基礎(chǔ)工程課后習(xí)題

1、淺基礎(chǔ)習(xí)題及參考答案 2-4 某承重墻厚240mm，作用于地面標(biāo)高處的荷載Fk=180kN/m,擬采用磚基礎(chǔ)，埋深為1.2m。地基土為粉質(zhì)粘土，g18kN/m3，e0=0.9，fak=170kPa。試確定磚基礎(chǔ)的底面寬度，并按二皮一收砌法畫出基礎(chǔ)剖面示意圖。解查表2-5，得d=1.0，代入式（2-14），得 fa= fak+d m (d-0.5)=170+1.018(1.2-0.5)=182.6kPa按式（2-20）計(jì)算基礎(chǔ)底面寬度： 為符合磚的模數(shù)，取b=1.2m，磚基礎(chǔ)所需的臺階數(shù)為： 2-5 某柱基承受的軸心荷載Fk=1.05MN，基礎(chǔ)埋深為1m，地基土為中砂，=18kN/m3，fak=

2、280kPa。試確定該基礎(chǔ)的底面邊長。 解查表2-5，得d=4.4。fa= fak+d m (d-0.5) =280+4.418(1-0.5)=319.6kPa取b=1.9m。 2-6 某承重磚墻厚240mm，傳至條形基礎(chǔ)頂面處的軸心荷載Fk150kN/m。該處土層自地表起依次分布如下：第一層為粉質(zhì)粘土，厚度2.2m，17kN/m3，e=0.91，fak=130kPa，Es1=8.1MPa；第二層為淤泥質(zhì)土，厚度1.6m，fak=65kPa, Es2=2.6MPa；第三層為中密中砂。地下水位在淤泥質(zhì)土頂面處。建筑物對基礎(chǔ)埋深沒有特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。（1）試確定基礎(chǔ)的底面寬度（須進(jìn)

3、行軟弱下臥層驗(yàn)算）；（2）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)截面并配筋（可近似取荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)值為標(biāo)準(zhǔn)組合值的1.35倍）。 解 (1)確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度第二層淤泥質(zhì)土強(qiáng)度低、壓縮性大，不宜作持力層；第三層中密中砂強(qiáng)度高，但埋深過大，暫不考慮；由于荷載不大，第一層粉質(zhì)粘土的承載力可以滿足用做持力層的要求，但由于本層厚度不大，其下又是軟弱下臥層，故宜采用“寬基淺埋”方案，即基礎(chǔ)盡量淺埋，現(xiàn)按最小埋深規(guī)定取d=0.5m。 (2)按持力層承載力確定基底寬度因?yàn)閐=0.5m，所以fa= fak=130kPa。 取b=1.3m。 (3)軟弱下臥層承載力驗(yàn)算cz=172.2=37.4kPa由Es1/Es2=8.1

4、/2.6=3.1，z=2.2-0.5=1.7m0.5b，查表2-7得23。faz= fak+d m (d+z-0.5)=65+1.017(2.2-0.5) =93.9kPaz+cz=55.4+37.4=92.8kPa107mm）。 配鋼筋f12 200，As565mm2，墊層用C10混凝土。 2-7 一鋼筋混凝土內(nèi)柱截面尺寸為300mm300mm，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk400kN。自地表起的土層情況為：素填土，松散，厚度1.0m，g16.4kN/m3；細(xì)砂，厚度2.6m，g18kN/m3，gsat20kN/m3，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N10；粘土，硬塑，厚度較大。地下水位在地表下1.6m處。

5、試確定擴(kuò)展基礎(chǔ)的底面尺寸并設(shè)計(jì)基礎(chǔ)截面及配筋。 解(1)確定地基持力層素填土層厚度不大，且承載力偏低，不宜作持力層；由細(xì)砂層的N10查表2-4，得fak=140kPa，此值較大，故取細(xì)砂層作為地基持力層。第三層硬塑粘土層的承載力亦較高，但該層埋深過大，不宜作持力層。 (2)確定基礎(chǔ)埋深及地基承載力特征值由于地下水位在地表下1.6m深處，為避免施工困難，基礎(chǔ)埋深不宜超過1.6m。根據(jù)淺埋的原則，現(xiàn)取埋深d=1.0m。查表2-5，得細(xì)砂的d=3.0，地基承載力特征值為：fa= fak+d m (d-0.5)=140+3.016.4(1-0.5) =164.6kPa (3)確定基礎(chǔ)底面尺寸取b=l=

6、1.7m。 (4)計(jì)算基底凈反力設(shè)計(jì)值(5)確定基礎(chǔ)高度采用C20混凝土，ft=1.10N/mm2，鋼筋用HPB235級，fy=210N/mm2。取基礎(chǔ)高度h=400mm，h0=400-45=355mm.因bc+2h0=0.3+20.355=1.01m87.4kN（可以） (6)確定底板配筋.本基礎(chǔ)為方形基礎(chǔ)，故可取M=M=(1/24)pj(lac)2(2b+bc) 配鋼筋11f10雙向，As863.5mm2842mm2。2-8 同上題，但基礎(chǔ)底面形心處還作用有彎矩Mk110kN.m。取基底長寬比為1.5，試確定基礎(chǔ)底面尺寸并設(shè)計(jì)基礎(chǔ)截面及配筋。 解 取基礎(chǔ)埋深為1.0m，由上題知地基承載力特

7、征值fa=164.6kPa。(1)確定基礎(chǔ)底面尺寸初取基底尺寸：l=nb=1.51.6=2.4m Fk+Gk=400+201.62.41=476.8kN(2)計(jì)算基底凈反力設(shè)計(jì)值平行于基礎(chǔ)短邊的柱邊-截面的凈反力：(3)確定基礎(chǔ)高度采用C20混凝土，ft=1.10N/mm2，鋼筋用HPB235級，fy=210N/mm2。取基礎(chǔ)高度h=500mm，h0=500-45=455mm。 因bc+2h0=0.3+20.455=1.21m216.9kN（可以） (4)確定底板配筋對柱邊-截面，按式（2-65）計(jì)算彎矩：配鋼筋15f12，As1695mm21602mm2，平行于基底長邊布置。按構(gòu)造要求配筋1

8、3f10，As1021mm2587mm2，平行于基底短邊布置。長鋼筋放下層，短鋼筋放上層。習(xí)題32 某過江隧道底面寬度為33m，隧道A、B段下的土層分布依次為：A段，粉質(zhì)粘土，軟塑，厚度2m，Es4.2MPa，其下為基巖；B段，粘土，硬塑，厚度12m，Es=18.4MPa，其下為基巖。試分別計(jì)算A、B段的地基基床系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果。解本題屬薄壓縮層地基，可按式（10-52）計(jì)算。A段： B段:比較上述計(jì)算結(jié)果可知，并非土越硬，其基床系數(shù)就越大?；蚕禂?shù)不僅與土的軟硬有關(guān)，更與地基可壓縮土層的厚度有關(guān)。習(xí)題33 如圖中承受集中荷載的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的抗彎剛度EI2106kNm2，梁長l10m

9、，底面寬度b2m，基床系數(shù)k4199kN/m3，試計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)C的撓度、彎矩和基底凈反力。解查相關(guān)函數(shù)表，得Ax=0.57120，Bx=0.31848，Cx=-0.06574，Dx=0.25273，Al=0.12342，Cl=-0.19853，Dl=-0.03765，El=4.61834，F(xiàn)l=-1.52865。(1)計(jì)算外荷載在無限長梁相應(yīng)于A、B兩截面上所產(chǎn)生的彎矩和剪力Ma、Va、Mb、Vb由式（10-47）及式（10-50）得：(2)計(jì)算梁端邊界條件力FA=(El+FlDl)Va+(El-FlAl)Ma-(Fl+ElDl)Vb+(Fl-ElAl)Mb=(4.61834+1.528650

10、.03756)121.2+0.18(4.61834+1.528650.12342)(-103.9)-(-1.52865-4.618340.03756)(-131.5)+ 0.18(-1.52865-4.618340.12342)(-78.7)=282.7kNFB=(Fl+ElDl) Va+(Fl-ElAl) Ma-(El+FlDl)Vb+(El-FlAl)Mb=(-1.52865-4.618340.03756)121.2+0.18(-1.52865-4.618340.12342)(-103.9)-(4.61834+1.528650.03756)(-131.5)+ 0.18(4.61834+1.

11、528650.12342)(-78.7)=379.8kN =-396.7kNm =756.8kNm(3) 計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)C的撓度、彎矩和基底凈反力pC=kwC=41990.0134=56.3kPa習(xí)題41 截面邊長為400mm的鋼筋混凝土實(shí)心方樁，打入10m深的淤泥和淤泥質(zhì)土后，支承在中風(fēng)化的硬質(zhì)巖石上。已知作用在樁頂?shù)呢Q向壓力為800kN，樁身的彈性模量為3104N/mm2。試估算該樁的沉降量。解該樁屬于端承樁，樁側(cè)阻力可忽略不計(jì)，樁端為中風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，其變形亦可忽略不計(jì)。因此，樁身壓縮量即為該樁的沉降量，即習(xí)題42 某場區(qū)從天然地面起往下的土層分布是：粉質(zhì)粘土，厚度l1=3m，qs1a=2

12、4kPa；粉土，厚度l2=6m，qs2a=20kPa；中密的中砂，qs3a=30kPa，qpa=2600kPa?，F(xiàn)采用截面邊長為350mm350mm的預(yù)制樁，承臺底面在天然地面以下1.0m，樁端進(jìn)入中密中砂的深度為1.0m，試確定單樁承載力特征值。解習(xí)題43 某場地土層情況（自上而下）為：第一層雜填土，厚度1.0m；第二層為淤泥，軟塑狀態(tài)，厚度6.5m，qsa=6kPa;第三層為粉質(zhì)粘土，厚度較大,qsa=40kPa；qpa=1800kPa。現(xiàn)需設(shè)計(jì)一框架內(nèi)柱（截面為300mm450mm）的預(yù)制樁基礎(chǔ)。柱底在地面處的荷載為：豎向力Fk=1850kN，彎矩Mk=135kNm，水平力Hk=75kN

13、，初選預(yù)制樁截面為350mm350mm。試設(shè)計(jì)該樁基礎(chǔ)。解 (1)確定單樁豎向承載力特征值設(shè)承臺埋深1.0m，樁端進(jìn)入粉質(zhì)粘土層4.0m，則結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，取Ra=500kN。(2)初選樁的根數(shù)和承臺尺寸取樁距s=3bp=30.35=1.05m，承臺邊長：1.05+20.35=1.75m。樁的布置和承臺平面尺寸如圖11-12所示。暫取承臺厚度h=0.8m，樁頂嵌入承臺50mm，鋼筋網(wǎng)直接放在樁頂上，承臺底設(shè)C10混凝土墊層，則承臺有效高度h0=h-0.05=0.8-0.05=0.75m。采用C20混凝土，HRB335級鋼筋。(3)樁頂豎向力計(jì)算及承載力驗(yàn)算(4)計(jì)算樁頂豎向力設(shè)計(jì)值扣除承臺和其上

14、填土自重后的樁頂豎向力設(shè)計(jì)值為：(5)承臺受沖切承載力驗(yàn)算1)柱邊沖切a0x=525-225-175=125mm, a0y=525-150-175=200mm2)角樁沖切c1=c2=0.525m, a1x= a0x=0.125m, a1y= a0y=0.2m,1x=0x=0.2, 1y=0y=0.27 (6)承臺受剪切承載力計(jì)算對柱短邊邊緣截面：x=0x=0.20.3,取x=0.3 對柱長邊邊緣截面：y=0y=0.2670.3, 取y=0.3 (7)承臺受彎承載力計(jì)算Mx=Niyi=2624.40.375=468.3kNm選用1614，As=2460mm2，平行于y軸方向均勻布置。My=Nixi=2759.40.3=455.6kNm選用1514，As=2307mm2，平行于x軸方向均勻布置。配筋示意圖略。習(xí)題44 (1)如圖所示為某環(huán)形剛性承臺下樁基平面圖的1/4。如取對稱軸為坐標(biāo)軸，荷載偏心方向?yàn)閤軸，