10-11-02基础工程试卷A-答案

基础工程 36 学时 共 5 页 第 1 页 广州大学广州大学 2010 2011 学年第学年第 2 学期考试卷学期考试卷 课程 基础工程 考试形式 闭卷 考试 一 概念解释 共 20 分 每小题 5 分 1 浅基础 通常把埋置深度不大 小于或相当于基础底面宽度 一般认为小于 5m 的基础称为浅基础 2 摩擦型桩基础 摩擦型桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担 但桩侧阻力分担荷载较多的桩 由摩 擦型桩组成的基础称为摩擦型桩桩基础 3 温克尔地基模型 温克尔土耳其模型由捷克工程师 E 温克尔 Winkler 于 1867 提出 其假设地基任意一点所受的压 力强度 p 与该点的地基沉降量 s 成正比即 p ks 式中比例系数 k 为基床反力系数 或简称基床系数 其 单位为 kN m3 4 上部结构 基础 地基的共同作用 是指上部结构 基础与地基相互接触组成一个相互作用的完整体系 三者连接部位应同时满足静力 平衡 变形协调与位移连续条件 其相互作用与三者之间的相对刚度有关 基础的挠曲特征 基底反力 及截面内力分布是三者共同作用的结果 二 简答题 共 20 分 每小题 10 分 1 桩基础设计的主要内容 按设计步骤写出 1 必要的资料准备 如建筑物的类型及其规模 岩土工程勘察报告 施工机具和技术条件等 2 选定桩型 截面和桩长的选择并确定单桩竖向及水平承载力 3 桩平面布置 指桩数确定及平面上的布置 4 承载力验算 单桩承载力验算 桩基软弱下卧层承载力验算 桩基沉降验算 桩基负摩阻力 验算等 5 承台设计 包括承台尺寸 厚度和构造设计 应满足抗冲切 抗弯 抗剪 抗裂等要求 6 桩身结构设计及桩的质量检验 7 绘制施工图 2 地基与基础的震害有那些 地基的震害主要有 饱和砂土和粉土的振动液化 地震滑坡和地裂 土的震陷等 由此造成地基强 度不足 基础工程 36 学时 共 5 页 第 2 页 三 某基坑深 8m 基坑采用排桩 单道内支撑的结构形式支护 设计资料如图所示 试用等值梁法计算 1 墙前土压力分布与墙后土压力分布 需绘图示意 墙前墙后分别采用郎肯被动土压力和郎肯主 动土压力计算模式 5 分 2 沿墙走向每米墙长范围所受到的支撑力大小 5 分 共 10 分 2m 6m hd 0 3 30 kN m18 砂土 0 3 30 kN m18 砂土 解 1 设 u 为 挡墙前后土压力叠加为零点 则由 uKp 8 u Ka u 1m 因此土压力强度分布 z 0m a 0kPa z 8m a zKa 18 8 tan2 45 38 2 48kPa z 9m 0kPa z 8 hd p a hd u Kp Ka 如图所示 2 采用等值梁法计算 假设支撑间距为 1m 确定正负弯矩反弯点 净土压力为零点 取上段分析如图 由 得 0 0 A M H 3 1 6 24 28 3 2 1927 21624192148 2 1 848 2 1 B aB Q kPaEQR 解得 R 102 9kN m 四 某建筑基础基底压力设计值为 155kPa 天然地基承载力特征值为 60kPa 鉴于地基承载力不足 现 拟采用水泥土搅拌桩复合地基 已知复合地基面积置换率为 0 2 水泥土搅拌桩直径为 500mm 搅拌桩单 桩竖向承载力特征值为 120kN 试经计算判断该复合地基是否满足承载力要求 桩间土承载力折减系 数取 0 8 10 分 解 kPakPafm A R mf sk p a spk 1557 16060 2 01 8 0 4 5 05 0 120 2 0 1 该复合地基满足承载力要求 apd KKuh kPa48 kPa0 mu1 a E p E p E kPa0 a E R B Q A B 基础工程 36 学时 共 5 页 第 3 页 五 已知天然地基上某矩形底面浅基础基础埋深为 2m 由地表向下土层分布为 埋深 0 0m 2 0m 为杂填 土 重度为 17 5kN m3 埋深 2 0m 30 0m 为粘土 重度为 18 5kN m3 天然孔隙比为 0 80 液性指数为 0 60 经载荷试验确定的地基承载力特征值为 125kPa 按荷载效应标准组合 上部结构传至地表的竖向 轴心荷载为 660kN 力矩为 60kN m 水平荷载为 15kN 试确定基础底面积尺寸 不考虑地基变形 10 分 解 假设 b 3m 由天然孔隙比为 0 80 液性指数为 0 60 查表得 b 0 3 d 1 6 故 kPadbff mdbaka 0 167 5 02 5 176 10125 5 0 3 故基础底面取 0 4 2002 1 kPa 120 180 6 23 21560 23 23220660 m2m3m28 7 72 5 4 1 1 1 m20 5 167 220660 minmax 2 max min 2 2 kak kkk k k a kk k pkPafp W M A GFp p bllb lb lb lb f A GF p 仅供参考 取 考虑偏心放大 得 满足承载力要求 m2m3 bl 六 已知某框架结构柱截面尺寸为 600mm 400mm 柱下采用天然地基上矩形底面钢筋混凝土独立基础 基础混凝土强度等级为 C20 基础底面尺寸为 3m 2m 基础等厚 厚度为 550mm 底部钢筋混凝土保 护层厚度为 50mm 基础埋深为 2m 按荷载效应基本组合 上部结构传至地表的竖向轴心荷载为 900kN 力矩为 120kN m 水平荷载为 30kN 试验算底板厚度是否满足抗冲切承载力要求 10 分 解 0 10 5mmm5005055050 0 hp hh kPa W M A F pj210 6 23 230120 32 900 2 min max 2 2 m31 1 5 0 2 4 02 25 0 2 6 03 l A kN 1 27521031 1 max jll pAF m9 02 m4 15 05 04 0m4 0 btmbt bbbbb lmthp Fhbf kN 5 3465 09 011000 17 07 0 0 满足抗冲切承载力要求 图略 基础工程 36 学时 共 5 页 第 4 页 七 某竖向受荷桩 桩长为 10m 桩身截面尺寸为 400 mm 400mm 弹性模量为 2 6 104MPa 现桩顶 作用有 500kN 的竖向荷载 若桩土间的摩擦力分布沿深度不变 均为 20kN m2 桩端处沉降值为 6mm 试计算 1 桩身轴力沿深度分布 2 桩顶的沉降值 10 分 解 1 zdzuQdzuQN z pz z pz 2044 0500 00 z 0m Nz 500kN z 10m Nz 500 0 4 4 20 10 180kN 桩身轴力随深度线性减小 2 桩顶沉降 桩端沉降 桩身压缩 故 桩顶沉降 6 6 6 82mmdzN EA z pp 10 0 1 dzz 10 0 42 32500 106 24 0 1 八 某实验楼采用柱下独立承台钢筋混凝土预制桩基础 按荷载效应基本组合 上部结构传至地表的的 竖向力为 2700kN 力矩为 420kN m 水平力为 60kN 现有设计方案如下 基础布置如图所示 承台埋 深 1 70m 承台厚度 900mm 承台底钢筋混凝土保护层厚度为 50mm 承台配筋选用 HRB335 级 平行 于 y 轴布置 14 根直径 12mm 钢筋 平行于 x 轴布置 14 根直径 16mm 钢筋 试验算该设计中两个方向的 配筋方案是否满足设计要求 柱 600mm 600mm 10 分 解 n 5 根 kN x Mx n F N j i i 5 409 5 670 5 301540 14 11 760420 5 2700 22 216kN m 3 05 0 5402 iix yNM 941mm22814 mm2 14 根直径 16mm 50900 3009 0 10 7 938 9 0 6 0 hf M A y s y 方向满足 x 方向不满足 n 4 根 基础工程 36 学时 共 5 页 第 5 页