某高层为框架一核心筒结构,基础埋深26m(7层地下室),核心筒采用桩筏基础。外围框架采用复合桩基,基桩直径1.0m,桩长15m,混凝土强度等级C25,桩端持力层为卵石层,单桩承载力特征值为 Ra=5200kN,其中端承力特征值为 2080kN,梁板式筏板承台,梁截面bb×hb= 2.0m×2.2m,板厚1.2m,承台地基土承载力特征值fak=360kPa,土层分布:0~26m土层平均重度γ=18kN/m3;26~27.93m为中砂⑦1,γ=16.9kN/m3;27.93~32.33m为卵石⑦层,γ=19.8kN/m3,Es=150MPa; 32.33~38.73m为黏土⑧层,γ=18.5kN/m3,Es=18MPa;38.73~40.53m为细砂⑨1层,γ=16.5kN/m3,Es=75MPa;40.53~45.43m为卵石⑨层,γ=20kN/m3,Es=150MPa; 45.43m~48.03m为粉质黏土⑩层,γ=18kN/m3,Es=18MPa;48.03~53.13m为细中砂层,γ=16.5kN/m3,Es=75MPa。
桩平面位置如图所示,单桩荷载效应标准值Fk=18000kN,准永久值F=17400kN。试计算0号桩的最终沉降量。
参考答案:
基桩所对应的承台底净面积Ac为
Ac=(A-nAps)/n
A为柱筏板的1/2跨距和悬臂边2.5倍筏板厚度所围成的面积。
A=9.0×7.5m=67.5m2
Ac=(67.5-3×0.785)/3=65.14/3=21.7m2
单桩分担的承台自重
Gk=(67.5×1.2+9×2×1.0+3.5×2×1.0)×24.5/3
=106×24.5/3=866kN
复合基桩承载力特征值
R=Ra+ηcfakAc
Bc/l=7.5/15=0.5,ηc=0.22
R=5200+0.22×360×21.7=5200+1718.6=6918.6kN
Nk=Fk/3+Gk=18000/3+866=6866kN<R=6918.6kN,满足要求。
计算沉降,采用荷载效应准永久值组合
N=F/3+Gk=17400/3+866=6666kN
承台底土压力pck=(6666-5200)/21.7=67.6kPa
(若Pck按ηck·fak取值,则pck=0.27×360=97.2kPa)
0号桩沉降s
0号桩在0.6l=0.6×15=9.0m范围内有9根桩对其附加应力有影响,分别为1和1'(n1=0.2),2(n2=0.25),3和3'(n=0.44),4和4'(n=0.41),5和5'(n=0.6)
设侧阻沿桩均布,承台压力和各基桩产生桩端以下的附加应力计算如题3-21表1所示,0号基桩沉降计算如题3-21表2所示。
在满足应力比σzi=0.20σci条件下,计算深度从桩端平面下,zn=9.58m,从承台底下为14.58m,从自然地面下为50.58m。由桩径影响产生的附加应力和承台引起的附加应力叠加后产生的0号桩沉降s=37.1mm。
桩身弹性压缩沉降
0号桩总沉降 s=37.1+3.55=40.65mm