道桥基础习题解答

1、专业word可编辑第八章天然地基上的浅基础(习题答案)8-1某桥墩为混凝土实体墩刚性扩大基础，荷载组合II控制设计，支座反力840kN及930kN;桥墩及基础自重5480kN,设计水位以下墩身及基础浮力1200kN,制动力84kN,墩帽与墩身风力分别为2.1kN和16.8kN。结构尺寸及地质、水文资料见图8-37,地基第一层为中密细砂，重度为20.5kN/m3,下层为粘土，重度为丫=19.5kN/m3,孔隙比e=0.8,液性指数Il=1.0,基底宽3.1m,长9.9m。要求验算地基承载力、基底合力偏心距和基础稳定性设过水佗一%:圈续品大博期功元低水佗中密粉砂了=20.5盘订曲图8-37习题8-

2、1图解:(1)地基强度验算1)基底应力计算简化到基底的荷载分别为EP=840+930+5480-1200=6050KN2M=930X0.25+84X10.1+2.1X9.8+1640X>0.25=97.32KNm基地应力分别为：PmaxSPSM6050+997.32260.032KPapminAW3.19.949.93.12134.242)持力层强度验算根据土工试验资料，持力层为中密细砂，查表7-10得01=200kPa,因基础宽度大于2m,埋深在一般冲刷线以下4.1m(>3.0m),需考虑基础宽度和深度修正，查表7-17宽度修正系数k1=1.5,深度修正系数为k2=3.0。(T=

3、01+k1r(b-2)+k2.(d-3)+10hw=200+1.5X(20.510)X3(1-2)+3.0X(20.50)X(43)+10X0=252kPa荷载组合n承载力提高系数为K=1.25K月1.25X252=315kPa>pmax=260.03kPa(满足要求)3)软弱下卧层强度验算下卧层为一般粘性土，由e=0.8,Il=1.0查得容许承载力002=150.0kPa,小于持力层的容许承载力，故需进行下卧层强度验算：基底至粘土层顶面处的距离为5.3m,软弱下卧层顶面处土的自重应力Ocz=%(h+z)=10.5x5.3+4.1)=98.7kPa软弱下卧层顶面处附加应力攵=a(p-罕h

4、),计算下卧层顶面附加应力oh+z时基底压力取平均值，p平=(pmax+pmin)/2=(260.03+134.24)/2=197.14kPa,当l/b=9.9/3.1=3.2,Z/b=5.3/3.1=1.7,查表8-8得附加应力系数“=0.307,故oz=0.307X(197.14-10.5X4.1)kPa=47.3kPagh+z=ocz+cz=98.7+47.3=146kPa下卧层顶面处的容许承载力可按式8-16计算。其中，查得k1=0,k2=1.5,则：k小+z=1.25x150.0+1.510.5x(4.1+5.3-3)kPa=313.5kPa>侬+d(满足要求)(2)基底合力偏

5、心距验算(按照给定荷载组合验算)偏心距应满足e0<0.75pp=W/A=b/6=0.52m2M=997.32kN.m2P=6050kNZM997.32e0=m=0.16mv0.75p=0.39m。两足要求)iP6050(3)基础稳定性验算(按照给定荷载组合验算)1)抗倾稳定验算上述计算可知e0=lM=99722=0ZP6050y=b/2=3.1/2=1.55mko=1.55/0.16=9.69>1.5（满足要求）2.抗滑动稳定验算基底处为中密细纱，查表8-11得摩擦系数f=0.4 。2P=6050kN订=84+16.8+2.1=102.9kNkc= 0.4 6050 =23.52&

6、gt;1.3（满足要求）102.98-2有一桥墩墩底为矩形2mx 8mC20混凝土刚性扩大基础顶面设在河床下1m ,作用于基础顶面的荷载（荷载组合n）有:轴心垂直力5200kN ,弯矩 840kNm水平力96kN ,地基土为一般性粘性土，第一层厚2.0m （自河床算起），重度丫 =19.0kN/m 3 孔隙比e=0.9 ,液性指数Il=0.8 ,第二层厚5.0m ,重度 丫 =19.5kN/m3,孔隙比 e=0.45液性指数Il=0.35 ,低水位在3R床下1.0m,（第二层以下为泥质页岩），请确定基础埋置深度及底面尺寸,并经过验算说明其合理性解:（1）初定基底面积以第二层为持力层，两级台阶，

7、每级台阶0.5m高，襟边和台阶均选0.4m宽，因此，初定基底面积为3.6mX9.6m,经地基强度验算不满足要求时在调整尺寸基础用C15混凝土浇注，混凝土的刚性角amax=40。基础的扩散角为（满足要求）=arctg酱=38.66°<max=40°（2）持力层强度验算基础重量W=3.6X9.62牝0=691.2KN将荷载简化到基底分别为2P5200+691.2=5891.2KN2M=840+96x1=936KNm基地应力分别为：PmaxSP.EM5891.2,936215.6_+_尸KPapminA-W3.69.6一9.63762125.3第一层粘性土，一般粘性土，e=

8、0.9,Il=0.8,查表7-7得oi=160kPa,因此不宜作为持力层。第二层为持力层，属一般粘性土，e=0.45,Il=0.35,查表7-7得02=410kPa,因基础埋深为原地面下2.0m（<3.0m）,不考虑深度修正；虽宽度b=3.6m>2m,但对粘性土地基，宽度修正系数k1=0,不需进行宽度修正。（满足强度要求）k=k02=1.25X410kPa=512.5kPa>Pmax=215.6kPa（3）合力偏心距验算荷载组合n,非岩石地基偏心距应满足eo<pp=W/A=b/6=0.6m（满足要求）三M936eo=m=0.16m<p=0.6mZP5891.2（4

9、）基础稳定性验算1）抗滑动稳定验算基底处为硬塑状态粘土，查表8-11得摩擦系数f=0.3。0358912kc=18.4>1.3（满足要求）962）倾覆稳定性验算y=b/2=1.8,eo=O.15my1.8ko='=12>1.3（满足要求）e00.15习题9-1某一桩基工程，每根基桩顶（齐地面）轴向荷载P=1500KN,地基土第一层为塑性粘性土厚2m,天然含水率3=28.8%,液限含水率3=36%,塑限含水率加=28%,天然重度丫=19KN/m3,第二层为中密中砂，重度产20KN/m3,砂层厚数十米，地下水位在地面下20m,现采用打入桩（预制钢筋混凝土方桩边长45cm）,试确

10、定其入土深度。解：打入桩由公式（9-3）反算桩长，设该桩埋入砂土中的深度为12,则应该满足下式：N<PL1U（：1111：2122）:A；r2式中：N根桩受到的全部竖直荷载（kN）,其余符号同前，入土深度（局部冲刷线以下）桩重的一半作外荷计算。桩边长0.45m,故U=4X0.45m=1.8m桩的截面面积（边长0.45m）A=0.452=0.2025m2桩每延米自重（边长0.45m）q=0.452X25=5.06kN/m一c288_28第一层粘性土k=0.1V0.25,桩侧土的极限摩阻力查表1-p36-28第二层中砂中密，桩侧摩阻力为5575kPa,取q=65kPa;先假（h7d=4）,查

11、表9-5得（yR=4500kPa;b=0.45m,查表9-6得如=及=a=1.0,于是：1 1P(1il2)qU(：i1i112l22)：A;r2 2故上式即为：150045.06215.06l2<11,8(1.02801.0l265)1.00,20254500155.9712=905.98解得12=16.19m,h7d=36>4,与假设相符，取12=16.5m,故桩长L=18.5m。习题9-2上题如改用钻孔灌注桩（旋转钻施工），设计桩径1.0m,确定入土深度。解：钻孔灌注桩由公式（9-1）反算桩长，设该桩埋入砂土中的深度为12,则应该满足下式：1N_P'二U"1

12、ii-m0A上01k22（h-3”2 if式中：N根桩受到的全部竖直荷载（kN）,其余符号同前，入土深度（最大冲刷线以下）桩重的一半作外荷计算。旋转钻进成孔直径增大35cm（桩径d=1.0+0.03=1.03m）,故U=兀X。3m=3.23m2109桩的截面面积（直径1.0m）A=0.785m24桩穿过各土层厚：li=2.0m,先假定桩尖埋深为12m,则进士持力层深度为10m桩每延米自重(直径1.03m)qJ父1.03x25=20.82KN/mn=65kPa;第二层中砂中密，桩侧摩阻力为4060kPa,取T2=50kPa；中密中砂可查表7-10得W=350kPa,查表7-17得k2=4.0,先假定桩尖埋深为12m,则进士持力层深度为10m。清底系数按一般要求，限制t/d=0.4,查表9-2经内插得m0=0.55,由h/d=12,桩底为透水性土，查表9-3得入=07,于是最小桩长满足：1 ri1_niri,/tN=P1(l1L)q=P1=1U%liim0A<'-01k