基础工程试卷A答案

广州大学2010-2011学年第2学期考试卷

课程基础工程考试形式（闭卷，考试）

一、概念解释（共20分，每小题5分）

1.浅基础

通常把埋置深度不大（小于或相当于基础底面宽度，一般认为小于5m）的基础称为浅基础。

2.摩擦型桩基础

摩擦型桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较多的桩；由摩擦型桩组成的基础称为摩擦型桩桩基础。

3.温克尔地基模型

温克尔土耳其模型由捷克工程师E. 温克尔（Winkler）于1867提出，其假设地基任意一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比即p=ks，式中比例系数k为基床反力系数（或简称基床系数），其单位为kN/m3。

4.上部结构、基础、地基的共同作用

是指上部结构、基础与地基相互接触组成一个相互作用的完整体系，三者连接部位应同时满足静力平衡、变形协调与位移连续条件，其相互作用与三者之间的相对刚度有关，基础的挠曲特征、基底反力及截面内力分布是三者共同作用的结果。

二、简答题（共20分，每小题10分）

1.桩基础设计的主要内容？（按设计步骤写出）

（1）必要的资料准备：如建筑物的类型及其规模、岩土工程勘察报告、施工机具和技术条件等；

（2）选定桩型、截面和桩长的选择并确定单桩竖向及水平承载力；

（3）桩平面布置：指桩数确定及平面上的布置；

（4）承载力验算：单桩承载力验算、桩基软弱下卧层承载力验算、桩基沉降验算、桩基负摩阻力验算等

（5）承台设计：包括承台尺寸、厚度和构造设计，应满足抗冲切、抗弯、抗剪、抗裂等要求；

（6）桩身结构设计及桩的质量检验；

（7）绘制施工图。

2.地基与基础的震害有那些？

地基的震害主要有：饱和砂土和粉土的振动液化、地震滑坡和地裂、土的震陷等；由此造成地基强度不足

三、某基坑深8m ，基坑采用排桩+单道内支撑的结构形式支护，设计资料如图所示。试用等值梁法计算：

1.土压力计算模式）（5分）

2.沿墙走向每M 2m

6m

h

d 0

330kN/m 18==ϕγ砂土

330kN/m 18==ϕγ砂土

解：1. 设u 为 p a

u=1m

因此土压力强度分布 z=0m σa =0kPa

z=8m σa =γzK a =18×8×tan 2

(45°-38°/2)=48kPa z=9m σ=0kPa

z=8+h d σ=σp -σa =γ(h d -u ) (K p -K a ) 如图所示。

2.采用等值梁法计算，假设支撑间距为1m

确定正负弯矩反弯点：净土压力为零点。取上段分析如图： 由

00==∑∑A

M

H 得 )

3

1

6(24)2832(19272162419214821

84821+⨯+-⨯⨯=⨯=+=⨯⨯+⨯⨯=

=+B a B Q kPa E Q R

解得R=102.9kN/m

四、某建筑基础基底压力设计值为155kPa ，天然地基承载力特征值为60kPa 。鉴于地基承载力不足，现拟采用水泥土搅拌桩复合地基。已知复合地基面积置换率为0.2，水泥土搅拌桩直径为500mm ，搅拌桩单桩竖向承载力特征值为120kN 。试经计算判断该复合地基是否满足承载力要求？（桩间土承载力折减系数取0.8）（10分）

解：kPa kPa f m A R m f sk

p

a spk 1557.16060)2.01(8.04

5.05.01202.0)1(>=⨯-⨯+⨯⨯⨯=-+= πβ 该复合地基满足承载力要求。

)

)((K K u h --γkPa

48kPa

0m

u 1=a

E p

E p

E 'kPa

0a

E R

B

Q A

B

五、已知天然地基上某矩形底面浅基础基础埋深为2m ，由地表向下土层分布为：埋深0.0m~2.0m 为杂填土，重度为17.5kN/m 3；埋深2.0m~30.0m 为粘土，重度为18.5kN/m 3，天然孔隙比为0.80，液性指数为0.60，经载荷实验确定的地基承载力特征值为125kPa 。按荷载效应规范组合，上部结构传至地表的竖向轴心荷载为660kN ，力矩为60kN.m ，水平荷载为15kN ，试确定基础底面积尺寸（不考虑地基变形）。（10分） 解：假设b<3m ，由天然孔隙比为0.80，液性指数为0.60查表得ηb =0.3 ηd =1.6，故

kPa

d b f f m d b ak a 0.167)5.02(5.176.10125)5.0()3(=-⨯⨯++=-+-+=γηγη0

4.2002.1kPa 120180

6/23215602323220660m 2m 3m 28.7~72.54.1~1.1m 20.5167220660min max 2max min 22>=<=⨯⨯+±⨯⨯⨯⨯+=±+=⨯=⨯=≥≤⨯⨯+≤+=

k a k k k k k k a

k

k k p kPa f p W M A G F p p b l lb lb lb

lb

f A

G F p ，（仅供参考），取）考虑偏心放大（，

，得基础底面取m 2m 3⨯=⨯b l 满足承载力要求。

六、已知某框架结构柱截面尺寸为600mm ×400mm ，柱下采用天然地基上矩形底面钢筋混凝土独立基础，基础混凝土强度等级为C20，基础底面尺寸为3m ×2m ，基础等厚，厚度为550mm ，底部钢筋混凝土保护层厚度为50mm ，基础埋深为2m 。按荷载效应基本组合，上部结构传至地表的竖向轴心荷载为900kN ，力矩为120kN.m ，水平荷载为30kN 。实验算底板厚度是否满足抗冲切承载力要求。（10分） 解：0.10.5m m m 50050550500===-=-=hp h h β，

kPa W M A F p j 2106

/232

30120329002min

max =⨯⨯++⨯=±=

22

m 31.15.024.0225.026.03=⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡---⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=l A

kN 1.27521031.1max =⨯=⋅=j l l p A F

m 9.02/)(m 4.15.05.04.0m 4.0=+==++==b t m b t b b b b b ，， l m t hp F h b f >=⨯⨯⨯⨯=kN 5.3465.09.011000.17.07.00β

满足抗冲切承载力要求。图略。