土力學與地基基礎(chǔ)實訓報告

1、土力學與地基基礎(chǔ)實訓報告土力學與地基基礎(chǔ)實訓報告樁基礎(chǔ)設(shè)計某場地土層情況如下，第一層為雜填土，厚度血，第二層為淤泥，流塑狀態(tài), 厚度6.5m，第三層為粉質(zhì)粘土，IL=0.25，厚度大。現(xiàn)需設(shè)計一框架柱，截面為 300mmX450mm，樁預采用預制樁基礎(chǔ)。柱底在地面處的設(shè)計值為：軸向力 Fk=2500KN，彎矩Mk=180KNM，水平力H=100KN，水平力合彎矩方向均自沿長度方 向左向右，初選柱截面350mmX350mm，樁基等級為二級。試設(shè)計此樁基礎(chǔ)。1、建筑資料：第一層雜填土厚度1m第二層淤泥厚度6.5m第三層粉質(zhì)粘土厚 度大柱底在地面處的設(shè)計值為 軸向力Fk=2500KN彎矩Mk=180

2、KNM，水平力H=100KN， 水平力合彎矩方向均自沿長度方向左向右，初選柱截面350mmX350mm，樁基等 級為二級2、確定樁長及單樁豎向極限承載力標準值。取承臺埋深d=1m，樁端進入粉質(zhì)粘土層3.5m（2d），樁的計算長度 l=6.5m+3.5m=10m查表8-1得qsik的值。淤泥層：流塑狀態(tài)的淤泥（偏好）可取qs1k=15kpa, 該層中心點埋深4.855m,修正系數(shù)是0.8。得：qsik=15X0.8kpa=12kpa。13粉質(zhì)黏土層：埋深：2+6.5+1=9.25m，故修正系數(shù)為0.96，按照11=0.252 得：qs2k=82X0.96kpa=78.7kpa。查表8-2取粉質(zhì)黏

3、土層的qpk值：按11=0.25和入土深度h=11m,查表，近似 取 qpk=4400kpa。單樁豎向極限承載力標準值為：Quk=Qsk+Qpk=uEqsikli+qpkAp=0.35X4X（12X6.5+78.7X3.5）KN+4400X0.35KN=1033.83KN（2）確定基樁的豎向承載力設(shè)計值。由于承臺下為高靈敏度的淤泥，故不考慮承臺效應(yīng)，取nC=0，按及Bc=0.2lSa=3,查表得 ns=0.80，np=0.4,yP=ys=1.65，于是基樁（估計樁 數(shù)超過3根）的d豎向承載力設(shè)計值為： R=nsQsk/ys+npQpk/YP=0.8X494.83/1.65KN+1.64X539

4、/1.65KN=775.65KN（3）初選樁的根數(shù)和承臺尺寸。樁的根數(shù)：nF/R=2500/775.65=3.2 取 n=4取樁距Sa=3.0d=3.5X0.35m=1.225m,（4）基樁的豎向承載力驗算。N=（F+G）/n=（2500+1.2X20X 1.75X 1）/4KN=643.4KNNmax=N+MyXmax/EXj=643KN+（81+100X1）X0.525/4X0.525KN=776.7KN ysafN=1.0X643.4KN=643.4KN,重力式擋土墻設(shè)計一漿砌快石擋土墻，墻高5m，墻背豎直，光滑，墻后填土水平，墻后兩 層土體，第一層土為碎石土，層厚2m，物理力學指標：重

5、度Y=-15KN/m，內(nèi)摩 擦角=35，粘聚力c=5KPa，第二層土為強風化泥質(zhì)粉砂巖，重Y=22KN/m， 內(nèi)摩擦角=30,粘聚力C=10KPa，基底摩擦系數(shù)u=0.4,地基承載力設(shè)計值 fa=300KPa。1、初步確定擋土墻的頂寬、底寬和高度：擋土墻截面尺寸的選擇：根據(jù)規(guī)范要求可知H=5.則取頂寬0.8cm，底寬2.6m2、擋土墻斷面的初步設(shè)計:(1)主動土壓力計算：根據(jù)朗肯土壓力理論則Kall, Kal2 :Kall 二 tan (45 35/2)二 0.27Kal2 = tan (45 30/2)二0.33(2)墻頂土壓力強度為：oa二 qkal 一 2c1ka1 二 0Xka1 -

6、2c1ka1 二 0 2X5X0.27=T00.27 二-5.2kpa設(shè)臨界深度為z0,則有oaz0 二 Y1z0ka1 + qka1 - 2c1ka1 二 0可得：18z0X0.27 + 0 - 2X50.27 二 4.86z0 + 0 100.27 = 04.86z0 5.2 二z0 = 1.07m(3)第一層底部土壓力強度oa = Y1h1ka1 + qka1 一 2c1ka1=18X2X0.27kpa 2X50.27 = 4.52kpa第二層頂部土壓力強度oa = Y1h1ka2 + qka2 2c2ka2= 18X2X0.33 2X 100.33 = 0.39kpa第二層底部土壓力強

7、度oa =(Y1h1 + y2h2)ka2 + qka2 2c2ka2=(18X2 + 22X3)X0.33 22X 100. 33 = 22.171kpa墻背上的主動土壓力為Ea = 1/2X4.52(2 1.07)kn/m + 0.39X3kn/m + 1/2(22.171 0.39)X3kn/m=35.94kn/mEa的作用點距墻底的距離x為：x=1/3X5=1.67m擋土墻自重及重心：將擋土墻截面分成一個三角形和一個矩形，分別計算它們的自重：W1 二 1/2X(2.6 - 0.8)X5X22kn/m 二 99kn/mW2 = 0.8X5X22kn/m二 88kn/mW1與W2的作用點離

8、。點的距離分別為：a1 = 2/3X1.4 = 0.93ma2 = 1.4m + 1/2X0.8 = 1.8m3、擋土墻的穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定運算：Kt=(W1Xa1 + W2Xa2)/EaX=(99X0.93 + 88X1.8)/ (35.94X1.67)=4.171.6滿足條件抗滑動穩(wěn)定運算：Ks=(W1 + W2) Xu/Ea=(99 + 88) X0.4/35.94 = 2.081.3滿足條件4、擋土墻的排水設(shè)計擋土墻應(yīng)設(shè)置池水孔，其間距宜取2-3m，外斜坡度宜為5%,孔眼尺寸不宜小于100mm。林宗元.巖石土層治理手冊M.沈陽:遼寧科學技術(shù)出版社，1993馮國棟.土力學M.北京：水利

9、電力出版社，1988.張力霆.土力學與地基基礎(chǔ)樁基工程:M.,北京：高等教育出版社，20 xx楊進 良.土力學M.2版北京：中國水利電力出版社，20 xx.黃生根，張希浩，曹輝.地基處理與基坑支護工程M.北京：中國地質(zhì)大學出版社，1999.夏明耀，曾進倫.地下工程設(shè)計與計算手冊:M.北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1999擴展閱讀：土力學與地基基礎(chǔ)實習報告湖南交通工程職業(yè)技術(shù)學院班級：鐵工0908學號：20 xx00001497姓名：朱亞指導老師：王年生時間：20 xx年12月26-20 xx年12月31目錄第一章：概述1、橋墩基礎(chǔ)設(shè)計已知資料2、設(shè)計資料3、橋墩上部結(jié)構(gòu)設(shè)計標準圖第二章：天然地基

10、淺基礎(chǔ)設(shè)計1、復核各土層的物理學指標2、初步確定基礎(chǔ)埋深及各部尺寸3、確定持力層及軟弱下臥層的容許承載力4、基礎(chǔ)自重的計算5、基礎(chǔ)臺階土重的計算（按計浮力與不計浮力兩種情況）6、根據(jù)規(guī)范要 求進行最不利荷載組合7、地基強度及偏心計算（按計浮力與不計浮力兩種情況）8、基礎(chǔ)穩(wěn)定性檢算 第三章：地基沉降計算1、各分層自重應(yīng)力及平均自重應(yīng)力計算2、附加應(yīng)力及平均附加應(yīng)力計算3、 地基總沉降量計算檢算土的物理指標第一層土的篩分實驗分析表篩孔直徑(mm)分計篩余量(g)分計篩余百分率(%)累計篩余百分率(%)1、根 據(jù)表1計算結(jié)果查表1-12知，該土屬于中砂2、確定土的密實程度：相對密實度：Dr=emax

11、-e/emax-emin=0.71-0.66/0.71-0.51=0.25 查表 1-5 知， 該土屬于稍松狀態(tài)3、確定土的狀態(tài)及名稱：塑性指數(shù)：IP=WL-WP=32.3-18.1=14.2查表1-8可知，該土屬于砂黏土液性指數(shù)：IL=W-WP/IP=24.6-18.1/14.2=0.46查表1-9可知，此砂黏土處于 硬塑狀態(tài)4、確定土層的基本承載力：由e=0.66,IL=0.46 ；查表6-5知，基本承載力o0=318kPa0214562891000212417271101010 2 0.521852150.5 0.251540.25 0.1246100第二層土的計算與分析1、確定土的狀態(tài)

12、及名稱：塑性指數(shù)：IP=WL-WP=35-15=20查表1-8可知，該 土為黏土液性指數(shù)：IL=W-WP/IP=30-15/20=0.75查表1-9可知，此黏土處于軟塑狀態(tài)2、 確定土層的基本承載力：由e=0.88, IL=0.75 ；查表6-6可知，基本承載力o0=175kPa二、設(shè)計計算、初步擬定基礎(chǔ)埋置深度和尺寸本橋址河流的沖刷總深度為91.2-90.3=0.9m，根據(jù)最小埋深的有關(guān)規(guī)定，基底 必須埋置在最大可能沖刷線以下的深度為2.0+0.9X10%=2.09m,取2.3m,初步擬 定為兩層，形狀為矩形，基底標高為88.00m，詳細尺寸見尺寸長度寬度高度襟 邊寬體積層數(shù)上層下層合計(m

13、)(m)(m)(m)0.50.81.3(m)自重(kN)水浮力(kN) 157.6312.54.793.291.06.394.891.011.188.182.015.76362.4831.25718.7547.011081.23470.1、基礎(chǔ)本身強度檢算基礎(chǔ)正交方向的坡線與直線所成的夾角a值，見表夾角a層數(shù)上層下層arctg0.5=26arctg0.8=38arctg0.5=26arctg0.8=384545 橫向夾角a縱向夾角aamax上下層夾角均不大于剛性角amax值，故基礎(chǔ)強度合格。、確定持力層及軟弱下臥層頂面容許承載力1、持力層為黏性土 ：基本承載力o0=318kPa容許承載力o=o

14、0+k1Y1(b-2)+k2y2(h-3)因為 h=333.55kPa考慮主力加附加應(yīng)力?？商岣?0%。主+附=1.2X333.55=400. 26kPa、持力層及軟臥下層頂面強度檢算(按計浮力計算)1、作用于基礎(chǔ)底面下臥層的荷載計算(1)、基礎(chǔ)自重N1=47.01X23=1081. 23kN(2)、基礎(chǔ)襟邊上覆土重墩身各部分面積計算基頂處墩身截面面積:d=2.29A1=1.5X2.29+n/4X2.29=7.55局部沖刷線墩身截面面積：d=(2.29/2-0.3/51)X2=2.28A2=1.5X2.28+n/4X2.28=7.50一般沖刷線墩身截面面積:d=(2.29/2-0.8/51)X

15、2=2.26A3=1.5X2.26+n/4X2.26=7.40 低水位沖刷線墩身截面面積：d=(2.29/2-1.9/51)X2=2.22A4=1.5X2.22+n/4X2.22=7.20 常水位沖刷線墩身截面面 積：d=(2.29/2-3.2/51)X2=2.16A5=1.5X2.16+n/4X2.16=6.90設(shè)計頻率水位處墩身截面面積：d=(2.29/2-4.2/51)X2=2.13A6=1.5X2.13+n/4X2.13=6.76 墩身各部分 體積計算基頂至局部沖刷線處墩身體積V1=h1/3(A1+A2+A1A2)=0.3/3(7.55+7.50+7.55X7.5)=3.57m 基頂至

16、一般沖刷 線處墩身體積V2=h2/3(A1+A3+A1A3)=0.8/3(7.55+7.40+7.55X7.0)=5.98m 基頂至低水位沖 刷線處墩身體積V3=h3/3(A1+A4+A1A4)=1.9/3(7.55+7.20+7.55X7.20)=14.01m 基頂至常水位 沖刷線處墩身體積V4=h4/3(A1+A5+A1A5)=3.2/3(7.55+6.90+7.55X6.90)=23.11m 基頂至設(shè)計頻 率水位處墩身體積0.V5=h5/3(A1+A6+A1A6)=4.2/3(7.55+6.76+7.55X6.76)=30.04m 考慮設(shè)計頻 率水位時，基礎(chǔ)襟邊上覆土重，自局部沖刷線算至

17、基頂N2=(6.39X4.89X 1.8-5.98-31.25)X20.3=386kNN2=(6.39X4.89X1.8-5.98-3 1.25)X 10.3=195.85kN考慮設(shè)常水位時，基礎(chǔ)襟邊上覆土重，自局部沖刷線算 至基頂N3=(6.39X4.89X 1.3-2.26-31.25)X20.3=144.36kNN3=(6.39X4.89X 1.3-2.2 6-31.25)X 10.3=73.25kN、水浮力計算由于基底于透水層中，故浸水部分的墩身及基礎(chǔ)均受浮力考慮設(shè)計頻率水位 時，墩身及基礎(chǔ)的體積:V6=30.04+47.01=77.05m水的浮力:N4=77.05X 10=770.5

18、kN考慮常水位時，墩身及基礎(chǔ)的體 積：V7=23.11+47.01=70.12m水的浮力：N5=70.12X 10=701.2kN2、按設(shè)計資料所給的荷載表，將荷載移至基礎(chǔ)底面。即增加基底水平力對基底產(chǎn)生的附加彎矩，也增加基礎(chǔ)自重及基頂土重，得到基底所受的荷載，見表作用于基礎(chǔ)底面的荷載計浮力：一孔輕載一孔重載雙孔重載恒載荷載ENEMEHENEMEHENEMEHEN種類(KN)(KNm)(KN)(KN)(KNm)(KN)(KN)(KNm)(KN)(KN)基頂5109343427254623557272611431192724024 荷載基礎(chǔ)1081.231081.231081.231081.23

19、 自重臺 N195.85195.85195.85195.85 階 2受N 土 3重N浮4N力5水平附加彎矩基底荷載5650.53978827286795.4410127237563.2366327234561.654454454473.2573.2573.2573.25-543.6-543.6-543.6-543.6-612.9-612.9-612.9-612.9不計浮力：一孔輕載一孔重載雙孔重載恒載荷載ENEMEHENEMEHENEMEHEN種類(KN)(KNm)(KN)(KN)(KNm)(KN)(KN)(KNm)(KN)(KN)基頂51093434272546235572726114311

20、92724024 荷載基礎(chǔ)1081.231081.231081.231081.23自重臺N368368368368階2受N 土 3重水平附加彎矩基底荷載6334.53978927236911.2410127237563.2366327235105.2544544544144.36144.36144.36144.363、持力層強度檢算三種荷載組合比較，以第三種荷載為最不利荷載組合 max=SN/A+SM/W=5650.58/31.25+3978/25.47=337kPaomin=SN/A-SM/W=5650.58/31.25-3978/25.47=24.64kPaomax=337kPa1.5 合

21、格三、地基沉降量檢算1、計算各分層上土的自重應(yīng)力及平均自重應(yīng)力已知：a=6.39mb=4.8m基礎(chǔ)埋深2.8m恒載SN=4024kN分層厚度的規(guī)定，分層 厚度取2m2、從一般沖刷線起計算各底面處的自重應(yīng)力及各分層的平均自重應(yīng)力列于表：自重應(yīng)力計算(不透水)平均自分層點編號土的容重Y 土層厚Yihi(kPa)i(kN/m)度hi(m)(kPa)(kPa) 自重應(yīng)力重應(yīng)力一般沖刷線基底0ABCD20.320.320.320.319.22.8220.8256.8440.640.616.2438.480.84121.44162.04178.28216.6852.24101.14141.75170.16

22、197.4824 自重應(yīng)力計算(透水)平均自分層點編號土的容重Y 土層厚Yihi(kPa)i(kN/m)度hi(m)(kPa)(kPa) 自重應(yīng)力重應(yīng)力一般沖刷線基底0ABCD3、計算基底底面處的附加應(yīng)力：基底應(yīng)力：。二N/ab=4757.48/6.39X4.89=152.24kPa基底附加應(yīng)力：ozo=o-yh=112.02-20.3X2.8=95.4kPa(不透水)ozo=o-yh=112.02-10.3X2.8=123.4kPa(透水)4、計算各分層面處的附加應(yīng)力及各分層的平均附加應(yīng)力見表附加應(yīng)力計算(不透水)分層點編號基底02.8220.8228.420.620.68.2438.4028.449.4470.0478.28216.6839.1459.747