基础工程(第二版)第四章例题
【例题4-1】 某钢筋混凝土桩基，如图4-14所示。已知柱子传来的标准组合荷载：F k = 2200kN ，M k = 600kN ?m ，H k = 50kN 。地质剖面及各项土性指标示于表4-4中，采用断面为40×40cm 2的钢筋混凝土预制桩，桩位布置如图4-14b 所示，工程桩数5根，承台的平面尺寸为3.0×3.0m 2，入土深度15m ，承台埋深2m 。要求进行单桩承载力验算。
【解】 从表4-2中查得， pk =2200kPa ；从表4-1查得：②层土， sk =50kPa ；③层土， sk =22kPa ；④层土， sk =60kPa ；从图4-14和表4-4可知，承台底1/2承台宽度深度范围内地基土承载力特征值f ak =120kPa 。
单桩极限承载力标准值为 Q uk = Q sk + Q pk = 4×0.4(50×2+22×12+60×1)+2200×0.42 = 678.4+352 = 1030.4kN
m n A S a 34.15/)33(=?=
=
式中，A 为承台面积。
边长0.4m 方桩的等效桩径为0.45m ，5根桩的群桩距径比为
398.245.0/34.1/≈==d S a
(a) (b)
图4-14 例题4-1
根据B c /l =3/15=0.2，查表4-3得承台效应系数为ηc =0.12。考虑承台效应后的复合基桩承载力特征值为：
kN
A f R R c ak c a 8
.5386.232.515)16.05/33(12012.02
4.1030=+=-???+=+=η
承台自重为G k = γG ?D ?A =20×2×3.02 = 360.0 kN 群桩中单桩的平均受力为：
0.5125
.3600.2200k
k =+=
+=
n
G F N
kN 群桩中单桩最大受力为： ∑++= 2 max k max i yk k k x x M n G F N ()1.6711 .141.12506000.5122 =???++ =kN<1.2R =646.6 kN 群桩中单桩最小受力为： 9.3522max min =-+= ∑i yk k k k x x M n G F N kN>0 均能满足设计要求。 【例4-3】某桥墩高承台桩基础构造见图4-37示，采用直径为60厘米的钻孔灌注桩，已知： 角φ= 16?；地基比例系数m = 3000kN/m4。 (3)弹性模量：抗压时E压=2.9?107 kPa，抗弯时E =0.8E压。 要求计算： 1. 纵向荷载作用下在每根桩顶上的力P、H、M； 2. 桩身最大弯距M max。 图4-37 例题4-3图 解：1. 每根桩桩顶上的力P 、H 、M (1)已知作用在每排桩的荷载（纵向多排桩的桩数为2根。） 2 .10046 6025== N kN 7.2665.160==H kN 67 .1116 670== M kN ?m (2)求桩的计算宽度b 1 已知d =0.6m ，查表4-11有 圆形桩67.26.011119.00=+ =??? ? ? +==d K K f ， K =1 （由于d <1m ，p 129） Kd K K b f 01==0.9?2.67?0.6=1.44m>2b =2?0.6=1.2m ， 取b 1=2b =1.2m 。 (3)求桩的变形系数α 取m =3000 kN/m 4 3 4 10 36.66 .064 -?=?= π I m 4 抗弯刚度5371047.11036.6109.28.0?=????=-EI kN ?m 2 5 1EI mb ＝ α= 49 .010 47.12.130005 5 =?? m -1 桩的入土深度为 h =31.8－2.0=29.8m 46.148.2949.0>=?=h α 为弹性桩。 (4)求ρ1、ρ2、ρ3、ρ4值 已知：l 0 = 2.5+2.0=4.5m ； 对于钻挖孔桩，侧摩阻力影响系数取2 1=ξ (见p 136)； h = 29.8m ，E 压= 2.9?107 kN/m 2； 283 .06 .04 2 =?= π A m 2； 89400 8.29300000=?==h m C kN/m 3。 侧摩阻力以φ/4角扩散至桩底平面的半径为R =0.3+29.8?tg(16?/4)=2.38m ，大于桩间距1.5 m ，因此A 0采用相邻桩底面中心距为直径所得的面积。 77 .15 .14 2 0=?= π A m 2 由式（4-46） EI A C AE h l 925.010 135.177.189400110 9.2283.08 .2921 5.41 11 5 7 001=?=?+???+ = + += ξρ 42.25.449.00>=?=h l αα， 查表4-14得：x H = 0.17157，x m = 0.34276，φm = 0.93788。 由式（4-48d ） ρ2 = α3EI x H = 0.493?0.17157EI = 0.0202EI ρ3 = α2EI x m = 0.492?0.34276EI = 0.0825EI ρ4 = αEI φm = 0.49?0.93788EI = 0.4596EI (5)求a 0、b 0、β0。 由式（4-52） EI n N b 925.022.10041 0?= = ρ = EI 81.542=3.69?10-3m=3.69mm 由式（4-53） ()()()()[]mm m EI EI EI n n n M n H n a i i 3.910 3.99.1360052.0767.700825.0275.02925.04596.020202.0267.1110825.027.2675.02925.04596.02x x 3 2 2 2 2 23 2 21 4 2 3 21 4 =?== = ??-??+?????+???+?= ?-+++= -∑∑ρ ρρρρρρ 由式（4-54） ( )mm m EI EI n x n n H n M n i 17.110 17.148.171052.0917.83 23 2 2 142320=?== = -++= -∑ρρρρρρβ （6）求桩顶作用力 ()06 .62148.17175.081 .542925.00011=?? ? ??+=+=EI EI EI x b P i βρkN 14 .383)(0012=-=βρi x b P kN 34.1348.1710825.09.13600202.00302=?-?=-=βρρa H i kN 46 .339.13600825.048.1714596.00304-=?-?=-=a M i ρβρ kN ?m ∑P i =621.06+383.14=1004.2kN=N ∑H i =2?13.34=26.68kN=H ∑ M i +∑ P i x i =2?33.46+(621.06-383.14) ?0.75=111.52kN ?m=M 2. 求桩身最大弯距 在地表面处34 .130 ==i H H kN 57 .265.434.1346.33000 =?+-=?+=l H M M i kN ?m 976 .034 .1357.2649.00 0=? =? =H M C H α 查表4-13得：αz = 0.963 ，960 .149 .0963.0max == z m 556 .1=H K 36 .42556.149 .034.130 max =?= ?= H K H M α kN ?m 第二章 第三章 第四章 天然地基上的浅基础 2-8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/m 3，下层为粘土，重度为γ=19.5kN/m 3，孔隙比e=0.8，液性指数I L =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。 图8-37 习题8-1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: ΣP=840+930+5480-1200=6050KN ΣM=930×0.25+84×10.1+2.1×9.8+16.8×6.3-840×0.25=997.32KNm 基地应力分别为：KPa . .W ΣM A ΣP p p 24.13403.2601.39932.9979 91.36050 261 min max =??±?=±= 2）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k 1=1.5，深度修正系数为k 2=3.0。 [σ]= [σ01] +k 1γ1(b-2) +k 2γ2(d-3)+10h w =200+1.5×(20.5-10)×(3.1-2) +3.0×(20.5-10)×(4.1-3)+10×0 16. 中密粉 基础工程答案: 1.基础：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。按埋深可分为：浅基础和深基础两大类。 地基：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。 2.答：基础工程是研究基础以及包括基础的地下结构设计与施工的一门科学，也称为基础工程学。其设计必须满足四个个基本条件：1）作用在基础底面的压应力不得超过地基容许承载力；2）地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值; 3）地基及基础的整体稳定性有足够保证；4）基础本身的强度满足要求。 3.答：埋入地层深度较浅，施工一?般采用敞开挖基坑修筑的基础，浅基础在设计计算时?可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。按构造可分为：1）刚性扩大基础;2）条形基础;3）筏板基础;4）箱形基础。 4.答：筏板基础：当立柱或承重墙传来的荷载较大，地基土质软弱又不均匀，采用单独或条形基础均不能满足地基承载力或沉降的要求时，可采用筏板式钢筋混凝土基础，这样既扩大了基底面积乂增加了基础的整体性，并避免建筑物局部发生不均匀沉降。 5.答：在确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的持力层上，以保证地基强度满足要求，而旦不致产生过大的沉降或沉降差。此外还要使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保基础的安全。确定基础的埋置深度时，必须综合考虑以下各种因素的作用：（一）地基的地质条件；（二）当地的地形条件；（三）上部结构型式；（四）当地的冻结深度；（五）河流等的冲刷深度；（六）保证持力层稳定所需的最小埋置深度。 1.答：桩穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层（砂、砾石、卵石、坚硬老粘土等）或岩层中，且桩的长径比不太大时，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩。桩穿过并支承在各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。 2.答：钢筋混凝土预制桩是按设计要求在地面良好条件下制作（长桩可在桩端设置钢板、法兰盘等接桩构造，分节制作），桩体质量高，可大量工厂化生产，加速施工进度。 混凝土灌注桩灌注桩是在现场地基中钻挖桩孔，然后在孔内放入钢筋骨架，再灌注桩 基础工程复习题 一、填空题 1.基础工程的工作内容：、、。 2.浅基础按结构型式分为：、、、、、。 3.场地和地基条件复杂的一般建筑物设计等级为；次要的轻型建筑物设计等级为。 4.地基主要受力层：指条形基础底面下深度为，独立基础下为，且厚度均不小于5m 的范围。 5.把刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象称作基础的 。 6.影响基础埋深的主要因素有、、、。 7.地基变形可分为、、、。 8.按成桩过程中挤土效应桩可分为、、。 9.软弱土地基处理方法可以分为、、、、等。 10.常用的基坑围护结构有、、、等。 11.建筑安全等级可分为：、、。 12.浅基础按材料分为：、、、、、。 13.地基压力扩散角取决于、、、。 14.减少建筑物不均匀沉降的结构措施包括、、、。 15.按承载性状桩可分为、、、。 二、名词解释 1.常规设计法； 2.承载能力极限状态； 3.正常使用极限状态； 4.联合基础； 5.群桩效应； 6.涂抹作用； 7.架越作用； 8.摩擦桩； 9.挤土桩； 10.桩基础 三、判断题 1.群桩承载力等于各单桩承载力之和。（） 2.复合基桩是指低承台桩群桩基础中包含承台底土阻力的基桩。（） 3.桩穿越膨胀土层，浸水的情况会使桩周产生负摩阻力。（） 4.加大基础埋深，并加作一层地下室可以提高地基承载力并减少沉降。（） 5.常规基础设计方法不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移，地基反力则被假定为直线分别。（） 6.为了保护基础不受人类活动的影响基础应埋置在地表一下0.5m，且基础顶面至少低于设计地面0.1m。（） 7.对于端承桩或桩数不超过3根的非端承桩，计算基桩承载力时可不考虑群桩效应。（） 1、已知某砖混结构底层承重墙厚240mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值F k =185kN/m 。地基地表为耕植土，厚0.8m,γ=16.8kN/m3；第二层为粘性土，厚2.0m ，fak=150kPa ，饱和重度γsat=16.8kN/m3，孔隙比e=0.85；第三层为淤泥质土，fak=80kPa ，饱和重度γsat=16.2kN/m3，厚1.5m 。粘性土至淤泥质土的应力扩散角θ=300，地下水位在地表下0.8m 出。要求确定基础埋深（4分）；确定基底宽度（4分）；验算软弱下卧层承载力是否满足要求（4分）。（注：宽度修正系数取0，深度修正系数取1.0）(B) 2、某预制桩截面尺寸为450×450mm ，桩长16m （从地面算起），依次穿越：①厚度h 1=4m 的粘土层，q s1k =55kPa ；②厚度h 2=5m 的粉土层，q s2k =56kPa ；③厚度h 3=4m 的粉细砂层，q s3k =57kPa ；④中砂层，很厚，q s4k =85kPa ，q pk =6300kPa 。K=2.0，试确定该预制桩的竖向承载力特征值。(C) 3、已知某砖混结构底层承重墙厚370mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值Fk=115kN/m 。深度修正后的地基承载力特征值fa=120kPa,基础埋深为1.2m ，采用毛石基础，M5砂浆砌筑。试设计该基础。（注：毛石基础台阶高宽比允许值为1：1.25，每台阶宽不大于200mm ）。 4、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土3 119/kN m γ=，厚 度1m ；淤泥质土：3 218/kN m γ=，%65=w ，kPa f ak 60=，厚度为10m 。上部结 构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角0 .1,035===d b ηηθ， 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ） 一、设计资料 1.1. 依据规范 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007--2002），以下简称基础规范 《混凝土结构设计规范》 （GB 50010--2002），以下简称混凝土规范 1.2. 计算条件 内力组合标准值：M k =406.99kN.m N k =850.15kN V k =43.6kN 内力组合设计值：M=562.11kN.m N=1086.4kN V=59.07kN 基础类型：双柱基础—可以考虑采用基础梁抗剪抗弯，构造形式如图1 地基承载力特征值：180kPa ， 设埋深的地基承载力修正系数ηd ＝1.1， 基础底面以上土的加权平均重度γ0=20kN/m 3， 基础顶面标高 -0.5m ，室内外高差0.15m 。 1 1 2 2 2-2 1550 230.2 174.6 145.8 φ8@200 排架方向 ) 2⊥12 12 φ8@300 1.3. 基础尺寸与标高 (1) 根据构造要求(课本p162)可得尺寸: 柱插入深度h 1 = 800mm ，杯口深度 800+50=850mm ； 杯口底部尺寸 宽 400+2×50=500mm 长 800+2×50=900mm ； 杯口顶部尺寸 宽 400+2×75=550mm 长 800+2×75=950mm ； 取 杯壁厚度 t=300mm ，杯底厚度a 1=200mm ，杯壁高度h 2=400mm ，a 2=250mm ； 因此 基础高度为 h=h 1+a 1+50=1050mm 基础埋深 d=1050+500-150=1400mm (2) 基底面积计算 忽略宽度修正，深度修正后的地基承载力特征值为 （1）地区的标准冻结深度为 0 =1.8m 2）按式 2-30求设计冻结深度，即 d = 0 zs zw ze 第二层土： d>0.5mm 占 40%<50%， d>0.25mm 占 55%>50%，为中砂， zs =1.30 查表 2-12 求 zw 第一层土： 按表 2-10查粉土， 19%< =20%<22%，底面距地下水位 0.8m<1.5m ，冻胀 等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀 zw =0.90 第二层土：按表 2-10 查中砂，地下水位离标准冻结面距离为 0.2m<0.5m 冻胀等级为 Ⅳ级 冻胀类别为强冻胀 zw =0.85 查表 2-13 求 ze 城市人口为 30 万，按城市的近郊取值 ze =0.95（注意表格下面的注释） 按第一层土计算： d1 =1.8*1.2*0.90*0.95=1.85m 按第二层土计算： d2 =1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m 表明：冻结深度进入了第二层土内，故残留冻土层主要存在于第二层土。可近似取冻深 最大的土层，即第二层土的冻深 1.89m 来作为场地冻深。 如果考虑两层土对冻深的影响，可通过折算来计算实际的场地冻深。 折算冻结深度： Z d ' =1.2 +（1.85 - 1.2）* 1.89 =1.864m 1.85 （3）求基础最小埋深 按照正方形单独基础，基底平均压力为 120kp a ，强冻胀、采暖条件，查表 2-14 得允许 残留冻土层厚度 h max =0.675m 由式 2-31求得基础的最小埋置深度 d min = d - h max =1.89-0.675=1.215m 或者：最小埋置深度 d min = 'd - h max =1.864-0.675=1.189m 综合可取 d min =1.2m 查表 2-11 求 zs 第一层土： I p = L - P =8<10 且 d>0.075mm 占土重 10%<50% ，为粉土， zs =1.20 名词： 绪论 土土力学(狭义、广义) 地基基础 第1章土的物理性质及工程分类 土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结构土的构造层状构造分散构造结核构造裂隙状构造土的三相组成原生矿物次生矿物粒组土的粒径级配结合水强结合水弱结合水自由水重力水毛细水气态水固态水土的密度土的重度土粒比重土的含水率土的孔隙比土的孔隙度土的饱和度土的干密度(干重度) 土的饱和密度(重度) 土的有效重度(浮重度) 液限塑限缩限塑性指数液性指数稠度活动度灵敏度岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土 第2章土的压缩性与地基沉降计算 土的压缩性土的最大干密度和最优含水率土的渗透固结过程蠕变主应力有效应力孔隙水压力侧限条件土的压缩系数土的压缩指数土的侧限压缩模量地基土的变形模量土的自重应力基底接触压力基底附加应力角点法地基的最终沉降量分层总和法欠固结土超固结土正常固结土瞬时沉降固结沉降次固结沉降现场原始压缩曲线单向固结固结度沉降量沉降差倾斜局部倾斜残余变形弹性变形压缩曲线回弹曲线再压缩曲线 第3章土的抗剪强度与地基承载力 土的极限平衡状态土的极限平衡条件莫尔应力圆莫尔破裂圆莫尔破坏包线库仑定律莫尔--库仑破坏理论粘聚力内摩擦力快剪固结快剪慢剪UU CU CD 地基的临塑荷载地基的临界荷载地基的极限荷载 第4章土压力与土坡稳定 挡土墙土压力静止土压力主动土压力被动土压力圆弧法条分法 第5章天然地基上的浅基础设计 地基基础天然地基浅基础深基础独立基础条形基础十字交叉基础筏板基础箱形基础扩展基础无筋扩展基础钢筋混凝土扩展基础地基承载力特征值补偿性设计天然地基上的浅基础 第6章桩基础及其它深基础 桩基础深基础摩擦型桩摩擦桩端承摩擦桩端承型桩端承桩摩擦端承桩预制桩最后贯入度灌注桩沉管灌注桩扩底桩挤土桩非挤土桩大直径桩群桩效应承台效应负摩阻力中性点沉井基础地下连续墙 选择题： 第1章： 1、某土的液限为40%，塑限为20%，则该土为（）。 A．砂土B．粉土C．粉质粘土D．粘土 2、某土的液性指数为2，则该土处于（）状态。 A．坚硬B．可塑C．流动 3、对粘性土的性质影响最大的水是（）。 A．强结合水B．弱结合水C．气态水 4、对土体性质影响较大的气体是（） A．非封闭气体B．封闭气体 5、砂土和碎石土的主要结构形式是（） A．单粒结构B．蜂窝结构C．絮状结构 6、下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定（）。 A．孔隙比e B．孔隙率n C．饱和度S r D．土粒比重d s 7、常用来控制填土工程施工质量的指标是：（） A．孔隙比e B．孔隙率n C．饱和度S r D．干密度 ｄ 8、在土工试验室中，通常用（）测定土的密度 A．联合测定法B．环刀法C．比重计法D．击实仪 9、若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等，则该土（） （卷2,2）1、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土 ，厚度1m ；淤泥质土：，，，厚度为10m 。上部结构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ） 解：先假设垫层厚z=1.0m ，按下式验算： （1分） 垫层底面处土的自重应力 垫层底面处土的附加应力 （2分） 垫层底面处地基承载力设计值： （2分） 验算： 故：垫层厚度 z=1.0m 垫层宽度（底宽） （1分） 3 119/kN m γ=3218/kN m γ=%65=w kPa f ak 60=0 .1,035===d b ηηθ，οa z cz f p p ≤+kPa p cz 37181191=?+?=kPa z b p b p cd z 6.4635tan 122.1) 1912.12012.1120(2.1tan 2)(=??+?-??+=??+-= οθ σkPa z d f f m d ak 75.87)5.011(1137 0.160)5.0(0=-+?+? +=-+++=γηkPa f kPa p p a z cz 75.8762.83=≤=+m z b 6.235tan 22.1=??+=ο （卷3,1）2、某单层厂房独立柱基底面尺寸b×l=2600mm×5200mm,柱底荷载设计值：F1=2000kN，F2=200kN，M=1000kN·m，V=200kN（如图1）。柱基自重和覆土标准值G=486.7kN，基础埋深和工程地质剖面见图1。试验算持力层和下卧层是否满足承载力要求？（10分）（B） fk =85kPa ηb=0 ηd=1.1 解：持力层承载力验算： F= F1＋F2＋G=2000＋200＋486.7=2686.7 kN M0=M＋V h＋F2a=1000＋200×1.30＋200×0.62=1383kN·m e= M0/F=1384/2686.7=0.515mp=198.72 kN/m2(满足) 1.2f=1.2×269.6=323.5 kN/m2> p max = 316.8 kN/m2(满足) ( 2分) 软弱下卧层承载力验算： γ0=（19×1.80＋10×2.5）/（1.80＋2.5）=13.77 kN/m3 f= fk＋ηbγ(b－3)＋ηdγ(d－0.5)=85＋1.1×13.77×（1.80＋2.5－0.5）=142.6 kN/m2( 2分) 自重压力：p cz=19×1.8＋10×2.5=52.9 kN/m2 附加压力：p z=bl(p－pc)/[(b＋2z·tgθ)( l＋2z·tgθ)] =2.60×5.20×(198.72－19×1.8)/ [(2.60＋2×2.5×tg23o)(5.20＋2×2.5×tg23o )] =64.33 kN/m2 ( 2分) p cz＋p z =52.9＋64.33=123.53 kN/m2 柱下独立基础课程 设计例题 1 柱下独立基础课程设计 1.1设计资料 1.1.1地形 拟建建筑地形平整 1.1.2工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层：杂填土，层厚0.5m 含部分建筑垃圾。 ②号土层：粉质粘土，层厚 1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值 ak f 130KPa =。 ③号土层：黏土，层厚 1.5m ，可塑，稍湿，承载力特征值 180ak f KPa =。 ④号土层：细砂，层厚2.7m ，中密，承载力特征值k 240Kpa a f =。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值 300ak f KPa =。 1.1.3岩土设计参数 表1.1 地基岩土物理学参数 ② 粉质粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③ 黏土 19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④ 细砂 21 0.62 -- -- 30 11.6 16 240 ⑤ 强风化砂质泥岩 22 -- -- -- -- 18 22 300 1.1.4水文地质条件 1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 2) 地下水位深度：位于地表下1.5m 。 1.1.5上部结构材料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱网布置图如图1.1所示： 1.1.6材料 混凝土强度等级为2530C C -，钢筋采用235HPB 、HPB335级。 1.1.7本人设计资料 本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B 轴柱底荷载. ①柱底荷载效应标准组合值:k K K F 1970KN M 242KN.m,V 95KN ===， 。 ②柱底荷载效应基本组合值:k K K F 2562KN M 315KN.m,V 124KN ===，. 持力层选用④号土层，承载力特征值k F 240KPa =，框架柱截面尺寸为500mm ?500mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 1.2独立基础设计 1. 2.1选择基础材料 基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m 。 1.2.2选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m 。 取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取④号土层为持力层，因此考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。 2-1某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m，潜水面在地表以下1m处，饱和重度错误!未找到引用源。；（2）粘土隔离层，厚2.0m ，重度错误!未找到引用源。；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2 .0m （取错误!未找到引用源。）。问地基开挖深达1m 时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深错误!未找到引用源。，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？ 【解】（1）地基开挖深1m 时持力层为中砂层 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20 X 1 + 19 x 2=58kPa 承压含水层顶部净水压力：10X（2+2+2）=60kPa 因为58<60 故坑底有隆起的危险！ （2）基础埋深为1.5m 时 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20X 0.5＋19X 2=48kPa 》承压含水层顶部净水压力=10X错误！未找到引用源。得： 错误!未找到引用源。< 4.8m ; 故，还应将承压水位降低6-4.8=1.2m。 2-2 某条形基础底宽b=1.8m，埋深d=1.2m，地基土为粘土，内摩擦角标准值错误!未找 到引用源。=20。，粘聚力标准值错误!未找到引用源。=12kPa，地下水位与基底平齐，土的有效重度错误!未找到引用源。，基底以上土的重度错误!未找到引用源。。试确定地基承载力特征值 f a 。 【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。 由错误!未找到引用源。=20°查表2-3，得错误!未找到引用源。因基底与地下水位平齐，故错误!未找到引用源。取有效重度错误!未找到引用源。,故：地基承载力特征值 f a M b b M d m d M c c k 0.51 10 1.8 3.06 18.3 1.2 5.66 12 144.29kPa 2-3 某基础宽度为2m ,埋深为1m。地基土为中砂，其重度为18kN/m 3，标准贯入试验锤 击数N=21，试确定地基承载力特征值f a。 习题解答 习题3－2 某过江隧道底面宽度为33m ，隧道A 、B 段下的土层分布依次为：A 段，粉 质粘土，软塑，厚度2m ，E s ＝，其下为基岩；B 段，粘土，硬塑，厚度12m ，E s = ，其下为基岩。试分别计算A 、B 段的地基基床系数，并比较计算结果。 〔解〕本题属薄压缩层地基，可按式（10-52）计算。 A 段： 3/21002 4200m kN h E k s A === B 段： 3/153312 18400m kN k B == 比较上述计算结果可知，并非土越硬，其基床系数就越大。基床系数不仅与土的软硬有关，更与 地基可压缩土层的厚度有关。 习题3－3 如图10-13中承受集中荷载的 钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度EI ＝2×106 kN ·m 2，梁长l ＝10m ，底面宽度b ＝2m ，基床 系数k ＝4199kN/m 3，试计算基础中点C 的挠 度、弯矩和基底净反力。 〔解〕 图10-13 查相关函数表，得A x =，B x =，C x =，D x =，A l =，C l =，D l =，E l =，F l =。 (1)计算外荷载在无限长梁相应于A、B两截面上所产生的弯矩和剪力M a、V a、M b、V b 由式（10-47）及式（10-50）得： (2)计算梁端边界条件力 F =(E l+F l D l)V a+λ(E l-F l A l)M a-(F l+E l D l)V b+λ(F l-E l A l)M b A =+×× +×+×× - × = F =(F l+E l D l) V a+λ(F l-E l A l) M a-(E l+F l D l)V b+λ(E l-F l A l)M b B = -+×× + ×+×× = =·m =·m (3) 计算基础中点C的挠度、弯矩和基底净反力 p =kw C=4199×= C 习题4－1 截面边长为400mm的钢筋混凝土实心方桩，打入10m深的淤泥和淤泥质土后，支承在中风化的硬质岩石上。已知作用在桩顶的竖向压力为800kN，桩身的弹性模量为3 例子2-3.某基础底面尺寸为 5.4*2.7m ，埋深1.8米，基础顶面离地面 0.6米。基础顶面承受 柱传来的轴力Fk2=1800kN ，弯矩Mk=950kNm,水平力FkH=180kN ；还承受外墙传来的集 中荷载，作用在离轴线0.62m 处，大小为220kN 。试验算基础底面与软弱下卧层地基承载力。 已知地基土情况如下： 第一层：粉质粘土， 4.3 米厚 丫 =18.0kN/m3 丫 sat=18.7kN/m3 e=0.85, fak=209kPa , Es 仁 7.5Mpa 第二层：淤泥质粘土： fak=75kPa , Es2=2.5Mpa 地下水面在基础底面处 解： 1持力层承载力验算 基础底面平均压应力： 1800 20*1-8* 5-4*2-7 -^54^=174.6kPa 5.4* 2.7 最大压力: P kmax 二P k (1 6e/l) =273.9kPa 第一层地基承载力特征值以及验算: f a 二 f ak b (T d m9 -0.5) =209+1.0*18.0* (1.8-0.5) =232.4kPa 验算：pk 2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m ，潜水面在地表以下1m 处，饱和重度 ；（2）粘土隔离层，厚2.0m ，重度；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m （取）。问地基开挖深达 1m 时，坑底有无隆起的危险？ 若基础埋深，施工时除将中砂层地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？ 【解】 （1）地基开挖深1m 时 持力层为中砂层 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa 承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa 因为 58<60 故坑底有隆起的危险！ （2）基础埋深为1.5m 时 承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa ≥承压含水层顶部净水压力=10× 得： ≤4.8m ； 故，还应将承压水位降低 6-4.8=1.2m 。 2-2 某条形基础底宽 b=1.8m ，埋深 d=1.2m ，地基土为粘土，摩擦角标准值 =20°，粘聚力标准值 =12kPa ，地下水位与基底平齐，土的有效重度 ，基底以上土的重度。试确定地基承载力特征值 a f 。 【解】 根据题给条件可以采用规推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。 由=20°查表2-3，得因基底与地下水位平齐，故取有效重度,故：地基承载力特征值 kPa c M d M b M f k c m d b a 29.14412 66.52.13.1806.38.11051.0=?+??+??=++=γγ 2-3 某基础宽度为2m ，埋深为1m 。地基土为中砂，其重度为18kN/m 3，标准贯入试验锤击数N=21，试确定地基承载力特征值a f 。 【解】 由题目知，地基持力层为中砂，根据标贯锤击数N=21查表2-5，得： kPa f ak 286)250340(15 301521250=---+ = 基本概念练习题 1. 为评价填土的压实情况，在压实后应测定：压实系数____ 2. 土质地基详细勘察对高层建筑(天然地基)控制性勘探孔的深度：应达到基底下__________ 0.5?1.0倍的基础 宽度，并深入稳定分布的地层；应超过地基变形计算深度；______ 3. 浅层平板载荷试验确定土的变形模量采用的方法是：假定半无限体表面为刚性平板上作用竖向荷载_________ 的线弹性理论_ 4. 渗透试验可分为常水头试验和变水头试验：常水头试验可适用于砂土，变水头试验可适用于低渗透_________ 性的粘性土— 7. 一般认为原生湿陷性黄土的地质成因是：风积成因____ 8. 初步判断膨胀土的室内试验指标是：自由膨胀率____ 9. 从下列确定基础埋置深度所必须考虑的条件中有：确定基础的埋置深度时应考虑作用在地基上的荷_________ 载大小和性质_ 10. 根据《地基基础设计规范》(GB50007—2002)的规定，指出下列情况中何种情况不需验算沉降：_6层住宅，场地无填方，持力层承载力；烟囱高度为35m持力层承载力。 11. 从下列论述中，指出表述现行《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)规定的地基承载力深宽 修正方法的正确概念：对于软土，深度和宽度对地基承载力的影响都可以忽略；深宽修正时，对于基__________ 础埋置深度的规定和按地基承载力公式计算时的规定一致；深宽修正时，对于土的重度的规定和按地 基承载力公式计算时的规定一致。— 12. 在下列对各类基础设计条件的表述中，指出错误的观点：对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件________ 下，基底平面形心宜与基本组合荷载的重心重合；基础底板的配筋，应按抗弯计算确定，计算弯矩中 计入了考虑分项系数的基础自重和台阶上土重的影响 13. 按《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002),在计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应取： 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；_______ 14. 根据《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)的规定，以下哪种情况可以不进行稳定性验算？一 _ 般软弱地基上的多层建筑— 15. 为解决新建建筑物与已有的相邻建筑物距离过近，且基础埋深又深于相邻建筑物基础埋深的问题， 可以采取下列哪项措施：增大建筑物之间的距离；在基坑开挖时采取可靠的支护措施；采用无埋式筏__________ 板基础。 16. 按《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)的规定选取地基承载力深宽修正系数时，指出那些 因素能影响地基承载力深宽修正系数的取值：土的类别；土的孔隙比；土的液性指数。_________ 17. 用分层总和法计算地基变形时，土的变形指标是采用：压缩模量；— 18. 按规范方法计算的建筑物沉降是：不考虑基础刚度的中点沉降。_____ 19. 有一箱形基础，上部结构和基础自重传至基底的压力p=90kPa,若地基土的天然重度行18kN/m3，地下水位在地表下l.0m处，当基础埋置在下列哪一个深度时，该基础正好为全补偿基础？ d = 10.0m ；20. 对框架结构中的箱形基础内力计算，下列叙述中正确的是：箱基的内力计算应同时考虑整体弯曲和________ 局部弯曲作用； 一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度，且设a ＜d 。如 果构件AB 为曲柄，则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线 和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见，为了使构件AB 能够转至位置B A '，显然各构件的长 度关系应满足 c b d a +≤+ （3-1） 为了使构件 AB 能够转至位置B A ''，各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ （3-2） 或b d c a +≤+ （3-3） 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 c a ≤ b a ≤ d a ≤ 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 c b a d +≤+ b a b d +≤+ b a c d +≤+ 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为： （1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： （1）若机构满足杆长之和条件，则： ① 以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。 习 题 【2-1】如图2-31所示地质土性和独立基础尺寸的资料，使用承载力公式计算持力层的承载力。若地下水位稳定由0.7m 下降1m ，降至1.7m 处，问承载力有何变化？ 图2-31 习题2-1图 解：由图2－31可知： 基底处取土的浮重度 3/2.88.90.18'm kN w sat =-=-=γγγ 基底以上土的加权平均重度 3/0.133 .16.02.8)6.03.1(2.17m kN m =?+-?＝γ 由020=k ?，查表2－6可得 66.5,06.3,51.0===c d b M M M 所以，持力层的承载力为 kPa c M d M b M f k c m d b a 9.64166.53.10.1306.38.12.851.0=?+??+??=++=γγ 若地下水下降1m 至1.7m ，则 基底以上土的重度为 3/2.17m kN m ＝γ 基底处土的重度为 3/0.18m kN m ＝γ 此时，持力层的承载力为 kPa c M d M b M f k c m d b a 0.86166.53.12.1706.38.10.1851.0=?+??+??=++=γγ 【2-2】某砖墙承重房屋，采用素混凝土(C10)条形基础，基础顶面处砌体宽度0b =490mm ，传到设计地面的荷载F k =220kN/m ，地基土承载力特征值f ak =144kPa ，试确定条形基础的宽度b 。 (1)按地基承载力要求初步确定基础宽度 假定基础埋深为d=1.2m ，不考虑地基承载力深度修正，即f a =f ak =144kPa m d f F b G a k 83.12 .120144220=?-=-≥γ，取b=1.9m 初步选定条形基础的宽度为1.9m 。 地基承载力验算： kPa f kPa b G F p a k k k 1448.1399 .12.19.120220=<=??+=+= 满足 无筋扩展基础尚需对基础的宽高比进行验算（其具体验算方法详见第三章），最后还需进行基础剖面设计。 (2)按台阶宽高比要求验算基础的宽度 初步选定基础的高度为H=300mm 基础采用C10素混凝土砌筑，基础的平均压力为kPa p k 8.139= 查表3－2，得允许宽高比0.12==H b tg α，则 m Htg b b 09.10.13.0249.020=???+=+≤α 不满足要求 m tg b b H 705.00 .1249.09.120=?-=-≥α 取H=0.8m m Htg b b 09.20.18.0249.020=??+=+≤α 此时地面离基础顶面为 1.2-0.8=0.4m>0.1m ，满足要求。 ㈠选择题 1. 根据地基损坏可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，可将地基基础设计分为（）设计等级。 A 二个 B 三个 C 四个 D 五个应低于设计 2. 扩展基础不包括（）。 A 柱下条形基础. B 柱下独立基础 C 墙下条形基础。 D 无筋扩展基础。 3. 为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础顶面至少设计地面（）。 A 0.1m B 0.2m C 0.3m D 0.5m 4. 除岩石地基外，基础的埋深一般不宜不小于（）。 A 0.4m B 0.5m C 1.0m D 1.5m 5. 按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面积上的荷载效应（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 6 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应是（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 7 计算挡土墙压力时，荷载效应是（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 8 计算基础内力时，荷载效应（）。 A 应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合。 B 应按正常使用极限状态下的荷载效应的准永久组合。 C 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 D 应按正常使用极限状态下的荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0 。 9 地基土的承载力特征值可由（）确定。 A 室内压缩试验 B 原位荷载试验。 C 土的颗粒分析试验。 D 相对密度试验。 10 计算地基土的短期承载力时，宜采用的抗剪强度指标是（）。 A 不固结不排水剪指标。 B 固结不排水剪指标 C 固结排水剪指标 11《建筑地基基础设计规范》（GB5OO7—2002）推荐的计算地基承载力特征值的理论公式是以（）为基础的。 A 临塑荷载Pcr B 临界荷载P1/4 C 临界荷载P1/3 D 极限荷载Pu 11 地基的短期承载力与（）无关。 A 基础埋深 B 基础宽度 C 土的抗剪指标 D 土的状态 13 当基础宽度大于3m 或埋置深度大于（）时，从荷载试验或其他原位测试、规范表格等方法确定的地基承载力特征值应进行修正。 A 0.3m B 0.5m C 1.0m D 1.5m 14 由（）得到的地基承载力特征值无须进行基础宽度和埋深修正。 A 土的抗剪强度指标以理论公式计算 B 地基荷载试验 C 规范承载力表格D 15 对于框架结构，地基变形一般由（）控制。 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 16 对于砌体承重结构，地基变形一般由（）控制。 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 17 对于高耸结构和高层建筑，地基变形一般由（）控制 A 沉降量 B 沉降差 C 倾斜 D 局部倾斜 18 计算地基变形时，施加于地基表面的压力采用（）。A 基底压力 B 基底反力 C 基地附加压力 D 基底净压力 19 纵向和横向尺寸相差较大的高层建筑伐行基础或箱型基础，在荷载分布和地基土层都比较均匀的情况下，从安全角度出发， 工程名：23600.SJ ****** 基础计算柱底力与基础设计****** 日期: 4/ 9/2016 时间: 9:52:10 基础反力单位：轴力N、剪力V: kN; 弯矩M: kN.m 作用力方向(对基础): 轴力N 压为正(↓); 弯矩M 顺时针为正(-↓); 剪力V 顺时针为正(→)。 基础总结点数： 4 -------------------------------------------------------------------------------- ----- 基础计算数据----- 基础附加墙与柱杯口基础基础地基基础天然地面混凝土宽度修深度修允许零应基础边底板钢 节点号墙重中心距宽度埋深高度承载力类型到基底距强度等级正系数正系数力区比例缘高度筋级别 12 30.00 -0.33 0.20 1.30 1.30 160.00 1 1.00 30 0.00 1.00 0.00 0 HPB300 13 0.00 0.00 0.20 1.30 1.30 160.00 1 1.00 30 0.00 1.00 0.00 0 HPB300 14 0.00 0.00 0.20 1.30 1.30 160.00 1 1.00 30 0.00 1.00 0.00 0 HPB300 15 30.00 0.33 0.20 1.30 1.30 160.00 1 1.00 30 0.00 1.00 0.00 0 HPB300 -------------------------------------------------------------------------------- 1、基础节点号* 12 * 基础反力 基础相连柱号： 1 ☆标准组合 组合号M N V 组合号M N V 1 1.23 200.26 -2.53 2 -43.95 229.66 -22.62 3 -17.99 321.87 -9.98 4 -38.10 361.39 -21.94 5 -35.0 6 429.76 -20.04 6 -21.03 253.50 -11.88 7 -4.33 286.17 -4.16 8 -31.44 303.81 -16.21 （专升本）基础工程学A 模拟题2 1．工程勘察的目的是什么？ 2．工程勘察时的勘探工作一般采用的方法有哪几种？ 3.粘性土、粉土进行室内土工试验时，应主要进行确定哪几项指标的试验？ 4.确定一般中、小型建（构）筑物浅基础的埋深时，应考虑哪些因素？ 5.说明地基土产生冻胀的原因及其危害。 6.北方某城市近郊的一采暖建筑采用方形基础，对应于永久荷载的基础底面平均压力 标准值p k =144.5kPa，该地区标准冻深Z0 =2.0m，地基土为粉土，冻前天然含水量w =24%，冻结期间地下水位距冻结面的距离h w =1.6m，地基土平均冻胀率η =4%，试确定该建筑物基础的最小埋深d min。 7.概括说明地基基础设计应遵循的几项原则。 8. 础？ 9. =160kPa 图） 10. 基础，墙体厚度 f y =210N/mm2 11.按筏形基础上部不同承重构件及筏形基础竖直剖面形状对筏形基础进行分类。 12. 简述筏形基础的特点。 （专升本）基础工程学A 模拟题2 参考答案 1．工程勘察的目的是：以各种勘察手段、方法，调查、研究、评价建筑场地及地基的工程地质条件，为设计及施工提供准确的工程地质资料。 2．工程勘察时的勘探工作一般采用的方法是：坑探，钻探，触探，物探等。 3．对粘性土、粉土进行室内土工试验时，应主要进行确定哪几项指标的试验？ 应测试土的天然密度、天然含水量、土粒比重、液限、塑限、压缩系数、抗剪强度等。 4.确定一般中、小型建（构）筑物浅基础的埋深时，应考虑哪些因素？ 应分别考虑：⑴建筑物类型及用途；⑵基础或地基上的荷载大小及性质；⑶场地的工程地质及水文地质条件；⑷相邻建（构）筑物的基础埋深；⑸地基土的冻胀性。 5. 说明地基土产生冻胀的原因及其危害。 冻土分为多年冻土（连续3年以上保持冻结状态）及季节性冻土（每年冻融交替一次） 两大类，在我国北方及高海拔地区应考虑地基土的冻胀问题。 当地温降至0℃以下，土中上部所含重力水及毛细水先后冻结时，土体中的结合水不一定冻结（如土颗粒的外层结合水在-1℃左右才冻结，内层结合水-10℃以下才冻结），它会从水膜较厚处向水膜薄处移动，当土体中既存在结合水又有毛细水不断补给时，土中水分会从土体下部向冻结峰面聚集（称为水分迁移）而冻结，使上部土层的含水量增大，在冻结面上形成冰夹层及冰透镜体。可见水分迁移并再冻结是引起地基土冻胀的主要原因。 土中水结冰胶结土粒形成冻土的过程中，地基土强度大增，压缩性降低。当基础埋深处于地基土冻深范围内时，在基础的侧面及底面分别产生切向冻胀力及法向冻胀力，若基础上的荷载及基础自重不足以平衡切向及法向冻胀力时，基础会被抬起；当地温升至0℃以上，土体因冰融化使强度大幅度降低，压缩性大增，地基产生融陷。由于地基土层厚度及性状分布不均、各处冻深发展不均衡、以及受房屋采暖的影响等，地基土的冻融变化会引起基础抬升或沉陷，造成建筑物墙体开裂而破坏。 6.北方某城市近郊的一采暖建筑采用方形基础，对应于永久荷载的基础底面平均压力 标准值p k =144.5kPa，该地区标准冻深Z0 =2.0m，地基土为粉土，冻前天然含水量w =24%，冻结期间地下水位距冻结面的距离h w =1.6m，地基土平均冻胀率η =4%，试确定该建筑物基础的最小埋深d min。 解： ⑴确定地基土冻胀性类别。 由粉土地基w = 24% h w = 1.6m η = 4%，查表3 -1，判定地基土为冻胀土。 ⑵确定对冻深的影响系数。 查表3-2得ψzs = 1.2，查表3-3得ψzw = 0.90，查表3-4得ψze = 0.95 ⑶计算地基土的设计冻深Z d。 由式（3-2）Z d = Z0·ψzs·ψzw·ψze = 2.0×1.2×0.9×0.95 = 2.05(m) ⑷确定基底允许残留的冻土层最大厚度h max。 确定表3-5所对应的基底平均压力：p = 144.5×0.9=130(kPa) 查表3-5得h max=0.7m。 ⑸计算基础最小埋深d min。 由式（3-1）d min = Z d - h max=2.05-0.70=1.35(m) 基础最小埋深不应小于1.35m。 7.概括说明地基基础设计应遵循的几项原则。 对应于承载力极限状态的设计原则是：基础底面的压力不应大于修正后的地基承载力特 征值（p k≤f a）；当建(构)筑物承受较大水平荷载时，建(构)筑物的地基应满足稳定性要求。基础工程计算题参考解答
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