h.T0=0.7，贝U中性点深度1.=0.81。

=0.720.7=14.5m

由地面起算中性点位置为14・52・°"6・5m

查表（负摩阻力系数），黏土^0.3，淤泥质黏土^0.2

2~12m淤泥质黏土

2m处土自重压力为218=36kFa

2~12m二1=36121710=12你巳

q：

i=016=0.2咒121=24.2kPav28kPa，取q>24.2kPa

12~16.5m6=36171012184.5=246.5kPa

q：

2=J2Q2=0.3%246.5=73.95kPa>55kPa取q；=55kPa

n

Qg"nUqsili

im

=1.01.224.210554.5=587.4kN

5.某桩为钻孔灌注桩，桩径d=800mm，桩长L=10m，地下水位-1.50m，地

面标高与桩顶齐平，地面下10m为软土层，重度=17kNm3，浮重度

T=9.5kN/m3其下层为砾石（持力层）。

桩四周大面积填土，p=50kR，由于

大面积堆载引起负摩阻力，试计算因填土引起负摩阻力的下拉荷载标准值。

【解】桩端持力层为砾石，查表ln.；l0=0•9

则中性点深度l^0.9l^0.910=9m

当地面分布大面积堆载时，

II

巧=P+▽Yi

'i-1

m=Zmi=Z

m丄2

1

▽•1=0+—X17^1.5=12.75kPa

2

1

2-171.59.57.5=61.1kPa

2

「二p」1=1012.75=22.75kPa

二2=P」2=1061.1=71.1kFa

查表（负摩阻力系数），软土^0.2

q^=亦1=0.222.75=4.55kPa

q；2二n2；「2=0.271.1=14.22kPa

n

Qg二nu、qSili=1.0二0.84.551.514.227.5=284.7kN

i

6.某钻孔灌注桩，桩径d=800mm，桩长L=8m，地下水位-2.0m，桩顶位于地面下2.0m，土层物理参数见表，当地下水由-2.0m下降至-7m时，试计算由于基桩负摩阻力产生的下拉荷载。

土层名称

层底深度

层厚

勺（kN/m3）

Il

填土

2.0

2.0

18.0

淤泥

4.0

2.0

20.0

淤泥质黏土

7.0

3.0

20.2

1.0

黏土

10.0

3.0

18.0

r1.2

砂卵石

-

-

-

-

【解】桩端持力层为砂卵石，查表1施1。

=0•9

则中性点深度In=0.91。

=0.98=7.2m

查表（负摩阻力系数），黏土^0.3，淤泥质黏土^0.2

、'仁1

2~4m淤泥厂1=一=-乂20汇2=20kPa

22

6’=18汇2+20=56kR，qSi=S16=0.2x56=11.2kPa

1

4~7m淤泥质黏土二2=20220.23=70.3kR

2

二2=18270.3=106.3kPa，q；2二n2；\=0.2106.3=21.3kPa

1

7~92m黏土

2

-3=182110.2=146.2kPa，q；3二n3j=0.3146.2=43.9kPa

单桩n=1.0

n

Q；=^n.u瓦q；li

1

=1.0二0.811.2221.3343.92.2二436.2kN

6•某预制桩截面尺寸0・35m°.35m，桩长12m，桩在竖向荷载Qo^OOkN作用

下测得轴力为三角形分布，z=0,Q。

=1200kN；Z=12m,Q"kN，试计算桩侧阻力分布。

【解】轴力沿桩身分布为:

Qz

桩侧阻力分布为:

-1dQZ-1

qz-

udzu

Q。

_11200

.L40.3512

=71.4kFa

桩侧阻力沿桩身分布为矩形,

qz=71.4kPa

验算软弱下卧层：

1.某9桩群桩基础，桩径0.4m，桩长16.2m，承台尺寸4.0m4.0m，桩群外缘

断面尺寸Ao二B。

=3.6m，地下水位在地面下2.5m，承台埋深1.5m，土层分布为：

①0~1.5m填土，丫=17.8kN.m3；②1.5m~16.5m黏土，亍=19.5Nm，fak=150kFa，qsik=24kFa；③16.5m~19.7m粉土，丫-19.0kNm3，fa^228kF»，qsik=30kFa，Es=8.0MPa；④19.7m以下为淤泥质黏土，fak=75kFa，

Es=1.6MPa。

上部结构传来荷载效应标准值Fk=6400kN，试验算软弱下卧层承

载力。

【解】5.4.1条，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧

层时，需验算软弱下卧层承载力。

桩端平面以下的第④层土，

fak=75kPa：

：

：

丝8=76kPa，需验算软弱下卧层④承载力，公式为：

二JmZ^faz

3

厂_FGk-32代B。

'qsikh

Ac2ttgrB°2ttgr

桩端以下硬持力层厚度t=2m，桩群外缘矩形底面长边长A°二3.6m，短边长

B0=3.6m，t=2m0.5B0=0.53.6=1.8m，ES仁ES2=80j.6=5，桩端硬持力

层压力扩散角v-25°

Gk=4.04.01.520=480kN

'qsikli=2415301.2=396kN,m

1.51143.2

m」5忆81血5.14.19“103・2血一10=1°.6kN

z=18.2m，mz=10.618.2=192.9kN.,m2

3.

FkGk-㊁A0B0i-qsikli-A02ttg，B°2ttg，

6400480-|3.63.6396

=87.你巳

3.622.0tg253.622.0tg25

经深度修正软弱下卧层承载力特征值为：

faz^fakdmd-0.5]=751.010.619.7-0.5]=230.5kP

mZ=87.1192.9二280kPafaz二230.5kPa，不满足要求。

2•某9桩群桩基础，桩径0.4m，桩长15m，承台尺寸2.6m2.6m，桩群外缘断面尺寸A,二B。

=2.3m，地下水位在地面下2m，承台埋深2m，土层分布为：

①

0~2m填土，丫=18kN.：

m3；®2m~15.5m黏土，『-19.8kNm3，qsik=26kFa；

③15.5m~20m粉土，丫=18.0kN；m3，fak=315kPa，qsik=64kFa，E^9.0MPa；

④20m以下为淤泥质黏土,

fak*00kFa，Esh.8MPa。

上部结构传来荷载效

应标准值Fk=5000kN，试验算软弱下卧层承载力。

【解】桩端平面以下的第④层土，fak=100kPa:

:

:

3

315

=105kPa，需验算软弱下卧

层④承载力，公式为:

、二zmZ"az

FkGk-32代B。

'qsi』

A2ttgrB°2ttg，

桩端以下硬持力层厚度t=3m,桩群外缘矩形底面边长A。

二B°=2.3m,

t=3m0.5Bq=0.52.3=1.15m，ES1.ES2

二9.01.^5，桩端硬持力层压力扩散

Gk=2.62.62.020=270.4kN

'qsikli=2613.5641.5=447kNm

督2.0汶18+13.5乂（19.8—10）+4.5父（18.0—10）/3

m二77二10.2kN.m

2.013.54.5

z=18m,mz=10.2183.6kNm2

3

FkGk-刁A0B0i-qsikh

-z-—

Ao2ttg，Bo2ttg，

5000270.4--2.32.3447

2159.8kPa

2.323.0tg252.323.0tg25

经深度修正软弱下卧层承载力特征值为：

faz=fakdmd-0.5=1001.010.220-0.5=298.9kR

二zmZ=159.8183.6=343.4kPafa^298.9kPa,不满足要求。

抗拔力：

1某泵房按丙级桩基考虑，为抗浮设置抗拔桩，荷载效应标准组合基桩上拔力为600kN，桩型采用钻孔灌注桩，桩径d=550mm,桩长I=16m,桩群边缘尺寸为20m10m，桩数为50根，地下水位在桩顶以上。

从桩顶往下13m为粉质黏土，qsk=30kR；其下为细砂，

qs「60k巳。

试计算群桩基础及基桩的抗拔承载力（抗

拔系数’i:

对于黏性土取0.7，对砂土取0.6，桩身材料重度二25kNm3;群桩基础平均重度二20kN-m3）。

【解】承受拔力的桩基，应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力：

Nk乞Tgk/2Ggp

山乞Tuk/2Gp

群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基，基桩的抗拔极限载力取值按下列规定计

算：

1）群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算：

Tuk八'iqsikuili

2）群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:

Tgk=nui、2曲

式中，Nk――按荷载效应标准组合计算的基桩拨力；

Tgk——群桩呈整体破坏时基桩的抗拨极限承载力标准值；

Tuk――群桩呈非整体破坏时基桩的抗拨极限承载力标准值；

Ggp――群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数，地下水位以下取浮重度;

Gp――基桩自重，地下水位以下取浮重度，对于扩底桩按表546-1确定；

Ui桩身周长，对于等直径桩u二二d;对于扩底桩，按表5.3.5-1确定；

i――抗拨系数，可按表546-2取值；

ui――桩群外围周长；

n——总桩数。

群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值为:

Tuk="'iqsikUili

二0.730二0.55130.660二0.553

=471.5186.5=658kN

基桩自重0.55216（25-10）=57kN

Tuk：

2Gp=658.257=386kN:

：

Nk=600kN，不满足。

群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值为:

TgkUl二■-iqsikli

n

1

220100.730130.6603

50

=1.2273108计1.2381=457.2kN

Ggp

120101620-10=640kN

50

Tgk；2Ggp=457.22640=868.6kNNk=600kN，满足。

2.（2009年考题）某地下车库作用有141MN孚力，基础及上部结构和土重为108MN拟设置直径0.6m、长10m的抗拔桩，桩身重度25kNm3，水的重度取10kN;m3。

基础底面以下10m内为粉质黏土，其桩侧极限摩阻力为36k巳，车库结构侧面与

土的摩擦力忽略不计。

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）,按群桩呈非整体破坏，估算需设置抗拔桩的数量至少应大于下列哪个选项？

（取粉质黏土抗拔

系数■=0.7）

【解】群桩基础呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力：

Nk汀uk/2Gp

3

141-10810

n

Tuk='ZsikUih=0.736：

：

：

0.610=474.8kN

-^4^二0.321025-101=279.8

=117.9118根

33000

n二

279.8

3•某建筑物扩底抗拔灌注桩桩径d=1.0m，桩长I=12m，扩底直径D=1.8m，扩底段高度hc=1.2m，桩周土性参数见表。

试计算基桩的抗拔极限承载力标准值

（抗拔系数-:

粉质黏土取0.7，砂土取0.5）

层序

土名

层底深度

（m）

层厚（m）

qsik

（kFa）

①

粉质黏土

2.0

2.0

40

①n

细砂

7.0

5.0

60

②

中砂

12.0

5.0

80

【解】单桩抗拔极限承载力标准值为:

Tuk=''iqsikUili

自桩底起算的长度h乞4~10d时,4二二D,h对于软土取低值，对于卵石、砾

石取咼值；该桩扩底位于中砂层，取li=8d=81.0=8.0m,Ui=二1.8=5.65m。

Tuk="'iqsikuili

=0.740：

：

「1.020.560：

：

「1.020.560：

：

「1.830.580：

：

「1.85

=175.8188.4508.71130.4=2003.3kN

4.某丙级桩基工程，12桩承台，桩距1.8m,承台底面尺寸6.8m4.8m，承台埋深2.0m，钻孔灌注桩桩径d=0.6m，桩长I=12m，桩周土性参数见表。

试计算群桩呈整体破坏与非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值比值（TgyTuk）。

层序

土名

层底深度

（m）

层厚（m）

抗拔系数

九j

qsik

（kP,）

①

填土

2.0

2.0

②

粉质黏土

12.0

10.0

0.7

40

③

粉砂

17.0

5.0

0.6

80

④

黏土

21.0

4.0

0.7

50

⑤

细砂

25.0

4.0

0.6

90

【解】群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值为:

1、

Tgk——ul•—'iqsik|i

n

-126.04.20.740100.6802

50

=1.728096=693.2kN

群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值为:

Tuk•—'iqsikuili

=0.740H0.6100.680H0.62=708.3kN

Tgk,Tuk=6932708.3=0.902

5.某地下室采用单柱单桩预预制桩，桩截面尺寸0.4m0.4m，桩长l=22m，桩顶位于地面下6m，土层分布：

桩顶下0~6m淤泥质土，qSjk=28kPa，抗拔系数

1=0.75；6~16.7m黏土，qsik=55k巳,抗拔系数打=0.75；16.7~22.8m粉砂,

qsik=100kPa,抗拔系数r=0.6；试计算基桩抗拔极限承载力

【解】单桩抗拔极限承载力标准值为：

Tuk=''iqsikuili

二0.7528（40.4）60.7555（40.4）10.70.6100（40.4）5.3

=201.6706.2508.8=1416.6kN

6•某人工挖孔灌注桩，桩径d".0m，扩底直径D/.6m，扩底高度1.2m，桩长I-10.5m，桩端入砂卵石持力层0.5m，地下水位在地面下0.5m。

土层分布：

0~2.3m填土，qsik=20kPa；2.3~6.3m黏土，qsik=50kFa；6.3~8.6m粉质黏土，qsik=40kPa;8.6~9.7m黏土，q^k=50kFa;9.7~10m细砂，qsik=60kFa;10m以下为砂卵石，qpk二5000kPa。

试计算单桩极限承载力和单桩抗拔承载力。

【解】