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文檔簡介
1、地基基礎部分習題地基基礎部分習題 一、選擇題一、選擇題 1 以下哪些基礎形式屬淺基礎(以下哪些基礎形式屬淺基礎( ) a 沉井基礎沉井基礎 b 擴展基礎擴展基礎 c 地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻 d 地下條形基礎地下條形基礎 e 箱形基礎箱形基礎 答案:答案:bde 2 下列鋼筋混凝土基礎中,抗彎剛度最大的基礎形式是(下列鋼筋混凝土基礎中,抗彎剛度最大的基礎形式是( ) a 柱下條形基礎柱下條形基礎 b 十字交叉基礎十字交叉基礎 c 箱形基礎箱形基礎 d 筏板基礎筏板基礎 答案:答案:c 3 在某粘土地基上快速施工,采用理論公式確定地基承載力值時,抗剪強度指標在某粘土地基上快速施工,采用理論公式確定地
2、基承載力值時,抗剪強度指標 ck和和k 應采用下列哪種試驗方法的試驗指標(應采用下列哪種試驗方法的試驗指標( ) a 固結(jié)排水固結(jié)排水 b 不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水 c 固結(jié)不排水固結(jié)不排水 d 固結(jié)快剪固結(jié)快剪 答案:答案:b 4 對砌體承重結(jié)構,其地基變形驗算應以哪種變形特征做控制(對砌體承重結(jié)構,其地基變形驗算應以哪種變形特征做控制( ) a沉降量沉降量 b局部傾斜局部傾斜 c相對彎曲相對彎曲 d傾斜傾斜 答案:答案:b 解:對砌體承重結(jié)構,房屋的損壞主要是由于墻體撓曲引起的局部開裂,應由局部解:對砌體承重結(jié)構,房屋的損壞主要是由于墻體撓曲引起的局部開裂,應由局部 傾斜做為變形控制。傾斜
3、做為變形控制。 5 對高層建筑物,其地基變形驗算應以哪種變形特征做控制(對高層建筑物,其地基變形驗算應以哪種變形特征做控制( ) a沉降量沉降量 b局部傾斜局部傾斜 c沉降差沉降差 d傾斜傾斜 答案:答案:d 6 地基土載荷板試驗可以得到的土參數(shù)是(地基土載荷板試驗可以得到的土參數(shù)是( ) a 承載力特征值承載力特征值 b地基沉降量地基沉降量 c變形模量變形模量 d壓縮模量壓縮模量 e彈性模量彈性模量 答案:答案:ac 7 由彈性理論可得到土的變形模量由彈性理論可得到土的變形模量 e0 與壓縮模量與壓縮模量 es 的關系為的關系為 e0=eses,其中,其中 為(為( ) a a1 1 b b
4、11 c c22 d d0101 答案:答案:d d 8 8 用分層總和法計算地基變形時,土的變形指標是采用()用分層總和法計算地基變形時,土的變形指標是采用() a a彈性模量彈性模量 b b壓縮模量壓縮模量 c.c. 變形模量變形模量 d.d.旁壓模量旁壓模量 答案:答案:b b 9 在地基持力層承載力驗算中,基礎底面深處的荷載取下列哪個值進行計算(在地基持力層承載力驗算中,基礎底面深處的荷載取下列哪個值進行計算( ) a.基底壓力基底壓力 p b.基底深度處的土自重應力基底深度處的土自重應力 c c. a+b d. a-b 答案:答案:a 1010 按規(guī)范方法計算的建筑物沉降是()按規(guī)范
5、方法計算的建筑物沉降是() a a基礎的平均沉降基礎的平均沉降 b b剛性基礎的平均沉降剛性基礎的平均沉降 c c實際基礎的中點沉降實際基礎的中點沉降 d d不考慮基礎剛度的中點沉降不考慮基礎剛度的中點沉降 答案:答案:d d 1111 甲,乙兩基礎,底面積,基底壓力和壓縮層內(nèi)土質(zhì)都相同,甲基礎埋置深度大于乙基甲,乙兩基礎,底面積,基底壓力和壓縮層內(nèi)土質(zhì)都相同,甲基礎埋置深度大于乙基 礎,則兩者的沉降是()礎,則兩者的沉降是() a a甲基礎沉降大甲基礎沉降大 b b乙基礎沉降大乙基礎沉降大 c c兩者沉降相等兩者沉降相等 d d無法確定無法確定 答案:答案: b b 解:基礎沉降決定于土的壓
6、縮性和土中的附加應力。乙基礎埋置深度小,基底處自解:基礎沉降決定于土的壓縮性和土中的附加應力。乙基礎埋置深度小,基底處自 重應力小,則基底附加壓力大,其產(chǎn)生的附加應力就大,故其沉降大。重應力小,則基底附加壓力大,其產(chǎn)生的附加應力就大,故其沉降大。 1212 甲,乙兩基礎,埋置深度,基底壓力和壓縮層內(nèi)土質(zhì)都相同,甲基礎底面積大于乙甲,乙兩基礎,埋置深度,基底壓力和壓縮層內(nèi)土質(zhì)都相同,甲基礎底面積大于乙 基礎,則兩者的沉降是(基礎,則兩者的沉降是( )。)。 a a甲基礎沉降大甲基礎沉降大 b b乙基礎沉降大乙基礎沉降大 c c兩者沉降相等兩者沉降相等 d d無法確定無法確定 答案:答案:a 解:
7、基礎沉降決定于土的壓縮性和土中附加應力。甲基礎底面積大,則附加應力系解:基礎沉降決定于土的壓縮性和土中附加應力。甲基礎底面積大,則附加應力系 數(shù)大,即其產(chǎn)生的附加應力大,故其沉降大。數(shù)大,即其產(chǎn)生的附加應力大,故其沉降大。 13 地下水位下降時,建筑物的沉降可能會(地下水位下降時,建筑物的沉降可能會( )。)。 a增大增大 b.減小減小 c.一定不變一定不變 d.有時增大有時減小有時增大有時減小 答案:答案:a 解:地下水位下降時,土的自重應力會增加,從而使建筑物產(chǎn)生附加沉降。解:地下水位下降時,土的自重應力會增加,從而使建筑物產(chǎn)生附加沉降。 1414 樁產(chǎn)生負摩阻力時,下列說法中正確的時()
8、樁產(chǎn)生負摩阻力時,下列說法中正確的時() a a樁距越大,下拉荷載可能越大樁距越大,下拉荷載可能越大 b b樁身軸力、樁身沉降沿深度逐步衰減樁身軸力、樁身沉降沿深度逐步衰減 c c單樁極限承載力由樁周土總側(cè)阻力和樁端阻力所組成單樁極限承載力由樁周土總側(cè)阻力和樁端阻力所組成 d d采用涂層法措施后,可使樁身負摩阻力、沉降減小,但中性點深度變大采用涂層法措施后,可使樁身負摩阻力、沉降減小,但中性點深度變大 答案:答案:adad 本例中容易出現(xiàn)的錯誤:本例中容易出現(xiàn)的錯誤: 不熟悉樁產(chǎn)生負摩阻力時受力變形特征,及影響負摩阻力大小的因素。不熟悉樁產(chǎn)生負摩阻力時受力變形特征,及影響負摩阻力大小的因素。
9、樁距越大,群樁效應系數(shù)越大;樁距越大,群樁效應系數(shù)越大; 樁身軸力在中性點處最大;樁身軸力在中性點處最大; 單樁極限承載力由中性點下樁周土總側(cè)阻力和樁端阻力所組成;單樁極限承載力由中性點下樁周土總側(cè)阻力和樁端阻力所組成; 樁身沉降減小,中性點深度加大。樁身沉降減小,中性點深度加大。 1515 樁產(chǎn)生負摩阻力時,關于中性點深度以下說法正確的是()中性點深度越大。樁產(chǎn)生負摩阻力時,關于中性點深度以下說法正確的是()中性點深度越大。 a a持力層越硬,樁的截面剛度越大持力層越硬,樁的截面剛度越大 b b持力層越硬,樁的截面剛度越小持力層越硬,樁的截面剛度越小 c c持力層越軟,樁的截面剛度越大持力層
10、越軟,樁的截面剛度越大 d d持力層越軟,樁的截面剛度越小持力層越軟,樁的截面剛度越小 答案:答案:a a 本例中容易出現(xiàn)的錯誤:本例中容易出現(xiàn)的錯誤: 不了解中心點位置與樁周土沉降沿深度方向分布特性的關系。樁身沉降越小,中性不了解中心點位置與樁周土沉降沿深度方向分布特性的關系。樁身沉降越小,中性 點深度越大。點深度越大。 二、計算題二、計算題 1某建筑物的箱形基礎寬某建筑物的箱形基礎寬 8.5m,長,長 20m,埋深,埋深 4m,土層情況見下表所示,由荷載,土層情況見下表所示,由荷載 試驗確定的粘土持力層承載力特征值試驗確定的粘土持力層承載力特征值 fak=189kpa,已知地下水位線位于地
11、表下,已知地下水位線位于地表下 2m 處。求該粘土持力層深寬修正后的承載力特征值處。求該粘土持力層深寬修正后的承載力特征值 fa 地基土土層分布情況地基土土層分布情況 層次層次土類土類層底埋深(層底埋深(m)土工試驗結(jié)果土工試驗結(jié)果 1填土填土1.80 =17.8kn/m3 2.002粘土粘土 7.80 0=32.0% l=37.5% p=17.3% ds=2.72 水位以上水位以上 18.9kn/m3 水位以下水位以下 19.2kn/m3 解:(解:(1)先確定計算參數(shù))先確定計算參數(shù) 因箱基寬度因箱基寬度 b=8.5m6.0m,故按,故按 6m 考慮;箱基埋深考慮;箱基埋深 d=4m。 由
12、于持力層為粘性土,根據(jù)由于持力層為粘性土,根據(jù)建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范 (gb 500072002)表)表 5.2.4,確,確 定修正系數(shù)定修正系數(shù) b,d的指標為孔隙比的指標為孔隙比 e 和液性指數(shù)和液性指數(shù) il,它們可以根據(jù)土層條件分別求得:,它們可以根據(jù)土層條件分別求得: 83 . 0 0 . 1 2 . 19 8 . 9)32 . 0 1 (72 . 2 1 )1 ( 0 ws d e 73. 0 3 . 175 .37 3 . 170 .32 pl p l i 由于由于 il=0.730.85,e=0.831.2274.1kpa 5.2 2.65.2 fge pf
13、l bb ,不滿,不滿 足要求足要求 (4)(4)調(diào)整尺寸調(diào)整尺寸 取取 2.7m,5.4mlb 180022020 2.7 5.4 1.82545knfg ,彎矩,彎矩m不變不變 1302 0.512m 2545 m e fg kk kmaxa 625456 0.512 (1)(1)274kpa1.2274.1kpa 5.4 2.75.4 fge pf l bb ,滿足,滿足 要求要求 3在某柱基礎,作用在設計地面處的柱荷載設計值,基礎尺寸,埋深及地基條件如圖所在某柱基礎,作用在設計地面處的柱荷載設計值,基礎尺寸,埋深及地基條件如圖所 示,驗算持力層承載力。示,驗算持力層承載力。 填土 3.
14、5 0.801.50 =19kn/m 地基剖面(尺寸單位:m) 淤泥質(zhì)粘土 3.0mx3.5m m q=67kn m=105kn f=105kn =19kn/m e=0.80 il=0.74 fak=230kpa es1=5.6mpa 粉質(zhì)粘土 g 1.86mpa 解:(解:(1)地基承載力特征值計算:)地基承載力特征值計算: 因因 b=3m,d=2.3m,e=0.800.85,il=0.740.5,查表,查表 1-4-1 得得 23o。則附加應力。則附加應力 z為:為: kpapp z 8 . 106)8 . 0195 . 116(146 0 kpa zlzb lbp z 03.29 47
15、. 6 97 . 5 5 . 338 .106 )23tan5 . 325 . 3)(23tan5 . 323( 5 . 33 8 . 106 )tan2)(tan2( 00 0 作用在軟弱下臥層頂面處的總應力為:作用在軟弱下臥層頂面處的總應力為: )(14973.99 7 . 7003.29滿足kpafkpa azczz 軟弱下臥層地基承載力滿足要求。軟弱下臥層地基承載力滿足要求。 本算例中容易出現(xiàn)的錯誤:本算例中容易出現(xiàn)的錯誤: (1)下臥層頂面以上土的平均容重)下臥層頂面以上土的平均容重 0計算錯誤,如采用基底以上土的平均容重計計算錯誤,如采用基底以上土的平均容重計 算;算; (2)軟弱
16、下臥層地基承載力特征值計算時計算了寬度修正;)軟弱下臥層地基承載力特征值計算時計算了寬度修正; (3)基礎底面到軟弱下臥層頂面的距離)基礎底面到軟弱下臥層頂面的距離 z 采用了地表面到軟弱下臥層頂面的距離;采用了地表面到軟弱下臥層頂面的距離; (4)對條形基礎仍考慮了長度方向的應力擴散。)對條形基礎仍考慮了長度方向的應力擴散。 5已知廠房基礎上的荷載如圖所示,持力層及基底以上地基土為粉質(zhì)粘土,已知廠房基礎上的荷載如圖所示,持力層及基底以上地基土為粉質(zhì)粘土, 19kn/m3,地基承載力,地基承載力 fak=230kpa,設計矩形基礎底面尺寸,設計矩形基礎底面尺寸 ak 3 m q=180kn m
17、=950kn f=1800kn p=220kn 0.62 粉質(zhì)粘土 1.80 =19kn/m e=0.73 =0.75 f =230kpa 解:(解:(1)按軸心荷載初步確定基礎底面積:)按軸心荷載初步確定基礎底面積: 2 0 4 . 10 8 . 120230 2201800 m df f a gak 考慮偏心荷載的影響,將考慮偏心荷載的影響,將 a0增大增大 30,即:,即: a1.3a01.310.413.5m2 設長寬比設長寬比 n=l/b=2,則,則 2 2bbla ,從而進一步有:,從而進一步有: m n a b6 . 2 2 5 . 13 l=2b=2l=2b=22.6=5.2m
18、 (2)計算基底最大壓力計算基底最大壓力 pmax: 基礎及回填土重基礎及回填土重 knadg g 4878 . 12 . 56 . 220 基底處豎向力合力基底處豎向力合力 knf25074872201800 基地處總力矩基地處總力矩 mknm1302)6 . 08 . 1 (18062 . 0 220950 偏心矩偏心矩 m b m f m e87 . 0 6 25 . 0 2507 1302 所以,偏心力作用點在基礎截面內(nèi)。所以,偏心力作用點在基礎截面內(nèi)。 基底最大壓力:基底最大壓力: kpa b e lb f p 7 . 296) 2 . 5 52 . 0 6 1 ( 6 . 22 .
19、 5 2507 ) 6 1 ( max (2 2)地基承載力特征值及地基承載力驗算:地基承載力特征值及地基承載力驗算: 根據(jù)根據(jù) e=0.73e=0.73,i il l=0.75,=0.75,查查建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范(gbgb 5007-20025007-2002)表)表 5.2.45.2.4,得,得 b 0.3d1.6。由此可得:。由此可得: kpa dbff bbaka 5 . 269)5 . 08 . 1 (196 . 10230 )5 . 0()3( 0 )( 4 . 323 5 . 2692 . 12 . 1 7 . 296 max 滿足kpafkpap a )(
20、5 .269 4 . 185 6 . 22 . 5 2507 滿足kpafkpa lb f p a 所以,基礎采用所以,基礎采用 5.2m2.6m 底面尺寸是合適的。底面尺寸是合適的。 本算例中容易出現(xiàn)的錯誤:本算例中容易出現(xiàn)的錯誤: (1)荷載合力計算遺漏;)荷載合力計算遺漏; (2)只按軸心荷載或僅根據(jù))只按軸心荷載或僅根據(jù) fak 確定基底尺寸;確定基底尺寸; (3)計算基底最大壓力時未根據(jù)力矩作用方向計算截面抵抗矩;)計算基底最大壓力時未根據(jù)力矩作用方向計算截面抵抗矩; (4)寬度計算結(jié)果)寬度計算結(jié)果 b tl f a hf 故基礎高度選為故基礎高度選為 h=500mm 滿足要求。滿
21、足要求。 (4)內(nèi)力計算及配筋在柱)內(nèi)力計算及配筋在柱 設計控制截面邊處,其設計控制截面邊處,其 i 3.00.4 1.3m 2 a i iminmaxmin 3.0 1.3 ()80.3(146.9480.3)118.1kpa 1.3 jjjj ba pppp b 2 i1jmaxijmaxi 2 1 (2)()() 12 1 1.3(2 2.20.4) (146.94 118.1)(146.94 118.1) 2.2 12 188.10knm malapppp l 2 iijmaxjmin 2 1 () (2)() 48 1 (2.20.4)(2 3.00.4) (146.9480.3)
22、48 98.2knm mlabbpp 62 i si y0 188.1 102163mm 0.90.9 460 210 m a f h 選用選用 1116210(面積為(面積為 2211mm2) 。 選用選用 1510200(面積為(面積為 1178mm2) 。 7擬建場地的地基條件如表所示,其中地下水位距地表擬建場地的地基條件如表所示,其中地下水位距地表 0.8m 。 擬建場地的地基條件擬建場地的地基條件 層序?qū)有蛲撩撩麑拥咨疃葘拥咨疃?z (m) 天然容重天然容重 (kn/m3) 粘聚力粘聚力 c (kpa) 內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角 () (1)填土填土0.8 17.5 (2)粉土粉土5.01
23、8.8624 (3)淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土10.517.21010 (1)擬選條形基礎底寬擬選條形基礎底寬 2.0m,埋深,埋深 2.0m。按。按建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范 (gb 50007-2002)確定的基礎持力層地基承載力特征值)確定的基礎持力層地基承載力特征值 fa 最接近下列哪個數(shù)值最接近下列哪個數(shù)值 ( ) a.165kpa b.218kpa c.323kpa d.105kpa (2)經(jīng)分析決定采用獨立基礎,埋深仍為)經(jīng)分析決定采用獨立基礎,埋深仍為 2.0m。載荷試驗測得的粉土的地基承載。載荷試驗測得的粉土的地基承載 力特征值為力特征值為 fak=226kpa。上部
24、荷重。上部荷重 n=1600knn=1600kn,m=knmm=knm,q=50knq=50kn。則初步選定柱下獨。則初步選定柱下獨 立基礎尺寸最接近的數(shù)值是(立基礎尺寸最接近的數(shù)值是( ) a3.8m4.2m b2.4m3.2m c3.6m3.2m d2.8m2.8m (3)已知按)已知按建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范 (gb 50007-2002)查得粉土層)查得粉土層 b 0.3,d1.6。試進行持力層承載力的驗算。試進行持力層承載力的驗算。 (4)若淤泥質(zhì)粘土層)若淤泥質(zhì)粘土層 fak=70kpa, b 0,d1.1,=23,=23,試驗算軟弱下臥層的承試驗算軟弱下臥層的承
25、載力。載力。 答案:(答案:(1)b(2)c(3)p=178.9 pmax=250.4 fa=256 (3 3)z z+cz cz=50.3+51=101.3,f =50.3+51=101.3,faz az=115.9kpa =115.9kpa 解:(解:(1 1)已知計算參數(shù)比)已知計算參數(shù)比 b=2.0m,b=2.0m,k k=24,c=24,ck k=6.0kpa,=6.0kpa,由持力層粉土的由持力層粉土的 k k=24=24查查 建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范 (gb 50007-2002)表)表 5.2.5 得:得: mb=1.90,md=5.59,mc=7.95。則有:
26、。則有: 62 i sii y0 98.2 101170mm 0.9)0.9 (460 16) 210 m a fhd ( kpa cmdmmf kcmdbba 4 .218 695 . 7 0 . 2 2 . 18 . 0 2 . 1)10 8 . 18(8 . 0 5 . 17 59 . 5 2)108 .18(9 . 1 先按軸心荷載初步確定基礎底面積:先按軸心荷載初步確定基礎底面積: 6 . 8 220226 1600 0 df n a gak 考慮偏心荷載的影響,將考慮偏心荷載的影響,將 a0增大增大 30,即得:,即得: 2 2 . 116 . 83 . 13 . 1 0 maa
27、答案中答案中 c 為為 3.63.2=11.5m 最接近面積最接近面積 a 值;值;a 為為 3.84.416m 較大;較大; b 為為 2.43.2=7.7 d 為為 3.02.8=8.4 均小于面積均小于面積 a0值。值。 故初步選答案故初步選答案 c。 (2)持力層承載力的驗算:持力層承載力的驗算: 滿足要求。 a a dbaka fp fp kpa dbff kpa l e lb f p kpa lb m p l f m e mknm kngnf 2 . 1 256 )5 . 02( 0 . 2 2 . 1)10 8 . 18(8 . 0 5 . 17 6 . 1)32 . 3()10
28、 8 . 18(3 . 0226 )5 . 0()3( 4 . 250) 6 . 3 24. 06 1 ( 2 . 36 . 3 8 . 2060 ) 6 1 ( 9 . 178 2 . 36 . 3 8 . 2060 6 . 06/24 . 0 8 . 2060 500 500250400 8 . 20600 . 22 . 36 . 3201600 max 0 max (3)軟弱下臥層的承載力驗算:軟弱下臥層的承載力驗算: 計算軟弱下臥層頂?shù)淖灾貞椋河嬎丬浫跸屡P層頂?shù)淖灾貞椋?kpa cz 512 . 4)10 8 . 18(8 . 0 5 . 17 計算軟弱下臥層頂?shù)母郊討Γ河嬎?/p>
29、軟弱下臥層頂?shù)母郊討Γ?kpapp 3 . 154)2 . 18 . 88 . 0 5 . 17(9 .178 0 kpa zlzb blp z 7 . 50 )23tan326 . 3)(23tan322 . 3( 6 . 32 . 3 3 . 154 )tan2)(tan2( 0 軟弱下臥層頂?shù)目倯椋很浫跸屡P層頂?shù)目倯椋?kpa czz 3 . 101513 .50 修正后的軟弱下臥層承載力特征值為:修正后的軟弱下臥層承載力特征值為: kpa dff dakaz 9 . 115 )5 . 05( 0 . 5 2 . 4)10 8 . 18(8 . 0 5 . 17 1 . 170
30、 )5 . 0( 0 azczz f 滿足要求。滿足要求。 8某承重磚墻混凝土基礎的埋深為某承重磚墻混凝土基礎的埋深為 1.5m 上部結(jié)構傳來的軸向壓力上部結(jié)構傳來的軸向壓力 f=200kn/m。 持力層為粉質(zhì)粘土,其天然容重持力層為粉質(zhì)粘土,其天然容重 =17.5kn/m3=17.5kn/m3,孔隙比,孔隙比 e e0.9430.943,液性指數(shù),液性指數(shù) il=0.76il=0.76, 地基承載力特征值地基承載力特征值 fak=150kpa,fak=150kpa,地下水位在基礎底面以下。擬設計基礎采用地下水位在基礎底面以下。擬設計基礎采用 c10c10 素混凝素混凝 土砌筑。土砌筑。 (1
31、 1)經(jīng)深寬修正后地基承載力特征值最接近下列哪個數(shù)值()經(jīng)深寬修正后地基承載力特征值最接近下列哪個數(shù)值() a.150kpa b.163kpa c.178kpa d.187kpa (2 2)按承載力要求初步確定基礎寬度)按承載力要求初步確定基礎寬度 bminbmin 最接近下列哪個數(shù)值(最接近下列哪個數(shù)值( ) a.1.15m b.1.35m c.1.65m d.1.85m (3 3)若承重磚墻大放腳底面寬度)若承重磚墻大放腳底面寬度 b0=840mmb0=840mm ,初步選定素混凝土基礎高度,初步選定素混凝土基礎高度 h=0.3mh=0.3m。 則按臺階的寬高比要求得到的基礎寬度則按臺階的
32、寬高比要求得到的基礎寬度 bmaxbmax 最接近下列哪個數(shù)值(最接近下列哪個數(shù)值( ) a.1.25m b.1.45m c.1.65m d.1.85m (4 4)若基底埋深為)若基底埋深為 1.5m1.5m , ,則選擇確定基礎寬度則選擇確定基礎寬度 b b 最接近下列哪個數(shù)值(最接近下列哪個數(shù)值( ) a.1.2m b.1.4m c.1.6m d.1.8m 答案答案: :(1 1)c c (2)b(2)b (3)b(3)b (4)b(4)b 解:(解:(1 1)先按基礎寬度)先按基礎寬度 b b 小于小于 3m3m 考慮,不作寬度修正。由于持力層土的孔隙比及考慮,不作寬度修正。由于持力層土
33、的孔隙比及 液性指數(shù)均小于液性指數(shù)均小于 0.850.85,查,查建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范 (gb 500072002)表)表 5.1.3 得得 d d=1.6=1.6 kpa dff daka 0 . 178 )5 . 05 . 1 ( 5 . 176 . 1150 )5 . 0( 0 (2 2)按承載力要求初步確定基礎寬度:)按承載力要求初步確定基礎寬度: m df f b ga 35 . 1 )5 . 120178( 200 min (3 3)按臺階的寬高比要求計算基礎的寬度:)按臺階的寬高比要求計算基礎的寬度: 查(查(gb 500072002)表)表 8.1.2,得基
34、礎臺階的允許寬高比,得基礎臺階的允許寬高比 tan=b2/h=1.0,于是得:,于是得: m hbb 44 . 1 0 . 13 . 0284 . 0 tan2 0max (4 4)取取 b bmin minbb bbmax max并按基底壓力計算值驗算。 并按基底壓力計算值驗算。 取取 b=1.4mb=1.4m,得:,得: ak fkpa a gf p 8 . 172 0 . 14 . 1 5 . 14 . 120200 本算例中容易出現(xiàn)錯誤的問題:本算例中容易出現(xiàn)錯誤的問題: (1 1)地基承載力確定錯誤;)地基承載力確定錯誤; (2 2)基礎寬度取了比計算值)基礎寬度取了比計算值 b b
35、max max大的值; 大的值; (3 3)未按基底壓力計算值驗算。)未按基底壓力計算值驗算。 9 9某打入式嵌巖沉管灌注樁,直徑某打入式嵌巖沉管灌注樁,直徑 d=600mmd=600mm,樁長,樁長 13.8m13.8m,樁側(cè)土層分布情況如下:,樁側(cè)土層分布情況如下: 0-1.6m0-1.6m 淤泥層,樁極限側(cè)阻力標準值淤泥層,樁極限側(cè)阻力標準值 q qsk sk 10kpa10kpa;1.6-8.4m1.6-8.4m 粘土層,粘土層,q qsk sk=55kpa =55kpa;8.4-8.4- 12.0m12.0m 粉土層,粉土層,q qsk sk=48kpa; =48kpa;以下為中等風
36、化軟質(zhì)巖層,巖石強度以下為中等風化軟質(zhì)巖層,巖石強度 f fcr cr 10mpa10mpa。樁身混凝土。樁身混凝土 強度等級強度等級 c30,fc30,fc c=15mpa=15mpa。 (1)(1)按建筑樁基規(guī)范,單樁承載力設計值為()按建筑樁基規(guī)范,單樁承載力設計值為() a.1910kn b.2026kn c.2068kn d.3393kn (2)(2)若持力層為硬質(zhì)巖層,巖石強度若持力層為硬質(zhì)巖層,巖石強度 f fcr cr=32mpa =32mpa,折減系數(shù),折減系數(shù) r r為為 0.400.40。按建筑地基。按建筑地基 基礎設計規(guī)范,單樁承載力極限值為(基礎設計規(guī)范,單樁承載力極
37、限值為( ) a.3393kn b.3619kn c.6786kn d.7635kn 答案:答案: (1 1)a a (2 2)c c 解(解(1 1)嵌巖樁的單樁極限承載力標準值可由)嵌巖樁的單樁極限承載力標準值可由 q quk uk+q +qrk rk+q +qpk pk計算。 計算。 其中,當樁的長徑比其中,當樁的長徑比 l/d30l/d500mm,考慮做成臺階形,為簡化施工,將基礎的立面形式設計 為兩級,每級厚 350mm(宜為 300500mm) 。另外,基礎的總高度為 0.7m,基礎頂面低 于地面 500mm,所以原定埋置深度適宜。由此繪出基礎的結(jié)構圖如下: 3535 150 12
38、0cm 185cm 3434 49 教材習題教材習題 2-10 有一柱下獨立基礎,柱的截面尺寸為400 600mmmm ,荷載效應的 標準組合下,傳至 0.00 標高(室內(nèi)地面)的豎向荷載 2400 k fkn , 210 k mkn m ,水 平力 180 k vkn (與m同方向) ,室外地面標高為-0.15m,試設計該基礎。 補充條件如下: 取基礎底面標高為-1.5m,底面尺寸為 2.5m3.5m,基礎的長邊和柱的長邊平行且與 彎矩的作用方向一致,材料用 c20 混凝土和 i 級鋼筋, ,墊層用 c10 混凝土,厚度 100mm。 要求:1)設計成鋼筋混凝土擴展基礎; 2)確定基礎的高度
39、和配筋(可以用簡化公式) ; 3)確定基礎各部分尺寸并繪制剖面草圖。 提示:將荷載的標準組合改為荷載的基本組合。 解:解:根據(jù)已知條件按前述步驟進行設計。 1)基礎材料選擇 c20 混凝土和 i 級鋼筋,立面形式初步定為階梯形; 2)只進行結(jié)構設計,基礎底面尺寸已知,所以第 2) 、3) 、4)步不必計算; 5)檢算基礎的抗沖切、抗剪和抗彎曲承載力并配置鋼筋: a. 抗沖切計算抗沖切計算 基礎下設置墊層,現(xiàn)假定基礎高度為 800mm,預估鋼筋直徑為 20mm,則基礎有效 高度為: 0 80040 10750mmh 從規(guī)范查得 c20 混凝土:ft=1.1mpa,i 級鋼筋:fy=210mpa。
40、算得基底凈反力為: jmax jmin 2 368.32400210 180 1.5 kpa 1180.2 3.5 2.5 2.5 3.5 6 y y m f p aw 基礎高度為 0.8m,短邊長度為 2.5m,柱截面的寬度為 0.4m,高度為 0.6m,所以按 公式(2-29)的說明,有: hptbt0 mtb 1.00.4m,21.9m ()/2(0.4 1.9)/21.15m aaaah aaa , 由于 l at+2h0,于是 2c 00 2 2 1 () () 22 3.50.61 2.5 (0.75) (2.50.4)0.75 22 1.66m l bb alhlah max 3
41、68.3 1.66611.4kn ljl fpa hptm0 0.70.7 1.0 1100 1.15 0.75664.1knf a h 兩者比較,知滿足公式(2-29)的要求且富余不多,故所選基礎的總高度合適。臺 階處的驗算從略。 b. 抗彎計算和配筋抗彎計算和配筋 對于階梯形基礎,控制截面在柱邊和階梯邊緣處,對柱邊 1 i 3.50.6 0.4m,0.6m,1.45m 2 3.5 1.45 180.3(368.3 180.2)290.5kpa 3.5 j aba p 沿長邊方向的彎矩 2 1maxmax 2 1 (2)()() 12 1 1.45 (2 2.50.4)(368.3290.5
42、)(368.3290.5)2.5 12 657.4kn-m ijjijji malappppl 沿短邊方向的彎矩 2 maxmin 2 1 () (2)() 48 1 (2.50.4) (2 3.50.6)(368.3 180.2) 48 383.0kn m jj mlabbpp 沿長邊方向配筋 62 i si 0 657.4 104638mm 0.90.9 750 210 y m a f h 沿短邊方向配筋 62 i sii 0 383.0 102776mm 0.9 ()0.9 (75020)210 y m a fhd 沿長邊方向選用 1520170mm,asi=4713mm2;沿短邊方向選
43、用 2014180mm,asi=3078mm2。 臺階處的驗算從略。注意鋼筋的數(shù)量和間距應與基礎的平面尺寸匹配。 6)決定基礎的細部尺寸并繪制結(jié)構圖 基礎的高度為 800mm,為節(jié)約材料,將其設計為階梯形,取每級的厚度為 400mm,由此繪出基礎的結(jié)構草圖如下(未繪出墊層): 525 1450 2500 1900800800 525 650 650 3500 650600 525 400 525 650600 400 400 1520170mm 2014180mm 章 3 章 習題習題解答解答 習題習題 3-1:圖示地基梁的橫截面為矩形,已知 b=1.0m,h=0.6m,e=2.0107kpa
44、,k=20mn/m3,荷載已示于圖中,求梁在 a、c 點處的彎 矩。 解:解:由題給條件,算得 33 3 1 0.6 0.018m 1212 bh i -1 44 7 1 20000 0.343m 44 2 100.018 bk ei 因為:l1=l2=0.34313=4.459,所以是無限長梁。 c 點處:x=6m,由公式(3-9): 0.343 6 (cossin)cos(0.343 6)sin(0.343 6)0.173 x x cexxe 0.343 6 coscos(0.343 6)0.0598 x x dexe 根據(jù)疊加法由公式(3-8c)和(3-10c)求得梁在 c 點處的彎矩:
45、 00 c 1200150 ( 0.173)( 0.0598) 424 0.3432 151.3( 4.485) 155.8kn m xx fm mcd 由對稱性,得梁在 a 點處的彎矩為 00 a 151.3( 4.485)146.8kn m 42 xx fm mcd 習題習題 3-2:推導公式(3-33)和(3-34) 。 解:解:由于是邊柱節(jié)點,故 x 方向的梁可認為是無限長梁,而 y 方向的梁可認為是半 無限長梁。將公式(3-8a)和(3-11a)代入公式(3-29) wix=wiy 得到: 00 2 2 iyy ixx xy xy f f ad kk (1) 1200 kn 150
46、kn-m 6m6m7m7m 因為: 11 xyxxyy xy sskb kkb k , 又由公式(3-9),有 0 0 (cos0sin0)1 x ae 0 0 cos01 y de 代入(1),得 2 11 2 iy ix xxyy f f s b ks b k (2) 化簡后將(3-28)式代入,得到 2()4 24 ixiixxx ixi xxyyxxyy fffs b ff s bs bs bs b 這就是(3-33)式,將其代入(3-28)式,得 4 44 yy xx iyiixiii xxyyxxyy s b s b ffffff s bs bs bs b 這就是(3-34)式,于
47、是得證。 習題習題 3-3:(教材習題教材習題 3-13) 十字交叉梁基礎,某中柱節(jié)點承受荷載 2000pkn ,一個方向基礎寬度 1.5 x bm , 抗彎剛度 4 750 x eimpa m ,另一個方向基礎寬度 1.2 y bm ,抗彎剛度 4 500 y eimpa m , 基床系數(shù) 3 4.5/kmn m ,試計算兩個方向分別承受的荷載 x p , y p 。 (要求:只進行初步 分配,不做調(diào)整。 ) 解:解:因為是中柱,故兩個方向均可視為無限長梁,由(3-30)算得特征長度為: 4 4 44 750000 4.59m 1.5 4500 x x x ei s b k 4 4 4 4
48、500000 4.39m 1.2 4500 y y y ei s b k 由(3-31),有 1.5 4.59 20001133kn 1.5 4.59 1.2 4.39 xx x xxyy b s pp b sb s 由(3-28)算得 2000 1133867kn yx ppp 章 4 章 樁樁基基礎礎 4-11 某工程樁基采用預制混凝土樁,樁截面尺寸為 350mm350mm,樁長 10m,各 土層分布情況如圖所示,試確定該基樁的豎向承載力標準值 uk q 和基樁的豎向承載力設計 值 r(不考慮承臺效應) 。 3m2m4m1m 中密中砂(很厚) 粉質(zhì)粘土 w=30.6% wl=35% wp=
49、18% 粉土 e=0.9 習題 4-11 圖 解:解:根據(jù)已知條件計算相關參數(shù),并由表 4-6 查得: 粉質(zhì)粘土: 30.6 18 0.74 35 18 p l lp ww i ww ,土層中點埋深 1.5m,故修正系數(shù)取 0.8, 于是得: s k 0.8 5040kpa i q ; 粉土:e=0.9,上部土層中點埋深為 4m, s k 0.8 4233.6kpa i q ; 下部土層中點埋深 7m, s k 1.0 4242kpa i q 中砂:中密,中點埋深 9.5m, s k 1.0 6565kpa i q 。 再由表 4-7 查得樁的極限端阻力標準值 qpk為: 中密中砂,h 10m
50、,查得 qpk 51006300 kpa,可取 qpk 5100 kpa。 故單樁豎向極限承載力標準值為: qukqskqpk u qsik li qpk ap 40.35(40333.62+424+651)51000.352 588.3624.8 1213.1kn 因不考慮承臺效應,可取c 0;題目未給出樁距和樁數(shù)等參數(shù),故取s p sp 1.0,由表 4-17 取 gs gp 1.65。由式(4-42)可求得基樁豎向承載力設計值為: r qsk/s qpk/p 588.3/1.65 624.8/1.65 =735.2 kn 4-13 某工程一群樁基礎中樁的布置及承臺尺寸如圖所示,其中樁采用
51、 d500mm 的 鋼筋混凝土預制樁,樁長 12m,承臺埋深 1.2m。土層分布第一層為 3m 厚的雜填土,第 二層為 4m 厚的可塑狀態(tài)粘土,其下為很厚的中密中砂層。上部結(jié)構傳至承臺的軸心荷 載設計值為 f5400kn,彎矩 m1200kn.m,試驗算該樁基礎是否滿足設計要求。 補充條件:柱為方柱,截面尺寸為 500mm500mm,承臺材料用 c30 砼,ii 級鋼筋。 1.25m1.25m0.5m m f 1.25m0.5m 0.5m 0.5m1.25m 習題 4-13 圖 解:解:c30 混凝土:ft1430kpa,fc14300kpa;ii 級鋼筋,fy310n/mm2。 樁身結(jié)構設計
52、從略。 樁數(shù)及布樁情況已選定如圖,現(xiàn)計算單樁承載力: 根據(jù)已知條件計算相關參數(shù),并由表 4-6 查得: 雜填土:按表 4-6 的說明,不計其側(cè)阻力; 粘土:可塑狀態(tài), (0.25 0.75) l i , ,按 il=0.5 查表,土層厚 4m,將其分為兩層,上 層土中點埋深 4m,取 s k 0.8 6652.8kpa i q ,下層為 6m,取 s k 1.0 6666kpa i q ; 中砂:中密,厚 6.2m,中點埋深 10.1m,近似取修正系數(shù)為 1.0,故有: s k 1.0 6565kpa i q 再由表 4-7 查得樁的極限端阻力標準值 qpk為: 中密中砂,h 13.2m,查得
53、 qpk 51006300 kpa,可取 qpk 5800 kpa。 故由(4-21)算得單樁豎向極限承載力標準值為: qukqskqpk u qsik li qpk ap 0.5(52.82662656.2)58000.252 1006.31138.82145.1kn 因承臺下有 1.8m 厚雜填土,考慮承臺有可能與臺底土層脫開,按 p.120 的第(3) 條說明,取c 0;同時因: aa 2 1.251.77m/1.77/0.53.54ssd, 由 bc/l0.2,sa/d=3.54,由表 4-18 查得: p 0.851.22 s , 查表時考慮樁周的主要土層為粘土,樁端土為砂土。 由表
54、 4-17 取 gs gp 1.65。由式(4-42)可求得基樁豎向承載力設計值為: r sqsk/s pqpk/p 0.85972.3/1.65 1.221138.8/1.65 =1342.9 kn 承臺尺寸擬定 承臺的平面尺寸已知如圖,ab3.5 m 承臺埋深 1.2 m,取承臺高 1.0m,樁頂伸入承臺 50mm,鋼筋保護層取為 25mm, 算得承臺的有效高度為: h0 1.00.0500.025-0.0100.915 m 計算樁頂荷載設計值 取承臺及其上土的平均重度 gg20 kn/m3,則樁頂平均豎向力設計值為: 5400 1.2 20 3.5 3.5 1.2 1150.6 kn 5
55、 fg n n 上式分子中的第一個 1.2 為自重分項系數(shù)(g 為設計值) 。 max max 22 min ()1200 1.25 1150.6 4 1.25 1390.6kn1.21611.5 kn 1150.6240 910.6kn0 i mhh x nn x r 取結(jié)構重要性系數(shù)0=1.0,有: 0 0max min 1150.6kn1342.9 kn 1390.6kn1.21611.5kn 0 nr nr n 所以符合式(4-50)和式(4-51)的要求。 承臺受沖切承載力驗算。 柱邊沖切,首先將圓樁換算為方樁:bp=0.8d=0.80.5=0.4m 按式(4-70)式(4-73)可
56、求得沖跨比與沖切系數(shù) : 0 00 0 00 0 1.250.250.2 0.871.0 0.915 0.720.72 0.67 0.20.870.2 x xy xy x a h 2ox(bc aoy) oy (hc aox)ft ho 20.67(0.5 0.8)214300.915 4558.6 kn gofl 1.0(54001080)4320kn(可以) 注意樁頂力采用凈反力。 角樁向上沖切(略) 承臺受剪切承載力計算 根據(jù)式(4-76)和式(4-77),剪跨比與以上沖跨比相同,故對 ii 斜截面: x ox 0.87(介于 0.31.4 之間) 故剪切系數(shù) 0.120.12 0.10
57、2 0.30.870.3 fcboho 0.102143003.50.915 4697 kn g02nmax 1.021390.6 2781.2 kn 注意樁頂力采用總反力。 兩個方向的受剪切承載力相同,故另一方向不需驗算。 承臺配筋計算 由式(4-70)可得: my nixi 21390.61.0 2781.2 knm 6 2 0 2781.2 10 10894.5mm 0.90.9 310 915 y s y m a f h 注意樁頂力采用總反力(不考慮承臺影響) 。 選用 2325,as 11290.7mm2,沿平行 x 軸方向均勻布置。 mx niyi 21150.6(1.25-0.2
58、5) 2301.2 knm 6 2 0 2301.2 10 9215.7mm 0.90.9 310(91525) x s y m a f h 選用 2025,as 9818mm2,沿平行 y 軸方向均勻布置。 注意:沿 x 方向為主要受力方向,其抗彎鋼筋應布置在下層。 鋼筋布置如圖。 西南交通大學 20052006 學年第一學期期末考試試卷 a 課 程:基礎工程 成績 自然班 教學班 姓名 學號 請注意: (1) 請直接在考卷相應位置處答題(所附白紙為草稿紙,答在其上無效); (2) 考卷最后附有計算所需的表; (3)第四題按要求寫出計算過程,否則按答錯處理。 一、解釋或說明 (每題 3 分,
59、共 15 分) 1傾斜 2彈性地基梁的 3端承樁 4負摩阻力 5群樁效應系數(shù) p 二、單項選擇題(從 a、b、c、d 四個備選答案中選出一個正確答案,并用圓 圈圈住相應字母,每題 2 分,共 30 分) 1按照建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定,需作地基承載力驗算的建筑物的范圍是 。 a. 所有甲級 b. 所有甲級及部分乙級 c. 所有甲級、乙級及部分丙級 d. 所有甲級、乙級及丙級 2淺埋基礎設計時,屬于正常使用極限狀態(tài)檢算的是 。 a. 持力層承載力 b. 地基變形 c. 軟弱下臥層承載力 d. 地基穩(wěn)定性 3下列基礎中, 通過過梁將上部荷載傳給基礎。 a. 墻下獨立基礎 b. 柱下條形基礎 c.
60、柱下獨立基礎 d. 墻下條形基礎 4受偏心荷載作用的淺埋基礎,當 時,持力層承載力滿足要求。 a. kmax 1.2 a pf b. ka pf 和 kmax 1.2 a pf c. ka pf 或 kmax 1.2 a pf d. k 1.2 a pf 或 kmaxa pf 5公式 abdmkc fmbmdm c 中,承載力系數(shù)由 確定。 a. k c b. k c. k c 和 k d. k c 及b 6墻下鋼筋混凝土條形基礎的高度由 確定。 a. 剛性角 b. 擴散角 c. 抗剪強度驗算 d. 抗沖切破壞強度驗算 7持力層下有軟弱下臥層,為減小由上部結(jié)構傳至軟弱下臥層表面的豎向應力,應
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