基础工程_作业答案.pdf

第 2 章 浅基础 1 第 2 章 浅基础 2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为： （1）中砂，厚 2.0m，潜水面在地表 下 1m 处，饱和重度 3 20kN m sat =； （2）粘土隔水层，厚2.0m，重度 3 19kN m=； （3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m（取 3 10kN m w =） 。问基坑开挖 深达1m时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深1.5md =，施工时除将中砂层地下 水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降低几米才行？ 答： （1）当基坑开挖深达1m时，基坑底部至承压含水层顶面的土压力为 2 20 1 19 258kN mh= += 承压水压力为 () 2 1022260kN m ww h=+= 因 ww hh，故不需要宽度修正，只需要深度 修正。查课本P23表2-5得4.4 d =，则地基承载力特征值 a f 为 () () 0.5 2864.4 181 0.5325.6kPa aakdm ffd =+ =+= 2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处得荷载180kN m k F =，拟采用砖 基础，埋深为1.2m。地基土为粉质粘土， 3 18kN m=， 0 0.9e =，170kPa ak f=。 试确定砖基础得底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。 答：按照1延米计算基础宽度，则180kN k F =。首先对承载力进行深度修正 () () 0.5 170 1.0 181.20.5182.6kPa aakdm ffd =+ =+= 基础宽度b为 ()() 180 1.13m 1182.620 1.2 k aG F b lfd = 取1.2m1200mmb =（60的倍数） ，二皮一收砌法基础剖面示意图如下 题 2-4 基础剖面示意图 2-5 某柱基承受的轴心荷载1.05MN k F =，基础埋深为1m，地基土为中砂， 3 18kN m=，280kPa ak f=。试确定该基础的底面边长。 答：因为该柱基承受轴心荷载，故定为方形基础。 基础埋深为1m，需要进行深度修正，则 第 2 章 浅基础 3 () () 0.5 2804.4 181.00.5319.6kPa aakdm ffd =+ =+= 故基础底面边长b为 1050 1.87m 319.620 1 k aG F b fd = 取1.9mb =，不需要进行承载力宽度修正。 2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面出的轴心荷载150kN m k F =。 该处土层自地表依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m， 3 17kN m=， 0.91e =，130kPa ak f=， 1 8.1MPa s E=；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，65kPa ak f=， 2 2.6MPa s E=；第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建筑物对基础埋 深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。 （1）试确定基础的底面宽度（须进 行软弱下卧层验算） ； （2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设 计值为标准组合的1.35倍） 。 答： （1）暂定基础埋深为0.5m，取粉质粘土层为持力层，故不需要进行承载 力深度修正，即130kPa aak ff=。条形基础宽度b为 150 1.25m 13020 0.5 k aG F b fd = 取1.3mb =，不需要进行承载力宽度修正。下面进行软弱下卧层验算。由 12 8.1 2.63.1 ss EE=，1.7m0.50.65mzb=，取23 ?； 150 1.3115.4kPa k p =故 软弱下卧层顶面处的附加应力值为 ()()1.3115.4 17 0.5 50.7kPa 2 tan1.32 1.7tan23 kcd z b p bz = + ? 软弱下卧层顶面处土的自重应力值为 17 2.237.4kPa cz = 软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值为 () () 0.5 65 1.0 172.20.593.9kPa azakdm ffd =+ =+= 故 50.737.488.1kPa93.9kPa zczaz f+=+= 悬臂根部的最大弯矩设计值M为 22 1 11 155.8 0.5321.9kN m 22 j Mp b= 基础每米长的受力钢筋面积为 2 0 21.9 454.4mm 0.90.9 210 255 s y M A f h = 配筋10170， 2 462mm s A=，可以。 以上受力钢筋沿垂直于砖墙长度方向配置，纵向分布筋取8250，垫层用 C10混凝土（图略） 。 2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm300mm，作用在基础顶面的轴心 荷载400kN k F=。 自地表起的土层情况为： 素填土， 松散， 厚度1.0m， 3 16.4kN m=； 细砂，厚度2.6m， 3 18kN m=， 3 20kN m sat =，标准贯入试验锤击数10N =； 粘土，硬塑，厚度较大。地下水位在地表下1.6m处。试确定扩展基础的底面尺 寸并设计基础截面及配筋。 答： （1）基础底面尺寸 将细砂层取为持力层，暂定基础埋深为1.0m。由标准贯入试验锤击数10N = 得承载力特征值140kPa ak f=，对其进行深度修正。由于基底以上土均为素填土， 故 3 16.4kN m m =。深度修正后得承载力特征值为 () () 0.5 1403.0 16.41.00.5164.6kPa azakdm ffd =+ =+= 由于该柱基承受轴心荷载，故定为方形基础，故基础底面边长b为 400 1.66m 164.620 1.0 k aG F b fd = 取1.7mb =，不需要进行承载力宽度修正。 第 2 章 浅基础 5 （2）设计基础截面及配筋 采用阶梯型柱下扩展基础， 采用C20混凝土， 2 1.10N mm t f=，HPB235钢筋， 2 210N mm y f =。垫层采用C10混凝土。 基底净反力设计值为 22 1.35 400 186.9kPa 1.7 j F p b = 基础高度 a）柱边截面 取600mmh =， 0 555mmh=，则 0 23002 5551.41m1.6m c bh+=+ = 满足抗冲切要求。 b）变阶处截面 基础分两级，下阶 1 300mmh=， 01 255mmh=，取 11 1.0mlb=，此时 101 210002 2551.51m1.6mbh+=+ = 满足抗冲切要求。 基础工程课后习题解答 6 配筋计算 由于基础对称，所以只需要取一个柱边截面和一个变阶截面进行计算即可。 柱边截面 () () () () 2 2 1 2 24 1 186.91.60.32 1.60.346.1kN 24 Ijcc Mplabb=+ =+= 变阶截面 () () () () 2 11 2 1 2 24 1 186.91.6 1.02 1.6 1.011.8kN 24 Ij Mpbbla=+ =+= 因此按照柱边截面计算配筋量 6 2 0 46.1 10 439.5mm 0.90.9 210 555 I s y M A f h = 按照构造要求双向配置8 10， 22 628mm439.5mm s A =。 2-8 同上题，但基础底面形心处还作用有弯矩110kN m k M =。取基底长宽比 为1.5，试确定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。 答： （1）初步确定基础底面尺寸 根据上题，暂定基础埋深为1.0m。深度修正后的承载力特征值164.6kPa az f=。 考虑荷载偏心，将基础底面积扩大20%得 2 400 1.21.23.32m 164.620 1.0 k aG F A fd = 取基底长宽比为1.5，即1.5nl b=，于是 3.32 1.51.49mbA n= 取1.5mb =， 不需要进行承载力宽度修正。 基础长度为1.52.25mlb=， 取2.3m。 其余过程略。 2-9 均质地基上埋深d相同的两个方形基础j和k所受的柱荷载 jk FF，基底 面积分别为 2 j b及 2 k b。设两基础的地基承载力特征值为 a f，且基础与其上土的平均 重度 G 与埋深范围内土的重度 m 相等。如要求两基础的沉降量相等（不考虑两基 础的相互影响） ，并取基础k的基底平均压力 ka pf=，试证 第 2 章 浅基础 7 () j j kaG F b Ffd = 且 ja pf=根，暂取4根。 桩距：根据课本表4-9，桩距33 0.351.05m p b = =，承台边长：1.05+20.35 1.75m。 暂取承台厚度0.8mh =，桩顶嵌入承台50mm，承台底设C10混凝土垫层，则 承载有效高度 0 0.050.80.050.75mhh=。 （3）桩顶竖向力计算及承载力计算 2 185020 1.751 477.8kN500kN 4 kk k a FG Q n R + = + = 第 4 章 桩基础 3 0 0 0.840.84 2.10 0.20.20.2 x x = + 0 0 0.840.84 1.80 0.20.2670.2 y y = + ()() ()() 00000 2 2 2.100.30.21.800.450.1251 1100 0.75 3440kN1.35 18502498kN xcyycxhpt l bahaf h F + =+ =（可以） 2）角桩冲切 12 0.525mcc=， 10 0.125m xx aa=， 10 0.2m yy aa= 10 0.2 xx =， 10 0.267 yy = 1 1 0.560.56 1.40 0.20.20.2 x x = + 1 1 0.560.56 1.20 0.20.2670.2 y y = + 1 1 12110 max 22 0.20.125 1.400.5251.200.5251 1100 0.75 22 1304kN759.4kN y x xyhpt a a ccf h N + =+ =（可以） （6）承台受剪切承载力计算 1）对柱短边边缘截面 0 0.20.3 xx =（可以） 2）对柱长边缘截面 0 0.2670.3 yy =（可以） （7）承台受弯承载力计算 2 624.4 0.375468.3kN m xii