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基础工程计算题含答案

(卷2,2)1、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ,地基条件:粉土,厚度1m ;淤泥质土:,,,厚度为10m 。

上部结构传来荷载Fk=120kN/m ,已知砂垫层应力扩散角。

求砂垫层厚度z 与宽度b 。

(A )解:先假设垫层厚z=1.0m ,按下式验算:(1分)垫层底面处土的自重应力垫层底面处土的附加应力(2分)垫层底面处地基承载力设计值:(2分)验算:故:垫层厚度 z=1.0m垫层宽度(底宽)(1分)3119/kN m γ=3218/kN m γ=%65=w kPa f ak 60=0.1,035===d b ηηθ, az cz f p p ≤+kPap cz 37181191=⨯+⨯=kPa z b p b p cd z 6.4635tan 122.1)1912.12012.1120(2.1tan 2)(=⨯⨯+⨯-⨯⨯+=⨯⨯+-=θσkPa z d f f m d ak 75.87)5.011(11370.160)5.0(0=-+⨯+⨯+=-+++=γηkPaf kPa p p a z cz 75.8762.83=≤=+m z b 6.235tan 22.1=⨯⨯+=(卷3,1)2、某单层厂房独立柱基底面尺寸b×l=2600mm×5200mm,柱底荷载设计值:F1=2000kN,F2=200kN,M=1000kN·m,V=200kN(如图1)。

柱基自重和覆土标准值G=486.7kN,基础埋深和工程地质剖面见图1。

试验算持力层和下卧层是否满足承载力要求?(10分)(B)fk =85kPa ηb=0 ηd=1.1解:持力层承载力验算:F= F1+F2+G=2000+200+486.7=2686.7 kNM0=M+V h+F2a=1000+200×1.30+200×0.62=1383kN·me= M0/F=1384/2686.7=0.515m<b/6=5.20/6=0.87m ( 2分)p=F/b l=2686.7/2.60×5.20=198.72 kN/m2p max=F/b l·(1+6e/l)= 198.72×(1+6×0.515/5.2)= 316.8 kN/m2 ( 2分)f= f ak+ηbγ(b-3)+ηdγ(d-0.5)=230+1.6×19×(1.80-0.5)= 269.6kN/m2>p=198.72 kN/m2(满足)1.2f=1.2×269.6=323.5 kN/m2> p max = 316.8 kN/m2(满足) ( 2分)软弱下卧层承载力验算:γ0=(19×1.80+10×2.5)/(1.80+2.5)=13.77 kN/m3f= fk+ηbγ(b-3)+ηdγ(d-0.5)=85+1.1×13.77×(1.80+2.5-0.5)=142.6 kN/m2( 2分) 自重压力:p cz=19×1.8+10×2.5=52.9 kN/m2附加压力:p z=bl(p-pc)/[(b+2z·tgθ)( l+2z·tgθ)]=2.60×5.20×(198.72-19×1.8)/ [(2.60+2×2.5×tg23º)(5.20+2×2.5×tg23º )]=64.33 kN/m2 ( 2分)p cz+p z =52.9+64.33=123.53 kN/m2<f=142.6 kN/m2(满足) ( 2分)(卷3,2)3、某场地地基土剖面及土性指标从上到下依次为:①粉质粘土,γ=18.4kN/m3, w=30.6%,w L=35%,w p=18%,f ak=100kPa,厚2m;②粉土,γ=18.9kN/m3,w=24.5%,w L=25%, w p=16.5%,e=0.78,f ak=150kPa, 厚2m;③中砂,γ=19.2kN/m3,N=20,中密,f ak=350kPa,未揭穿。

根据上部结构和荷载性质,该工程采用桩基础,承台底面埋深1m,采用钢筋混凝土预制方桩,边长300mm,设计桩长9m。

试确定单桩承载力特征值。

(B)桩的极限端阻力标准值q解:(1)确定桩长在不同地层中的分布 ①层 1m ;②层 2m ;③层 6m ( 3分 ) (2)确定各土层极限侧摩阻力和极限端阻力,查表可得:①层 p L L pw w I w w -=-=0.74, q s1k =60kPa;②层: q s2k =56kPa; ③层: q s3k =64kPa, q pk =5000kPa. ( 3分 ) 该预制桩为中小直径桩,经计算得:20.34(601562646)50000.3963.611963.6481.82uk sk pk sik i pk p a uk Q Q Q u q l q A kN R Q kN K =+=+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯===⨯=∑( 6分 )(卷4,2)4、某内纵墙基础埋深d=1.8m ,相应荷载效应标准组合传至基础顶面轴力=280kN/m ,基础埋深范围内土的重度=18kN/m 3,地基持力层为中砂,地基承载力特征值=170kPa ,试确定条形基础底面宽度。

(=3.0,=4.4)解:初定基础宽度,2801 2.0917020 1.8k k k k k k ak ak akk ak G F G F G F dAp f A A f f F A b mf d γγ+++=≤≥=≥=⨯≥=--⨯取b=2.0m 。

修正后地基承载力特征值:(2分)(3)(0.5)170 4.418(1.80.5)273a ak b d m f f b d kPa ηγηγ=+-+-=+⨯⨯-= (2分)验算地基承载力: (2分)2802 1.8201762732 1.0k k k a F G p kPa f kPa A ++⨯⨯===≤=⨯ 基础宽度改为1.5m2802 1.820222.72731.5 1.0k k k a F G p kPa f kPaA ++⨯⨯===≤=⨯,满足。

(2分)k F γak f b ηd η(卷5,1)5、某基桩,作用在承台顶面的竖向荷载F k =3200kN 。

方形承台,埋深1.5m ,边长为2m 。

预制桩为边长400mm 钢筋砼桩,桩长10m 。

地基表层为3m 厚的生活垃圾的杂填土,其下为4m 厚的粘土(I L =0.50),第三层为中密中砂、厚度超过8m 。

求该基桩竖向承载力设计值及此桩基础所需基桩的根数。

(提示:K=2.0,承台底为杂填土,不考虑承台效应)(A )桩的极限侧阻力标准值q sik桩的极限端阻力标准值qpk解:① 求R 。

杂填土:可塑粘土:中密中砂:(2分)Q sk =4*0.4*(0+66*4+4.5*64)=883.2 kN Q pk =5528.6*0.4*0.4=884.6 kN (2分) 承台底为杂填土,可不考虑承台效应,故。

先假设桩数 n>3(根),则群桩中基桩的竖向承载力设计值为:11()(883.2884.6)883.92sk pk R Q Q kN K =+=+= (2分) ② 求桩数n ≥(Fk+Gk)/R=(3200+1.5*2*2*20)/883.9=4.97 则取n=5根 (2分)验算: N i =(Fk+Gk)/n=664kN <R=883.9kN (符合要求) (2分),311==sk q m l kPaq m l sk 66,422==)(6.5528,64,5.433查表内插kPa q kPa q m l pk sk ===0=c η(卷6,3)6、某9桩承台基础,埋深2m ,桩截面0.3m×0.3m ,桩长15m ,承台底土层为黏性土,单桩承载力特征值Ra=538kN (其中端承力特征值为114kN ),承台尺寸2.6m×2.6m ,桩间距1.0m 。

承台顶上作用竖向力标准组合值Fk=4000kN ,弯矩设计值Mk=400kN•m ,承台底土fak=245kPa ,试计算复合基桩竖向承载力特征值和验算复合基桩竖向力。

(卷7,2)7、某4桩承台埋深1m ,桩中心矩1.6m ,承台边长为2.5m ,作用在承台顶面的荷载标准值为Fk=2000KN ,Mk=200KNm 。

若单桩竖向承载力特征值Ra=550KN ,验算单桩承载力是否满足要求。

(C )解:(5分)(5分))(5503.531415.25.2202000可以KN R KN n G F Q a k k k =<=⨯⨯⨯+=+=)(6602.18.5938.048.02003.53122max max 可以KN R KN x x M n G F Q a jk k k k =<=⨯⨯+=++=∑(卷8,2)8、(B)已知某桩基础,桩的截面尺寸为300㎜×300㎜,桩长8.5 m,根据静载荷试验的S-logt曲线确定极限荷载为600kN,其它条件如图所示,试验算单桩承载力是否满足要求?(14分)qq粉质粘土粉质粘土q p=1800kN/m2300300++++++++解:(1)确定单桩承载力R k按静载荷试验:R k=600/2=300kN (2分)按经验公式:R k=q p A p+u p∑q si l si=1800×0.32+4×0.3×(1×12+4.9×10+1.6×25+1×35)=325.2kN (2分)所以取小值,R k=300kN (1分)(2)单桩平均轴向力验算:每桩受力:Q=(N+G)/n=(2130+2.3×2.6×1.5×20)/8=2309.4/8=288.68kN< R k=300kN(满足) (2分)(3) 单桩中受最大轴向力桩的验算:M y=M+Q·H=260+40×1.5=320kN·mQ max=(N+G)/n+M y·x max/∑x i2=288.68+320×1/(4×12+2×0.52)=359.79kN<1.2 R k=360kN(满足) (3分)(卷10,1)9、某厂房柱基础如图所示,b×L=2×3m,受力层范围内有淤泥质土层③,该层修正后的地基承载力特征值为135kPa,荷载标准组合时基底平均压力Pk=202kPa,试验算淤泥质土层顶面处承载力是否满足要求。

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