基礎(chǔ)工程-A卷答案

1、貴州大學(xué)2011-2012學(xué)年第二學(xué)期考試試卷A基礎(chǔ)工程注意事項：請考生按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學(xué)號和年級專業(yè)。請仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫答案。不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內(nèi)填寫無關(guān)的內(nèi)容。滿分100分，考試時間為120分鐘。題號 一 二 三 四 五 六 七 總分 統(tǒng)分人得分、填空題（共20分，每空1分）評分人 為了保證建筑物的安全與正常使用，地基與基礎(chǔ)必須具有足的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性， 并且變形也應(yīng)在允許范圍之內(nèi)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)自身承載力及穩(wěn)定性應(yīng)采用作用效應(yīng)的基本組合和偶然組合講.行驗算：基礎(chǔ)沉降計算時，傳至基礎(chǔ)底面的作用效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下作用長期效應(yīng)組合。

2、基礎(chǔ)的沉降驗算包括 沉降，相鄰基礎(chǔ) 沉降差，橋墩的 傾斜 等。摩擦樁基中，如果群樁中的各樁受力與單樁相同，那么群樁的沉降量大于單樁沉降量； 如果群樁的沉降量與單樁相同，那么群樁中的各樁受力小于單樁受力。樁按承載性狀可分為端承樁和摩擦樁。樁基承臺按其位置可分為 高樁承臺 和 低樁承臺。m法適用于土質(zhì) 地基條件下，巖石地基地基抗力系數(shù)一般采用常數(shù)法。樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力時，樁端持力層越硬，截面剛度越大，中性點(diǎn)的位置越低?；A(chǔ)的下臥層是指持力層以下的土層。得分評分人二、選擇題（共10分，每題1分） 為評價填土的壓實(shí)情況，在壓實(shí)后應(yīng)測定。最優(yōu)含水量；壓縮模量；壓實(shí)系數(shù)；抗剪強(qiáng)度在下列樁型中，擠土效應(yīng)最強(qiáng)的樁

3、是里。鉆孔灌注樁；B.打入式預(yù)制樁；C. H型鋼樁；D.底端開口鋼管樁。3 .對高聳橋墩而言，應(yīng)控制的地基變形特征是d。沉降量，沉降差；B.傾斜，沉降差；C.沉降量，傾斜；D.沉降差，局部傾斜。受豎向荷載樁，關(guān)于樁端阻力荷載分擔(dān)大小，說法正確的是：_A，樁端阻力發(fā)揮值越大。長徑比l/d越小，樁土相對剛度越大；長徑比l/d越小，樁土相對剛度越?。婚L徑比l/d越大，樁土相對剛度越大；長徑比l/d越大，樁土相對剛度越小。5 .摩擦樁的傳力機(jī)理為。荷載全部通過樁身側(cè)面?zhèn)鞯綐吨芡翆樱缓奢d全部傳到樁底端下的土層；大部分荷載傳給樁周土層，小部分傳給樁端下的土層；大部分荷載傳給樁端下的土層，小部分傳給樁周土層

4、?；A(chǔ)的持力層是指魚?；A(chǔ)底面以下的所有土層；B.與基礎(chǔ)底面直接接觸的那層土層；C.除與基礎(chǔ)底面直接接觸的那層土層以外的所有土層;。對超靜定結(jié)構(gòu)橋梁相鄰墩基礎(chǔ)之間，應(yīng)驗算基礎(chǔ)的圣。A.沉降量，沉降差；B.傾斜，沉降差；C.沉降量，傾斜；D.沉降差，局部傾斜。地基承載力進(jìn)行深寬修正時，指出下列因素中那一個對地基承載力深寬修正系數(shù)的取值沒 有影響：。土的類別；土的重度；土的孔隙比；土的液性指數(shù)。9、群樁效應(yīng)越強(qiáng)，意味著：_A?；鶚栋l(fā)揮的承載力比單樁承載力越低；基樁發(fā)揮的承載力比單樁承載力越高；基樁發(fā)揮的承載力與單樁承載力相同；無法判斷。在計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)取d。正常使用極限

5、狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合；正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不計入風(fēng)荷載和地震作用;承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值；按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。得分評分人三、簡答題(共40分)簡要論述基礎(chǔ)工程設(shè)計計算要滿足的基本原則。(10分)基礎(chǔ)底面壓力小于地基承載力容許值；地基及基礎(chǔ)的變形值小于建筑物要求的沉降值；地基及基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性有足夠的保證；基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度、耐久性滿足要求。簡述基礎(chǔ)沉降驗算的步驟？橋梁基礎(chǔ)在什么情況下需要進(jìn)行基礎(chǔ)沉降驗算？ (10分)對于下列情況，則必須驗算基礎(chǔ)的沉降，使其不大于規(guī)定的容許值：修建在地質(zhì)情況復(fù)雜、地層分布不均或

6、強(qiáng)度較小的軟粘土地基及濕陷性黃土上的基礎(chǔ);修建在非巖石地基上的拱橋、連續(xù)梁橋等超靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；當(dāng)相鄰基礎(chǔ)下地基土強(qiáng)度有顯著不同或相鄰跨度相差懸殊而必須考慮其沉降差時；對于跨線橋、跨線渡槽要保證橋(或槽)下凈空高度時。高樁承臺和低樁承臺基礎(chǔ)各有什么特點(diǎn)，適用于什么樣的情況？ (10分)高樁承臺位置較高或設(shè)在施工水位以上，可減少墩臺的圬工數(shù)量，避免或減少水下作業(yè)， 施工較為方便。然而，在水平力的作用下，由于承臺及基樁露出地面的一段自由長度周圍無 土來共同承受水平外力，基樁的受力情況較為不利，樁身內(nèi)力和位移都比同樣水平外力作用 下的低樁承臺要大，其穩(wěn)定性也比低樁承臺差。低樁承臺施工較為復(fù)雜。在水平

7、力的作用下，由于承臺及基樁共同承受水平外力，基樁 的受力情況較為不利，樁身內(nèi)力和位移都比同樣水平外力作用下的低樁承臺要小，其穩(wěn)定性 比高樁承臺好。確定基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)考慮哪些因素？ (10分)地基的地質(zhì)條件；河流的沖刷深度；當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度；上部結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件。保證持力層穩(wěn)定所需要的最小埋置深度。得分評分人四、計算題（共30分）各10分）600kN 723kN中砂（中密）Y =21kN/m3粘土，Y =21kN/m3, e0=0.8, IL1. 一混凝土剛性基礎(chǔ)，橋墩所受的荷載組合如圖所示（基礎(chǔ)長）。橋墩及基礎(chǔ)自重4682kN,設(shè)計水位以下墩身受到的浮力1000kN,請驗算以下內(nèi)容是否滿

8、足要求：（1）地基承載力；（2）基底合力偏心距；（3）基礎(chǔ)穩(wěn)定性。（以上3小題，（1）地基承載力驗算：豎向力合力：E N=600+723+4682-1000=5005kN基底形心處的彎矩E M=723 X600 X 0.2+76 X 8.9=701基底壓力： N M197 kPamaxA W|115kPamin查表得地基承載力基本值：fa0=370kPa查表得寬則經(jīng)過深寬修正后地基承載力fa= fa0+k1 Xy （b-2） +k2XY2（h-3）=621kPa 球*滿足要求（2）軟弱下臥層地基承載力驗算查表得粘土層土耳其容許承載力基本值：fa0=150kPa；則經(jīng)過深寬修正后粘土層地基承 載

9、力fa= fa0+k1 Xy （b-2） +k2XY2（h-3）=233kPa基底平均壓應(yīng)力：P = max - min = 156kPa平均2，則軟弱下臥層頂面壓應(yīng)力：Ph = （3 + 5） x （21 -10） + 0.3 x 156 - （21 -10） x 3 = 124.9kPa e0滿足要求(4)穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性:k 11.4 1.3,滿足要求o o基底摩擦系數(shù)R = 0.35基礎(chǔ)抗滑移穩(wěn)定性：k = 0.35 沼05 23 1.3，滿足要求c乙 H76【例題3-1】某承重磚墻混凝土基礎(chǔ)的埋深為，上部結(jié)構(gòu)傳來的軸向壓力Fk=200kN/m。 持力層為粉質(zhì)粘土，其天然重度

10、口，孔隙比e=0.843,液性指數(shù)Il=0.76，地基承載力特征值 4=150 kPa，地下水位在基礎(chǔ)底面以下。試設(shè)計此基礎(chǔ)?！窘狻?1)地基承載力特征值的深寬修正先按基礎(chǔ)寬度b小于3m考慮，不作寬度修正。由于持力層土的孔隙比及液性指數(shù)均小 于，查表2-7，得門d。fa= fak +nd Y 0(d - 0.5)= 150 +1.6 x 17.5 x (1.5 - 0.5)= 178.0kPa(2)按承載力要求初步確定基礎(chǔ)寬度200b =-Xmin f -Y Gd(178 - 20 x 1.5)= 1.35 m初步選定基礎(chǔ)寬度為1.40 m。(3)基礎(chǔ)剖面布置初步選定基礎(chǔ)高度H=。大放腳采用標(biāo)

11、準(zhǔn)磚砌筑，每皮寬度印=60 mm, h1 = 120mm，共 砌5皮，大放腳的底面寬度b0 = 240+2X5X60 = 840 mm，如圖3-2所示。(4)按臺階的寬高比要求驗算基礎(chǔ)的寬度基礎(chǔ)采用C15素混凝土砌筑，而基底的平均壓力為200 + 20 x 1.4 x 1.51.4 x 1.0= 172.8 kPa-8401400圖3-2墻下無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)布置查表3-2,得基礎(chǔ)臺階的允許寬高比tana= b2H = 1.0 ,于是b = b + 2 Htga = 0.84 + 2 x 0.3 x 1.0 = 1.44 m 取基礎(chǔ)寬度為滿庭設(shè)計要求?！纠}3-2】某廠房采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，墻厚

12、240mm，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂部的 軸心荷載N=350kN/m，彎矩MkN-m/m，如圖3-5所示。條形基礎(chǔ)底面寬度b已由地基承 載力條件確定為m,試設(shè)計此基礎(chǔ)的高度并進(jìn)行底板配筋?！窘狻?1)選用混凝土的強(qiáng)度等級為C20，查混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)級鋼筋。(2)得Mpa；底板受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，查得fy = 300MPa；縱向分布鋼筋采用HPB235基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小地基凈反力：_N 6M 350 6 x 28.0Pjmax 一 產(chǎn) b2 一 2.0 土 2.02217.0 = kPa133.0驗算截面I距基礎(chǔ)邊緣的距離：bI = 2 x(2.0 - 0

13、.24)= 0.88 m驗算截面的剪力設(shè)計值：2b bb - b )p.+ b p.:-08 定 x 2.0 - 0.88)x 217.0 + 0.88 x133.02 x 2.0=174.7 kN/m基礎(chǔ)的計算有效高度:h0Z- = 174.7 = 226.9 mm0.7 ft 0.7 x 1.1基礎(chǔ)驗算截面的彎矩設(shè)計值：=生 L(3b - b ) + p b L 0882(217 x (3x 2 - 0.88) +133x 0.88= 79.3kN - m/m6b jmax 1jmin 16 x 2基礎(chǔ)邊緣高度取200mm，基礎(chǔ)高度h取300mm，有效高度h0=30040=260mm mm

14、， 合適。(6)基礎(chǔ)每延米的受力鋼筋截面面積:A = i =22x 106 = 1130mm2s 0.9 fy h0 0.9 x 300 x 260選配受力鋼筋16170, As=1183mm2,沿垂直于磚墻長度的方向配置。在磚墻長度方 向配置枇 250的分布鋼筋?；A(chǔ)配筋圖見圖3-6所示。圖3-5墻下條形基礎(chǔ)計算簡圖圖3-6墻下條形基礎(chǔ)配筋圖【例題3-3】某柱下錐形獨(dú)立基礎(chǔ)的底面尺寸為2200X 3000mm,上部結(jié)構(gòu)柱荷載的基本組 合值為N=750kN, M=110kN -m，柱截面尺寸為400X400 mm,基礎(chǔ)采用C20級混凝土和 HPB235級鋼筋。試確定基礎(chǔ)高度并進(jìn)行基礎(chǔ)配筋?！窘?/p>

15、】1.設(shè)計基本數(shù)據(jù)：根據(jù)構(gòu)造要求，可在基礎(chǔ)下設(shè)置100mm厚的混凝土墊層，強(qiáng)度 等級為C10。假設(shè)基礎(chǔ)高度為h=500 mm,則基礎(chǔ)有效高度h= m。從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中可查得C20 級混凝土 fX 103kPa, HPB235 級鋼筋 f=210 MPa。2.基底凈反力計算7N , M 750,110p= + =+ 儒 A W 3.0 x 2.21 x 22 x 3 02x ,匕 x .J6150.0kPa80.33,基礎(chǔ)高度驗算基礎(chǔ)短邊長度l = 2.2m,柱截面的寬度和高度a= b =& hp = 1.0 ; at=a=； ab=a+2h0=1.3 ma = (at +。2m = (0

16、.4 +1.3)/2 = 0.85 m由于l a + 2h，于是Al =(3.0 0.4 八 cc 0.45 x 2.2 2(2.2 0.4 八兀0.45I 22S 2=1.68m2T PJmaxAi = 150.0 x 1.68 = 252kN.鄧hpftamh0 = 07xL0 x 1-1x 103 x0.85x0.45 = 294-5kN滿足F h圖3-17柱下條形基礎(chǔ)計算圖【解】1）確定地基的基床系數(shù)和梁的柔度指數(shù) 基底的附加壓力近似按地基的平均凈反力考慮p = H =華蝦 2000) X 2 = 150.6 kPa bl 一2.5 x 17基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降計算，取甲5=1.0, zx

17、1=0, Z戶基底中心的平均附加應(yīng)力系數(shù)q則可按地基附加應(yīng)力計算方法查有關(guān)表格求得為0.6024。于是15 =W z C = 1.0X06X5X0.6024 = 0.0454 m0 s E i i 10000查表37可求得沉降影響系數(shù)0、九分別為2.31和2.02。2.02x 0.0454 = 0.0397 m2.31150.6 _c sc = 3800 kN/m30.0397基礎(chǔ)的平均沉降基床系數(shù)集中基床系數(shù)bk = 2.5 x 3800 = 9500 kPa柔度指數(shù):952= 0.1533 m-1T4 x 4.3 x 106人l = 0.1533x 17 = 2.6061，而，-=0.78

18、54，兀=3.14164兀4I 5故屬有限長梁。2）按無限長梁計算基礎(chǔ)梁左端A處的內(nèi)力，見表3 8。3）計算梁端的邊界條件力按人l = 2.606查表35得A =0.02579, C =0.10117, D =0.06348 TOC o 1-5 h z iiiF = 4.04522,% = 0.30666代入式(326 )得P = P = (E + F )1(1 + D )Q +人(1 A )M AB l ll al a=(4.04522 0.30666)1(1 0.06348) x 729.6 + (1 + 0.02579) x 0.1533 x 433.9=2810.0kNM = M =(E + F ) (1