1、1基础工程课后习题答案2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1 ）中砂，厚 2.0m，潜水面在地表以下 1m 处，饱和重度 ；（2）粘土隔离层，厚 2.0m，重度 ；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表 2.0m（取 ） 。问地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起的危险？ 若基础埋深 ，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？【解】 （1）地基开挖深 1m 时 持力层为中砂层承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：201192=58kPa承压含水层顶部净水压力：10（2+2+2）=60kPa因为 580.5m，故还需对 进行修正。查表 2-5，得承载力修正系
2、数 ，kf 0.3b，代入公式（ 2-14）得修正后的地基承载力特征值为：4.dkPadbfmk6.325)5.01(84.)3(1802-4 某承重墙厚 240mm，作用于地面标高处的荷载 ，拟采用砖基础，埋深mkNF180为 1.2m。地基土为粉质粘土， ， ， 。试确定砖基础的底318kN9.0ePafa7面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。 【解】 因为基础埋深 d=1.2m0.5m 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为粉质粘土，查表 2-5 得 ，得修正后的地基承载力为：0.1dkPafmak 6.1825.018.7)5.( 此基础为墙下条形基础，代入式 2-20 得条形
3、基础宽度：m3.2106.8dfFbGak为符合砖的模数取 b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：0241n所以按二皮一收砌法的基础截面如图所示：2-5 某柱基承受的轴心荷载 ，基础埋深MNFk05.1为 1m，地基土为中砂， 。试确定该基础的底面边318mkNPafak28长。 【解】 因为基础埋深 d=1.0m0.5m 故需先进行地基承载力深度修正，持力层为中砂，查表 2-5 得 ，得修正后的地基承载力为：4.dkPafmak 6.3195.0184.20)5.( 柱下独立基础代入公式 2-19，基础底面边长：3m87.1206.3195dfFbGak取基底边长为 1.9m。2-6 某承重砖
4、墙厚 240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载 。该处土层自mkNF150地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度 2.2m， ， ，379.e， ；第二层为淤泥质土，厚度kPafa130MaEs1.81.6m， ， ；第三层为中密中砂。地下水位在淤泥质土顶面处。建65Ps6.2筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。 （1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算） ；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的 1.35 倍） 。 【解】 （1）确定地基持力层及基础埋深考虑到第二层不宜作为持力层并结合“宽基浅埋”的设计原则，确定第一层粉质粘土作为
5、持力层，其下第二层为软弱下卧层，故可按最小埋深条件确定基础埋深 d=0.5m。 。（2 ）初步确定基础底面尺寸因为 d=0.5m 故不需要进行地基承载力特征值埋深修正，即：=130kPa。akf砖下条形基础代入公式 2-20 得基础宽度m25.1013dfFbGak取 =1.3m3m，故无需再进行宽度修正。 (3)软弱下卧层承载力验算 kPaCZ4.372.1由 ， m 0.5 ，查表 2-7 得 。 168sE7.1502.zb23kPadbFpGk 4.3.50下卧层顶面处的附加应力为： kzcdkZ .52tan7.1.0tan2kPazfmdkaz 9.30.6)5( 4（可以） kP
6、afkPazCZ 9.38.924.375(4)基础设计 依题意采用钢筋混凝土条形基础。采用 C20 混凝土， ，钢筋用 HPB235210.mNft级， 。 基础埋深为 0.5m210mNfy荷载设计值 kFk5.20135.基底净反力 Pabpj 8.基础边缘至砖墙计算截面的距离 m53.024.311b基础有效高度 fphtj 107.107.8.01 取基础高度 mm， mm（ mm） 。2525425h107mkNbpMj 9.13.812605209.1.hfAys 配钢筋 ， ，垫层用 C10 混凝土。 2As2-7 一钢筋混凝土内柱截面尺寸为 300mm300mm，作用在基础顶
7、面的轴心荷载。自地表起的土层情况为：素填土，松散，厚度 1.0m， ；细砂，kNF40 34.16mkN厚度 2.6m， ， ，标准贯入试验锤击数 N10；粘土，硬塑，厚318m320kNsat度较大。地下水位在地表下 1.6m 处。试确定扩展基础的底面尺寸并设计基础截面及配筋。【解】 (1)确定地基持力层 根据承载力条件，及最小埋深的限制，综合“宽基浅埋”的设计原则，选择细沙层作为持力层（素填土层厚度太小，且承载力低；硬塑粘土层埋深太大不宜作持力层） (2)确定基础埋深及地基承载力特征值 根据基础尽量浅埋的原则，并尽量避开潜水层，可取埋深 =1.0m。查表 2-5，得细砂的d=3.0，地基承
8、载力特征值为： d5kPadfmak 6.145.04.1603)5.0( (3)确定基础底面尺寸m.0126.4dfFlbGak取 m。 7.1l(4)计算基底净反力设计值 kPabFpj 9.186.40352(5)确定基础高度 采用 C20 混凝土， ，钢筋用 HPB235 级， 。取基础高2.mNft 210mNfy度 mm， mm。因40h3540hmb=1.7m，故按式（2-57）作冲切验算如下： 1.23.bckNhbhalpccj4.87 35.027.135.02.196 2200 hbcftp.0.19 .70（可以）(6)确定底板配筋。本基础为方形基础，故可取 mkNbc
9、apMj5.63.07123.0719824 2608435219. mhfAys 配钢筋 双向， 。 128s2-8 同上题，但基础底面形心处还作用有弯矩 。取基底长宽比为 1.5，试确kNM106定基础底面尺寸并设计基础截面及配筋。 【解】 可取基础埋深为 1.0m，由上题知地基承载力特征值 。 kPafa6.14(1)确定基础底面尺寸 考虑到荷载偏心作用，可将轴心荷载下所得到的基底面积之增大 30得初选基底面积：26.30126.43.1mdfFAGak 取边长比 n=1.5 得基础宽度：m，取 m。5.13nb.bm 4.26.l kNGFk 8.476.0验算偏心距：（可以）lMek
10、 .06231.8476kPafkPaleAGFpak 5.1976.42.19.53.0426.max （可以）(2)计算基底净反力设计值 kaAFpj 6.140.2635 kPablMj 3.274.1035.max j 96412in 平行于基础短边的柱边-截面的净反力： kPaplapjjcjj 7.1529.4327.304.2minaxmin (3)确定基础高度 采用 C20 混凝土， ，钢筋用 HPB235 级， 。取基础高210.Nft 20mNfy7度 mm， mm。 50h450h因 ，故按式（2-57）作冲切验算如下（以mbbc 6.12.3.2取代式中的 ）： max
11、jpjpkNhbhlccj9.216 45.0236.145.023.37 2200ax hbcftp.5.4 .700（可以） (4)确定底板配筋 对柱边-截面，按式（2-65 ）计算弯矩： mkNalbpbpMcjjcjj 8.137 3.0426.1753.2.06127.5241 22maxax 26045219.83.hfAyISI 配钢筋 ， ，平行于基底长边布置。 1520msmkNalbpMccj 5.03.423.061.4242 260587.019.5.hfAyS 按构造要求配筋 ， ，平行于基底短边布置。 322mAs如图所示3-4 以倒梁法计算例题 3-1 中的条形基
12、础内力。【解】 （1）用弯矩分配法计算肋梁弯矩沿基础纵向的地基净反力为:8mKNlFbpj /5.376104.6边跨固端弯矩为:lMj 3.422121中跨固端弯矩为:mKNlbpj 5.1965.3722231 截面(左边) 伸出端弯矩:lMjl .8.21201节点 1 2 3 4分配系数 0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0固端弯矩 188.2 -635.3 635.3 -1129.5 1129.5 -635.3 660.3 -188.2分配结果（kN m）188.2 -238.2 1011 -1011 1011 1011 238.2 -188.2（2 ）肋梁剪力计算
13、1 截面左边的剪力为:KNlbpVjl 5.3760.101计算 1 截面的支座反力 KNMlbplRj 9.1055.376215.42 212101 1 截面右边的剪力: kRlbpRKNVjjr 8.109.5.37640.1021 取 23 段作为脱离体:9KNRVKNKNMlbplrlj5.162803.218. 5.1620165761222 2322 按跨中剪力为;零的条件来求跨中最大负弯矩:mKNRxbpmxbpjj 0.348.10.2537618.21M.37/8.0441max所 以23 段对称,最大负弯矩在中间截面:lj 2.6.8822max2由以上的计算结果可作出条
14、形基础的弯矩图和剪力图683.2 344 344188.2 188.2238.2 238.2弯矩图 M(kNm)1011 10111018.8 1162.5376.5 675.4剪力图 V(kN)376.5675.4 1162.5 1018.8 补充题：设一箱形基础置于粘性土（ ）地基上，其横剖面上部结构及上部结构kPaf30荷重如图，上部结构总重为 48480KN，箱形基础自重为 18000KN，箱形基础及设备层采用C20 混凝土，上部结构梁、柱采用 C30 混凝土，框架柱 0.5m0.5m，框架梁0.25m0.60m，求矩形基础纵向跨中的整体弯矩。【解】 （1）箱型基础内力计算，按纵向整体
15、弯曲计算，由静力平衡条件计算跨中最大弯矩为：10mkNM/26906012860 243065.8965.1.74.max （ 2）计算箱型基础刚度 FEI箱型基础横截面惯性矩 334.5(1.58)2.76.2012 m 箱基刚度 6.30FFI（3 ）上层结构折算刚度 BEI纵向连续钢筋混凝土墙的截面惯性矩 34120.2.5wI m各层上下柱的截面惯性矩 356uiliI各层纵梁的截面惯性矩 34.912bi各层上下柱、纵梁的线刚度 0.8uiliK0.94.16biK上部结构折算刚度 21 22()20.56.4870.94()1056. ().322658nuiliBbi wbb bbEIImEIE （4 ）箱型基础所承担的整体弯矩 （取 ）FMbE26.302901952648F FFB bIMkNmE3-1（a ）强柱弱梁 弱柱强梁基础受约束较小，趋于自由变形，整体变形。 相当于叠合在一起，弯矩方向基础受到梁的约束
