基礎(chǔ)工程(第二版)第四章習(xí)題解答

1、習(xí) 題【4-1】表416給出一鉆孔灌注樁試樁結(jié)果，請(qǐng)完成以下工作：繪制Q-s曲線(xiàn)；在半對(duì)數(shù)紙上，繪制s-lgt曲線(xiàn)；判定試樁的極限承載力Qu，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由；根據(jù)試樁曲線(xiàn)及樁型判別該試樁破壞模式。 表416 鉆孔灌注樁試樁結(jié)果 t(min) s(mm)Q(kN)0153045609012015018021080000.580.750.850.930.981.0112001.011.151.221.301.381.431.491.5216001.521.581.621.711.791.861.931.982.0220002.022.082.112.202.262.312.372.422.4624

2、002.462.552.612.682.752.812.862.922.973.0128003.013.063.113.243.283.353.413.473.533.5832003.623.733.884.014.064.104.164.224.274.3336004.424.655.035.085.135.225.285.355.415.4840005.686.026.486.786.987.327.467.587.707.8044008.219.2110.7811.4011.7812.2812.8413.2813.6513.92480015.2221.8023.8225.0225.862

3、7.028.7029.6031.4044.00400054.053.80320053.4053.10240052.5552.30160051.4050.80048.7047.5046.1045.20 t(min) s(mm)Q(kN)240270300330360390420450480800120016002000240028003.6232004.384.4236005.535.595.645.6840007.898.018.078.128.178.21440014.2014.4814.6214.8114.9915.0815.1315.1815.22480054.2040003200240

4、016000靜載荷試驗(yàn)結(jié)果匯總表工程名稱(chēng)：習(xí)題41 試驗(yàn)樁號(hào)：測(cè)試日期：2008-03-24 樁長(zhǎng)： 樁徑：序 號(hào)荷 載(kN)歷 時(shí) (min)沉 降 (mm)本 級(jí)累 計(jì)本 級(jí)累 計(jì)00000.000.0018001201201.011.01212001502700.511.52316001804500.502.02420001806300.442.46524002108400.553.016280024010800.613.627320027013500.804.428360033016801.265.689400039020702.538.2110440048025507.0115.2

5、2114800240279038.9854.20124000602850-0.4053.80133200602910-0.7053.10142400602970-0.8052.30151600603030-1.5050.801601203150-5.6045.20最大沉降量：54.20 mm 最大回彈量：9.00 mm 回彈率：16.61%極限承載力確定：1 由靜載荷試驗(yàn)結(jié)果匯總表可知s82.53，s97.01，s1038.98則 所以 4800kN為破壞荷載，其前一級(jí)荷載4400kN為單樁極限承載力。2Qs曲線(xiàn)為陡降型曲線(xiàn)，由Qs曲線(xiàn)可見(jiàn)，在荷載4400kN處發(fā)生明顯陡降，其明顯陡降起始點(diǎn)對(duì)

6、應(yīng)的荷載4400kN為單樁極限承載力3由slgt曲線(xiàn)可見(jiàn)，在當(dāng)加載到4800kN時(shí)，slgt曲線(xiàn)尾部明顯向下彎曲，因此其前一級(jí)荷載值4400kN即為單樁極限承載力?！?-2】有一根懸臂鋼筋混凝土預(yù)制方樁(圖4-42)，已知：樁的邊長(zhǎng)b40cm，入土深度h10m，樁的彈性模量（受彎時(shí)）E2×107kPa，樁的變形系數(shù)a0.5 m-1，樁頂A點(diǎn)承受水平荷載Q30kN。試求：樁頂水平位移xA，樁身最大彎矩Mmax與所在位置。如果承受水平力時(shí)，樁頂彈性嵌固（轉(zhuǎn)角0，但水平位移不受約束），樁頂水平位移xA又為多少？圖4-42 習(xí)題4-2圖解：1）ah=0.5×10=5>4.0，

7、可查附表。 地面處： ，得az1.1，Zmax=1.1/0.5=2.2(m) 對(duì)應(yīng)的K=1.1566， 2）樁頂彈性嵌固時(shí)由，查表4-12得：由A0，得樁頂?shù)姆磸潖澗兀?【4-3】按例題4-3所給的條件，求在橫向荷載作用下，多排樁的樁頂位移和樁頂荷載及樁身的最大彎距。例4-3 某橋墩高承臺(tái)樁基礎(chǔ)構(gòu)造見(jiàn)圖4-37示，采用直徑為60厘米的鉆孔灌注樁，已知：(1)作用在承臺(tái)底面中心的荷載組合：荷載方向豎直力N(kN)水平力H（kN）彎距M（kN×m）縱向（汽車(chē)行進(jìn)方向）橫向60255108160.5218.86702090(2)地基土為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，其主要指標(biāo)為：重度g = 18.9kN

8、/m3 ；內(nèi)摩擦角f= 16°；地基比例系數(shù)m = 3000kN/m4。(3)彈性模量：抗壓時(shí)E壓=2.9´107 kPa，抗彎時(shí)E =0.8E壓。圖4-37 例題4-3圖解：1. 每根樁樁頂上的力P、H、M(1)已知作用在每排樁的荷載（橫向多排樁的樁數(shù)為6根。）kN kN kN×m(2)求樁的計(jì)算寬度b1已知d=0.6m，查表4-11有圓形樁K=1（由于d<1m，p129）=0.9´2.67´0.6=1.44m>2b=2´0.6=1.2m，取b1=2b=1.2m。(3)求樁的變形系數(shù)a取m=3000 kN/m4 m4抗彎

9、剛度 kN×m2= m-1樁的入土深度為 h=31.82.0=29.8m 為彈性樁。(4)求r1、r2、r3、r4值已知：l0 = 2.5+2.0=4.5m；對(duì)于鉆挖孔樁，側(cè)摩阻力影響系數(shù)取 (見(jiàn)p136)；h = 29.8m，E壓= 2.9´107 kN/m2； m2；kN/m3。 側(cè)摩阻力以f/4角擴(kuò)散至樁底平面的半徑為R=0.3+29.8´tg(16°/4)=2.38m，大于樁間距1.5 m，因此A0采用相鄰樁底面中心距為直徑所得的面積。 m2由式（4-46）查表4-14得：xH = 0.17157，xm = 0.34276，fm = 0.9378

10、8。由式（4-48d）r2 = a3EI xH = 0.493´0.17157EI = 0.0202EIr3 = a2EI xm = 0.492´0.34276EI = 0.0825EIr4 = aEI fm = 0.49´0.93788EI = 0.4596EI(5)求a0、b0、b0由式（4-52） =3.13´10-3m=3.13mm由式（4-53） 由式（4-54）（6）求樁頂作用力kNkNkNkNkNkN kN kN×måPi=564.94+509.23+453.52+397.81+342.10+286.40=2554kN=

11、NåHi=6´18.23=109.38kN=Hå Mi+å 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=1045.11kN×m=M2. 求樁身最大彎距及樁頂位移在地表面處kN kN×m查表4-13得：則 m kN×m由查表4-12，得由式（4-40） 【4-4】柱子傳到地面的荷載為：F = 2 500kN，M

12、= 560kN×m，Q = 50kN。選用預(yù)制鋼筋混凝土打入樁，樁的斷面為30´30cm，樁長(zhǎng)為11.4m，樁尖打入黃色粉質(zhì)粘土內(nèi)3m。承臺(tái)底面在地面下1.2m處，見(jiàn)圖4-43。地基土層的工程地質(zhì)資料如表4-17所示。試進(jìn)行下列計(jì)算： 圖4-43 習(xí)題4-4圖（1）初步確定樁數(shù)及承臺(tái)平面尺寸；（2）進(jìn)行樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算；（3）計(jì)算樁基沉降。表4-17 工程地質(zhì)資料土層編號(hào)土層名稱(chēng)厚度(m)重度g(kN/m3)含水率w()液限wL塑限wP孔隙比e壓縮系數(shù)a1-2(MPa-1)粘聚力ck(kPa)內(nèi)摩擦角k(°)1粘 土2.018.241.048.023.01.090

13、.4921182淤 泥7.517.147.039.021.01.550.961483粉質(zhì)粘土未穿透19.626.732.717.70.750.251820【解】從表4-2中查得，qpk=2200kPa；從表4-1查得：層土，IL=0.72，qsk=60kPa；層土，qsk=20kPa；層土，IL=0.60，qsk=65kPa。(1)單樁承載力確定不考慮承臺(tái)效應(yīng)，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Quk = Qsk + Qpk = 4×0.3×(60×0.8+20×7.5+65×3.0)+2200×0.32 = 471.6+198.0 = 669.

14、6kN單樁承載力特征值為：(2)樁數(shù)確定及樁平面布置初定樁數(shù)為 取n9 根由題知，鋼筋混凝土打入樁，屬擠土樁，樁的斷面為30´30cm，因此，查表4-15可知樁的最小中心距為 4.5d=4.5×=1.5m 樁平面布置及承臺(tái)尺寸如圖所示(3)單樁承載力驗(yàn)算承臺(tái)自重為Gk = G×D×A =20×1.2×3.62 = 311.0 kN群樁中單樁的平均受力為： kN<Ra=334.8 kN 群樁中單樁最大受力為： kN<1.2R=1.2×334.8=401.8kN群樁中單樁最小受力為： kN>0均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

15、(4)樁基沉降計(jì)算按建筑樁基技術(shù)規(guī)范推薦的方法建筑樁基技術(shù)規(guī)范推薦的方法稱(chēng)作等效作用分層總和法，適用于樁中心距小于或等于6倍樁徑的樁基，它不考慮樁基側(cè)面應(yīng)力擴(kuò)散作用，將承臺(tái)視作直接作用在樁端平面，即實(shí)體基礎(chǔ)的長(zhǎng)、寬視作等同于承臺(tái)底長(zhǎng)、寬，且作用在實(shí)體基礎(chǔ)底面上的附加應(yīng)力也取為承臺(tái)底的附加應(yīng)力，然后按矩形淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算方法計(jì)算實(shí)體基礎(chǔ)沉降。承臺(tái)底附加應(yīng)力：因此實(shí)體基礎(chǔ)底面上附加應(yīng)力：按淺基礎(chǔ)應(yīng)力面積法計(jì)算的樁基沉降量zL/bz/b0.03.6/3.6=1.00.0/1.8=0.04×0.2500=1.00000.0007.21.07.2/1.8=4.04×0.1114=0.44563.2083.208(1+0.75)