地基与基础工程作业一参考模板.docx
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地基与基础工程作业一参考模板
《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O一四年五月
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z0=1.8m,从冰冻条件考虑,求基础的最小埋置深度。
图11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
查表求
。
第一层土
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
;
第二层d>0.25mm占55%,大于50%;d>0.5mm占40%,小于50%,为中砂,
。
查表求
。
第一层为粉土,天然含水量
,层底距地下水位
冻涨等级为Ⅲ,即冻涨,
取0.9;
第二层为中砂,冻结期间冻结层底距地下水位0.2m<0.5m,冻涨等级为Ⅳ,即强冻涨,
取0.85.
查表求
。
环境为城市近郊,
取0.95。
按第一层土计算,
按第二层土计算,
折算冻结深度:
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
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②和土层③的承载力特征值fa。
图21某地基工程地质剖面图
(1)当埋置深度为0.8m时
用公式
计算地基承载力特征值
对于土层②,查表可知
,
,
,
故
(2)当埋置深度为2.4m时
对于土层③,查表可知
,
,
又土层③为砂土,且b=2.5m<3m,故取b=3m
故
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③层软弱土层的承载力是否满足要求?
图31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Pz
又
,
故查表可知地基压力扩散角
故
(2)计算软弱下卧层顶面处的自重应力
(3)计算软弱下卧层经深度修正后的地基承载力特征值
查表可得
,
故
(4)验算软弱下卧层的承载力
利用公式
即
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0.6m×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z0=1.6m,厂房采暖。
试设计柱下刚性基础。
图41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
假设b=3m
则
(2)按中心荷载初估基底面积
考虑偏心荷载作用,将基底面积扩大1.3倍,即A=1.3A1=1.3×7.51=9.76m2
采用3.2m×3m基础
(3)验算基底压力
基础及回填土重
基础的总垂直荷载
基底的总力矩
总荷载的偏心
基底边缘最大应力
满足承载力要求
(4)确定基础的最小埋置深度
1)查表确定
由于是粉质粘土,故
取1.0
2)查表确定
因为w=26%,wp=18%,满足wp+5为0.85
3)查表确定
因环境为城市近郊,故取
为0.95
4)查表确定hmax
只考虑竖向荷载作用下基底的平均压力
按照方形基础,强冻涨土,采暖,基底的平均压力为136.5kPa等条件,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
6)验算基础的最小埋置深度
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100<136.5<200,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
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
考虑偏心荷载作用,将基底面积扩大1.3倍,即A=1.3A1=1.3×7.13=9.26m2
任然采用3.2m×3m基础。
基础及回填土重
基础的总垂直荷载
基底的总力矩
总荷载的偏心
基底边缘最大应力
满足承载力要求。
(7)柱下基础的设计
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