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基础工程课后习题答案2

2-1某建筑物场地地表以下土层依次为:(1)中砂,厚2.0m,潜水面在地表以下1m处,饱与重度隔亦;録肚够:;产;(2)粘土隔离层,厚 2.0m,重度;—;(3)粗砂,含承压水,承压水位高出地表2.0m(取代厂述好打阳。

问地基开挖深达1m时,坑底有无隆起的危险?若基础埋深二=:二二,施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外,还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行?【解】(1)地基开挖深1m时持力层为中砂层承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:20X 1 + 19X 2=58kPa承压含水层顶部净水压力:10X (2+2+2)=60kPa因为58<60故坑底有隆起的危险!(2) 基础埋深为1、5m时承压含水层顶面以上土的总覆盖压力:20X 0、5 + 19X 2=48kPa》承压含水层顶部净水压力=10X t“ 得:办..产 4.8m ;故,还应将承压水位降低6-4、8=1、2m。

2-2 某条形基础底宽b=1.8m,埋深d=1.2m,地基土为粘土,内摩擦角标准值甲・:=20° ,粘聚力标准值:=12kPa地下水位与基底平齐,土的有效重度」〕二匚■,基底以上土的重度…上:二二;试确定地基承载力特征值f a。

【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。

由勺小,=20°查表2-3,得•:,■:,,:因基底与地下水位平齐,故取有效重度,故:地基承载力特征值N=21,试确定地基承载力特征值f a。

« M b b M d m d M c C k0.51 10 1.8 3.06 18.3 1.2 5.66 12144.29kPa2-3某基础宽度为2m,埋深为1m。

地基土为中砂,其重度为18kN/m 3,标准贯入试验锤击数N=21,试确定地基承载力特征值f a。

【解】由题目知 地基持力层为中砂,根据标贯锤击数 N=21查表2-5,得:21 15250 (340 250) 286kPa30 15因为埋深大于d=1m>0、5m,故还需对f k 进行修正。

查表2-5,得承载力修正系数b3.0, d4.4,代入公式(2-14)得修正后的地基承载力特征值为f k f ak b (b 3) d m (d 0.5)286 3.0 18 (3 3) 4.4 18 (1 0.5) 325.6kPa2-4 某承重墙厚 240mm ,作用于地面标高处的荷载 F k 180kN m ,拟采用砖基础,埋深为1.2m 。

地基土为粉质粘土 ,18kNm 3,e 0 0.9, f ak 170kPa 。

试确定砖基础的底面宽度并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。

【解】因为基础埋深d=1、2m>0、5m 故需先进行地基承载力深度修正,持力层为粉质粘土,查表2-5得 d 1.0,得修正后的地基承载力为:f a f ak d m (d 0.5) 170 1.0 18 1.2 0.5 182.6kPa此基础为墙下条形基础,代入式2-20得条形基础宽度2-5 某柱基承受的轴心荷载F k 1.05MN ,基础埋深为1m,地基土为中 砂,18kN m 3 , f ak 280kPa 。

试确定该基础的底面边长。

【解】 因为基础埋深d=1、0m>0、5m 故需先进行地基承载力深度修正 ,持力层为中砂,查 表2-5得 d4.4,得修正后的地基承载力为:f a f ak d m (d 0.5) 280 4.4 18 1 0.5319.6kPaF kGd180182.6 20 1.21.13m为符合砖的模数取 b=1、2m,砖基础所需的台阶数为:n 120024082 60所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示柱下独立基础代入公式 2-19,基础底面边长取基底边长为1、9m 。

2-6某承重砖墙厚 240mm,传至条形基础顶面处的轴心荷载 F k 150 kN m 。

该处土层自地表起依次分布如下:第一层为粉质粘土 ,厚度 2.2m, 17kN m 3 , e ° 0.91 , f ak 130kPa , 8.1MPa ;第二层为淤泥质土,厚度1.6m, f ak 65kPa , E $22.6MPa ;第三层为中密中砂。

地下水位在淤泥质土顶面处。

建筑物对 基础埋深没有特殊要求,且不必考虑土的冻胀问题。

(1)试确定基础的底面宽度(须进行软弱下 卧层验算);(2)设计基础截面并配筋(可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的 1、35 倍)。

【解】(1)确定地基持力层及基础埋深考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则,确定第一层粉质粘土作为持力层,其下第二层为软弱下卧层,故可按最小埋深条件确定基础埋深 d=0、5m 。

(2)初步确定基础底面尺寸因为d=0、5m 故不需要进行地基承载力特征值埋深修正,即:f a f ak =130kPa 。

砖下条形基础代入公式 2-20得基础宽度取b =1、3m<3m,故无需再进行宽度修正。

(3) 软弱下卧层承载力验算CZ 17 2.237.4kPa由 Eg E S 2 8.1 2.6 3.1,z 2.2 0.51.7m 0、5b ,查表 2-7 得 23。

F k 150 p k —G d20 0.5 125.4kPab1.3下卧层顶面处的附加应力为1050.319.6 20 11.87mF kGd150130 20 0.51.25m1.3125.4 17 0.5基础边缘至砖墙计算截面的距离1 d —1.3 0.24 0.53m2基础有效高度M 1p j b 121155.8 0.53221.9kN m 2 2621.9 10 0.9 210 205配钢筋12@200,A s 565mm 2,垫层用C10混凝土。

2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm x 300mm,作用在基础顶面的轴心荷载 F k 400kN 。

自地表起的土层情况为:素填土,松散,厚度1.0m, 16.4kN m 3 ;细砂,厚度2.6m, 18kN. m 3, sat 20kN m 3,标准贯入试验锤击数 N = 10;粘土,硬塑,厚度较大。

地下水 位在地表下1.6m 处。

试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。

【解】(1)确定地基持力层根据承载力条件,及最小埋深的限制,综合“宽基浅埋”的设计原则,选择细沙层作为持力层(素b p kcdb 2ztan55.4kPa1.3 2 1.7 tan23d m (d z 0.5)65 1.0 172.2 0.5 93.9kPacz55.4 37.4 92.8kPaaz93.9kPa (可以)(4)基础设计依题意采用钢筋混凝土条形基础。

采用 2C20 混凝土,仇 1.10 N mm ,钢筋用 HPB235级,f y 210N mm 2。

基础埋深为0、5m 荷载设计值 F 1.35F k 1.35 150 202.5kN 基底净反力 p jF 202.5 b 1.3155.8kPah 。

PjE0.7f t155.8 0.53 0.7 11000.107m 107mm取基础高度h 250 mm, h 0250 40 5205 mm( 107 mm)。

M 0.9 f y h °565mm 2ZZ配钢筋11 10双向,A s 863.5mm2842mm2。

填土层厚度太小,且承载力低;硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层)h 400 mm, h 0 400 45 355 mm 。

因 b c 2h 00.3 2 0.3551.01 m<b=1、7m,l a cb b c2P j-h 。

b — ---- h °2 22 21.7 0 321.7 0.3 186.90.3551.7 0.355222 287.4kN0.7 h p f t bc h 0h 00.7 1 .0 1100 0.3 0.355 0.355(6)确定底板配筋。

本基础为方形基础,故可取M M 1 24 P j 1 ac 2b bc 丄186.9 1.7 0.3 2 2 1.7 0.32456.5kN mM 0.9f y h °56.5 106 0.9 210 3552842 mm(2) 确定基础埋深及地基承载力特征值根据基础尽量浅埋的原则,并尽量避开潜水层,可取埋深d =1、0m 。

查表2-5,得细砂的d =3、0,地基承载力特征值为d m (d 0.5) 140 3.0 16.4 1.0 0.5 164.6kPa(3) 确定基础底面尺寸取 b l 1.7 m 。

(4) 计算基底净反力设计值F k f a400 164.6 20 1.01.66mP j1.35 400 1.7 1.7186.9kPa(5) 确定基础高度 采用C20混凝土,人1.10N mm 2,钢筋用HPB235级,f y 210N mm 2。

取基础高度故按式(2-57)作冲切验算如下179.0kN87.4kN(可以)II *10双向配钢筋 11 10双向,A s 863.5mm 2 842mm 2。

2-8同上题,但基础底面形心处还作用有弯矩 M k 110kN m 。

取基底长宽比为 1、5,试确定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。

【解】 可取基础埋深为1、0m,由上题知地基承载力特征值 f a 164.6kPa 。

(1)确定基础底面尺寸476.8 1 6 0.231 1.6 2.4 2.4195.9kPa 1.2 f a 1.2 164.6 197.5kPa(可以)(2)计算基底净反力设计值平行于基础短边的柱边I-1截面的净反力考虑到荷载偏心作用,可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大 F kGd1.3 400164.6 20 1.0l n b 1.5 1.62.4 mF kG k 40020 1.6 2.4 1476.8kN验算偏心距:M kF kG k工^0.231m -0.4m (可以)476.8 6p k maxF kG k A6eP jF 1.35 400A 1.6 2.4140.6kPa P j max P j min F bl F bl 6M b 2 6M bl 21.35 400 1.62.4 6 1.35 110 2 1.6 2.41.35 4006 1.35 110 2 1.6 2.4 1.6 2.4237.3kPa 43.9kPa取边长比n=1、5得基础宽度1.55m,取 b 1.6m 。

30 %得初选基底面积3.6 m 2(3) 确定基础高度216.9kN264.5kN 216.9kN(可以) (4) 确定底板配筋对柱边I -1截面,按式(2-65)计算弯矩:1 M p j max p j 2b b c 48 1 237.3 48137.8kN m 152.7 2 1.6 p j max 0.3 P j237.3 A SI137.8 10配钢筋 A S0.9f y h ° 15 12, A s 24p j b0.9 f y h 00.9 210 455 1602mm 2 l a c 22152.7 1.6 2.4 0.32 2 1695mm 1602mm ,平行于基底长边布置。

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