基础工程_作业答案

第2章 浅基础第2章 浅基础2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m ，潜水面在地表下1m 处，饱和重度320kN m sat γ=；（2）粘土隔水层，厚2.0m ，重度319kN m γ=；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m （取310kN m w γ=）。

问基坑开挖深达1m 时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深 1.5m d =，施工时除将中砂层地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降低几米才行？答：（1）当基坑开挖深达1m 时，基坑底部至承压含水层顶面的土压力为220119258kN m h γ=×+×=承压水压力为()21022260kN m w w h γ=×++=因w w h h γγ<，故有隆起危险。

（2）若基础埋深 1.5m d =，中砂层地下水位降到坑底外，则基坑底部至承压含水层顶面的土压力为为2200.519248kN m h γ=×+×=要使坑底无隆起危险，则w w h h γγ≥当w w h h γγ=为临界状态。

设h ′为降水后的承压水头，则()2102248kN m 0.8m w w h h h γ′′=×++=⇒=故需要降低的承压水头为20.8 1.2m w h h ′−=−=＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-2 某条形基础底宽为 1.8m b =，埋深 1.2m d =，地基土为粘土，内摩擦角标准值20k ϕ= ，粘聚力标准值12kPa k c =，地下水位与基底平齐，土的有效重度310kN m γ′=，基底以上土的重度318.3kN m m γ=。

试确定地基承载力特征值a f 。

答：根据内摩擦角标准值20k ϕ= ，查课本P21表2-3得0.51b M =、 3.06d M =、5.66c M =，则地基承载力特征值a f 为0.5110 1.8 3.0618.3 1.2 5.6612144.3kPaa b d m c kf M b M d M c γγ=++=××+××+×=＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-3 某基础宽度为2m ，埋深为1m 。

地基土为中砂，其重度为318kN m m γ=，标准贯入锤击数21N =，试确定地基承载力特征值a f 。

基础工程课后习题解答答：根据标准贯入锤击数21N =，查课本P23表2-4得砂土特征值286kPa ak f =。

由于基础宽度2m 3m b =<且埋深1m 0.5m d =>，故不需要宽度修正，只需要深度修正。

查课本P23表2-5得 4.4d η=，则地基承载力特征值a f 为()()0.5286 4.41810.5325.6kPaa ak d m f f d ηγ=+−=+××−=＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-4 某承重墙厚240mm ，作用于地面标高处得荷载180kN m k F =，拟采用砖基础，埋深为 1.2m 。

地基土为粉质粘土，318kN m γ=，00.9e =，170kPa ak f =。

试确定砖基础得底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。

答：按照1延米计算基础宽度，则180kN k F =。

首先对承载力进行深度修正()()0.5170 1.018 1.20.5182.6kPaa ak d m f f d ηγ=+−=+××−=基础宽度b 为()()1801.13m 1182.620 1.2k a G F b l f d γ===⋅−×−×取 1.2m 1200mm b ==（60的倍数），二皮一收砌法基础剖面示意图如下题2-4 基础剖面示意图＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-5 某柱基承受的轴心荷载 1.05MN k F =，基础埋深为1m ，地基土为中砂，318kN m γ=，280kPa ak f =。

试确定该基础的底面边长。

答：因为该柱基承受轴心荷载，故定为方形基础。

基础埋深为1m ，需要进行深度修正，则第2章 浅基础()()0.5280 4.418 1.00.5319.6kPaa ak d m f f d ηγ=+−=+××−=故基础底面边长b 为1.87m b ===取 1.9m b =，不需要进行承载力宽度修正。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-6 某承重砖墙厚240mm ，传至条形基础顶面出的轴心荷载150kN m k F =。

该处土层自地表依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度 2.2m ，317kN m γ=，0.91e =，130kPa ak f =，18.1MPa s E =；第二层为淤泥质土，厚度1.6m ，65kPa ak f =，2 2.6MPa s E =；第三层为中密中砂。

地下水位在淤泥质土顶面处。

建筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。

（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合的1.35倍）。

答：（1）暂定基础埋深为0.5m ，取粉质粘土层为持力层，故不需要进行承载力深度修正，即130kPa a ak f f ==。

条形基础宽度b 为1501.25m 130200.5k a G F b f d γ===−−×取 1.3m b =，不需要进行承载力宽度修正。

下面进行软弱下卧层验算。

由128.12.6 3.1s s E E ==， 1.7m 0.50.65m z b =>=，取23θ≈ ；1501.3115.4kPa k p ==故软弱下卧层顶面处的附加应力值为()()1.3115.4170.550.7kPa 2tan 1.32 1.7tan 23k cd z b p b z σσθ−×−×===++××软弱下卧层顶面处土的自重应力值为17 2.237.4kPa cz σ=×=软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值为()()0.565 1.017 2.20.593.9kPaaz ak d m f f d ηγ=+−=+××−=故50.737.488.1kPa 93.9kPa z cz az f σσ+=+=<=基础底面尺寸及埋深满足要求。

（2）该墙下条形基础用C20混凝土，21.10N mm t f =，钢筋用HPB235，2210N mm y f =。

地基净反力基础工程课后习题解答1.35 1.35150155.8kPa 1.3k j F F p b b ×==== 基础边缘至砖墙计算截面的距离()111.30.240.53m 2b =×−=基础有效高度10155.80.530.107m 107mm 0.70.71100j tp b h f ×≥===×取基础高度300mm h =，0405255mm 107mm h h =−−=> 悬臂根部的最大弯矩设计值M 为22111155.80.5321.9kN m 22j M p b ==××=⋅ 基础每米长的受力钢筋面积为2021.9454.4mm 0.90.9210255s y M A f h ===××配筋10@170φ，2462mm s A =，可以。

以上受力钢筋沿垂直于砖墙长度方向配置，纵向分布筋取8@250φ，垫层用C10混凝土（图略）。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm ×300mm ，作用在基础顶面的轴心荷载400kN k F =。

自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度1.0m ，316.4kN m γ=；细砂，厚度 2.6m ，318kN m γ=，320kN m sat γ=，标准贯入试验锤击数10N =；粘土，硬塑，厚度较大。

地下水位在地表下 1.6m 处。

试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。

答：（1）基础底面尺寸将细砂层取为持力层，暂定基础埋深为1.0m 。

由标准贯入试验锤击数10N =得承载力特征值140kPa ak f =，对其进行深度修正。

由于基底以上土均为素填土，故316.4kN m m γ=。

深度修正后得承载力特征值为()()0.5140 3.016.4 1.00.5164.6kPaaz ak d m f f d ηγ=+−=+××−=由于该柱基承受轴心荷载，故定为方形基础，故基础底面边长b 为1.66m b === 取 1.7m b =，不需要进行承载力宽度修正。

第2章 浅基础（2）设计基础截面及配筋采用阶梯型柱下扩展基础，采用C20混凝土，21.10N mm t f =，HPB235钢筋，2210N mm y f =。

垫层采用C10混凝土。

①基底净反力设计值为221.35400186.9kPa 1.7j F p b ×=== ②基础高度a ）柱边截面取600mm h =，0555mm h =，则023002555 1.41m 1.6m c b h +=+×=<柱边冲切力为200222221.70.3 1.70.3186.90.555 1.70.555222242.1kNc c j a b l b p h b h ⎡⎤⎛⎞⎛⎞−−−−−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎞⎛⎞=×−−×−−−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎢⎥⎣⎦=抗冲切力为0.70.30.5550.7 1.011000.555182.7kN 42.1kN2hp t m f b h β+=××××=> 满足抗冲切要求。

b ）变阶处截面基础分两级，下阶1300mm h =，01255mm h =，取11 1.0m l b ==，此时101210002255 1.51m 1.6m b h +=+×=<柱边冲切力为2110101222221.7 1.0 1.7 1.0186.90.255 1.70.255222228.5kNj l b l b p h b h ⎡⎤⎛⎞⎛⎞−−−−−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎞⎛⎞=×−−×−−−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎢⎥⎣⎦=抗冲切力为0.7 1.00.2550.7 1.011000.255123.2kN 28.5kN2hp t m f b h β+=××××=> 满足抗冲切要求。