地基与基础工程作业一.doc

1、地基与基础工程课程作业一姓名： 蔡卫 学号： 02110583 班级： 地下 11-3 中国矿业大学力学与建筑工程学院二 O 一四年五月1习题 1. 中等城市（人口约 30 万）市区某建筑物地基的地质剖面如下图所示，正方形单独基础的基地平均压力为 120kPa（按永久荷载标准值乘以 0.9 计），地区的标准冻深 z0=1.8m，从冰冻条件考虑，求基础的最小埋置深度。图 1-1 某市区建筑物地基的地质剖面图（标高： m）解：（1） 按公式求设计冻结深度 0.610.85.91.2dzswze查表求 。zs第一层土 ,颗粒直径大于2%4pLPI0.075mm 的土的含量为 10%，小于 50%。由

2、土的分类可知该层土为粉土。查表可知 ；1.2zs第二层 d0.25mm 占 55%，大于 50%；d0.5mm 占 40%，小于 50%，为中砂，。.3zs2查表求 。zw第一层为粉土，天然含水量 ，层底距地下水位20%w,冻涨等级为，即冻涨， 取 0.9；0.81.5mzw第二层为中砂，冻结期间冻结层底距地下水位 0.2m0.5m，冻涨等级为，即强冻涨， 取 0.85.zw查表求 。环境为城市近郊， 取 0.95。zeze按第一层土计算， 1.820.951.8d m按第二层土计算， .3.9dz折算冻结深度： 1.81.2.85.2.65d折算冻结深度进入第二层土里，故残留冻土层主要存在于

3、第二层土。（2） 求基础最小埋置深度按照正方形基础，强冻涨土，不采暖，基底平均压力为 120kPa 等条件，查表得允许残留冻土层厚度为 0.38m。由公式求得基础的最小埋深minmax1.860.31.48dzhm3习题 2.地基工程地基剖面如下图所示，条形基础宽度 b=2.5m，如果埋置深度分别为 0.8m 和 2.4m，试用地基基础设计规范公式确定土层和土层的承载力特征值 fa。图 2-1 某地基工程地质剖面图（1） 当埋置深度为 0.8m 时用公式 计算地基承载力特征值admckfMb对于土层，查表可知 ， ， ，0.83.87d6.45cM1.8915/gN3.7.64mk故 .32.

4、9520.6af kPa（2） 当埋置深度为 2.4m 时对于土层，查表可知 ， ，1.0bM.d7.95cM又土层为砂土，且 b=2.5m3m,故取 b=3m31.94.8/gkNm30761.518.2/2m kN故 1.935.98.47.905.af Pa4习题 3. 已知按荷载标准组合承重墙每 1m 中心荷载（至设计地面）为 188kN，刚性基础埋置深度 d=1.0m,基础宽度 1.2m，地基土层如图所示，试验算第层软弱土层的承载力是否满足要求？图 3-1 地基土层的分布示意图（1） 计算软弱下卧层顶面处的附加压力 Pz02tanczbp181.276.FGkaA011.0819.4

5、810.6.8csatwphdh kPa又 ，12/53sE/.2.5.zb故查表可知地基压力扩散角 tan1.2.8tan3.7bz m故501.276.1.087.62tan3czbp kPa（2） 计算软弱下卧层顶面处的自重应力 czp1217.0819.4823.6czsatwphh ka（3） 计算软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值 dzf查表可得 ，0bd12 317.0819.4821.9kN/msatwmhh故 .5.057.4dzakdmff Pa（4） 验算软弱下卧层的承载力利用公式 czdzpf即 3.670.13.9617.4cz dzkPafkPa满足条件故软弱

6、土层的承载力满足要求6习题 4. 在人口为 30 万的城镇建造单层工业厂房，厂房柱子断面为 0.6m0.6m。按荷载标准组合作用在柱基础上的荷载（至设计地面），为竖向力 F=1000kN，水平力 H=60kN,力矩M=180kNm,基础梁端集中荷载 P=80kN。地基为均匀粉质粘土，土的性质和地下水位见下图。地区的标准冻结深度为 z0=1.6m,厂房采暖。试设计柱下刚性基础。图 4-1 土的性质和地下水位高度示意图（1） 计算该土层的地基承载力 M =kbdc=20.5=3.065.19.2 m假设 b=3m则 af.1*9.*19.2.*67.8kaP（2） 按中心荷载初估基底面积 21a0

7、8=7.5f-d67.FPA考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大 1.3 倍，即 A=1.3A1=1.37.51=9.76m2采用 3.2m3m 基础（3） 验算基底压力7基础及回填土重 201.96230.4GdAkN基础的总垂直荷载 81FP基底的总力矩 18.45.MmA总荷载的偏心 30.6ae基底边缘最大应力 max 21.4893192.75.267.01.6aFGPpAWkf kPa满足承载力要求（4） 确定基础的最小埋置深度1) 查表确定 zs由于是粉质粘土，故 取 1.0zs2) 查表确定 zw因为 w=26%,wp=18%,满足 wp+5w wp+9,冻结期间冻结面距地下水位的

8、距离 hw=0.4m2m,故冻涨等级为，即强冻涨，查表取 为 0.85zw3) 查表确定 ze因环境为城市近郊，故取 为 0.95ze4) 查表确定 hmax只考虑竖向荷载作用下基底的平均压力 130.46.59FGPpkPaA按照方形基础，强冻涨土，采暖，基底的平均压力为 136.5kPa 等条件，查表得允许的残留冻土层厚度为 0.483m。5) 计算基础的设计冻结深度 01.60.85.91.2dzswe m6) 验算基础的最小埋置深度 minmax.29.43.dh故基础的埋置深度初步满足要求。（5） 确定基础的高度采用 C15 混凝土，基底平均压力 100136.5200,查表可知，台

9、阶的宽高比允许值为 1：1.00，即允许的刚性角为 45。由此确定基础的最小高度803.61.22tant45bhm为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下 100-150mm，所以基础的埋置深度 d 必须大于基础的高度 h 加上保护层的厚度。故之前确定的基础埋置深度不符合要求，必须重新设计埋深。（6） 重新设计基础的埋置深度假设基础埋深 d=1.4m,其他保持不变。则 af=0.519.23.0619.245.612=79.5kaP1a8=7.3mf-d7.FPA考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大 1.3 倍，即A=1.3A1=1.37.13=9.26m2任然采用 3.2m3m 基础。基础及回填土重 01.49628.GdAkN基础的总垂直荷载 0134FP基底的总力矩 18.5.MmA总荷载的偏心 324.6ae基底边缘最大应力 max 218.30919.0.27.51.46aFGPpAWkf kPa满足承载力要求。（7） 柱下基础的设计9