擴(kuò)展基礎(chǔ)計(jì)算題

1、 某框架結(jié)構(gòu)獨(dú)立基礎(chǔ)，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)受到的荷載為：豎向荷載Fk=900kN、彎矩Mk=225kNm，水平荷載為Vk=50kN。柱截面尺寸為500mm300mm，下臥層為淤泥，ak=85kN/mm2，其他有關(guān)數(shù)據(jù)如下圖所示。試設(shè)計(jì)該柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 1m1.5m2m3m礫 砂Es3=10MPa淤 泥fak=85kPaEs2=2.5MPaEs1=7.5MPafak=220kPa粉質(zhì)粘土=19.2kN/m3e=0.75粉質(zhì)素填土=17.9kN/m3Vk=50kNMk=225kNmFk=900kN0.5m初步選定基礎(chǔ)埋深1.5m,基底持力層為粉質(zhì)粘土地基承載力計(jì)算 先進(jìn)行地基承載力的

2、深度修正 =220+1.618.3（1.5-0.5） =249kPab0.3d1.6317.9 10.5 19.218.3/1.5mkN m aak0.5dmffd 解：解：1 1、基礎(chǔ)底面積確定、基礎(chǔ)底面積確定考慮偏心荷載作用將基底面積擴(kuò)大1.3倍 ，采用2.5m2m基底面積?；A(chǔ)寬度為2m，不大于3m，故不用進(jìn)行寬度修正211.35.3AAm按中心荷載初估基底面積219004.124920 1.5kakGFAmfd基礎(chǔ)及回填土重:基底處的總豎向力:基底處的總力矩:計(jì)算基底邊緣最大壓力基礎(chǔ)底面的抵抗矩：基底邊緣最大壓力：不滿足強(qiáng)度要求，調(diào)整基礎(chǔ)底面積再計(jì)算，取基底面積為3m2m202.5 2

3、1.5150kGGAdkN900 1501050kkFGkN22550 1.5300kMkN m223112 2.52.0866Wlbm max10503003541.22992.5 22.08kkkkaFGMPkPafkPaAW偏向荷載驗(yàn)算基底處的總豎向力:荷載偏心距： (可以)基礎(chǔ)底面的抵抗矩：基底邊緣最大壓力：20321.5180kGGAdkN9001801080kkFGkNkNkN3000.28/60.51080elm223112 3.03.066Wlbm kkkmaxF +GM10803002801.2299AW3 23kaPkPafkPa故基礎(chǔ)底面積可取3m2m基礎(chǔ)及回填土重：由于

4、持力層下存在淤泥層，故需進(jìn)行下臥層承載力驗(yàn)算軟弱下臥層埋深：d=1.0+0.5+1.5=3.0m,查表得： 1.0d17.9 1 19.2 218.83mkPa 下臥層頂面處的經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值 =85+1.018.8（3-0.5） =132 kPa0.5azakdmffd 2 2、軟弱下臥層驗(yàn)算、軟弱下臥層驗(yàn)算基礎(chǔ)及上覆土重20 (3 2) 1.5180kGGAdkN基底平均壓力： 900 1801806kkkFGpkPaA基礎(chǔ)底面處土的自重應(yīng)力： 17.9 1 19.2 0.527.5cdkPa 則基礎(chǔ)底面處的附加壓力： 018027.5152.5kczppkPa下臥層頂面處自

5、重應(yīng)力 17.9 1 19.2 256.3czkPa 127.532.5ssEE 由01.50.50,23tan0.4242zb查表得，下臥層頂面處附加應(yīng)力：2 tan2 tankcdzlb plzbz3 2 (18027.5)32 1.5 0.42422 1.5 0.424 65.5kPa121.8132czzakPafkPa下臥層承載力滿足要求3 3、沉降計(jì)算、沉降計(jì)算0.0251.5nislbs按確定計(jì)算深度，所以計(jì)算深度為基底以下4.0m，累計(jì)沉降量為28.58mm （1）沉降計(jì)算1m1.5m2m3m礫 砂淤 泥粉質(zhì)粘土粉質(zhì)素填土Vk=50kNMk=225kNmFk=900kN0.5m

6、0123152.5kPa基地附加壓力分布見(jiàn)下圖（2）沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 的確定 s011011/iiiiisiiiiisisiApzzEApzzEE757361335617.52.5104.02MPa00.75apf因?yàn)?，查表并?nèi)插得： 0.999s則基礎(chǔ)最終沉降量： 0.999 28.5828.55ssismm 4 4、基礎(chǔ)高度計(jì)算、基礎(chǔ)高度計(jì)算 取h=800mm,h0=750mm，基礎(chǔ)采用C25混凝土和HPB235級(jí)鋼筋，查表得：t=1.27N/mm2, y=210 N/mm2 墊層采用C10混凝土 基底凈反力: jF900 1.35P202.5A3 2kPajmaxF900 1.35300 1

7、.35P337.5A3 23MkPaWmaxFM900 1.35300 1.3567.5kAW3 23jPPa抗沖切力：0.7hpt(bc+h0)h0=0.71.01270(0.3+0.75)0.75=700.1 kN334.1kN (可以)a、柱邊截面抗沖切驗(yàn)算： 因偏心受壓，沖切力為200max00()() 2222jblblPh lh230.520.3337.5 (0.75) 2 (0.75) 334.12222kN 020.32 0.751.82cbhbm 基礎(chǔ)分兩級(jí),下階h1=400mm，h01=350mm,取b1=1.5m,l=1.0mb、變截面處抗沖切驗(yàn)算：b1+2h01=1.0

8、+20.35=1.7262.4kN (可以)故基礎(chǔ)高度可取800mm。2110101()() 2222jmaxlblbPhbh0.7hpt(b1+h01)h01 5 5、配筋計(jì)算、配筋計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)邊方向的彎矩設(shè)計(jì)值，取-截面(見(jiàn)下圖) 2max12)()48cjjcMbbppla（21(2 2 0.3) (337.5 202.5)3 0.548 =337.5kNm62y0M337.5 1023810.9f h0.9 210 750sAmm-截面： 21max11(2)()48jjMbbppll =139.2 kNm62y0M139.2 102104.60.9f h0.9 210 350sAmm

9、比較As和As，應(yīng)按As配筋,取As=2492mm2，現(xiàn)于2m范圍（平行于l方向）配1216，放下層。計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向的彎矩：取-截面 21) (2)24ccjMbblap（62y0M158.5 101142.50.9f h0.9 210 (750 16)Asmm2120.3)(2 30.5) 202.5158.524kN m （2V111) (2)24jMbbll p（212 1)(2 3 1.5) 202.563.324kN m （62VVy01M63.3 10956.90.9f h0.9210350Asmm按構(gòu)造要求配1610，As=1256 mm21142.5mm2-截面： 基礎(chǔ)配筋如

10、圖 全部消除地基液化沉陷的措施，應(yīng)符合下列要求：全部消除地基液化沉陷的措施，應(yīng)符合下列要求： 1）采用樁基時(shí)，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)）采用樁基時(shí)，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度度(不包括樁尖部分不包括樁尖部分)，應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、，應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于05m，對(duì)，對(duì)其他非巖石土尚不宜小于其他非巖石土尚不宜小于15m。 2）采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定）采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于土層中，其深度不應(yīng)小于05m。 3）采用

11、加密法）采用加密法(如振沖、振動(dòng)加密、擠密碎石樁、強(qiáng)夯如振沖、振動(dòng)加密、擠密碎石樁、強(qiáng)夯等等)加固時(shí)，應(yīng)處理至液化深度下界；振沖或擠密碎石樁加加固時(shí)，應(yīng)處理至液化深度下界；振沖或擠密碎石樁加固后，樁問(wèn)土的標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫固后，樁問(wèn)土的標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)臨界值。人錘擊數(shù)臨界值。 4）用非液化土替換全部液化土層。）用非液化土替換全部液化土層。 5）采用加密法或換土法處理時(shí)，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理）采用加密法或換土法處理時(shí)，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面下處理深度的寬度，應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面下處理深度的12且不小于基礎(chǔ)寬且不小于基礎(chǔ)寬度的度的15。部分

12、消除地基液化沉陷的措施，應(yīng)符合下列要求：部分消除地基液化沉陷的措施，應(yīng)符合下列要求： 1）處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，當(dāng)判）處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，當(dāng)判別深度為別深度為15m時(shí)，其值不宜大于時(shí)，其值不宜大于4，當(dāng)判別深度為，當(dāng)判別深度為20m時(shí)，其值不宜大于時(shí)，其值不宜大于5；對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)，尚不應(yīng)；對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)，尚不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面下液化土特征深度和基礎(chǔ)寬度的較大值。小于基礎(chǔ)底面下液化土特征深度和基礎(chǔ)寬度的較大值。 2）采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫）采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。入錘擊

13、數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。 3）基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)符合規(guī)定的要求。）基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)符合規(guī)定的要求。 例題：某場(chǎng)地的土層分布及各土層中點(diǎn)處標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)例題：某場(chǎng)地的土層分布及各土層中點(diǎn)處標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)如圖所示。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為如圖所示。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，由度，由抗震規(guī)范抗震規(guī)范查得的設(shè)計(jì)地震分組查得的設(shè)計(jì)地震分組組別為第一組?；A(chǔ)組別為第一組?；A(chǔ)埋深按埋深按20 m考慮。考慮。試按試按抗震規(guī)范抗震規(guī)范判判別該場(chǎng)地土層的液化別該場(chǎng)地土層的液化可能性以及場(chǎng)地的液可能性以及場(chǎng)地的液化等級(jí)。化等級(jí)。 1初判初判根據(jù)地質(zhì)年代，土層可判為不液化土層，根據(jù)地質(zhì)年代

14、，土層可判為不液化土層，其他土層判別如下：其他土層判別如下：由圖可知由圖可知dw=1.0 m，du=2.0 m。對(duì)土層，對(duì)土層，d。=0，查表得查表得do=8.0 m，計(jì)算結(jié)果表明不能滿足三個(gè)公式的要求，故不能排除計(jì)算結(jié)果表明不能滿足三個(gè)公式的要求，故不能排除液化可能性。液化可能性。5 . 425 . 132000bwubwbudddddddddd對(duì)土層，對(duì)土層，d。=0，查表得，查表得do=7.0 m，計(jì)算結(jié)果不能排除液化可能性。計(jì)算結(jié)果不能排除液化可能性。對(duì)土層，對(duì)土層，d。=0，查表得，查表得do=8.0 m，不能排除液化可能性。，不能排除液化可能性。 2細(xì)判細(xì)判對(duì)土層，對(duì)土層，dw=1

15、.0 m，d。=2.0 m，因土層為砂土，取因土層為砂土，取。=3，查表得，查表得N0=10，故算得標(biāo)貫擊數(shù)臨界值故算得標(biāo)貫擊數(shù)臨界值Ncr=10,因因N=6Ncr 故土層判為不液化土故土層判為不液化土對(duì)土層對(duì)土層 ，dw=1.0 m，d。=8.5 m，取，取。=3，查表得查表得N0=10，故算得標(biāo)貫擊數(shù)臨界值，故算得標(biāo)貫擊數(shù)臨界值Ncr=16.5,因因N=24Ncr 故土層判為不液化土故土層判為不液化土3.場(chǎng)地的液化等級(jí)場(chǎng)地的液化等級(jí)iicriilEWdNNI)1 (只有土層為液化土，該土層中標(biāo)貫點(diǎn)的代表厚度應(yīng)只有土層為液化土，該土層中標(biāo)貫點(diǎn)的代表厚度應(yīng)取該土層的水下部分厚度，即取該土層的水

16、下部分厚度，即d3.0 m，取，取W10，計(jì)算得計(jì)算得IlE=1212103)10/61 ()1 (1mmWdNNIiicriilE故該場(chǎng)地的地基液化等級(jí)為中等。故該場(chǎng)地的地基液化等級(jí)為中等。振動(dòng)蠕變的規(guī)律振動(dòng)蠕變的規(guī)律 (1)基礎(chǔ)在靜荷載作用下沉降穩(wěn)定后，如受到長(zhǎng)期振動(dòng)，基礎(chǔ)在靜荷載作用下沉降穩(wěn)定后，如受到長(zhǎng)期振動(dòng)，又會(huì)產(chǎn)生由于土剪切變形引起的附加沉陷。又會(huì)產(chǎn)生由于土剪切變形引起的附加沉陷。 沉陷速度逐漸減小，最終趨于穩(wěn)定，這種情況與振沉陷速度逐漸減小，最終趨于穩(wěn)定，這種情況與振 動(dòng)動(dòng)壓密的情況類似，兩者很難區(qū)分；壓密的情況類似，兩者很難區(qū)分；沉陷幾乎等速發(fā)展，沉陷幾乎等速發(fā)展， ；沉陷速度

17、逐漸增大，最后導(dǎo)致地基破壞，沉陷速度逐漸增大，最后導(dǎo)致地基破壞， 。 基礎(chǔ)沉陷隨時(shí)間變化分為：基礎(chǔ)沉陷隨時(shí)間變化分為：cdtdsdtds情況情況衰減型蠕變，只要衰減型蠕變，只要 ，工程中允許；，工程中允許；情況、情況、 非衰減型蠕變，工程中是不允許的。非衰減型蠕變，工程中是不允許的。 具體情況下基礎(chǔ)的振動(dòng)沉陷究竟屬于哪種情況取決具體情況下基礎(chǔ)的振動(dòng)沉陷究竟屬于哪種情況取決于振動(dòng)大小、基底壓力和土質(zhì)條件。于振動(dòng)大小、基底壓力和土質(zhì)條件。 ss (2)在其他條件相同的情況下，振動(dòng)愈大，沉陷也愈大。在其他條件相同的情況下，振動(dòng)愈大，沉陷也愈大。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，最終的穩(wěn)定沉陷量主要取決于振對(duì)比試驗(yàn)結(jié)

18、果表明，最終的穩(wěn)定沉陷量主要取決于振幅幅A的大小而與加速度的大小而與加速度a關(guān)系不大。關(guān)系不大。 所以，在區(qū)分衰減蠕變和非衰減蠕變時(shí)，宜用振幅所以，在區(qū)分衰減蠕變和非衰減蠕變時(shí)，宜用振幅A作為衡量振動(dòng)水平的主要指標(biāo)。作為衡量振動(dòng)水平的主要指標(biāo)。 （3）基礎(chǔ)底面有一定的靜壓力是產(chǎn)生振動(dòng)蠕變的必要條件。）基礎(chǔ)底面有一定的靜壓力是產(chǎn)生振動(dòng)蠕變的必要條件。 基底靜壓力愈大，振動(dòng)蠕變的沉陷也愈大，這與振動(dòng)壓基底靜壓力愈大，振動(dòng)蠕變的沉陷也愈大，這與振動(dòng)壓密的情況不同。密的情況不同。 即在自重壓力很小時(shí)，只會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)壓密，而不會(huì)有振即在自重壓力很小時(shí)，只會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)壓密，而不會(huì)有振動(dòng)蠕變。動(dòng)蠕變。（4）不同類別的土對(duì)產(chǎn)生振動(dòng)蠕變的敏感程度是不同的。）不同類別的土對(duì)產(chǎn)生振動(dòng)蠕變的敏感程度是不同的。一般粘性土的抗剪強(qiáng)度在振動(dòng)作用下所受的影響要小于砂土。一般粘性土的抗剪強(qiáng)度在振動(dòng)作用下所受的影響要小于砂土。(5) 在相同的靜壓力和加速度條件下，如果出現(xiàn)非衰減蠕在相同的靜壓力和加速度條件下，如果出現(xiàn)非衰減蠕變，則基礎(chǔ)面積越小，蠕變速度越快。變，則基礎(chǔ)面積越小，蠕變速度越快。(6)土的振動(dòng)蠕變使地基的承載力降低。土的振動(dòng)蠕變使地基的承載力降低。 振幅愈大，其臨塑振幅愈大，其臨塑荷載和極限荷載也降荷載和極限荷載也降低得愈多。低得愈多。 所以，將長(zhǎng)期振動(dòng)所以，將長(zhǎng)期振動(dòng)下的土看