基礎(chǔ)工程課后習題答案

1、2-1 某建筑物場地地表以下土層依次為：（1）中砂，厚2.0m，潛水面在地表以下 1m處，飽和重度；（2）粘土隔離層，厚2.0m，重度；（3）粗砂，含承壓水，承壓水位高出地表 2.0m（?。?。問地基開挖深達1m時，坑底有無隆起的危險？若基礎(chǔ)埋深，施工時除將中砂層地下水位降到坑底外，還須設(shè)法將粗砂層中的承壓水位降幾米才行？【解】（1）地基開挖深1m時持力層為中砂層承壓含水層頂面以上土的總覆蓋壓力：20X 1 + 19X 2=58kPa承壓含水層頂部凈水壓力：10X（ 2+2+2） =60kPa因為5860故坑底有隆起的危險?。?）基礎(chǔ)埋深為1.5m時承壓含水層頂面以上土的總覆蓋壓力：20X 0.

2、5 + 19X 2=48kPa承壓含水層頂部凈水壓力=10 X得：0.5m故需先進行地基承載力深度修正，持力層為粉質(zhì)粘土,查表2-5得 d 1.0，得修正后的地基承載力為：d m(d 0.5)170 1.0 181.20.5182.6kPa此基礎(chǔ)為墻下條形基礎(chǔ)，代入式2-20得條形基礎(chǔ)寬度:FkGd180182.6 20 1.21.13m為符合磚的模數(shù)取b=1.2m，磚基礎(chǔ)所需的臺階數(shù)為:1200 240n82 60所以按二皮一收砌法的基礎(chǔ)截面如圖所示:2-5 某柱基承受的軸心荷載 Fk 1.05MN，基礎(chǔ)埋深為1m,地基土為中砂， 18kN m3， fak 280kPa。試確定該基礎(chǔ)的底面邊

3、長?！窘狻恳驗榛A(chǔ)埋深d=1.0m0.5m故需先進行地基承載力深度修正，持力層為中砂，查表2-5得 d 4.4，得修正后的地基承載力為：fafak d m(d 0.5) 280 4.4 18 1 0.5319.6kPa柱下獨立基礎(chǔ)代入公式 2-19，基礎(chǔ)底面邊長:Fk1050.faGd.319.6 20 11.87m取基底邊長為1.9m。2-6 某承重磚墻厚240mm傳至條形基礎(chǔ)頂面處的軸心荷載Fk 150 kN/m。該處土層自地表起依次分布如下：第一層為粉質(zhì)粘土，厚度2.2m，17kNm3， e0 0.91， fak 130kPa，Es1 8.1MPa;第二層為淤泥質(zhì)土，厚度1.6m， fa

4、k 65kPa， Es2 2.6MPa ;第三層為中密中砂。地下水位在淤泥質(zhì)土頂面處。建筑物對基礎(chǔ)埋深沒有特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。（1）試確定基礎(chǔ)的底面寬度（須進行軟弱下臥層驗算）；（2）設(shè)計基礎(chǔ)截面并配筋 （可近似取荷載效應基本組合的設(shè)計值為標準組合值的1.35倍）。【解】（1）確定地基持力層及基礎(chǔ)埋深考慮到第二層不宜作為持力層并結(jié)合“寬基淺埋”的設(shè)計原則，確定第一層粉質(zhì)粘土作為持力層，其下第二層為軟弱下臥層，故可按最小埋深條件確定基礎(chǔ)埋深d=0.5m。（2 ）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸因為d=0.5m故不需要進行地基承載力特征值埋深修正，即：fafak=130kPa。磚下條形基礎(chǔ)代入公

5、式 2-20得基礎(chǔ)寬度FkGd150130 20 0.51.25m取b =1.3m3m，故無需再進行寬度修正。（3）軟弱下臥層承載力驗算CZ 17 2.237.4kPa由 Es1. Es2 8.1 2.63.1，z 2.20.51.7m 0.5 b，查表 2-7 得 23。Pk旦 Gd 150 20 0.5 125.4kPab1.3下臥層頂面處的附加應力為：b pkcdb 2ztan55.4kPa1.3125.4 17 0.51.3 2 1.7 tan23azakd m(d z 0.5)65 1.0 172.2 0.593.9kPaCZ55.4 37.4 92.8kPafaz 93.9kPa

6、（可以） (4)基礎(chǔ)設(shè)計依題意采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。采用C20混凝土， ft 1.10 N mm2，鋼筋用HPB235級,fy 210N mm2?；A(chǔ)埋深為0.5m荷載設(shè)計值 F 1.35Fk 1.35 150202.5kN基底凈反力p jF 202.5b 1.3155.8kPa基礎(chǔ)邊緣至磚墻計算截面的距離1b11.3 0.240.53m2基礎(chǔ)有效高度hPjb0.7ft155.8 0.530.7 11000.107m 107mm取基礎(chǔ)高度h250 mm h0250405205 mm（107mmAAM pQ2- 155.8 0.53221.9kN m2 j 2AsM0.9 fyh621.9 1

7、00.9 210 205565mm22配鋼筋12200，As 565mm，墊層用C10混凝土。2-7 一鋼筋混凝土柱截面尺寸為 300mnK 300mm作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載 Fk 400kN。 自地表起的土層情況為：素填土，松散，厚度1.0m,16.4kN m3 ;細砂，厚度 2.6m ,18kN m3 , sat 20kN m3，標準貫入試驗錘擊數(shù) N= 10;粘土，硬塑，厚度較大。地下 水位在地表下1.6m處。試確定擴展基礎(chǔ)的底面尺寸并設(shè)計基礎(chǔ)截面及配筋。【解】(1)確定地基持力層根據(jù)承載力條件，及最小埋深的限制，綜合“寬基淺埋”的設(shè)計原則，選擇細沙層作為持力層(素填土層厚度太小，且承

8、載力低；硬塑粘土層埋深太大不宜作持力層)(2)確定基礎(chǔ)埋深及地基承載力特征值根據(jù)基礎(chǔ)盡量淺埋的原則，并盡量避開潛水層，可取埋深d =1.0m。查表2-5，得細砂的d =3.0，地基承載力特征值為:ak d m(d 0.5)1403.0 16.41.0 0.5164.6kPa(3)確定基礎(chǔ)底面尺寸faFkg dI 400164.6 20 1.01.66 m取 b l1.7 m。(4) 計算基底凈反力設(shè)計值Pj1.35 4001.7 1.7186.9kPa(5) 確定基礎(chǔ)高度采用C20混凝土， ft 1.10 N mm2，鋼筋用HPB235級，fy210N mm2。取基礎(chǔ)高度 h 400 mm h

9、0400 45355 mm 因 bc 2h00.3 2 0.3551.01 mb=1.7m,1 ac.pjh02 2bbbc2 21.70 3186.90.3552287.4kN故按式(2-57 )作沖切驗算如下:0.7 hpft bc h0 h02h21.71.70.3 小 c0.355220.7 1.0 11000.3 0.3550.355179.0kN87.4kN(可以)(6) 確定底板配筋。本基礎(chǔ)為方形基礎(chǔ)，故可取M M 1 24 Pj 1 ac 2b bc丄 186.91.7 0.3 22 1.7 0.32456.5kN mM0.9f yh0656.5 100.9 210 35528

10、42 mm1( *1。取向配鋼筋11 10雙向，As 863.5mm22842mm 。2-8同上題，但基礎(chǔ)底面形心處還作用有彎矩Mk 110kN m。取基底長寬比為1.5，試確定基礎(chǔ)底面尺寸并設(shè)計基礎(chǔ)截面及配筋?！窘狻靠扇』A(chǔ)埋深為1.0m，由上題知地基承載力特征值fa 164.6kPa。(1)確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮到荷載偏心作用，可將軸心荷載下所得到的基底面積之增大A 1.3FkfaGd1.3 400164.6 201.0取邊長比n=1.5得基礎(chǔ)寬度:1.55m,取 bb nl nb1.5 1.62.4 m30 %得初選基底面積:3.6m2Fk Gk 40020 1.6 2.4 1476.8k

11、N驗算偏心距:MkFkGk工 0.231m -0.4m （可以）476.86pk maxFkGk1A6el476.8,6 0.2311 -1.6 2.42.4195.9kPa 1.2 fa 1.2 164.6 197.5kPa(可以)F1.35400Pj140.6 kPaA1.62.4pj maxF6M1.3540061.35 110 1 2，亠 亠 2blbl1.62.41.6 2.4pj minF6M1.3540061.35 110blbl21.62.421.6 2.4(2)計算基底凈反力設(shè)計值平行于基礎(chǔ)短邊的柱邊I - I截面的凈反力:237.3kPa43.9kPaPjP j minI

12、a。2lp j maxPj min43.9 24 竺 237.3 43.9152.7kPa2 2.4(3)確定基礎(chǔ)高度采用C20混凝土， ft 1.10N mm2，鋼筋用HPB235級，fy210N mm2。取基礎(chǔ)高b 1.6m，故按式（2-57 ）作沖切驗算如下（以度 h 500mm h0500 45455 mmPjmax取代式中的Pj）：lach bbbc2j max二2h2222.40.31.620.3237.30.4551.60.4552222216.9kN0.7 hPft bc h0h0.7 1.011000.30.4550.455因 Q 2h。0.3 2 0.4551.21m264

13、.5kN216.9kN（可以）（4）確定底板配筋對柱邊I - I截面，按式（2-65 ）計算彎矩:1MPjmax Pj 2b 乂481237.3 152.72 1.648p j maxPj b l2ac0.3237.3 152.71.62.40.3137.8kN mAsiM I0.9fyh6137.8 100.9 210 45521602mm配鋼筋 15 12 , As 1695mm221602mm，平行于基底長邊布置。MAs按構(gòu)造要求配筋13 10 , AsPi b bc 2 21 ac 140.6 1.6 0.3 2 2 2.4 0.350.5kN m24 j24M50.5 1062587

14、mm0.9fyh00.9 210 0.4552 21021mm587mm，平行于基底短邊布置。如圖所示3-4以倒梁法計算例題3-1中的條形基礎(chǔ)力。【解】（1）用彎矩分配法計算肋梁彎矩沿基礎(chǔ)縱向的地基凈反力為bPjF 6.4 103376.5KN /ml17邊跨固端彎矩為M 2112bp jl 11376.524.5635.3KN m1212中跨固端彎矩為M23丄bp。21376.5621129.5KN m12 j121截面（左邊）伸出端彎矩M l1hpjl。2-376.5 12188.2 KN m2 j 02節(jié)點1234分配系數(shù)01.00.50.50.50.501.0固端彎矩-635.3-11

15、29.5-635.3-188.2188.2635.31129.5660.3分配結(jié)果（kN - m）188.-238.21011-101110111011-188.22238.2（2）肋梁剪力計算1截面左邊的剪力為VbPjl。376.5 1.0 376.5 KN計算1截面的支座反力Ri1 1r 1bPj loll 1376.5 5.52 1011 501051.9KN4.5 21截面右邊的剪力：rV 1 bpjl0 R 376.5 1051.9675.4 KNR2bpj l0 l1R1376.5 5.5 1051.9 1018.8kNII11 2 1112R 2-bpj2M 2M 3376.5

16、62 1011 1011226 2R2R2R”21018.81162.52181.3KNV2R21018.8KNVr2R21162.5 KN取23段作為脫離體1162.5KN按跨中剪力為；零的條件來求跨中最大負彎矩bpR 376.5X 1043.8x 1043.8/376.5 2.8m所以Max1 bPj x2Ri1.81 376.5 2.821011 1.82344.0KN m23段對稱，最大負彎矩在中間截面1 376.5 621011683.2KN m81 2M 2maxbp j l2 M 28由以上的計算結(jié)果可作出條形基礎(chǔ)的彎矩圖和剪力圖彎矩圖M(kN m)1162.5376.51018

17、.8剪力圖V(kN)675.41162.51018.8補充題：設(shè)一箱形基礎(chǔ)置于粘性土(fk 300kPa)地基上，其橫剖面上部結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)荷重如圖，上部結(jié)構(gòu)總重為 48480KN,箱形基礎(chǔ)自重為18000KN,箱形基礎(chǔ)及設(shè)備層采用C20混凝土，上部結(jié)構(gòu)梁、柱采用C30混凝土，框架柱 0.5mx 0.5m，框架梁0.25mX 0.60m,求 矩形基礎(chǔ)縱向跨中的整體彎矩?！窘狻?1)箱型基礎(chǔ)力計算，按縱向整體彎曲計算，由靜力平衡條件計算跨中最大彎矩為:M max1281.46 6 21972.61 6 15900.59 6 9885.35 6 3 3030 246060186060 12 6060 622690 kN / m計算箱型基礎(chǔ)剛度 Ef I f箱型基礎(chǔ)橫截面慣性矩IF丄 12.5 3.55312(12.5 0.8)342.7726.3260 m箱基剛度 EfIf 26.3260Ef(3)上層結(jié)構(gòu)折算剛度 ebib縱向連續(xù)鋼筋混凝土墻的截面慣性矩各層上下柱的截面慣性矩|ui |H130.3 2.231213430.5 0.50.0156m12Iw 20.5324m4各層縱梁的截面慣性矩|bi0.3340.50.