广州大学08-09基础工程考试试卷(A卷)答案

1.解释概念（每题4分，共20分）：
（1）基础:指建筑物底部与地基接触的承重构件,由砖石、混凝土或钢筋混凝土等建筑材料建造，其作用是把上部结构荷载扩散，减小应力强度传给地基。

（2）持力层：是指与基础相接触，直接承受建筑物荷载的地层。

（3）复合地基：指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固体由基体和增强体两部分组成，并由此两部分共同承担上部荷载的地基。

（4）桩的负摩阻力：当桩侧土的沉降大于桩的沉降，即土相对于桩向下移动时，产生土对桩向下的摩阻力称为桩的负摩阻力。

（5）膨胀土：是指黏粒成分主要由亲水性矿物组成，并具有显著的吸水膨胀和失水收缩变形特性的黏性土。

2.软土的物理力学性质主要有哪些特点？其变形规律通常有哪些？（10分）
答：软土的物理力学性质的特点有：天然含水量高；天然孔隙比大；压缩系数大；抗剪强度低；渗透系数小；灵敏度高，触变性显著;流变特性显著。

变形规律：沉降量大；沉降速率大；沉降稳定历史长。

3.按地基加固原理，地基处理方法分为哪几类？其原理是什么？（10分）
答：按地基加固原理，地基处理方法分为置换；排水固结；灌入固化物；振密、挤密；加筋；冷热处理。

其处理的原理分别为：
置换：采用抗剪强度较高、压缩模量较大的材料置换天然地基中部分或全部软弱土，形成双层地基或复合地基，从而提高承载力、减小沉降。

排水固结：让地基土体在一定的预压荷载作用下排水固结，促使土体孔隙比减小，抗剪强度提高，从而提高承载力、减小工后沉降。

灌入固化物:向地基土体中灌入固化物，通过固化物与土体之间产生一系列的物理化学作用，在地基中形成复合土体，从而提高承载力、减小沉降。

振密、挤密：采用振动或挤密的方法使地基土体密实，从而提高地基承载力和减小沉降。

加筋：在地基中设置强度高、模量大的筋材，如土工格栅、土工织物等，从而提高地基承载力和减小沉降。

冷热处理：通过冻结或焙烧、加热的方法处理地基土体以改变土体物理力学性质，从而提高地基承载力和减小沉降。

4.某柱下独立钢筋混凝土矩形底面（l/b=1.5）等厚基础，基础埋深1.5m，上部结构传至基础顶面（地表处，标高为±0.0m）的荷载标准组合值：竖向为600kN，力矩为60kN·m。

柱子尺寸为400mm×600mm。

在勘探深度范围内，从地表向下有两层土层：①杂填土：0.0～－1.5m，重度18kN/m3；②粘土：－1.5m 以下，重度18.5 kN/m3，f ak＝112kPa，ηb＝0，ηd＝1.0。

试确定基础底面的最小尺寸。

（10分）
解：设基础宽度b<3m，则持力层的地基承载力修正如下：
()()kPa d b f f m d b ak a 130)5.05.1(180.101125.03=-⨯⨯++=-+-+=γηγη按中心受荷确定基底面积：
2065
.120130600m d f F A g a k =⨯-=-≥γ 考虑到偏心荷载适当放大基底面积
206.61.1m A A ==
取=A 7.26m 2 由l/b=1.5得：m b m l 2.23.3==；
kPa f kPa A G F p a 1306.1123
.32.25.13.32.220600=<=⨯⨯⨯⨯+=+= kPa f kPa W M A G F p a 1562.16.1273.32.26606.1122
max =<=⨯⨯+=++= m b m l 2.23.3==；满足承载力要求。

5.某柱下独立钢筋混凝土等厚基础（混凝土强度等级为C20），底面尺寸为l ×b=2.0m×2.0m ，基础埋深1.5m ，基础高度为h = 540mm ，底板钢筋保护层厚度为40mm ，上部结构传至基础顶面（地表处，标高为±0.0m ）的基本组合值：竖向为400kN ，水平为0kN ，力矩为0kN·m 。

柱子尺寸为500mm×500mm 。

试经过验算判断抗冲切承载力是否满足要求？（10分）
解: 地基净反力：kPa A F p k j 1000
.22.2400=⨯== 基础的有效高度为mm h 500405400=-= 冲切力：kN A p F j l 75.435.0)5.02(21)5.12(211001=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--+⨯== 混凝土抗冲切能力：kN h b f m t 3855.021.50.511007.07.00
=⨯+⨯⨯= ∴07.0h b f F m t l <抗冲切承载力满足要求。

6.某框架结构柱，截面尺寸为500mm×500mm 。

柱下采用独立承台（等厚）桩基础（二级建筑桩基），承台底埋深1.5m ，承台厚度850mm ，桩顶深入承台100mm ，承台底配筋至桩顶距离为50mm 。

上部结构传至地表处荷载标准组合值：竖向为F ＝3600kN ，力矩为M ＝200kN·m 。

现拟采用桩径为a ×a ＝400mm×400mm 的预制方桩（桩中心间距为3a ），桩入土长10m ，桩与上层土接触厚度为4m ， q s1a ＝25kPa ；桩进入下层土，桩土接触厚度为6m ，q s2a ＝50kPa ， 桩端：q pa ＝2250kPa 。

不考虑承台底土的作用。

试：
（1）确定单桩承载力特征值（设计值）；
（2）初选桩数和承台尺寸（要求画出示意图）。

（20分）
解：（1）单桩承载力特征值（设计值）
kN l q u A q R i sia p p pa a 10005062544.04.022502）＝（４⨯+⨯⨯⨯+⨯=+=∑
（2）初选桩数和承台尺寸
根1.41000
5.1222036001.1≈⨯⨯⨯+⨯=+≥a R G F n ，取n =4根 则承台尺寸为2000mm ×2000mm ，图略 kN R kN x Mx n G F Q kN R kN n G F Q a j a 12002.1107335.0435.0200930100093045.122203600 22max max
=≤=⨯⨯+=++==≤=⨯⨯⨯+=+=∑ 桩数满足要求。

7.某基坑开挖深度为6m 。

土层为砂土，重度为20kN/m 3，内摩擦角为30o ，坑顶地面无超载。

拟采用悬臂式排桩支护，现采用简化极限平衡法（Blum 法）进行设计计算。

试通过计算：
（1）画出土压力分布示意图；
（2）确定桩墙的最小长度。

（20分）
31)23045(tan 2=-=
a k ；3)23045(tan 2=+=
p k 零土压力点：()p a uk k u h γγ=+解得m u 75.0= 坑底处主动土压力强度kPa zk a a
4031620=⨯⨯==γσ m kN E a /1351512075.0402
164021=+=⨯⨯+⨯⨯=
()238021t t k k t E a p p =-=
γ 对桩底弯矩为０得：0a a p p =⋅-⋅b E b E
即 338075.0321575.0361202t t t ⨯=⨯⨯+⎪⎭
⎫ ⎝⎛++⨯ 解得t=4.65m
桩墙的最小长度为t t u h l 2.175.62.1+=++==12.33m
《基础工程》考试用工具表 C20混凝土：f t = 1.1N/mm 2 ＝1100 kPa HPB235级钢筋：f y = 210N/mm 2 0
a a p p 2
max max 2
max 0020029.00 61 2.1 2.1
)2/45tan(2)2/45(tan )2/45tan(2)2/45(tan h f M
A b E b E y Q M x Q M Ad
G R G
F n l bl W W M A
G F p A
G
F p l q u A q R R Q x Mx n
G F Q R n G
F Q f p f p c z p c z p y s i ij y i ij x
G a
i sia p p pa a a
i j
i i a
a
a p a ≥=⋅-⋅===+≥=++=+=+=≤±+=≤+=≤≤+⋅++=-⋅--=∑∑∑∑γϕϕγϕϕγ为偏心方向边）（ 07.0h
b f F m t l ≤。