地基与基础课后答案

1、1、在某土层中，用体积为 72 cm3的环刀取样。经测定，土样质量129.1g，烘干质量121.5g, 土粒相对密度 ds =2.7。试求 w、K Lat、Y'、匕。（g 取 10N /kg , Yw 取 10KN/m3）解：由题意可知： V =72cm3, m=129.1g , ms=121.5g , ds = 2.7。故有：土样总重 W = mg=129.1 k10'x10 =1.291 N;土颗粒重 Ws =msg =121.51。'=<10=1.215 N ； 土中水重 Ww =W Ws =1.291 1.215 =0.076 n。ds = 2.7 ,代入

2、 Ws和：'w 的值，求得 Vs =4.5x 10 "5 m3 ；Vs w二 Vv =V Vs =72 X10* 4.5X10 =2.7X10里m3 ；Ww0.076所以，w =x 100% = 6.26 % -Ws1.215W _ 1.291V 一72 103=17.93 KN /m ；Ws1.215 =V 72 10'3= 16.88 KN / m ；satWs Vv w 1.215 2.7 10 10 103V 一72 10*3=20.63 KN / m ；Y' =Lat 一九=20.63 10 = 10.63 KN /m3。 sat w三相图:体积重力

3、2、某完全饱和粘性土含水量为40% 土粒相对密度为2.7，求e、览。（g取10N /kg ,九取10KN /m3）解：由题意知土体饱和度 S=1 ,故有Vv =Vw。令土体体积V =1m3。由w = = 40%可得:Ws3Vw 10 10 =40%Ws由ds =2.7可得:Ws3 =2.7(1-Vw) 10 103(2)12联解(1 )、(2)式可得：Vw =0.519m3,Ws =12.975 KN。所以：十卜允端。8；九=性=12.975 =12.975 KN/m3。V 1三相图:体积重力3、某基础底面尺寸为 4m x 2m，基础埋深1.5m，在设计地面标高处作用偏心荷载700KN,偏心距

4、（长边方向）0.6 m，试计算基底压力，绘出基底压力分布图。解：由题意，I =4m,b =2m,d =1.5m, Fk =700KN ,e = 0.6m。而 Gk = GAd =20 2 4 1.5 =240KN。故 PmaxKminFk Gk 竺 7°0 240(1 .空)=223.25辱 bll 2 4411.75基底压力分布图（注：还有另一种可能，即偏心荷载作用在右边，略 ）:L=4n4、某建筑物地基的地质资料如图所示，试计算各层交界处的竖向自重应力。7 = 18.13 心"3ECdnVInEE/由15A1Vn =18,62 心/ELT)R. 1 i#17 二 19.

5、01 从j疽ELDri解：粘土层底 BCZ1 =匕七=18.13乂2 =36.26 KPa ； cz地下水位线处 bcz2 =bcz1 +16.661 = 36.26 +16.66 =52.92 KPa ； 淤泥质粘土层底 e g =七2 16.66 1 (17.15-10) (3-1) =67.22 KPa ；细砂层底 ocz4 = ；cz3 (18.62 -10) 1.5 =80.15 KPa ；粉土层底 ucz5 =ucz4 +(19.01 10)3.5 = 111.685 KPa。5、某土样进行三轴剪切试验。剪切破坏时，测得 皿=500KPa , s =100KPa ,剪切破坏面与水平

6、面 夹角为60° ,求土的c、平值。一，-一_甲 一一解：由题息，a” =60 而ot =45十一，故中=30°。2将。1 =500KPa、。3 =100KPa、中=30代入极限平衡方程：2,.O1 =o3 tan (45 +)+2ctan(45 + )或 222. 一 .。3 一 ；" tan (45 )一2ctan(45 )22可解得 c =57.7 KPa 。6、(由于规范规定不同，本题只适用于建筑工程技术专业，道路桥梁工程技术专业不适用)某综合住宅楼底层柱截面尺寸为 300mm400mm已知柱传至室内设计标高处的荷载Fk =780KN ,k'Mr

7、=110KN -m,地基土为粉质粘土，y=18KN /m3, fak =165KPa ,承载力修正系数nb = 0.3, nd = 1.6 ,基础埋深d =1.3m，试确定基础底面尺寸。解：(1 )、在进行地基承载力特征值修正时，基础宽度b < 3m时按3 m取值，则fa = fak十 %Y(b -3)+气九9 -0.5) = fak +气九但0.5)。现假设be 3m,进行地基承载力特征值的修正:fa = fak0.5） =165+1.6勺8又（1.30.5） =188.04KPa。(2)、按中心受压初步估算基底面积:Fk780A0fa - Gd 188 -20 1.32= 4.8m

8、。考虑偏心荷载的影响，将底面积A。增大20%则A = 4.8X1.2 =5.76m2。取长短边之比I/b = 2,得 b =VAT2=1.70m，故 I =3.4m。(3)、验算。GkAdq。3.4 1.7 1.3 =150.28KNMke =Fk Gk110I0.12= 0.57m780 150.286基底边缘最大压力Fk Gk 6ek k (1-)=l 5.76780 150.286 0.12R max (1 ) =195.7 ： 1.2 fa = 225.65KPa3.4aPkmin =127.31KPa, Pk =161.5 ： fa =188.04KPa满足要求，故l取3.4m, b

9、取1.7m合适。7、某粘性土的含水率 切=39%，液限切l=47.9% , ©P =25.4%塑限试求：计算该土的塑性指数；计算该土的液性指数；确定该土的名称；按液性指数确定土的状态。解：、I P =coL coP = 47.9 25.4 = 22.5；jp 39 -25.4IL = P = 0.60422.5、由于Ip17,故该粘性土为粘土。、0.25 < I l苴0.75，该土处于可塑状态。8、某轴心受压基础底面尺寸 l = b =2m，基础顶面作用Fk =500KN，基础埋深d =2m,已知地质剖面第一层为杂填土，厚0.5m,匕=16.8KN /m3,以下为粘土,七=18

10、.5KN /m3，试计算基底压力和基底附加压力。解：Gk = %Ad#20 2 2 2 =160KN基底压力PkFk Gk 500 160 kk =165KPa基底处土的自重应力；：cz =16.8 0.5 18.5 (2 -0.5) =36.15KPa基底附加压力 P0 = Pk -二以=165 -36.15 =128.85KPah° =20mm，在p =100KPa作用下，测得9、某工程地基钻孔取样，进行室内压缩试验，试样初始高度为压缩量s1 =1.2mm,在p2 =200 KPa作用下的压缩量为 s2 =0.65mm。已知土样的初始孔隙比 e0 =1.4，试计算a,并评价土的压

11、缩性。Si解：在 p1 =100KPa 作用下的孔隙比 e1 =e0 (l+eo )=1.4：2(1 +1.4)=1.256 ；4 & S21.2 0.65一在 P2 =200KPa 作用下的孔隙比 e2=e° (1+e°)=1.4(1+1.4)=1.178,因此,h。20e1 -e2 1.256 -1.178t涌 = =0.78MPa 0.5MPa ,为高压缩性土。P2 -P1200 -10010、某轴心受压基础的底面尺寸为I =3m, b=2m。基础顶面作用集中荷载FK = 600KN ,基础埋深d =2.5m，基础底面以上均为粘土，重度为 y =18KN /m

12、3。求基底压力和基底附加压力。基底压力pk =fk GkA600 300= 150KPa解：由题意可求得 Gk =YGAd =20x3x2x2.5 = 300KN ；基底处土的自重应力 CTcz = 丫 d =182.5 = 45KPa ；基底附加应力 p0 = pk cz =150 45 =105KPa。0 k cz五、案例分析题1、背景资料对某建筑工程场地的土样进行塑液限试验，测得土样的（0l =53% , coP = 25%。题目（1 ）： 土的界限含水量与其天然含水量有何关系？题目（2）:确定该土的种类并说明理由。题目（3）:该种土的颗粒组成有何特点？有何工程性质？答：（1）、土的界限

13、含水量（塑限、液限）与其天然含水量无关，而是取决于其颗粒组成和搭配情况。（2）、该土为粘土，因为其 I p =53 25=28A17。（3） 、土中粘粒含量太多。该土液限大于50%属于高液限土，且塑性指数（26）较大，具有高塑性， 此种土往往毛细水上升高度较大，吸水后容易膨胀，承载力低。不能直接用作路基填料，也不可直接用作基础的持力层。2、背景资料2009年6月27日清晨，上海市闵行区“莲花河畔景苑” 一座在建13层住宅楼发生整体倒塌，桩基被整齐折断，造成一名工人死亡。经上海市城乡建设与交通委员会组织专家组调查，该楼房采用PHC管桩基础，桩基和楼体结构设计均符合规范要求。楼房左侧进行了地下车库

14、基坑的开挖，开挖深度4.6m，右侧在短期内堆积了10m高的土方。II堆积土题目（1）：哪些情况下适用桩基础?地下车库基坑深度日题目（2）:试分析该楼房倒塌的原因。最高处1.0米答：（1）、荷载较大，地基上部土层软弱，采用浅基础或人工地基在技术经济上不合理时；河床冲刷较大，河道不稳定，或冲刷深度不易正确计算时；地基计算沉降过大，或建筑物对不均匀沉降敏感时；需要增强抗震、抗液化能力时；施工水位或地下水位较高时。（2 ）、房屋倾倒的主要原因是，在短期内一侧堆土过高，最高处达10米左右，增加了地基中的水平自重应力；与此同时，另一侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度4.6米，大楼两侧的压力差使土体产生水平

15、位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力。3、背景资料某桥梁主墩基础采用钻孔灌注桩（泥浆护壁）,地质依次为 2m砾石、以下为软土。主要施工过程如下：平整场地、桩位放样、埋设护筒，采用正循环工艺成孔，成孔后立即吊装钢筋笼并固定好，对导管接头进行了抗拉试验，试验合格后，安装导管，导管底口距孔底30cm,混凝土坍落度 180mm施工单位考虑到灌注时间较长，经甲方同意，在混凝土中加入了缓凝剂。首批混凝土灌注后导管埋深为1.2m,随后的灌注连续均匀地进行。当灌注到23m时，发现导管埋管,施工人员采取了强制提升的方法。灌注到30m时，发生赌管现象，施工人员采用型钢插入法疏通。灌注完成，养生后检测发现断桩。题

16、目（1）:护筒的作用是什么？泥浆的作用是什么？对泥浆有何要求?题目（2）:何为正循环工艺?题目（3）:指出施工过程中的错误之处。题目（4）:断桩可能发生在何处？为什么？答：（1）、护筒的作用是固定钻孔位置，开始时对钻头起导向作用；保护孔口，防止坍塌；隔离孔内 外表层水。泥浆的作用是护壁、清渣。泥浆应有较高的稠度和比重，以提高护壁和清渣能力。（2）、泥浆循环分为正循环工艺和反循环工艺。正循环工艺的主要流程为：将制备好的泥浆用泥浆泵 从泥浆池抽送至钻头，泥浆从钻头喷入孔内，然后夹带钻渣流入沉淀池，经沉淀后又进入泥浆池，再泵送 至钻头，如此循环。（3）、钻孔完毕后未进行清孔就吊装钢筋笼；未对导管进行

17、闭水试验；是否加入缓凝剂应经过监理工 程师批准，而不是甲方；灌注过程中强制提升导管。（4）、23m处。因为强制提升导管可能导致泥砂和水进入混凝土中。4、背景资料某上跨乡村道路的两跨简支梁小桥，其桥墩采用天然地基上的浅基础，使用明挖法施工，地质依次为3m粘土，以下为碎石土。地下水位线离地面2.7m。题目（1）:写出天然地基上浅基础的施工顺序。题目（2）：写出两种基坑支护方法： 、。题目（3）:针对地质情况，提出你认为可行的基坑排水方法，并写出该排水工程施工中的注意事项。答：（1）、基础定位放样、基坑开挖与支护、基坑排水、基底检验与处理、砌筑或浇注基础、基坑回 填。（2）、钢板桩支护、喷射磔支护等

18、等。（3） 、根据地质情况，地层上方为3m厚粘土，不容易发生流砂，可采用集水坑排水法（又能称为表 面直接排水）。地下水渗流严重时，应逐层开挖，逐层排水，集水坑应设置在基础范围以外。5、背景资料泥岩是一种由泥及粘土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎，是 一种层理或页理不明显的粘土岩。其质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显，遇水易软化（泥化） 崩解，抗风化能力极差，浸水后强度明显降低。GZ40 线云南盐津段有一全强风化泥岩高边坡，坡高60m,坡角52o,经过稳定性数值分析，该边坡的稳定安全系数为1.09。设计防护方案为喷射磔防护，结果喷射磔施工完毕数周后，降了一场暴雨，边坡发 生了轻微滑动，而磔面隆起严重。题目（1）、边坡滑动与否受岩土体的哪个强度控制？该强度由哪两项指标构成？为什么暴雨后容易发 生滑坡？题目（2）、请写出至少三种边坡加固的方法。题目（3）、请分析该边坡的实际情况，说出一种你认为可行的防护、加固方案。答：（1）、抗剪强度；内摩擦角、粘聚力；雨后坡体中的含水量增加，抗剪强度指标会降低，而且岩 土体中的水压力会增大。（2）、抗滑挡土墙、抗滑桩、预应力锚索板桩墙、锚杆加固等等。（3）、分析表明，该边坡的稳定安全系数偏低。该边坡属于高边坡，坡角较陡，且岩体风化严重，抗剪强度降低明显，加之泥岩本身的性质对工程很不利，