整理桩基础习题.doc

负摩阻力与下拉力：
1．某桩为钻孔灌注桩，桩径，桩长，地下水位处于桩项标高，地面标高与桩顶齐平，地面下为淤泥质黏土，，饱和重度，其下层为中密细砂，，。地面均布荷载，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，淤泥土负摩阻力系数，负摩阻力群桩效应系数）。
【解】 已知，其中、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。，则中性点深度。
5.4.4条，中性点以上单桩桩周第层土负摩阻力标准值为
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，
当地面分布大面积荷载时，

式中，——第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；
——桩周第层土桩侧负摩阻力系数，可按表5.4.4-1取值；
——桩周第层土平均竖向有效应力；
——由土自重引起的桩周第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；
、——第计算土层和其上第土层的重度，地下水位以下取浮重度；
、——第层土和第层土的厚度；
——地面均布荷载。
当地面分布大面积堆载时，

，取
基桩下拉荷载为：

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，，饱和度为80%时的平均重度为，桩周长，下拉荷载累计至砂层顶面）。
【解】第层土负摩阻力标准值为
对于自重湿陷性黄土：

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

第一层土：
第二层土：
第三层土：
第四层土：

各土层的负摩阻力均小于正摩阻力，下拉荷载为：

3．某端承灌注桩桩径，桩长，地下水位处于桩项标高，地面标高与桩顶齐平，地面下为黏土，，饱和重度，其下层为粉质黏土，，饱和重度，层厚，再下层为砂卵石，，。地面均布荷载，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，黏土负摩阻力系数，粉质黏土负摩阻力系数，负摩阻力群桩效应系数）。
【解】 已知，其中、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。，则中性点深度。
中性点以上单桩桩周第层土负摩阻力标准值为
当地面分布大面积堆载时，

第一层土
第二层土

，取
，取
下拉荷载为：

4．某预制桩截面，桩长，桩顶位于地面下，土层物理参数见表，当地下水由下降至时，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

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
桩端持力层为粉砂，查表 ，则中性点深度
由地面起算中性点位置为
查表（负摩阻力系数），黏土，淤泥质黏土
淤泥质黏土
处土自重压力为

，取

，取

5．某桩为钻孔灌注桩，桩径，桩长，地下水位，地面标高与桩顶齐平，地面下为软土层，重度，浮重度，其下层为砾石（持力层）。桩四周大面积填土，，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
则中性点深度
当地面分布大面积堆载时，

查表（负摩阻力系数），软土

，

6．某钻孔灌注桩，桩径，桩长，地下水位，桩顶位于地面下，土层物理参数见表，当地下水由下降至时，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

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
1.2
砂卵石
-
-
-
-
【解】 桩端持力层为砂卵石，查表
则中性点深度
查表（负摩阻力系数），黏土，淤泥质黏土
淤泥
，
淤泥质黏土
，
黏土
，
单桩

6．某预制桩截面尺寸，桩长，桩在竖向荷载作用下测得轴力为三角形分布，，试计算桩侧阻力分布。
【解】轴力沿桩身分布为：
桩侧阻力分布为：
桩侧阻力沿桩身分布为矩形，。

验算软弱下卧层：
1．某9桩群桩基础，桩径，桩长，承台尺寸，桩群外缘断面尺寸，地下水位在地面下，承台埋深，土层分布为：①填土，；②黏土，，，；③粉土，，，，；④以下为淤泥质黏土， ， 。上部结构传来荷载效应标准值，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，，需验算软弱下卧层④承载力，公式为：

桩端以下硬持力层厚度，桩群外缘矩形底面长边长，短边长，，，桩端硬持力层压力扩散角°

，

经深度修正软弱下卧层承载力特征值为：

，不满足要求。
2．某9桩群桩基础，桩径，桩长，承台尺寸，桩群外缘断面尺寸，地下水位在地面下，承台埋深，土层分布为：①填土，；②黏土，， ；③粉土，，，，；④以下为淤泥质黏土， ， 。上部结构传来荷载效应标准值，试验算软弱下卧层承载力。
【解】桩端平面以下的第④层土，，需验算软弱下卧层④承载力，公式为：

桩端以下硬持力层厚度，桩群外缘矩形底面边长， ，，桩端硬持力层压力扩散角°

，

经深度修正软弱下卧层承载力特征值为：

，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，桩型采用钻孔灌注桩，桩径，桩长，桩群边缘尺寸为，桩数为50根，地下水位在桩顶以上。从桩顶往下为粉质黏土，；其下为细砂，。试计算群桩基础及基桩的抗拔承载力（抗拔系数：对于黏性土取0.7，对砂土取0.6，桩身材料重度；群桩基础平均重度）。
【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：

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：

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：
=
式中，——按荷载效应标准组合计算的基桩拨力；
——群桩呈整体破坏时基桩的抗拨极限承载力标准值；
——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拨极限承载力标准值；
——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；
——基桩自重，地下水位以下取浮重度，对于扩底桩按表5.4.6-1确定；
——桩身周长，对于等直径桩；对于扩底桩，按表5.3.5-1确定；
——抗拨系数，可按表5.4.6-2取值；
——桩群外围周长；
——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：

基桩自重
，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：

，满足。

2．（2009年考题）某地下车库作用有141MN浮力，基础及上部结构和土重为108MN。拟设置直径、长的抗拔桩，桩身重度，水的重度取。基础底面以下内为粉质黏土，其桩侧极限摩阻力为，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）
【解】群桩基础呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力：

根

3．某建筑物扩底抗拔灌注桩桩径，桩长，扩底直径，扩底段高度，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
（）
层厚
（）

（）
①
粉质黏土
2.0
2.0
40
①
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：

自桩底起算的长度时,, 对于软土取低值，对于卵石、砾石取高值；该桩扩底位于中砂层,取,。

4．某丙级桩基工程，12桩承台，桩距,承台底面尺寸，承台埋深，钻孔灌注桩桩径，桩长，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（）。
层序
土名
层底深度
（）
层厚
（）
抗拔系数

（）
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：

群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值为：

5．某地下室采用单柱单桩预预制桩，桩截面尺寸，桩长，桩顶位于地面下，土层分布：桩顶下淤泥质土，，抗拔系数；黏土，，抗拔系数；粉砂，，抗拔系数；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：

6．某人工挖孔灌注桩，桩径，扩底直径，扩底高度，桩长，桩端入砂卵石持力层，地下水位在地面下。土层分布：填土，；黏土，；粉质黏土，；黏土，；细砂，；以下为砂卵石，。试计算单桩极限承载力和单桩抗拔承载力。
【解】（1）大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：

（扩底桩变截面以上长度范围不计侧阻力）
大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：
桩侧黏性土和粉土：
桩侧砂土和碎石类土：
桩底为砂卵石：

（2）单桩抗拔极限承载力标准值为：

抗拔系数：黏性土、粉土，，取小值，取；砂土，取小值，取。
时，，其余桩周长

若要求单桩抗拔承载力特征值为，试验算。
扩底计算段（桩下段范围）桩与桩周土的重度取，桩体材料重度取

，满足。

竖向极限承载力
1．某工程单桥静力触探资料见表，拟采用④层粉砂为持力层，采用混凝土方桩，桩断面尺寸，桩长，承台埋深，桩端进入粉砂层，试计算单桩竖向极限承载力标准值。
层序
土名
层底深度
（）
静力触探比贯入阻力标准值（平均值）
（）
①
填土
2.0

②
淤泥质粉质黏土
6.0
0.5
③
粉质黏土
14.0
1.0
④
粉砂

4.5
【解】 第5.3.3条：根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值的计算公式为：
(5.3.3-1)
当时， (5.3.3-2)
当时， (5.3.3-3)
式中，、——分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；
——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第层土的极限侧阻力（查图5.3.3）；
——桩周第层土的厚度；
——桩端阻力修正系数，可按表5.3.3-1取值；
——桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值）；
——桩端面积；
——桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；
——桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值时，则需乘以表5.3.3-2中系数C予以折减后，再计算及值；
——折减系数，按表5.3.3-3取值。
方桩换算成等面积圆桩，
，
，
，
，

8．某预制桩桩截面尺寸，桩长，桩顶下土层分布： 粉质黏土，，，；粉土，；；以下为中密中砂。试计算单桩竖向承载力标准值和特征值。
【解】
粉质黏土，
，查表选定
粉土，；中密中砂，，

单桩承载力特征值

9．某灌注桩，桩径，桩长，桩端入中风化花岗岩。桩顶下土层分布： 填土，；；淤泥，；黏土，；强风化花岗岩，；以下为中风化花岗岩，。试计算单桩极限承载力。
【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：

，，取

10．（2009年考题）某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径，桩端进入中等风化岩，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为，桩顶以下土层参数见表，估算单桩极限承载力标准值最接近下列哪个选项的数值？（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数）
层序
土名
层底深度
（）
层厚
（）

（）

（）
①
黏土
13.70
13.70
32
/
②
粉质黏土
16.00
2.30
40
/
③
粗砂
18.00
2.00
75
/
④
强风化岩
26.85
8.85
180
2500
⑤
中等风化岩
34.85
8.00
/
/
A．32200KN B. 36800KN C. 40800KN D. 44200KN

【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：

11．某钻孔灌注桩，桩径，扩底直径，扩底高度，桩长，桩端入中砂层持力层。土层分布： 黏土，；粉土，； 以下为中砂层，，。试计算单桩承载力特征值。
【解】 ，属大直径桩。
大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：

（扩底桩变截面以上长度范围不计侧阻力）
大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：
桩侧黏性土和粉土：
桩侧砂土和碎石类土：
桩底为砂土：

单桩承载力特征值

12．某钢筋混凝土管桩，外径，内径，混凝土强度等级为C40，主筋为HPB325，1718，离桩顶范围箍筋间距，试计算桩身竖向承载力设计值。
【解】根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）当桩顶以下范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm时，桩身受压强度设计值应满足：

预制管桩，C40混凝土，

HPB325，，

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），单桩竖向力设计值

。
13．某柱下六桩独立桩基，承台埋深，承台面积，采用直径的灌注桩，桩长，距径比，桩顶以下土层参数如表所示。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），考虑承台效应（取承台效应系数），试确定考虑地震作用时的复合基桩竖向承载力特征值与单桩承载力特征值之比最接近于下列哪个选项的数值？（取地基抗震承载力调整系数）
层序
土名
层底深度
（）
层厚
（）

（）

（）
②
填土
3.0
3.0
/
/
②
粉质黏土
13.0
10.0
25

③
粉砂
17.0
4.0
100
6000
④
粉土
25.0
8.0
45
800
A 1.05 B 1.11 C 1.16 D 1.20 (2009年考题)
【解】考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值计算公式为：
不考虑地震作用时
考虑地震作用时

不考虑地震作用时
考虑地震作用时

14．某9桩承台基础，埋深，桩截面，桩长，承台底土层为黏性土，单桩承载力特征值（其中端承力特征值为），承台尺寸，桩间距。承台顶上作用竖向力标准组合值，弯矩，承台底土，试计算复合基桩竖向承载力特征值和验算复合基桩竖向力。
【解】（1）考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值计算公式为：

方桩换算成等面积圆桩，
，，查表

（2）复合基桩竖向力验算

，满足。

桩设计：
4．某6桩群桩基础，预制方桩，桩距，桩中心离承台边缘距离，柱，承台，高，承台有效高度，承台埋深，桩伸入承台，承台顶作用竖向荷载设计值，，水平力，承台C20混凝土，钢筋HRB335，试验算承台冲切承载力、角桩冲切承载力、承台受剪承载力、受弯承载力和配筋。
【解】（1）受柱冲切承载力计算：

C20混凝土，

，满足的要求
，取，此时

，满足要求。
（2）四桩以上（含四桩）承台受角桩冲切承载力计算：

，
、——从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离为；柱边已位于该45°线以内（<，<），则取由柱边与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线，所以，，
，满足的要求
，

满足要求。

（3）承台斜截面受剪承载力计算：

短边斜截面受剪承载力计算：
，
，满足的要求。

，，

短边斜截面最大剪力设计值
，满足要求。

长边斜截面受剪承载力计算：
，
，取，
则

，，

长边斜截面最大剪力设计值
，满足要求。
（4）承台受弯承载力计算：

（用承台中间桩的竖向反力设计值计算）

（用承台右边桩——反力最大桩的竖向反力设计值计算）
沿承台短边方向（方向）配筋：

配，
沿承台长边方向（方向）配筋：

配，

5．某柱子（）竖向荷载，弯矩，采用预制桩，桩长，承台埋深，已做设计性试桩，单桩承载力特征值，试（1）确定桩数；（2）确定承台尺寸、桩间距；（3）验算复合基桩竖向承载力；（4）承台C25混凝土，确定承台高度和验算冲切承载力；（5）确定承台配筋（采用Ⅱ级钢）。
【解】（1）确定桩数
初设承台尺寸
根，选定9根。
（2）确定桩布置
桩中心距为，取
承台底面尺寸，桩中心距承台外缘。
（3）验算复合基桩竖向承载力
，满足。
满足。
（4）承台高度设计及冲切承载力验算
①承台高度设计
承台斜截面受剪承载力
设承台高度，（承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时不小于，无垫层时不小于），锥形承台外缘高度
，
，满足的要求。

，取，

，，

，，

斜截面最大剪力设计值
，略大于，？？？
可认为满足要求。

②冲切承载力验算
受柱冲切承载力计算：

，取
C25混凝土，

，满足的要求

，？？？
略大于，可认为满足要求。

四桩以上（含四桩）承台受角桩冲切承载力计算：

，
、——从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离为；冲切锥体的锥线刚好连接到柱边，满足的要求

满足要求。
（5）承台配筋计算
承台弯矩计算截面取柱边
承台右边柱：
承台中间柱：
承台左边柱：
柱右侧（方向配筋）：
采用
方向配筋：

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