基础工程课后习题答案

题2 - 41

(1)地区的标准冻结深度为?0=1.8m

(2)按式2-33求设计冻结深度,即?d=?0?zs?zw?ze 查表2-11求?zs

第一层土:Ip=?L-?P=8<10 且d>0.075mm 占土重10%<50% ,为粉土,?zs=1.20 第二层土:d>0.25mm占55%>50% d>0.5mm占40%<50%,为中砂,查表2-12求?zw

第一层土: ?=20% 底层距地下水位0.8m<1.5m 冻胀等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀 ?zw=0.90 第二层土:地下水位离标准冻结深度为0.2m<0.5m 冻胀等级为Ⅳ级 冻胀类别为强冻胀 ?zw=0.85 查表2-13求?ze

城市人口为30万,按城市的近郊取值 ?ze=0.95 按第二层土计算:?d=1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m 折算冻结深度:Zd=1.2 +(1.85 - 1.2)*

'?zs=1.30

1.89=1.864m 1.85折算冻结深度进入第二层土内,故残留冻土层主要存在于第二层土。 (3)求基础最小埋深

按照正方形单独基础,基底平均压力为120kpa,强冻胀,冰冻等条件,查表2-14得允许残留冻土层厚度Hmax=0.38m 由式2-34求得基础的最小埋置深度dmin=?d-Hmax=1.864-0.38=1.484m

题2 – 42

(1)埋置深度d=0.8m,持力层为粉质粘土

规范建议的地基承载力公式为

fa=Mb?b+ Md?md+Mcck

?k=24° 查表2-16得Mb=0.80 Md=3.87 Mc=6.45

?=?2g=1.89*9.8=18.5KNm3 ?m=?1g=1.8*9.8=17.64KNm3

fa=0.8*18.5*2.5+3.87*17.64*0.8+6.45*20=220.6kpa

(2)埋置深度d=2.4m,持力层为细砂,此时b<3m 取b=3m

?k=30°,查表2-16得 Mb=1.9 Md=5.59 Mc=7.95

?=?3g=1.94*9.8=19KNm3 ?m=

0.8*17.64?1.6*18.53=18.2KNm

2.4fa=1.9*19*3+5.59*18.2*2.4+7.95*0=352.5kpa

题2 – 43

土层一:由?k=16°查表2-16得Mb=0.36 Md=2.43 Mc=5.00

?=18.5-9.8=8.7KNb+ Mdm3 ?m=0

fa=Mb?土层二:

?md+Mcck=0.36*8.7*3+0+5*15=84.4kpa

Pcr=1?203?252?213??222.7kpa Pu=1?455?444?433??444kpa

33因为 Pu <

Pcr ?fak= 1Pu=222kpa

2=0.923>0.85 由表2-15得?b=0 ?d=1.0

???pIL=

?L??p?m=18.5-9.8=8.7KNm3 ?fa=

=19.6-9.8=9.8KNm3

fak+?b?(b-3)+?d?m(d-0.5)=222+0+1.0*8.7*(2-0.5)=235.05kpa

土层三:由?k=22°查表2-16得Mb=0.61 Md=3.44 Mc=6.04

?=20-9.8=10.2KNm3 ?m=

(18.5?9.8)*2?(19.6?9.8)*2?9.25KNm3

4则

fa=0.61*10.2*3+3.44*9.25*4+6.04*10=206.35kpa

土层四:由?k=32°查表2-16得Mb=2.6 Md=6.35 Mc=8.55

?=20.1-9.8=10.3KNm3

?m=(18.5-9.8+19.6-9.8+20-9.8)/3=9.57KNm3

fa=2.6*10.3*3+6.35*9.57*6+8.55*0=445kpa

fa=235.05kpa

若采用第二层为持力层,由

则A1=

5000F?23.25m2 =

fa??d235.05?20*2?10*2因为桥墩平面尺寸6m*2m, 取基础尺寸为8m*3m

验算基底压力G=?dA=(20-10)*2*8*3=480Kn

Pk?F?G500?480??228.33kpa

tan?=

bt1?? ?=38.66o h1.25基础高度h=h?b?b0b8?6?t??1.25m

2tg?tg?2*0.8按长边及刚性角确定基础的尺寸如下图(单位:mm, h>900mm, 做成三层台阶):

题2 – 44

(1)求基地压力:p?F?G188?20*1*1.2*1??176.7kPa/m A1.2*1(2)基底至淤泥质粘土顶面的距离z为1.8m.

由z/b=1.8/1.2=1.5>0.5 ??Es115==3 Es25查表2-17得压力扩散角θ=23°

b??b?2ztg?=1.2?2*1.8*tg23?=2.73m 下卧层埋深为 d?=2.8m下卧层土的浮容重为 ??=?sat-?w=16.5?9.8=6.7kN/m3下卧层以上土的加权平均容重为?m=0.8*17.7+(19.4-9.8)*2=11.9kN/m32.8查表2-15得,yb=0,yd=1.0(淤泥层)fd?z?fak?yd*?m( d??0.5)?90?1*11.9*(2.8?0.5)?117.4kPa下卧层顶面处的自重应力:Pcz=17.7*0.8?2*(19.4-9.8)=33.36kPa下卧层顶面处的附加压力:pz?b(p?pco)b?2z*tg?pco?17.7*0.8?0.2*9.6?16.08kPa1.2*(17.67-16.08)=70.65kPa1.2?2*1.8*tg23?所以pz?验算:pz?pcz=33.36?70.65=104kPa?fd?z?117.4kPa经验算,第三层软弱土层的承载力满足要求。

题2 – 45

解:(1)?k=20??????查表得 Mb=0.51 Md=3.06 Mc=5.66 设b=3m

fa=0.51*19.2*3?3.06*19.2*1.2?5.66*12=167.8kPa

(2)

A1=F?P1000?80==7.51m2

fa-?d167.8?20*1.2考虑偏压:A?1.3A1?1.3*7.51=9.76m2 n

采用: 3.2m*3m 基础 其中a=3.2m,b=3m

(3)G= ?Ad=20*1.2*9.6=230.4 KN F+G+p=1310.4 kN

M=180+60*1.2+80*0.45=288 kN?m

总荷载的偏心距e=M288a??0.22?=0.53m

F?p?G1310.46F?p?G=136.5kPa?fa,满足承载力要求

A基底地缘最大应力:p=(4)粉质粘土?zs?1.00??????????万人口,城郊?????ze?0.95

Wp?5?W?Wp?9,且地下水位离标准冻结深度为2.0?1.6=0.4m?2.0m,

所以冻胀等级为IV,冻胀类别为强冻胀,得?zw=0.85,

所以Zd=Z0*?zs*?ze*?zw=1.6*1.00*0.95*0.85=1.292m。

按照方形基础,采暖,基底平均压力位136.5kPa为条件,查表2-14得hmax=0.482m 所以最小埋置深度dmin=Zd-hmax=1.292m-0.482m=0.81m

满足最小埋置深度要求。

(5)采用C15混凝土,基底平均压力150

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,加上保护层厚度,即d≧ht(100?150mm) 所以初定d=1.2m,故需要重新设定埋深d (6)取埋深d=1.4m b=3m

则fa=0.51*19.2*3?3.06*19.2*1.4?5.66*12=179.55kPa

A1=F?P1000?80==7.13m2 A?1.3A1?9.26m2,仍取a=3.2m,b=3m

fa-?d179.55?20*1.4

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