【试题二】

　　某一级建筑柱下独立桩基础，桩基竖向荷载(荷载效应基本组合)设计值 F =6200kN，弯矩 M =380kN·m，水平力 H =500kN，承台埋深 2.5m，承台及承台上土重标准值 G =640kN。柱子截面为 1m×1m。建筑场地地层条件如下：

　　0～12m，粉质粘土，重度γ=19kN/m3，e=0.80，可塑状态，地基土极限承载力标准值 qck=200kPa。

　　① 12 ～14m，细砂，中密～密实。

　　② 14 ～19m，砾石、卵石。

　　③ 19 ～28m，粉质粘土。

　　④ 28 ～35m，卵石层。

　　⑤ 35 ～45m，粉土。地下水位于地面下 3.5m。

　　采用水下钻孔灌注桩，桩径 d=0.8m，4 根，承台尺寸如图 1.3.1 所示。要求：确定持力层及桩长，按土层物理指标经验参数法计算复合基桩承载力，并按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)验算承载力是否满足要求。图 1.3.1 中的土层物理指标：

图 1.3.1

　　层①粉质粘土：q sk=25kPa，q ck=200kPa

　　层②砂层：q sk=60kPa

　　层③砾石、卵石层：q sk=120kPa，q cpk=2000kPa

　　【解】

　　⑴ 选 14～19m 砾石、卵石层为桩端持力层，桩长 L=15m，

　　进入砾石、卵石层 3m。

　　⑵ 复合桩基的竖向承载力设计值为：

　　R =ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc

　　当无静载荷试验的情况下，其极限侧阻、端阻和承台土阻力标准值为：

　　Q sk=U Σliqsik=3.14×0.8×(10.0×25+2.0×60+3.0×120) =1834kN

　　Q pk=qsik×A p=2000×3.14×0.42=1005kN Q ck=qck×A c/n =200×14/4=700kN

　　式中 A c=基础底面净面积=4×4-0.50×4=14m2 n 为桩的根数，n =4，BC /l=4/15=0.267

　　式中 BC 为承台宽度(m)，l 为桩的入土深度(m)。

　　s/d =2.4/0.8=3.0(x、y 向相同)。

　　查《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)表 5.2.2、表 5.2.3

　　-1 及表 5.2.3-2 得γs=γp=1.67;γc=1.65

　　ηs=0.8;ηp=1.65;ηic=0.123;ηec=0.63

　　承台外区 A ec=4×0.4×2+3.2×0.4×2=5.76m2

　　承台内区 A ic=A c-A ec=14-5.76=8.24m2

　　ηc=ηic× Aic/ Ac+ηec× Aec/ A c=0.123×8.24/14+0.63×5.76/14=0.33

　　则 R =0.8×1834/1.67+1.65×1005/1.67+0.33×700/1.65=879+993+140=2012kN

　　⑶ 验算基桩承载力

　　已知竖向力 F =6200kN，竖向力偏心距 ex=-0.05m，弯矩 M0=380kN·m，水平力 H =500kN，承台埋深 2.5m，承台及承台上填土重设计值 G =1.2×640=768kN。

　　则 My =380+500×2+6200×(-0.05)=1070kN·m

　　Q =(F+G)/n =(6200+768)/4=1742kN

　　Qmax =(F+G)/n+M yx max/Σx i2=(6200+768)/4+1070×1200×103/(2×2×12002)=1742+223=1965kN

　　竖向力作用下：

　　γ0Q =γ0×Q =1.1×1742=1916.2 kN

　　竖向力和弯矩共同作用下：

　　γ0Qmax=γ0×Q max=1.1×1965=2161.5kN<1.2R =1.2×2012=2414.4kN(OK)

　　故复合基桩承载力满足要求。

　　以上计算结果仅供基桩竖向承载力设计值估算之用，实际工程以现场静载荷试验取得的单桩极限承载力标准值为准(因其为一级建筑)。

　　特别提醒：用《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)验算桩的承载力时，应采用荷载效应基本组合值;竖向力中，不要漏了基础与填土的自重，其分项系数为 1.2;弯矩要计入水平力和竖向力的偏心引起的弯矩，水平力一般都作用在 0m 处或柱子的根部，它对基底也产生力矩;此外还要注意弯矩的方向，即它们的正负号。