地基处理习题解答1.某工程采用换填垫层法处理地基,基底宽度为10m ,基底下铺厚度2.0m 的灰土垫层,为了满足基础底面应力扩散要求,试求垫层底面宽度。
(12m)(解)z /6=2/10=0.2,灰土028=θ垫层底面宽度m z b 1228tan 221028tan 2b 00=⨯⨯+≥+='2.某工程采用振冲法地基处理,填料为砂土,桩径0.6m ,等边三角形布桩,桩间距1.5m ,处理后桩间土地基承载力特征值kpa 120f ak =,试求复合地基承载力特征值。
(桩土应力比n =3)。
(kpa 8.154f spk =)3.一辆重车的总重力为300kN ,按横向分布两辆车,单辆车荷载分布长度5.6m ,荷载分布宽度5.5m ,如果将相应的车辆荷载换算成为底面积相同,重度为18.2kN /m 3土柱的当量高度,试计算当量高度。
(h=1.07m)(解) 一辆车的平均压力 kpa 74.95.56.5300p =⨯= 二辆车平均压力kpa 48.19274.9p =⨯=当量高度m h rh 07.1,48.19==4.某饱和黏土,厚H=6m ,压缩模量MPa E s5.1,地下水位和地面相齐,上面铺 设80cm 砂垫层(r =18kN /m 3)和设置塑料排水板,然后用80kPa 大面积真空预压3个月,固结度达85%,试求残余沉降(沉降修正系数取1.0,附加应力不随深度变化)。
(57mm)m H rh H P s 378.0150080E S =+==∞ m s s t 32.085.0=⨯=∞残余沉降mm s s t 57=-∞5.某场地天然地基承载力特征值kpa 120f ak =,设计要求砂石桩法地基处理后复合地基承载力特征值达160kPa ,桩径0.9m ,桩间距1.5m ,试求砂石桩桩体单桩承载力特征值。
(261.8kpa)4.62 某松散砂土地基,处理前现场测得砂土孔隙比e =0.81,砂土最大、最小孔隙比分别为0.9和0.6,采用砂石法处理地基,要求挤密后砂土地基相对密实度达到0.8,若桩径0.7m ,等边三角形布桩,试求砂石桩的间距(1.1=ζ)。
(s=2.54m)[解] 砂石桩间距4.56 某场地采用预压排水固结加固软土地基,软土厚6m ,软土层面和层底均为砂层,经一年时间,固结度达50%,试问经3年时间,地基土固结度能达多少?3年时地基土固结度达81%。
4.57 某湿陷性黄土厚6~6.5m ,平均干密度3/25.1m t d =ρ,要求消除黄土湿陷性,地基治理后,桩间土最大干密度要求达1.60t /m 3,现采用灰土挤密桩处理地基,桩径0.4m ,等边三角形布桩,试求灰土桩间距。
4.58 振冲法复合地基,填料为砂土、桩径0.8m ,等边三角形布桩,桩距2.0m ,现场平板载荷试验复合地基承载力特征值为200kPa ,桩间土承载力特征值150kPa ,试估算桩土应力比。
四、地基处理4.1 某粉土层厚度10m,进行堆载预压,p=100kPa,砂垫层厚度1.0m,试计算粉土层的最终压缩量以及固结度达80%时的压缩量和所需的预压时间。
4.2 某超固结黏土层厚2.0m,先期固结压力p c=300kPa,由原位压缩曲线得压缩指数C c=0.5,回弹指数Ce=0.1,土层所受的平均自重应力p1=l00kPa,eo=0.70,试计算下列条件下黏土层的最终沉降量。
(1)建筑物荷载在土层中引起的平均竖向附加应力△P=400kPa;(2)建筑物荷载在土层中引起的平均竖向附加应力△P=180kPa。
4.3 某厚度为8.0m的黏土层,上下层面均为排水砂层,黏土e o=0.8,a=0.25MPa-1,K=6.3×10-8cm/s,地表瞬间施加一无限分布均布荷载P=180kPa,试计算:(1)加荷半年后地基的沉降;(2)土层达50%固结度所需时间。
4.4 某厚10m的饱和黏土层,地表面瞬时大面积堆载P0=150kPa,若干年后测得土层中A、B、C、D、E点的孔隙水压力为; 51.6kPa、94.2kPa、133.8kPa、170.4kPa、198kPa,土层的E S=5.5MPa、K=5.14×10-8cm/s,试计算:(1)黏性土固结度,此土已固结几年;(2)再经5年,土层的固结度达多少,5年间的压缩量。
5年土层产生的压缩量为6.77mm。
4.5 某饱和软黏土地基厚度H=10m,其下为粉土层。
软黏土层顶铺设1.0m 砂垫层,R=19kN/m3,然后采用80kPa大面积真空预压6个月,固结度达80%,在深度5m处取土进行三轴固结不排水压缩试验,得到土的内摩擦角ΦCU=50,假设沿深度各点附加压力同预压荷载,试求经预压固结后深度5m处土强度的增长值。
4.6 某软土地基采用砂井预压法加固地基,其土层分布为,地面下15m为高压缩性软土,往下为粉砂层,地下水位在地面下1.5m。
软土重度R=18.5kN/m3,孔隙比e1=1.10,压缩系数a=0.58MPa-1,垂直向渗透系数K v=2.5×10-8cm/s,水平向渗透系数Kh=7.5×10-8cm/s,预压荷载为120kPa,在4个月内加上,然后预压时间4个月。
砂井直径33cm,井距3.0m,等边三角形布井,砂井打至粉砂层顶面,试用太沙基单向固结理论和高木俊介法计算经预压后地基的固结度。
4.7 两个软土层厚度分别为H1=5m、H2=10m,其固结系数和应力分布相同,排水条件皆为单面排水,两土层欲达到同样固结度时,H1=5m土层需4个月时间,试求H2=10m土层所需时间。
(所以厚度H2=10m的土层欲达相同固结度需16个月时间。
)4.8 4.8某建筑物主体结构施工期为2年,第5年时其平均沉降量为4cm,预估该建筑物最终沉降量为12cm,试估算第10年时的沉降量(设固结度<53%)。
(第10年建筑物沉降量5.66cm)4.9 建筑甲在3年内沉降量为4cm,其最终沉降约12cm。
建筑乙地基和压力增加情况与甲相同,但黏土层厚度比甲厚20%,试估算建筑乙的最终沉降量和3年中的沉降量(设U<53%)。
(建筑乙最终沉降量为14.4cm,3年中的沉降量为4cm)4.10 某基础下为一厚度8.0m的饱和黏性土,往下为不透水层的坚硬土层,基础中心点下的附加应力分布近似为梯形,基础底为240kPa,饱和黏性土底为160kPa,在饱和黏性土的中点位置取土进行室内压缩试验,在自重压力下孔隙比为e1=0.88,自重压力和附加压力之和时的孔隙比为e2=0.83,土的渗透系数K=0.6×10-8 cm/s,试计算:(1)饱和黏性土固结度与时间关系;(2)基础沉降与时间关系。
降、固结度和时间的关系。
4.12 某饱和黏性土厚度10m,初始孔隙比e o=1,压缩系数a=0.3MPa-1,压缩模量E S=6.0MPa,渗透系数K=1.8cm/年,该土层作用有大面积堆载P=120kPa,在单面和双面排水条件下求:(1)加载一年的固结度;(2)加载一年时的沉降量;(3)沉降156mm所需时间。
4.13 某淤泥质黏性土,厚度20m,采用袋装砂井排水固结,砂井直径d w=7cm,等边三角形布置,间距l=1.4m,砂井穿透黏土层,黏土底部为不透水层,黏土层固结系数Ch=C v=1.8×10-3cm2/s,预压荷载P=100kPa,分两级加载,第一级在10d之内加至60kPa,预压20d,然后在10d之内加至100kPa,试计算30d、80和120d时的固结度。
4.14 某地基为饱和黏性土,水平渗透系数Kh=1×10-7cm/s,固结系数Ch=Cv= 1.8×10-3cm2/s,采用塑料排水板固结排水,排水板宽b=100mm,厚度δ=4mm,渗透系数Kw=1×10-2 cm/s,涂抹区土渗透系数K s=0.2×10-7cm/s,取s=2,塑料排水板等边三角形排列,间距L=1.4m,深度H二20m,底部为不透水层,预压荷载P=100kPa,瞬时加载,试计算120d受压土层的平均固结度。
4.15 某大面积饱和淤泥质黏土层,厚度H=10m,其竖向和径向固结系数分别为C h=1.6×10-3cm2/s,Ch=3.0×10-3cm2/s,采用砂井堆载预压法进行处理,砂井直径dw=0.35m,正三角形布置,间距l=2.0m,砂井打到不透水层顶面,深10m,堆载P=150kPa,加荷时间5d,试计算60d时的固结度。
4.16 某淤泥质黏性土,厚度H=12m,竖向和水平固结系数相同,C v=Ch=1.0×10-3 cm2/s,采用砂桩处理,砂桩直径dw=0.3m,桩长l=12m,正三角形布置,间距l=1.6m,双面排水,在土层自重压力作用下;试计算地基在3个月时的竖向、径向和平均固结度。
(解) 根据太沙基单向固结理论进行固结度计算:4.17 某淤泥质黏性土:除砂井长度为6m:未穿透受压土层,其余条件同题4.16,试计算土层平均固结度。
(解) 从题4.16结果看出,其竖向固结度较小,仅5%,可忽略,仅计算径向固结度。
4.18厚度为6m的饱和黏土层,其下为不可压缩的不透水层,黏土层的竖向固结系数C=4.5×10-3 cm2/s,r=16.8kN/m3,黏土层上为薄透水砂层,地表瞬时施加无穷均布荷载p=120kPa,分别计算下列几种情况:(1)若黏土层已经在自重作用下完成固结,然后施加p,求达到50%固结度所需的时间;(2)若黏土层尚未在自重作用下固结,施加p后,求达到50%固结度所需时间。
4.19 某四层砖混结构的住宅楼,采用条形基础,基础宽1.2m ,埋深1.0m ,作用于基础上的荷载为120kN /m 。
土层分布:0—1.0m 粉质黏土,r=17.5kN /m 3,1.0~15m 淤泥质黏土,r=17.8kN /m 3,kpa f ak 48 ,15m 以下的砂砾石,地下水距地表1.0m ,试设计换填垫层法处理地基。
.4.20 某饱和软土地基厚度12m ,其下为不透水层,采用砂井处理地基,井深H =12m ,间距l =1.5m ,三角形布置,井径dw=0.3m ,C v -=Ch=1.0×10-3cm 2/s ,试计算堆载预压(p =100kPa)三个月地基平均固结度(不考虑涂抹和井阻影响)。
4.21某砂土地基7.2=s d ,0.19=sat r kN /m 3,e max =0.95,e min =0.6,地下水位位于地面,采用砂石桩法处理地基,桩径d=0.6m ,试计算地基相对密实度达80%时三角形布桩和正方形布桩的桩间距(取0.1=ς)。