5.2.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求:
1 荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
Nk≤R (5.2.1⁃1)
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:
Nkmax≤1.2R (5.2.1⁃2)
2 地震作用效应和荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
NEk≤1.25R (5.2.1⁃3)
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:
NEkmax≤1.5R (5.2.1⁃4)
式中 Nk——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基桩的平均竖向力;
Nkmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;
NEk——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的平均竖向力;
NEkmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的最大竖向力;
R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。
在地震荷载作用下,基桩特征值提高0.25倍,是基于地震荷载为有限次循环荷载,地基土在有限次循环荷载作用下,一般较静载强度高。
【8.3.12】 (2001年一级考题,原题是连锁题的子题,情境描述有所简化)
某承重柱下采用干作业钻孔灌注桩9桩独立基础,其桩长、桩径、承台尺寸及工程地质情况如图8.3.12所示。要求按《建筑桩基技术规范》进行设计计算。
图 8.3.12
当荷载效应为基本组合时,在偏心竖向力作用下,下列哪一项是正确的桩基中基桩的竖向承载力极限状态计算表达式?
式中 γ0——建筑桩基重要性系数;
N——轴心竖向力作用下任一基桩的竖向力设计值;
Nmax——偏心竖向力作用下,基桩最大竖向力设计值;
R——基桩的竖向承载力设计值。
(A)Nmax≤1.5R (B)γ0Nmax≤1.2R
(C)N≤1.25R (D)γ0Nmax≤1.2R,γ0N≤R
【答案】 (D)
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.2.1条的规定,考虑桩基重要性系数,可知
γ0Nmax≤1.2R,γ0N≤R
符合《建筑桩基技术规范》式(5.2.1⁃1)和式(5.2.1⁃2)的要求。故(D)正确。
【简解】 根据《桩规》5.2.1条,选(D)。
【8.3.13】 (2007年岩土考题)
如图8.3.13所示,某5桩承台桩基,桩径为0.8m,作用于承台顶的竖向荷载Fk=10000kN,弯矩Mk=480kN·m,承台及其上土重Gk=500kN,问基桩承载力特征值为多少方能满足要求(考虑地震作用效应)。
图 8.3.13
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》式(5.1.1⁃1),轴心力作用下,单桩竖向力为
根据《建筑桩基技术规范》式(5.1.1⁃2),偏心竖向力作用下,单桩竖向力为
根据《建筑桩基技术规范》5.2.1条的规定,考虑地震作用效应,轴心力作用下,单桩竖向力应满足
偏心竖向力作用下,单桩竖向力应满足
所以基桩单桩承载力特征值Ra≥1680kN
【8.3.14】 (2007年一级考题)
某框架结构柱基础,由上部结构传至该柱基的荷载标准值为:F=7600kN,Mx=My=800kN·m。柱基础独立承台下采用400mm×400mm钢筋混凝土预制桩,桩的平面布置及承台尺寸如图8.3.14所示。承台底面埋深3.0m,柱截面尺寸为700mm×700mm,居承台中心位置。承台采用C40混凝土,混凝土保护层厚度取50mm。承台及承台以上土的加权平均重度为20kN/m3。
图 8.3.14(www.xing528.com)
试问,满足承载力要求的单桩承载力特征值Ra(kN),最小不应小于下列何项数值?
(A)740 (B)800 (C)860 (D)955
【答案】 (D)
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》式(5.1.1⁃1),各桩桩顶竖向力为
根据《建筑桩基技术规范》式(5.1.1⁃2),最大桩顶竖向力为
又根据《建筑桩基技术规范》5.2.1条的规定,单桩承载力特征值Ra需同时满足以下两式
取较大值,即Ra=951kN,故(D)正确。
【简解】
Ra需同时满足
故取Ra=951kN
【8.3.15】 确定桩的承载力(用Q—s曲线)
条件:建设场地表层为松散杂填土;以下为灰色黏土,厚8.5m;再下为灰黄色粉质黏土,未钻穿。地下水位在地面以下2.0m。
基础顶面距离设计地面0.4m,承台底面埋深d=2.0m。承台平面尺寸为2.6m×3.6m。
根据地基条件和施工设备,采用钢筋混凝土预制方桩,以灰黄色粉质黏土作为桩基持力层,桩的全断面进入持力层1.45m,桩顶伸入承台50cm,则桩长l=10m,桩截面尺寸取30cm×30cm。
进行了桩的静载荷试验,其Q—s曲线如图8.3.15所示,已知作用到基础顶面处的柱荷载:轴向力Fk=2850kN,力矩Mk=3950kN·m,剪力Hk=42kN。
图8.3.15 桩的Q—s曲线
要求:(1)单桩承载力特征值;
(2)桩的数量和布置;
(3)各桩的受力验算。
【解答】 (1)单桩承载力特征值
由静荷载试验确定单桩承载力特征值,在图8.3.15的Q—s曲线上,按“当陡降段明显时,取相应于陡降段起点的荷载值”定出单桩竖向极限承载力Quk=550kN。则单桩承载力特征值:
(2)桩数量及布置
设桩承台平面尺寸为2m×3m,Fk=2850kN,承台和覆土重Gk=2.6×3.6×2×20=374.4kN,考虑中心荷载时,则取桩数为
桩距s=(3~6)d=0.9~1.8m,短柱取s=1.0m,桩按行列式布置,承台平面布置和尺寸如图8.3.16所示。
(3)桩基中各桩受力验算
因是偏心荷载,故先求各桩平均受轴向力:
图8.3.16 桩平面布置(单位:mm)
再求群桩中单桩受最大和最小轴向力:
满足要求。
【8.3.16】 (2014年一级考题,原题为连锁题中一道子题)
某地基基础设计为乙级的柱下桩基础,承台下布置有5根边长为400mm的C60钢筋混凝土预制方桩,框架柱截面尺寸为600mm×800mm,承台及其以上土的加权平均重度γ=20kN/m3,承台平面尺寸、桩位布置等如图8.3.17所示。
图 8.3.17
假定,在荷载效应的标准组合下,由上部结构传至该承台顶面的竖向力Fk=5380kN,弯矩Mk=2900kN·m,水平力Vk=200kN。试问,为满足承载力要求,所需单桩竖向承载力特征值Ra=(kN)的最小值,与下列何项数值最为接近?
(A)1100 (B)1250 (C)1350 (D)1650
【答案】 (C)
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.1.1条:
根据《建筑桩基技术规范》5.2.1条,Ra=1612.9/1.2=1344.08kN
故选(C)。
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