基础工程计算题讲解

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1、基础工程计算题讲解一、浅基础计算（基底压力计算）二、桩基计算1、刚性桩简化计算2、单桩承载力3、高承台桩基计算4、低承台桩基简化计算主要内容基础工程内容：施工和设计计算两部分，难点在设计计算上。本次讲解主要针对计算题。BLxyNBLN（1）中心荷载基底应力通常采用材料力学简化方法进行计算。一、基底压力计算eB/6:出现拉应力区xyBLeexyBLexyBLK3KNNN基底压力合力与总荷载相等压力调整K=B/2-e（2）偏心荷载单向偏心高耸结构物下可能的的基底压力土不能承受拉力e

2、形e=B/6:三角形xyBLeexyBL∑N∑N对于矩形基础：B是偏心矩所在的边长双向偏心exeyxyBLPBLPoxy双向偏心核心半径BePPPvPh倾斜偏心荷载分解为竖直向和水平向荷载，水平荷载引起的基底水平应力视为均匀分布。条形基础竖直偏心荷载BLPBP’BP’BLPBP’荷载条件竖直中心竖直偏心倾斜偏心基础形状矩形条形P’—单位长度上的荷载BLPoxy基础形状与荷载条件的组合3、实用简化计算［例1］图示浅埋基础，已知主要荷载的合力为Ｎ=5.0×103kN，对应的偏心距e=0.3m。持力层的容许承载力为420kPa，现已

3、确定其中一边的长度为4.0m（1）试计算为满足承载力的要求，另一边所需的最小尺寸。（2）确定相应的基底最大、最小压应力。（1）解：由题，应有（2）e=0.3m

4、少？［例2］解：（2）（1）（3）二、刚性桩简化计算刚性桩弹性桩刚性桩——横向荷载引起的桩身变形可以忽略1、桩底持力层为土层或基岩风化层2、桩下端嵌入岩层试画出置于非岩石地基上的刚性基础的力学分析图式。哪些位置的横向抗力为零？为什么？解：1、地面处的横向抗力为0，是因为该处的埋深y为0，故相应的抗力2、转动中心处的横向抗力为0，是因为该处的水平位移，故有，。［例3］［例4］图示深埋刚性基础，基础侧面为粘性土，其m=12000kN/m3；基础底下为粗砂，其C0=320000kN/m3。在外荷载作用下，基础下沉1.4mm，转动5.

5、0×10－4rad（弧度），转动中心在局部冲刷线以下9m处。试确定基础局部冲刷线以下3m、12m处土的横向抗力及基底最大、最小反力。解：3m处12m处基底三、单桩承载力(《铁路桥涵地基规范》经验公式)1.摩擦桩的轴向受压容许承载力（1）打入桩、震动下沉桩及桩端爆扩桩ai、a——震动沉桩对桩周各土层摩擦力和桩端阻力的影响系数λ—与桩端爆扩桩爆扩体直径D和桩身直径d的比值有关的系数(2)钻(挖)孔灌注桩——钻孔灌注桩桩底支承力折减系数2．柱桩的轴向受压容许承载力(1)支承于岩层上的打入桩、震动下沉桩及管柱[P]＝CRAR——岩石试

6、块单轴抗压极限强度C——系数，匀质无裂隙的岩层采用C＝0.45；有严重裂缝、风化或易软化的岩层采用C＝0.302；(2)支承于岩层上或嵌入岩层内的钻(挖)孔灌注桩及管柱U——嵌入岩层内的桩及管柱的钻孔周长h——自新鲜岩面(平均标高)算起的嵌入深度C1、C2——决定于岩层破碎程度和清底情况的系数图示直径为0.4m的打入桩穿过粘土、细砂进入深厚的砂粘土层，各土层的桩周极限摩阻力及桩端土的极限承载力如下表所示粘土细砂砂粘土桩周极限摩阻力（kPa）456580桩端土的极限承载力（kPa）160045003000试按土阻力确定单桩轴向容

7、许承载力。）［例5］解：四、高承台桩基础的平面分析式中—ij称为群桩基础的整体刚度系数。当各桩均为竖直桩，且坐标原点位于各桩竖向刚度的中心时，ab=ba=b=b=0，且有a=a1．求承台的位移ab=ba=b=b=0ρ2ρ3ρ3ρ42、已知承台的水平位移、竖向位移、转角，求桩顶的水平位移、竖向位移、转角及内力ρ2ρ3ρ3ρ4桩顶的轴向力Ni、横向力Hi和弯矩Mi图示高承台桩基，在外荷载作用下，承台产生的水平位移为10mm，竖向位移为5mm，转角0.002rad（顺时针）。若已知,=1×104kN

8、m,=2×104kN/m，=6×104kN，试计算桩1顶端的位移、转角，以及轴向力、横向力和弯矩。［例6］解：水平位移竖向位移转角轴向力横向力弯矩=1×104kNm，试计算承台的图示高承台桩基所受外荷载为：竖向力11000kN，水平力2000kN，弯矩800kN·m，已知单桩