2012基础工程习题第二章作业解答

普通高等教育十二五国家规划教材，清华大学土木工程系列教材，普通高等教育土建学科十二五规范教材 基础工程 周景星 李广信 虞石民 王洪瑾 编著 清华大学出版社 习题解答

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已知b=2.5,d=0.8/2.4,按规范公式计算fa. 地质情况如下表 土层 杂填 厚度 地质资料 0.8 ρ=1.8 ρ=1.89ω=22ωp=16ωL=28φk=24 ck=20kPa ρ=1.89φk=30 ck=0kPa,中密N=15 土层顶面为地下水位分界线 fa 粘性土 1.6 细沙 中砂

【解】

2.0 Mb=0.80Md=3.87Mc=6.45 Mb=1.90Md=5.59Mc=7.95 1) 埋深为0.8米时候

fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.80*18.9*2.5+3.97*18*0.8+20*6.45=224kPa

2）埋深为2.4米时候：

fa?Mb?b?Md?md?Mcck?1.90*19.4*2.5+5.59*（18*0.8+18.9*1.6）=342kPa

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已知Fk=188kN/m， d=1.0m，b=1.2m，检验软弱下卧层承载力 地质情况如下表 土层 厚度 杂填 粉土 淤泥质土 【解】 0.8 2.0 2.0 地质资料 γ=17.7 γsat=19.4 fak=180kPa, Es1=15MPa d<0.005mm 占12% γsat=16.5 fak=90kPa, Es2=5MPa 粉土承载力修正系数，为0、1.5

fa?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)=180+1.5*（17.7*0.8+9.4*0.2）*（1-0.5）=192kPa

pk?Fk?GkA=188/1.2+20*1.0-10*0.2=157+20-2=175kPa（比fa只打了3.6%<5%，可以）

p0=197-（17.7*0.8+9.4*0.2）=175-16=159kPa Es1/Es2=15/5=3，z/b=1.8/1.2>0.5，扩散角为23度

?z?b(pk??cd)b?2ztan?=1.2*159/（1.2+2*1.8tan23）=70kPa

σc=17.7*0.8+9.4*2=33kPa

平均重度为33/2.8=11.8

淤泥质土地基承载力修正系数为0，1

fa?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)=90+1*11.8*（2.8-0.5）=117kPa>70+33=103kPa

软弱下卧层地基承载力满足要求

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已知b*c=0.6*0.6 ，Fk=1000kN，Hk=60kN，Mk=180kNm , Pk=80kN，e=0.45m， 标准冻深z0=1.6m，设计刚性基础 【解】

已知地质资料如下：

地下水上，γ=19.2

地下水下：γsat=20.0，φk=200，ck=12kPa，Gs=2.70，粉质粘土， ω=26%，ωp=18%，ωL=30%

1) 基础类型：素混凝土基础C15 2) 基础埋置深度确定： 冻胀影响因素的考虑：

土为粘性土ψzs=1.00

地下水位距离冻胀线的距离为0.4米，ωp+9 >ω=26%>ωp+5，冻胀等级为Ⅳ，为强冻胀, 冻胀性影响系数：ψzw=0.85 镇内，环境影响系数：ψze=1.00 Zd=1.6*1*0.85*1=1.36

最小埋深dmin=1.36-hMax=1.36-.36=1.0 实际取埋深d=1.2m，满足冻胀的要求

3) 地基承载力特征值：

按照规范预计地基承载力特征值，初步按照b=2m估计 由φk=200，得到Mb=0.51，Mc=5.66，Md=3.06

fa?Mb?b?Md?md?Mcck?0.51*19.2*2+3.06*17.7*1.2+5.66*12=18.1+65+67.9=158kPa

4) 基础底面面积选择： 铅垂荷载：Fk+Pk=1080kN

弯矩Mk=180+60*1.2+80*0.45=288kNm 基础地面面积A?(1.1?1.4)Fkfa??Gd??whw=（1.1-1.4）*1080/(158-20*1.2)=8.87-11.26

方形柱，基础单向偏心，拟采用L=1.5b 按照上面数字，估计b=2.5-2.8 取b*L=2.6*4.0，A=10.4

实际承载力=158+.51*19.2*.6=164kPa 5) 承载力验算 e?MkFk?Gk133010.4?2881080?20*1.2*10.4?0.217?4/6?0.7,小偏心

pkmax?(1?6*0.217/4.0)?170kPa?1.2fa?1.2*164?197kPa承载力满足要求

6）基础高度方形尺寸确定：

（4-0.6）/2=1.7，长边方形需要基础高度1.7米，短边每边增加量为：（2.6-0.6）/2=1.0

所以考虑设置4个台阶，其中三个台阶为400，最下面台阶为500高，长边方形缩进分别为500,3*400；短边方形收进分别,2*300，2*200

说明：基础埋深增加，地基承载力增加幅度大过荷载幅度，故承载力得到保证，不重新验算

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【解】基础采用钢筋混凝土独立基础，基础埋深不变，采用1.2米，基础底面尺寸不变2.6*4.0 混凝土采用C20，ft=1.1kN/mm2=1100kN/m2， 前面步骤同上面，但是从第七步开始不同 7）基础设计 ? 荷载组合：

F=1080*1.35=1458kN，M=288*1.35=389kNm ? 基底净压力计算

e?MF?3891458?0.267?4.0/6，小偏心1.40*1400.60*140?196kPa84kPapjmax?jmin145810.4

(1?6*0.267/4.0)??

基础抗冲切检算

初步选择基础高度h=600，h0=550mm

b?2600?bc?2h0?600?1100?1700

A1?(l2?ac2?h0)b?(b2?bc2?h0)?（2?0.3?.55）*2.6?(1.3?0.3?0.55)?2.787522A2?(bc?h0)h0?(0.6?.55)*.55?0.6325冲切力为=pjmax*A1=196*2.2785=447kN

抗冲切能力为=0.7*1100*0.6325=487kN，满足要求

? 柱边弯矩计算

M1??148148[(pjmax?pj1)(2b?bc)?(pjmax?pj1)b](l?ac)2[(196?148)(2*2.6?.6)?(196?148)*2.6]*(4?0.6)?511kNm

l?ac2l(pjmax?pjmin)?84?4?0.6（196?84）?148kN822pj1?pjmin?M ?

2?124pj(b?bc)(2l?ac)?2124*140*(2.6?0.6)(4?0.6)?107.3kNm配筋省略