基础工程-A卷答案

1、贵州大学2011-2012学年第二学期考试试卷A基础工程注意事项：请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。满分100分，考试时间为120分钟。题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 统分人得分、填空题（共20分，每空1分）评分人 为了保证建筑物的安全与正常使用，地基与基础必须具有足的强度、稳定性和耐久性， 并且变形也应在允许范围之内。基础结构自身承载力及稳定性应采用作用效应的基本组合和偶然组合讲.行验算：基础沉降计算时，传至基础底面的作用效应按正常使用极限状态下作用长期效应组合。

2、基础的沉降验算包括 沉降，相邻基础 沉降差，桥墩的 倾斜 等。摩擦桩基中，如果群桩中的各桩受力与单桩相同，那么群桩的沉降量大于单桩沉降量； 如果群桩的沉降量与单桩相同，那么群桩中的各桩受力小于单桩受力。桩按承载性状可分为端承桩和摩擦桩。桩基承台按其位置可分为 高桩承台 和 低桩承台。m法适用于土质 地基条件下，岩石地基地基抗力系数一般采用常数法。桩产生负摩阻力时，桩端持力层越硬，截面刚度越大，中性点的位置越低。基础的下卧层是指持力层以下的土层。得分评分人二、选择题（共10分，每题1分） 为评价填土的压实情况，在压实后应测定。最优含水量；压缩模量；压实系数；抗剪强度在下列桩型中，挤土效应最强的桩

3、是里。钻孔灌注桩；B.打入式预制桩；C. H型钢桩；D.底端开口钢管桩。3 .对高耸桥墩而言，应控制的地基变形特征是d。沉降量，沉降差；B.倾斜，沉降差；C.沉降量，倾斜；D.沉降差，局部倾斜。受竖向荷载桩，关于桩端阻力荷载分担大小，说法正确的是：_A，桩端阻力发挥值越大。长径比l/d越小，桩土相对刚度越大；长径比l/d越小，桩土相对刚度越小；长径比l/d越大，桩土相对刚度越大；长径比l/d越大，桩土相对刚度越小。5 .摩擦桩的传力机理为。荷载全部通过桩身侧面传到桩周土层；荷载全部传到桩底端下的土层；大部分荷载传给桩周土层，小部分传给桩端下的土层；大部分荷载传给桩端下的土层，小部分传给桩周土层

4、。基础的持力层是指鱼。基础底面以下的所有土层；B.与基础底面直接接触的那层土层；C.除与基础底面直接接触的那层土层以外的所有土层;。对超静定结构桥梁相邻墩基础之间，应验算基础的圣。A.沉降量，沉降差；B.倾斜，沉降差；C.沉降量，倾斜；D.沉降差，局部倾斜。地基承载力进行深宽修正时，指出下列因素中那一个对地基承载力深宽修正系数的取值没 有影响：。土的类别；土的重度；土的孔隙比；土的液性指数。9、群桩效应越强，意味着：_A。基桩发挥的承载力比单桩承载力越低；基桩发挥的承载力比单桩承载力越高；基桩发挥的承载力与单桩承载力相同；无法判断。在计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应取d。正常使用极限

5、状态下荷载效应的标准组合；正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计入风荷载和地震作用;承载力极限状态下荷载效应的基本组合，荷载采用标准值；按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。得分评分人三、简答题(共40分)简要论述基础工程设计计算要满足的基本原则。(10分)基础底面压力小于地基承载力容许值；地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值；地基及基础的整体稳定性有足够的保证；基础本身的强度、耐久性满足要求。简述基础沉降验算的步骤？桥梁基础在什么情况下需要进行基础沉降验算？ (10分)对于下列情况，则必须验算基础的沉降，使其不大于规定的容许值：修建在地质情况复杂、地层分布不均或

6、强度较小的软粘土地基及湿陷性黄土上的基础;修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础；当相邻基础下地基土强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时；对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥(或槽)下净空高度时。高桩承台和低桩承台基础各有什么特点，适用于什么样的情况？ (10分)高桩承台位置较高或设在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业， 施工较为方便。然而，在水平力的作用下，由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无 土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都比同样水平外力作用 下的低桩承台要大，其稳定性也比低桩承台差。低桩承台施工较为复杂。在水平

7、力的作用下，由于承台及基桩共同承受水平外力，基桩 的受力情况较为不利，桩身内力和位移都比同样水平外力作用下的低桩承台要小，其稳定性 比高桩承台好。确定基础埋置深度应考虑哪些因素？ (10分)地基的地质条件；河流的冲刷深度；当地的冻结深度；上部结构形式；当地的地形条件。保证持力层稳定所需要的最小埋置深度。得分评分人四、计算题（共30分）各10分）600kN 723kN中砂（中密）Y =21kN/m3粘土，Y =21kN/m3, e0=0.8, IL1. 一混凝土刚性基础，桥墩所受的荷载组合如图所示（基础长）。桥墩及基础自重4682kN,设计水位以下墩身受到的浮力1000kN,请验算以下内容是否满

8、足要求：（1）地基承载力；（2）基底合力偏心距；（3）基础稳定性。（以上3小题，（1）地基承载力验算：竖向力合力：E N=600+723+4682-1000=5005kN基底形心处的弯矩E M=723 X600 X 0.2+76 X 8.9=701基底压力： N M197 kPamaxA W|115kPamin查表得地基承载力基本值：fa0=370kPa查表得宽则经过深宽修正后地基承载力fa= fa0+k1 Xy （b-2） +k2XY2（h-3）=621kPa 球*满足要求（2）软弱下卧层地基承载力验算查表得粘土层土耳其容许承载力基本值：fa0=150kPa；则经过深宽修正后粘土层地基承 载

9、力fa= fa0+k1 Xy （b-2） +k2XY2（h-3）=233kPa基底平均压应力：P = max - min = 156kPa平均2，则软弱下卧层顶面压应力：Ph = （3 + 5） x （21 -10） + 0.3 x 156 - （21 -10） x 3 = 124.9kPa e0满足要求(4)稳定性验算基础抗倾覆稳定性:k 11.4 1.3,满足要求o o基底摩擦系数R = 0.35基础抗滑移稳定性：k = 0.35 沼05 23 1.3，满足要求c乙 H76【例题3-1】某承重砖墙混凝土基础的埋深为，上部结构传来的轴向压力Fk=200kN/m。 持力层为粉质粘土，其天然重度

10、口，孔隙比e=0.843,液性指数Il=0.76，地基承载力特征值 4=150 kPa，地下水位在基础底面以下。试设计此基础。【解】(1)地基承载力特征值的深宽修正先按基础宽度b小于3m考虑，不作宽度修正。由于持力层土的孔隙比及液性指数均小 于，查表2-7，得门d。fa= fak +nd Y 0(d - 0.5)= 150 +1.6 x 17.5 x (1.5 - 0.5)= 178.0kPa(2)按承载力要求初步确定基础宽度200b =-Xmin f -Y Gd(178 - 20 x 1.5)= 1.35 m初步选定基础宽度为1.40 m。(3)基础剖面布置初步选定基础高度H=。大放脚采用标

11、准砖砌筑，每皮宽度印=60 mm, h1 = 120mm，共 砌5皮，大放脚的底面宽度b0 = 240+2X5X60 = 840 mm，如图3-2所示。(4)按台阶的宽高比要求验算基础的宽度基础采用C15素混凝土砌筑，而基底的平均压力为200 + 20 x 1.4 x 1.51.4 x 1.0= 172.8 kPa-8401400图3-2墙下无筋扩展基础布置查表3-2,得基础台阶的允许宽高比tana= b2H = 1.0 ,于是b = b + 2 Htga = 0.84 + 2 x 0.3 x 1.0 = 1.44 m 取基础宽度为满庭设计要求。【例题3-2】某厂房采用钢筋混凝土条形基础，墙厚

12、240mm，上部结构传至基础顶部的 轴心荷载N=350kN/m，弯矩MkN-m/m，如图3-5所示。条形基础底面宽度b已由地基承 载力条件确定为m,试设计此基础的高度并进行底板配筋。【解】(1)选用混凝土的强度等级为C20，查混凝土结构设计规范(GB50010-2002)级钢筋。(2)得Mpa；底板受力钢筋采用HRB335级钢筋，查得fy = 300MPa；纵向分布钢筋采用HPB235基础边缘处的最大和最小地基净反力：_N 6M 350 6 x 28.0Pjmax 一 产 b2 一 2.0 土 2.02217.0 = kPa133.0验算截面I距基础边缘的距离：bI = 2 x(2.0 - 0

13、.24)= 0.88 m验算截面的剪力设计值：2b bb - b )p.+ b p.:-08 定 x 2.0 - 0.88)x 217.0 + 0.88 x133.02 x 2.0=174.7 kN/m基础的计算有效高度:h0Z- = 174.7 = 226.9 mm0.7 ft 0.7 x 1.1基础验算截面的弯矩设计值：=生 L(3b - b ) + p b L 0882(217 x (3x 2 - 0.88) +133x 0.88= 79.3kN - m/m6b jmax 1jmin 16 x 2基础边缘高度取200mm，基础高度h取300mm，有效高度h0=30040=260mm mm

14、， 合适。(6)基础每延米的受力钢筋截面面积:A = i =22x 106 = 1130mm2s 0.9 fy h0 0.9 x 300 x 260选配受力钢筋16170, As=1183mm2,沿垂直于砖墙长度的方向配置。在砖墙长度方 向配置枇 250的分布钢筋。基础配筋图见图3-6所示。图3-5墙下条形基础计算简图图3-6墙下条形基础配筋图【例题3-3】某柱下锥形独立基础的底面尺寸为2200X 3000mm,上部结构柱荷载的基本组 合值为N=750kN, M=110kN -m，柱截面尺寸为400X400 mm,基础采用C20级混凝土和 HPB235级钢筋。试确定基础高度并进行基础配筋。【解

15、】1.设计基本数据：根据构造要求，可在基础下设置100mm厚的混凝土垫层，强度 等级为C10。假设基础高度为h=500 mm,则基础有效高度h= m。从混凝土结构设计规范中可查得C20 级混凝土 fX 103kPa, HPB235 级钢筋 f=210 MPa。2.基底净反力计算7N , M 750,110p= + =+ 儒 A W 3.0 x 2.21 x 22 x 3 02x ,匕 x .J6150.0kPa80.33,基础高度验算基础短边长度l = 2.2m,柱截面的宽度和高度a= b =& hp = 1.0 ; at=a=； ab=a+2h0=1.3 ma = (at +。2m = (0

16、.4 +1.3)/2 = 0.85 m由于l a + 2h，于是Al =(3.0 0.4 八 cc 0.45 x 2.2 2(2.2 0.4 八兀0.45I 22S 2=1.68m2T PJmaxAi = 150.0 x 1.68 = 252kN.邓hpftamh0 = 07xL0 x 1-1x 103 x0.85x0.45 = 294-5kN满足F h图3-17柱下条形基础计算图【解】1）确定地基的基床系数和梁的柔度指数 基底的附加压力近似按地基的平均净反力考虑p = H =华虾 2000) X 2 = 150.6 kPa bl 一2.5 x 17基础中心点的沉降计算，取甲5=1.0, zx

17、1=0, Z户基底中心的平均附加应力系数q则可按地基附加应力计算方法查有关表格求得为0.6024。于是15 =W z C = 1.0X06X5X0.6024 = 0.0454 m0 s E i i 10000查表37可求得沉降影响系数0、九分别为2.31和2.02。2.02x 0.0454 = 0.0397 m2.31150.6 _c sc = 3800 kN/m30.0397基础的平均沉降基床系数集中基床系数bk = 2.5 x 3800 = 9500 kPa柔度指数:952= 0.1533 m-1T4 x 4.3 x 106人l = 0.1533x 17 = 2.6061，而，-=0.78

18、54，兀=3.14164兀4I 5故属有限长梁。2）按无限长梁计算基础梁左端A处的内力，见表3 8。3）计算梁端的边界条件力按人l = 2.606查表35得A =0.02579, C =0.10117, D =0.06348 TOC o 1-5 h z iiiF = 4.04522,% = 0.30666代入式(326 )得P = P = (E + F )1(1 + D )Q +人(1 A )M AB l ll al a=(4.04522 0.30666)1(1 0.06348) x 729.6 + (1 + 0.02579) x 0.1533 x 433.9=2810.0kNM = M =(E + F ) (1