《地基与基础工程》课程作业一
姓名：蔡卫
学号：02110583
班级：地下11-3
中国矿业大学力学与建筑工程学院
二O一四年五月
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习题1.中等城市（人口约30万）市区某建筑物地基的地质剖面如下图所示，正方形单独基础的基地平均压力为120kPa（按永久荷载标准值乘以0.9计），地区的标准冻深z=1.8m，从冰冻条件考虑，0求基础的最小埋置深度。
图1-1 某市区建筑物地基的地质剖面图（标高：m）
解：
（1）按公式求设计冻结深度
zz???m1.292?0.85?0.95?1.6??1?zedzszw0?。
查表求zs????wwI,颗一层土粒直径大于第8???100???10014%22%?PpL0.075mm的土的含量为10%，小于50%。
由土的分类可知该层土为粉土。
查表可??1.2；知zs第二层d>0.25mm占55%，大于50%；d>0.5mm占40%，小于50%，为中砂，??1.3。
zs1 / 10
?。
查表求zw mmw,第一层为粉土，天然含水量层底距地下水位，1.50.8??20%?22%?
取0.9；冻涨等级为Ⅲ，即冻涨，zw第二层为中砂，冻结期间冻结层底距地下水位0.2m<0.5m，冻涨等级为Ⅳ，?取即强冻涨，0.85.
zw??取0.95。
环境为城市近郊，。
查表求zeze按第一层土计算，
zm1.850.95??1.2?0.9??1.8d按第二层土计算，
zm1.890.95?1.3?0.85??1.8?d折算冻结深度：
1.89??'mz1.86?1.21.85????1.2d1.85折算冻结深度进入第二层土里，故残留冻土层主要存在于第二层土。
（2）求基础最小埋置深度
按照正方形基础，强冻涨土，不采暖，基底平均压力为120kPa等条件，查表得
允许残留冻土层厚度为0.38m。
由公式求得基础的最小埋深
dzhm1.48?????1.860.38dmaxmin2 / 10
习题2.地基工程地基剖面如下图所示，条形基础宽度b=2.5m，如果
埋置深度分别为0.8m和2.4m，试用《地基基础设计规范》公式确定
土层②和土层③的承载力特征值fa。
图2-1 某地基工程地质剖面图
（1）当埋置深度为0.8m时
fM?bM?dMc???计算地基承载力特征值用公式kdacam MMM?6.45??0.803.87，对于土层②，查表可知，，dbc3mkN?g?/18.51.89??9.8??
3mgkN??/17.64?9.8??1.8?m fkPa220.6?7.95??20?5.59?18.2?2.43?1.9?19?故a（2）当埋置深度为2.4m时
MMM?7.95??1.905.59，对于土层③，查表可知，cbd又土层③为砂土，且b=2.5m<3m,故取b=3m
3mgkN??/9.8??191.94??
0.8?17.64?1.6?18.53mkNg??/?18.2??
m2.4fkPa352.5?????????1.91935.5918.22.47.950故a3 / 10
习题3.已知按荷载标准组合承重墙每1m中心荷载（至设计地面）
为188kN，刚性基础埋置深度d=1.0m,基础宽度1.2m，地基土层如图所示，试验算第③层软弱土层的承载力是否满足要求？
图3-1 地基土层的分布示意图
（1）计算软弱下卧层顶面处的附加压力P z??pbp?c0p?
z?zb tan2?FG188?20?1?1.2??1kPap176.7???
A1.2?1????????kPa??d?phh16.08??0.81?17.7?0.8???19.4??9.8??wcsat1101
zb EE3?155/???1.8?1.2?/1.5?0.5，又ss21??23故查表可知地基压力扩散角
'bz?bm2.7323?tan???2??tan?1.221.8
故
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????pbp16.08176.71.2???c0kPap70.6???
z?bz2.73?2tan
p计算软弱下卧层顶面处的自重应力2）（cz????kPa?p?hh?
33.36219.4??9.8???17.7?0.8???wsatcz211f计算软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值）（3zd???查表可得，
1?0?db????h?h???219.4??9.817.7??0.8?wsat2113?m??kN/?11.9
m hh20.8??21故????kPaff??d117.4?0.5??90?1??11.9??2.8?0.5makdzd?（4）验算软弱下卧层的承载力
ppf??利用公式zdczz?即
ppkPafkPa117.4??33.3670.6?103.96???zczzd?满足条件
故软弱土层的承载力满足要求
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习题4. 在人口为30万的城镇建造单层工业厂房，厂房柱子断面为0.6m×0.6m。
按荷载标准组合作用在柱基础上的荷载（至设计地面），为竖向力F=1000kN，水平力H=60kN,力矩M=180kN·m,基础梁端集中荷载P=80kN。
地基为均匀粉质粘土，土的性质和地下水位见下图。
地区的标准冻结深度为z=1.6m,厂房采暖。
试设计0柱下刚性基础。
图4-1 土的性质和地下水位高度示意图
（1）计算该土层的地基承载力
???19.2==3.06M M=5.66 =20??????? M=0.51 m cbkd假设b=3m
f=0.51*19.2*3?3.06*19.2*1.2?5.66*12=167.8k P a则a（2）按中心荷载初估基底面积F?P1000?802=7.51m=A=1f-?d167.8?20?1.2a2×
=1.37.51=9.76m倍，即考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大1.3A=1.3A1采用3.2m
×3m基础
（3）验算基底压力
6 / 10 G?dAkN基础及回填土重230.49.6?20??1.2??FGPkN基础的总垂直荷载1310.4??230.4???80?1000MkNm基底的总力矩28860?1.2??180?80?0.45?
a288me总荷载的偏
心0.53???0.22?1310.46基底边缘最大应力
FGPM1310.46???288p????max2WA
9.6?33.2kPafkPa201.36?1.2??1.2167.8??192.75a满足承载力要求
（4）确定基础的最小埋置深度
?查表确定1)zs?取1.0 由于是粉质粘土，故zs?查表确定2)zw因为w=26%,w=18%,满足w+5<w< w+9,冻结期间冻结面距地下水位的ppp?为故冻涨等级为Ⅳ，即强冻涨，查表取0.85 距离h=0.4m<2m,w zw?查表确定3)ze?为因环境为城市近郊，故
取0.95 ze4)查表确定h max只考虑竖向荷载作用下基底的平均压力
FGP1310.4??kPap136.5???A9.6按照方形基础，强冻涨土，采暖，基底的平均压力为136.5kPa等条件，查表得允许的残留冻土层厚度为
0.483m。
5)计算基础的设计冻结深度
zz???m1.2920.95???0.85??1.6?1zezwdzs06)验算基础的最小埋置深度
dzhmm1.2??0.483?0.809???1.292dmaxmin故基础的埋置深度初步满足要求。
（5）确定基础的高度
采用C15混凝土，基底平均压力100<136.5<200,查表可知，台阶的宽高比允许值为1：1.00，即允许的刚性角为45°。
由此确定基础的最小高度
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bb?3?0.6mh01.2????tan22?tan45
为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必
须埋在设计地面以下100-150mm，所以基础的埋置深度d必须大于基础的高度h 加上保护层的厚度。
故之前确定的基础埋置深度不符合要求，必须重新设计埋深。
（6）重新设计基础的埋置深度
假设基础埋深d=1.4m,其他保持不变。
则
a P5.66?12=179.55k3.06?19.2?1.4?f=0.51?19.2?3?a F?P1000?802=7.13m A==
1f-?d179.55?20?1.4a2 7.13=9.26m×A=1.3A=1.3将基底
面积扩大1.3倍，即考虑偏心荷载作用，1任然采用3.2m×3m基础。
G?dAkN基础及回填土重268.8??1.4??9.6?20FGPkN基础的总垂直荷载
1348.880268.8?????1000?MkNm基底的总力矩300???0.45?601.4?180?80
a300me总荷载的偏心0.53??0.22??1348.86基底边缘最大应力
FGPM1348.86??300?p????max2WA
9.6?3.23kPafkPa215.46179.55?199.09???1.2?1.2a满足承载力要求。
（7）柱下基础的设计
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