《基礎工程》課后習習題答案

1、基礎工程課后習題答案2-1 某建筑物場地地表以下土層依次為：（1）中砂，厚，潛水面在地表以下1m處，飽和重度 ；（2）粘土隔離層，厚，重度；（3）粗砂，含承壓水，承壓水位高出地表（?。柕鼗_挖深達 1m 時，坑底有無隆起的危險 若基礎埋深，施工時除將中砂層內地下水位降到坑底外，還須設法將粗砂層中的承壓水位降幾米才行【解】 （1）地基開挖深1m時 持力層為中砂層承壓含水層頂面以上土的總覆蓋壓力：20×119×2=58kPa承壓含水層頂部凈水壓力：10×（2+2+2）=60kPa因為 58<60 故坑底有隆起的危險?。?）基礎埋深為時承壓含水層頂面以上土的總

2、覆蓋壓力：20×19×2=48kPa承壓含水層頂部凈水壓力=10× 得： ；故，還應將承壓水位降低 =。2-2 某條形基礎底寬 b=，埋深 d=，地基土為粘土，內摩擦角標準值 =20°，粘聚力標準值 =12kPa，地下水位與基底平齊，土的有效重度 ，基底以上土的重度。試確定地基承載力特征值 。【解】 根據題給條件可以采用規(guī)范推薦理論公式來確定地基的承載力特征值。由=20°查表2-3，得因基底與地下水位平齊，故取有效重度,故：地基承載力特征值2-3 某基礎寬度為2m，埋深為1m。地基土為中砂，其重度為18kN/m³，標準貫入試驗錘擊數N

3、=21，試確定地基承載力特征值?！窘狻?由題目知，地基持力層為中砂，根據標貫錘擊數N=21查表2-5，得：因為埋深大于d=1m>，故還需對進行修正。查表2-5，得承載力修正系數，代入公式（2-14）得修正后的地基承載力特征值為：2-4 某承重墻厚240mm，作用于地面標高處的荷載，擬采用磚基礎，埋深為。地基土為粉質粘土，。試確定磚基礎的底面寬度，并按二皮一收砌法畫出基礎剖面示意圖。 【解】 因為基礎埋深d=>故需先進行地基承載力深度修正，持力層為粉質粘土，查表2-5得 ，得修正后的地基承載力為：此基礎為墻下條形基礎，代入式2-20得條形基礎寬度：m為符合磚的模數取b=，磚基礎所需的

4、臺階數為：所以按二皮一收砌法的基礎截面如圖所示：2-5 某柱基承受的軸心荷載，基礎埋深為1m，地基土為中砂，。試確定該基礎的底面邊長。 【解】 因為基礎埋深d=>故需先進行地基承載力深度修正，持力層為中砂，查表2-5得 ，得修正后的地基承載力為：柱下獨立基礎代入公式2-19，基礎底面邊長：m取基底邊長為。2-6 某承重磚墻厚240mm，傳至條形基礎頂面處的軸心荷載。該處土層自地表起依次分布如下：第一層為粉質粘土，厚度，；第二層為淤泥質土，厚度，；第三層為中密中砂。地下水位在淤泥質土頂面處。建筑物對基礎埋深沒有特殊要求，且不必考慮土的凍脹問題。（1）試確定基礎的底面寬度（須進行軟弱下臥層驗

5、算）；（2）設計基礎截面并配筋（可近似取荷載效應基本組合的設計值為標準組合值的倍）。 【解】 （1）確定地基持力層及基礎埋深考慮到第二層不宜作為持力層并結合“寬基淺埋”的設計原則，確定第一層粉質粘土作為持力層，其下第二層為軟弱下臥層，故可按最小埋深條件確定基礎埋深d=。（2）初步確定基礎底面尺寸因為d=故不需要進行地基承載力特征值埋深修正，即：=130kPa。磚下條形基礎代入公式2-20得基礎寬度m取=<3m，故無需再進行寬度修正。 (3)軟弱下臥層承載力驗算 由，查表2-7得。 下臥層頂面處的附加應力為： （可以） (4)基礎設計 依題意采用鋼筋混凝土條形基礎。采用C20混凝土，鋼筋用

6、HPB235級，。 基礎埋深為荷載設計值 基底凈反力 基礎邊緣至磚墻計算截面的距離 m基礎有效高度 取基礎高度mm，mm（mm）。配鋼筋，墊層用C10混凝土。 2-7 一鋼筋混凝土內柱截面尺寸為300mm×300mm，作用在基礎頂面的軸心荷載。自地表起的土層情況為：素填土，松散，厚度，；細砂，厚度，標準貫入試驗錘擊數N10；粘土，硬塑，厚度較大。地下水位在地表下處。試確定擴展基礎的底面尺寸并設計基礎截面及配筋。 【解】 (1)確定地基持力層 根據承載力條件，及最小埋深的限制，綜合“寬基淺埋”的設計原則，選擇細沙層作為持力層（素填土層厚度太小，且承載力低；硬塑粘土層埋深太大不宜作持力層

7、） (2)確定基礎埋深及地基承載力特征值 根據基礎盡量淺埋的原則，并盡量避開潛水層，可取埋深=。查表2-5，得細砂的=，地基承載力特征值為： (3)確定基礎底面尺寸 m取m。 (4)計算基底凈反力設計值 (5)確定基礎高度 采用C20混凝土，鋼筋用HPB235級，。取基礎高度mm，mm。因m<b=，故按式（2-57）作沖切驗算如下： （可以）(6)確定底板配筋。本基礎為方形基礎，故可取 配鋼筋雙向，。 2-8 同上題，但基礎底面形心處還作用有彎矩。取基底長寬比為，試確定基礎底面尺寸并設計基礎截面及配筋。 【解】 可取基礎埋深為，由上題知地基承載力特征值。 (1)確定基礎底面尺寸 考慮到荷

8、載偏心作用，可將軸心荷載下所得到的基底面積之增大30得初選基底面積：取邊長比n=得基礎寬度：m，取m。m 驗算偏心距：（可以）（可以）(2)計算基底凈反力設計值 平行于基礎短邊的柱邊-截面的凈反力： (3)確定基礎高度 采用C20混凝土，鋼筋用HPB235級，。取基礎高度mm，mm。 因，故按式（2-57）作沖切驗算如下（以取代式中的）： （可以） (4)確定底板配筋 對柱邊-截面，按式（2-65）計算彎矩： 配鋼筋，平行于基底長邊布置。 按構造要求配筋，平行于基底短邊布置。 如圖所示3-4 以倒梁法計算例題3-1中的條形基礎內力?！窘狻?（1）用彎矩分配法計算肋梁彎矩沿基礎縱向的地基凈反力為

9、: 邊跨固端彎矩為: 中跨固端彎矩為: 1截面(左邊)伸出端彎矩: 節(jié)點1234分配系數 0 0固端彎矩 分配結果（kN·m） 1011-1011 10111011 （2）肋梁剪力計算1截面左邊的剪力為: 計算1截面的支座反力 1截面右邊的剪力: 取23段作為脫離體:按跨中剪力為;零的條件來求跨中最大負彎矩: 23段對稱,最大負彎矩在中間截面: 由以上的計算結果可作出條形基礎的彎矩圖和剪力圖 344 344 彎矩圖M(kN·m)1011 1011 剪力圖V(kN) 補充題：設一箱形基礎置于粘性土（）地基上，其橫剖面上部結構及上部結構荷重如圖，上部結構總重為48480KN，箱

10、形基礎自重為18000KN，箱形基礎及設備層采用C20混凝土，上部結構梁、柱采用C30混凝土，框架柱×，框架梁×，求矩形基礎縱向跨中的整體彎矩?！窘狻?（1）箱型基礎內力計算，按縱向整體彎曲計算，由靜力平衡條件計算跨中最大彎矩為：（2）計算箱型基礎剛度箱型基礎橫截面慣性矩箱基剛度（3）上層結構折算剛度縱向連續(xù)鋼筋混凝土墻的截面慣性矩各層上下柱的截面慣性矩各層縱梁的截面慣性矩各層上下柱、縱梁的線剛度 上部結構折算剛度（4）箱型基礎所承擔的整體彎矩（?。?-1（a）強柱弱梁 弱柱強梁 基礎受約束較小，趨于自由變形，整體變形。 相當于疊合在一起，彎矩方向基礎受到梁的約束地基反力

11、彎矩中部較大 彎矩較均勻 (b) 框架剛度大 基礎剛度大 反力均勻 反力不均勻 彎矩均勻 彎矩中部大 （c） 中柱下壓縮大 邊柱壓縮大反力較均勻 反力中間大兩邊小 基礎彎矩中部大 彎矩較均勻 （d）高壓縮地基 土反力不均勻 低壓縮地基 土反力均勻 彎矩中部大 彎矩均勻 P115頁3-4 以倒梁法計算例題3-1中條形基礎內力。解：例題3-1，基底平均凈反力 沿基礎縱向地基凈反力線荷載 （1） 固端彎矩計算 邊跨固端彎矩為： 中跨固端彎矩為： A截面（左邊）伸出彎矩為：兩端固定的梁，力偶作用下固端彎矩 ，這里a=0 ,b=lA端力偶荷載產生的內力是 。A端固端彎矩是線荷載和力偶荷載產生彎矩的疊加，

12、相互抵消。所以是 A固端彎矩的分配，左邊自由伸出，不傳遞分配彎矩，, 右邊。B固端彎矩的分配，左邊，右邊即使作為點荷載，A點彎矩荷載也應分配到A右邊，因為右邊分配系數是1，左邊是0 。任何超靜定結構上的荷載都會產生內力，內力在彎矩二次分配要參與工作！l 大多數同學對B端固端彎矩分配系數錯誤，注意長度不一樣，AB和BC跨度不一樣，一個,一個是6m.線剛度是不一樣的。有些是仿照例題3-3, 邊支座作為鉸接，所以邊跨剛度是3iBA , 但這和計算出的彎矩和傳遞系數1/2不符，是一種保守的簡化計算。l A端的彎矩沒有疊加力偶產生的固端彎矩。（2） 用彎矩分配法計算梁彎矩見表 1，（2）地基梁剪力和跨中

13、彎矩計算（參考P97頁例題3-3過程）表 1ABCD分配系數0110固端彎矩傳遞與分配127-127M(KN m)-1052105237-37M(KN m)彎矩和剪力圖。單位：單位：KNP180 第4章 習題答案4-1 樁端支撐在中等風化的硬質巖石上，為端承樁。忽略側阻影響，則樁所受軸力均勻，等于樁頂傳來豎向壓力值800KN .樁的沉降量即等于樁發(fā)生的彈性壓縮變形（單位都統一換算成 N，mm） S=4-2 此題練習使用單樁豎向承載力特征值的規(guī)范經驗公式 承臺埋深 ，樁端進入中密中砂為 m, 則樁長為（3+6+1）1=9m 。單樁承載力特征值為 4-3 此題練習應用分配樁頂荷載計算公式 （1） 確定承臺埋深。 根據題意，第一層土為雜填土，厚度 ，此土層強度低，變形大，埋深大于等于此土層厚度。埋深確定為1m ,滿足規(guī)范最小埋深 要求。（2） 計算單樁豎向承載力特征值。 初步確定樁進入粉質粘土層1m ,計算樁承載力。如不滿足則再增加樁長，直到滿足。如開始就取很長樁長，承載力很大，則會造成較大浪費。去掉承臺埋深1m，則樁長為+1=（3）初步選定樁數，確定承臺尺寸，布樁。樁數 ，取6根。樁距按照常規(guī)經驗，樁距一般34倍范圍內。此題可以在這個范圍調整樁距，建議取整數，例如 ，等，這樣便于施工。如果只是按照書中例題步驟模仿做題，則取樁距承臺邊長 m 實際這是最低限要求，