成都理工大學(xué)基礎(chǔ)工程習(xí)題及試題

1、<習(xí)題一>什么是地基？什么是基礎(chǔ)？它們是如何相互作用的？<習(xí)題二>簡述上部結(jié)構(gòu)剛度對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響？<習(xí)題三> 某場地地基土三個載荷試驗(yàn)點(diǎn)獲得的試驗(yàn)結(jié)果分別是：223kPa、286kPa、252kPa，試確定該層土的地基承載力特征值？<習(xí)題四>在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，由習(xí)題三確定的地基承載力特征值還需要進(jìn)行深寬修正嗎？為什么？<習(xí)題五>試由地基土的強(qiáng)度條件推導(dǎo)中心荷載下確定基礎(chǔ)底面尺寸的計(jì)算公式。<習(xí)題六>某多層住宅墻基，相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時傳至基礎(chǔ)頂部的軸心荷載F180kN/m，埋深1.1m，地基為粉質(zhì)粘土，由載荷試驗(yàn)確定

2、的地基土的承載力為218kPa。地面以下磚臺厚380mm，基礎(chǔ)用磚砌體，試確定所需基礎(chǔ)寬度和高度，并繪出基礎(chǔ)剖面圖。<習(xí)題七>在截面為600mm×800mm的單層廠房柱下設(shè)置矩形鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)地面標(biāo)高為±0.000，相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合時傳至1.000m標(biāo)高處的柱豎向力F=680kN，力矩M=240kN·m，水平力FH=60kN(其對基底的力矩與M同向)。地基從地面至1.800m為疏松雜填土， =16.2kN/m3，其下為深達(dá)10.700m的細(xì)砂，其標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=2l。如取基礎(chǔ)埋深 =2m，基礎(chǔ)底面長寬比為l.5，試確定基

3、礎(chǔ)埋深、基底尺寸并設(shè)計(jì)基礎(chǔ)截面和配筋(自選材料)<習(xí)題八>某建筑物采用框架結(jié)構(gòu)，柱截面尺寸600mm×600mm，其剛度相對較大，柱網(wǎng)布置如下圖。相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時傳至基礎(chǔ)頂面的柱荷載，中柱為820kN，邊柱為780 kN，地基土相對均勻，從地面至設(shè)計(jì)地面下8.9m均為粘土層，其下為密實(shí)卵石層。若基礎(chǔ)置于設(shè)計(jì)地面標(biāo)高下2.4m處，經(jīng)載荷試驗(yàn)獲得該土層的承載力特征值為228kPa，該土層的物理指標(biāo)： =18.5kN/m3， =0.82，液性指數(shù) =0.78。若橫向采用單向條形基礎(chǔ)，試對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。 <試卷及部分參考答案>基礎(chǔ)工程試卷20002001學(xué)年第二

4、學(xué)期 班級 學(xué)號 姓名 成績 一、概念解釋(4×5=20分)1. 常規(guī)設(shè)計(jì)2. 樁基礎(chǔ)3. 剛性角4. 文克勒地基5. 梁的特征長度1/二、判斷（20分）除1題第4個空2分外,其余每空1分1. 樁側(cè)負(fù)摩阻力一般在 ， ， 等條件下產(chǎn)生，會造成 的影響。2常用的基礎(chǔ)按結(jié)構(gòu)型式有如下幾種 基礎(chǔ)， 基礎(chǔ)， 基礎(chǔ)， 基礎(chǔ)等。3為防止地基不均勻沉降通常采用以下三個方面的措施： 措施， 措施， 措施。4樁據(jù)其受力特點(diǎn)可分為： 樁， 樁， 樁。5目前常用的屬于線性變形體的地基模型是 。6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般要進(jìn)行 和 驗(yàn)算。二、判斷（對的打錯的打×）(2×8=16分)1剛性基礎(chǔ)的埋置深

5、度有時還要受基礎(chǔ)剛性角的限制。 （ ）2柔性基礎(chǔ)承受均布荷載時，其基礎(chǔ)沉降也趨于一致。 （ ）3用現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定地基承載力，可從試驗(yàn)曲線上采用強(qiáng)度控制或變形控制兩種取值方法來確定地基承載力的設(shè)計(jì)值。 （ ）4考慮地基與基礎(chǔ)相互作用時，既要滿足接觸條件，又要滿足靜力平衡條件。 （ ）5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，配筋由計(jì)算確定。 （ ）6由計(jì)算基礎(chǔ)沉降的公式S=(1- 2)P0b/E0可知，基礎(chǔ)寬度b越大，則基礎(chǔ)沉降s越大，所以，加大基礎(chǔ)尺寸會使沉降加大。 （ ）7考慮上部結(jié)構(gòu)、地基、與基礎(chǔ)相互作用的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算中，在滿足地基與基礎(chǔ)的接觸條件所求解出的基礎(chǔ)彎矩，通常按基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的剛度比來計(jì)算基礎(chǔ)的分擔(dān)部分

6、。 （ ）8開挖基坑移去的土重，可以補(bǔ)償建筑物的重量，因此基礎(chǔ)只要有足夠的埋深，就可有效降低基底附加應(yīng)力，甚至使基底附加應(yīng)力趨于零。 （ ）三、敘述題(6×3=18)1樁基的設(shè)計(jì)原則方法及設(shè)計(jì)內(nèi)容。2在防止建筑物不均勻沉降時，所采取的建筑措施主要有哪些。3敘述你對Pf，及Pmax1.2f的理解。四、解算（6+20=26分）（2、3題任選其一）1某基礎(chǔ)梁平面如下圖，已知地基分塊1上作用的單位荷載對其他分塊的影響而產(chǎn)生的沉降(單位mm)，試寫出此地基的柔度矩陣。 2某框架結(jié)構(gòu)相鄰柱下矩形基礎(chǔ)j和k的柱距為6m，具有相同的埋深d=1.5m和長寬比l/b=1.5，分別承受的豎向軸心荷載設(shè)計(jì)值

7、為Fj=323.4KN，F(xiàn)k=660KN,地基為很厚的均質(zhì)粘土，其物理力學(xué)指標(biāo)：天然重度=20KN/m 3，承載力設(shè)計(jì)值f=130Kpa，變形模量E0=7.75Mpa，泊松比=0.35。要求：（1）按承載力確定基底尺寸。（2）計(jì)算基礎(chǔ)的沉降sj和sk。（3）若要求兩基礎(chǔ)沉降相等，j和k的基底尺寸又是多少。注：ii=(1-2)/(E0li)，由l/b=1.5可查得=1.08，ij=(1-2)/(E0r)，取荷載標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)值的0.85倍，迭代精度e=0.02 3樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算包括對單樁設(shè)計(jì)和承臺設(shè)計(jì)兩部分，承臺應(yīng)滿足受彎、受沖切、受剪要求，對下圖所示樁基礎(chǔ)，進(jìn)行計(jì)算標(biāo)注，并寫出承臺受彎、受沖切、

8、受剪計(jì)算表達(dá)式。 基礎(chǔ)工程試卷部分參考答案20002001學(xué)年第二學(xué)期 班級 學(xué)號 姓名 成績 一、概念解釋(4×5=20分)1. 常規(guī)設(shè)計(jì)： 既不遵循上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件,也不考慮地基與基礎(chǔ)的相互作用，地基反力按線性分布簡化計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方法稱為常規(guī)設(shè)計(jì)。這種方法一般用于淺基礎(chǔ)（如擴(kuò)展基礎(chǔ)、雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)）的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時也經(jīng)常用于許多連續(xù)基礎(chǔ)的初步設(shè)計(jì)。2. 樁基礎(chǔ)： 樁基礎(chǔ)是最常用的深基礎(chǔ)形式之一，一般由設(shè)置于土中的樁和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺組成，樁頂埋入承臺中。按樁的受力情況可分為 摩擦樁、端承樁、摩擦型端承樁（端承型摩擦樁）。隨著承臺與地面的相對位置不同，有低承臺樁基

9、（工業(yè)與民用建筑樁基）和高承臺樁基（橋梁和港口工程樁基）3剛性角：不配筋基礎(chǔ)的材料都具有較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高。設(shè)計(jì)時必須保證發(fā)生在基礎(chǔ)內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，這種保證通常是通過對基礎(chǔ)的構(gòu)造的限制來實(shí)現(xiàn)，即要求基礎(chǔ)每個臺階的寬度與高度之比都不得超過規(guī)范允許值。基礎(chǔ)外伸寬度與臺階高的反正切形成角度一般稱為剛性角。4文克勒地基：認(rèn)為地基土的本構(gòu)關(guān)系符合：地基上任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度p與該點(diǎn)的地基沉降s成正比，即p=ks，其中k稱為基床反力系數(shù)（簡稱基床系數(shù)）的地基稱為文克勒地基。這一地基模型是由捷克工程師文克勒（Winkler）首先提出的，因此稱為文克勒地基。這

10、一假設(shè)忽略了地基土中剪應(yīng)力的存在。一般認(rèn)為力學(xué)性質(zhì)與水相近的地基，用文克勒地基最合5. 梁的特征長度1/： =(kb)/(4ECI) 1/4 ,為地基梁撓度微分方程中的一個參數(shù),它的大小與集中基床系數(shù)kb和梁的抗彎剛度ECI有關(guān).它的倒數(shù)1/稱為梁的特征長度, 特征長度越大則梁相對愈剛。所以是影響梁撓曲曲線形狀的一個重要因素。二、填空（20分）除1題第4個空2分外,其余每空1分1. 樁側(cè)負(fù)摩阻力一般在位于樁周欠固結(jié)的軟粘土或新填土在重力作用下產(chǎn)生固結(jié)，大面積堆載使樁周土層壓密, 地下水位下降引起大面積地面沉降等條件下產(chǎn)生，會造成樁的實(shí)際受荷加大,從而沉降加大,承載力下降的影響。 (另外,自重濕

11、陷性黃土浸水后產(chǎn)生濕陷,打樁時使已設(shè)置的臨樁抬升.亦可作為答案,5點(diǎn)選3點(diǎn)填空即可.造成的影響樁的實(shí)際受荷加大, 沉降加大, 承載力下降,答其一,或都答,均得分)2常用的基礎(chǔ)按結(jié)構(gòu)型式有如下幾種獨(dú)立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)等。(另外,樁基礎(chǔ),亦可作為答案,5點(diǎn)選4點(diǎn)填空即可.)3為防止地基不均勻沉降通常采用以下三個方面的措施：建筑措施，結(jié)構(gòu)措施，施工措施。4樁據(jù)其受力特點(diǎn)可分為：豎向受荷樁，水平受荷樁，承受上拔力樁樁。(亦可答為: 摩擦樁, 端承樁, 摩擦型端承樁或端承型摩擦樁)5目前常用的屬于線性變形體的地基模型是文克勒地基模型，彈性半空間地基模型，線性變形層和單向壓縮層地基模型。

12、6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般要進(jìn)行承載力和變形(沉降)驗(yàn)算。三、 判斷（對的打錯的打×）(2×8=16分)1剛性基礎(chǔ)的埋置深度有時還要受基礎(chǔ)剛性角的限制。 （ ）2柔性基礎(chǔ)承受均布荷載時，其基礎(chǔ)沉降也趨于一致。 （×）3用現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定地基承載力，可從試驗(yàn)曲線上采用強(qiáng)度控制或變形控制兩種取值方法來確定地基承載力的設(shè)計(jì)值。 （×）4考慮地基與基礎(chǔ)相互作用時，既要滿足接觸條件，又要滿足靜力平衡條件。 （ ）5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，配筋由計(jì)算確定。 （× ）6由計(jì)算基礎(chǔ)沉降的公式S=(1- 2)P0b/E0可知，基礎(chǔ)寬度b越大，則基礎(chǔ)沉降s越大，所以，加大基礎(chǔ)尺寸會使沉降

13、加大。 （×）7考慮上部結(jié)構(gòu)、地基、與基礎(chǔ)相互作用的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算中，在滿足地基與基礎(chǔ)的接觸條件所求解出的基礎(chǔ)彎矩，通常按基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的剛度比來計(jì)算基礎(chǔ)的分擔(dān)部分。 （）8開挖基坑移去的土重，可以補(bǔ)償建筑物的重量，因此基礎(chǔ)只要有足夠的埋深，就可有效降低基底附加應(yīng)力，甚至使基底附加應(yīng)力趨于零。（×）四、敘述題(6×3=18)1樁基的設(shè)計(jì)原則方法及設(shè)計(jì)內(nèi)容。答：樁基的設(shè)計(jì)原則方法：建筑樁基設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一樣，同樣要采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)樁基須進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：（1）對所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，內(nèi)容包括：1）據(jù)樁基的使用功能

14、和受力特征進(jìn)行基樁的豎向（抗壓或抗拔）承載力和水平承載力計(jì)算，對某些條件下的群樁基礎(chǔ)宜考慮由樁、土、承臺相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應(yīng)；2）對樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應(yīng)驗(yàn)算其承載力；3）按規(guī)范要求，驗(yàn)算樁基抗震承載力；4）承臺及樁身的承載力驗(yàn)算。（2）按規(guī)范要求對樁基的變形進(jìn)行驗(yàn)算。樁基的設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1） 選擇樁的類型和幾何尺寸；（2） 確定單樁豎向（和水平向）承載力設(shè)計(jì)值；（3） 確定樁的數(shù)量、間距和布置方式；（4） 驗(yàn)算樁基的承載力和沉降；（5） 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（6） 承臺設(shè)計(jì)；（7） 繪施工圖。2在防止建筑物不均勻沉降時，所采取的建筑措施主要有哪些。答：（1）建筑物的體型應(yīng)力求簡單。

15、建筑物平面和立面上的輪廓形狀，構(gòu)成了建筑物的體型。復(fù)雜的體型常常是削弱建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素，因此，在滿足使用要求的前提下應(yīng)盡量采用簡單的建筑體型。如長高比小的“一”字型建筑物。避免平面形狀復(fù)雜，如，“L”、“T”、“”、“”等的建筑物（2）控制建筑物的長高比及合理布置墻體。長高比大的砌體承重房屋，其整體剛度差，縱墻很容易因撓曲過度而開裂，一般長高比不宜大于2.53.0。另外，合理布置縱、橫墻體是重要措施之一，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通，縮小橫墻的間距，從而形成空間剛度。（3）設(shè)置沉降縫。用沉降縫將建筑物（包括基礎(chǔ)）分割為兩個或多個獨(dú)立的沉降單元，可有效地防止地基不均勻沉降產(chǎn)生

16、損害。分割出的沉降單元，原則上要求具備體型簡單、長高比小、結(jié)構(gòu)類型不變以及所處的地基比較均勻等條件。（4）考慮相鄰建筑物基礎(chǔ)間凈距要符合一定要求。（5）調(diào)整某些設(shè)計(jì)標(biāo)高。沉降改變了建筑物原有的標(biāo)高，嚴(yán)重時將影響建筑物的正常使用，?？煽紤]調(diào)整某些部位的設(shè)計(jì)標(biāo)高加以預(yù)防。如，可根據(jù)預(yù)估的沉降量事先提高室內(nèi)地坪或地下設(shè)施的標(biāo)高；當(dāng)建筑物各部分有聯(lián)系時，可將沉降較大者的設(shè)計(jì)標(biāo)高適當(dāng)提高；在建筑物與設(shè)備之間留有足夠的凈空；當(dāng)有管道穿過建筑物時，英語六足夠尺寸的空洞，或采用柔性管道接頭等。3敘述你對Pf，及Pmax1.2f的理解。 在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時，要求上部荷載（包括基礎(chǔ)及其上覆土重）傳至基礎(chǔ)底面處的基底壓力要小于地基承載力。對于Pf，表示在軸心荷載作用下，要求滿足的承載力設(shè)計(jì)條件。因?yàn)樵谳S心荷載作用下，認(rèn)為基底反力在基