地基与基础工程作业一

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二0四年五月习题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zo=1.8m,从冰冻条件考虑, 求基础的最小埋置深度。乙DOw=2O96 w_=22% wP=149d0.075mm 占土車 10拓兀-1.20秒 粒径 d0占40%丫20（地下水位占 55%-4.40砂砾石图i-i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Zd Zo zs zw ze 1.6

2、10.850.951.292 m查表求 zs。第一层土 IpwL wP10022% 14% 1008 ,颗粒直径大于0.075mm的土的含量为10%小于50%由土的分类可知该层土为粉土。查表可知 zs 1.2 ；第二层d0.25mm占55% 大于50% d0.5mm占40% 小于50% 为中砂,zs1.3查表求 zw第一层为粉土，天然含水量w 20% 22%,层底距地下水位0.8m1.5m,冻涨等级为川，即冻涨，zw取0.9 ;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W,即强冻涨，zw取0.85.查表求ze。环境为城市近郊，ze取0.95按第一层土计算，zd1.81

3、.20.90.951.85 m按第二层土计算，zd1.81.30.850.951.89 m折算冻结深度：Zd21.851.21.891151.86 m折算冻结深度进入第二层土里，故残留冻土层主要存在于第二层土。(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dminzdhmax860.381.48 m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。-itJiiirCO6 杂填土

4、P =L8g/cms站土p -l,89e/cm3 e-0.74 切 ctW 簡ul=2B%-24* ct-20kPater 16%E蝕下水谊中砂图2-1(1) 当埋置深度为0.8m时用公式faMa bMlmdMlCk计算地基承载力特征值对于土层，查表可知Mb0.80，Ml3.87，MC6.45，g1.899.818.5 kN / m3mg1.89.817.64 kN / m5故fa 1.919 35.5918.22.47.9520220.6 kPa某地基工程地质剖面图(2)当埋置深度为2.4m时对于土层，查表可知 Mb1.90，Md5.59，MC7.95又土层为砂土，且b=2.5m3m故取b=

5、3mg1.949.819kN / m3mg0.817.641.618.5，318.2 kN / m32.4故fa 1.91935.5918.22.47.950352.5 kPa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Pzb PPcoPzb2z ta nF G18820 11.21, cp176.7 kPaA1.21pc01h1satw dh117.70.819.49.81 0.816.08 k

6、Pa又 Es1 / Es21553，z /b1.81.21.50.5故查表可知地基压力扩散角23obb 2z tan1.221.8 tan 23o2.73 m故b pPcob2z tan1.2176.716.082.7370.6 kPa(2) 计算软弱下卧层顶面处的自重应力pczPczsat w h217.70.819.49.82(3) 计算软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值fd z33.36 kPa1h1satwh217.70.819.49.82mh1h20.8 2故fd zf akd m d0590111.92.80.5(4)验算软弱下卧层的承载力利用公式PczPzfd z即Pczp

7、z33.3670.6103.96 kPafd z117.4 kPa查表可得b 0， d 111.9 kN/ m3117.4kPa满足条件故软弱土层的承载力满足要求习题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O.6mx 0.6m。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=180kN m,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zo=1.6m,厂房采暖。试设计柱下刚性基础。Y=1Yrr-;杠-3曲塔Ll眺G*=2. 70u 尸 12k”粉质粘土esj.一,

8、地下水JI 45ii 乂图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k=20Mb=0.51 Md=3.06 Mc=5.6619.2假设b=3m贝y fa=0.51*19.2*33.06*19.2*1.25.66*12=167.8k Pa(2)按中心荷载初估基底面积A=雪=1000 80=7.5卅fa- d 167.8 20 1.2考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大采用3.2mx 3m基础(3) 验算基底压力1.3 倍，即 A=1.3A1=1.3 x 7.51=9.76m基础及回填土重GdA 201.29.6230.4kN基础的总垂直荷载F 基底的总力矩 MG180P80100

9、00.45230.4801310.4kN60 1.2288kNgm总荷载的偏心 e2881310.40.22a 0.53 m6基底边缘最大应力P maxF G PA192.75 kPaMW1.2fa1310.49.61.26 2883.223167.8201.36 kPa(4)满足承载力要求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zs取1.02）查表确定zw因为w=26%,w=18%满足wp+5w wp+9,冻结期间冻结面距地下水位的距离hw=0.4m2m故冻涨等级为W,即强冻涨，查表取 为0.853）查表确定ze因环境为城市近郊，故取ze为0.954）查表确定hmax只考虑竖

10、向荷载作用下基底的平均压力1310.49.6136.5 kPa136.5kPa等条件,按照方形基础，强冻涨土，采暖，基底的平均压力为 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zdz0 zs zw ze 1.610.850.951.292 m6）验算基础的最小埋置深度dminzdhmax1.2920.4830.809 m 1.2 mminmax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bbo2 tan30.62_t

11、an 451.2 m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fa=0.51 19.2 3 3.06 19.2 1.4 5.66 12=179.55kPa1000 80=7.13m2fa-_d 179.55 20 1.4考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大1.3倍，即A=1.3A1=1.3 X27.13=9.26m任然采用3.2m X 3m基础。基础的总垂直荷载FG P1000268.8 801348.8 kN基底的总力矩 M180 800.45601.4300kN gm总荷载的偏心 e3000.2