地基與基礎(chǔ)工程作業(yè)一

《地基與基礎(chǔ)工程》課程作業(yè)一姓名：蔡衛(wèi)學(xué)號(hào)：02110583班級(jí)：地下11-3中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院二O一四年五月中等城市（人口約30萬）市區(qū)某建筑物地基的地質(zhì)剖面如下圖所示，正方形單獨(dú)基礎(chǔ)的基地平均壓力為120kPa（按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以0.9計(jì)），地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)凍深z0=1.8m，從冰凍條件考慮，求基礎(chǔ)的最小埋置深度。 圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s11某市區(qū)建筑物地基的地質(zhì)剖面圖（標(biāo)高：m）解：按公式求設(shè)計(jì)凍結(jié)深度查表求。 第一層土,顆粒直徑大于0.075mm的土的含量為10%，小于50%。由土的分類可知該層土為粉土。查表可知；第二層d>0.25mm占55%，大于50%；d>0.5mm占40%，小于50%，為中砂，。查表求。第一層為粉土，天然含水量，層底距地下水位,凍漲等級(jí)為Ⅲ，即凍漲，取0.9；第二層為中砂，凍結(jié)期間凍結(jié)層底距地下水位0.2m<0.5m，凍漲等級(jí)為Ⅳ，即強(qiáng)凍漲，取0.85.查表求。環(huán)境為城市近郊，取0.95。按第一層土計(jì)算，按第二層土計(jì)算，折算凍結(jié)深度：折算凍結(jié)深度進(jìn)入第二層土里，故殘留凍土層主要存在于第二層土。求基礎(chǔ)最小埋置深度按照正方形基礎(chǔ)，強(qiáng)凍漲土，不采暖，基底平均壓力為120kPa等條件，查表得允許殘留凍土層厚度為0.38m。由公式求得基礎(chǔ)的最小埋深地基工程地基剖面如下圖所示，條形基礎(chǔ)寬度b=2.5m，如果埋置深度分別為0.8m和2.4m，試用《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》公式確定土層②和土層③的承載力特征值fa。 圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11某地基工程地質(zhì)剖面圖當(dāng)埋置深度為0.8m時(shí)用公式計(jì)算地基承載力特征值對(duì)于土層②，查表可知，，，故當(dāng)埋置深度為2.4m時(shí)對(duì)于土層③，查表可知，，又土層③為砂土，且b=2.5m<3m,故取b=3m故已知按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合承重墻每1m中心荷載（至設(shè)計(jì)地面）為188kN，剛性基礎(chǔ)埋置深度d=1.0m,基礎(chǔ)寬度1.2m，地基土層如圖所示，試驗(yàn)算第③層軟弱土層的承載力是否滿足要求？ 圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11地基土層的分布示意圖計(jì)算軟弱下臥層頂面處的附加壓力Pz又，故查表可知地基壓力擴(kuò)散角故計(jì)算軟弱下臥層頂面處的自重應(yīng)力計(jì)算軟弱下臥層經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值查表可得，故驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力利用公式即滿足條件故軟弱土層的承載力滿足要求在人口為30萬的城鎮(zhèn)建造單層工業(yè)廠房，廠房柱子斷面為0.6m×0.6m。按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用在柱基礎(chǔ)上的荷載（至設(shè)計(jì)地面），為豎向力F=1000kN，水平力H=60kN,力矩M=180kN·m,基礎(chǔ)梁端集中荷載P=80kN。地基為均勻粉質(zhì)粘土，土的性質(zhì)和地下水位見下圖。地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為z0=1.6m,廠房采暖。試設(shè)計(jì)柱下剛性基礎(chǔ)。 圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11土的性質(zhì)和地下水位高度示意圖計(jì)算該土層的地基承載力假設(shè)b=3m則按中心荷載初估基底面積考慮偏心荷載作用，將基底面積擴(kuò)大1.3倍，即A=1.3A1=1.3×7.51=9.76m2采用3.2m×3m基礎(chǔ)驗(yàn)算基底壓力基礎(chǔ)及回填土重 基礎(chǔ)的總垂直荷載基底的總力矩 總荷載的偏心 基底邊緣最大應(yīng)力滿足承載力要求確定基礎(chǔ)的最小埋置深度查表確定由于是粉質(zhì)粘土，故取1.0查表確定因?yàn)閣=26%,wp=18%,滿足wp+5<w<wp+9,凍結(jié)期間凍結(jié)面距地下水位的距離hw=0.4m<2m,故凍漲等級(jí)為Ⅳ，即強(qiáng)凍漲，查表取為0.85查表確定因環(huán)境為城市近郊，故取為0.95查表確定hmax只考慮豎向荷載作用下基底的平均壓力按照方形基礎(chǔ)，強(qiáng)凍漲土，采暖，基底的平均壓力為136.5kPa等條件，查表得允許的殘留凍土層厚度為0.483m。計(jì)算基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)凍結(jié)深度驗(yàn)算基礎(chǔ)的最小埋置深度故基礎(chǔ)的埋置深度初步滿足要求。確定基礎(chǔ)的高度采用C15混凝土，基底平均壓力100<136.5<200,查表可知，臺(tái)階的寬高比允許值為1：1.00，即允許的剛性角為45°。由此確定基礎(chǔ)的最小高度為了保護(hù)基礎(chǔ)不受外力的破壞，基礎(chǔ)的頂面必須埋在設(shè)計(jì)地面以下100-150mm，所以基礎(chǔ)的埋置深度d必須大于基礎(chǔ)的高度h加上保護(hù)層的厚度。故之前確定的基礎(chǔ)埋置深度不符合要求，必須重新設(shè)計(jì)埋深。重新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的埋置深度假設(shè)基礎(chǔ)埋深d=1.4m,其他保持不變。則考慮偏心荷載作用，將基