问答题 某建筑,采用墙下单排桩基础,桩径0.67m,桩长20m,灌注桩混凝土强度等级C30,桩间距4.0m,荷载效应准永久组合桩顶荷载Qj=4000kN,土层分布为:0~5m为淤泥质黏土,γ=18kN/m3;5~20m为粉土,γ=17.8kN/m3;20~23.6m为中砂,γ=19kN/m3,Es= 70MPa;23.6m以下为卵石,γ=20kN/m3,Es=150MPa。试求0号桩沉降(αj=0.6,ψ=1.0)。
【正确答案】
【答案解析】桩间距sa=4.0m≥6d=6×0.67=4.02m,属疏桩基础,应考虑0.61=0.6×20=12m范围邻桩桩径影响,共6根桩对0号桩的沉降有影响。
αj=0.6,端承型桩,应考虑桩身弹性压缩Se

承台底为淤泥质黏土,不考虑承台影响,σzci=0,Qj=4000kN,lj=20m,Qj/l2j=4000/202= 10kN/m2

式中:m——计算水平向影响范围(0.6倍桩长)内的基桩数;
n——沉降计算深度范围内土层的计算分层数,分层数应结合土层性质,分层厚度不应超过计算深度的0.3倍;
σzi——计算点影响范围内各基桩产生的桩端平面以下第i层土1/2厚度处附加竖向应力之和;
σzci——承台压力对沉降计算点桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处产生的应力;
△zi——第i计算土层厚度(m);
Esi——第i计算土层的压缩模量(MPa),采用土的自重应力至土的自重应力加附加应力作用时的压缩模量;
Qj——第j桩在荷载效应准永久组合作用下,桩顶的附加荷载(kN),当地下室埋深超过5m时,取荷载效应准永久组合作用下的总荷载为考虑回弹再压缩的等代附加荷载;
lj——第了桩桩长(m);
Aps——桩身截面面积;
αj——第j桩总桩端阻力与桩顶荷载之比,近似取极限总端阻力与单桩极限承载力之比;
        
基桩桩端平面以下附加竖向应力和自重应力计算      题3-19表1

z

(m)

△z

(m)

l/d
m=z/l
i/d
n0=0
n1=4/20=0.2
n2=8/20=0.4
n3=12/20=0.6

∑σzi

(kPa)

σc

(kPa)

Ip
Is

σz1

(kPa)

Ip
Is

σz2(kPa)

Ip
Is

σz3(kPa)

Ip
Is

σz4(kPa)

20.08
0.08
30
1.004
0.2
536.54
8.395
3252
0.111
0.686

3.41×2=6.82

0.093
0.317

1.83×2=3.66

0.078
0.182

1.2×2=2.4

3264.9
357
21.6
1.52
30
1.08
0.2
30.085
2.422
195
0.448
0.67

5.37×2=10.74

0.116
0.314

1.95×2=3.9

0.081
0.183

1.22×2=2.44

212.1
387.4
23.6
2.0
30
1.18
0.2
6.259
1.089
41.9
1.019
0.596

8.5×2=17

0.815
0.306

2.33×2=4.66

0.093
0.183

1.29×2=2.58

66.2
425.4
26.0
2.4
30
1.30
0.2
2.316
0.641
16.5
1.01
0.474

7.95×2=15.9

0.275
0.285

2.79×2=5.58

0.118
0.180

1.43×2=2.86

40.83
473.4
28
2.0
30
1.40
0.2
1.333
0.470
9.88
0.811
0.388

6.42×2=12.84

0.31
0.262

2.91×2=5.82

0.139
0.173

1.53×2=3.06

31.6
513.4
Ip,ij、Is,ij——分别为第j桩的桩端阻力和桩侧阻力对计算轴线第i计算土层1/2厚度处的应力影响系数;
Ec——桩身混凝土的弹性模量;
Pc,k——第是块承台底均布压力,Pc,k=ηc,k·fak取值,其中ηc,k为第k是块承台底板的承台效应系数,fak为承台底地基承载力特征值;
αki——第k是块承台底角点处,桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处的附加应力系数;
ξe——桩身压缩系数,端承型桩,ξe=1.0,摩擦型桩,l/d≤30时,ξe=2/3,l/d≥50时,ξe=1/2;
ψ——沉降计算经验系数,无当地经验时,可取1.0。
桩端平面以下附加应力和沉降计算见题3-19表1和题3-19表2。

基桩沉降计算深度应满足应力比σzi=0.2σc,zn为桩端平面以下6.0m,zn=6.0m,由桩顶起算为 26.0m。
所以0号基桩总沉降
S=20.92+7.58=28.5mm