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基础工程计算题含答案

2022-10-07 来源:欧得旅游网


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

1

19kN / m

3

33

,厚度

3

1m;淤泥质土: 2 18kN / m , w 65%, fak 60kPa

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

1.035 , b 0, d 。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:

pcz pz

a

(1 分)

垫层底面处土的自重应力

pcz 1 19 1 18 37kPa

垫层底面处土的附加应力

1.2(120 1.2 1 20

pz

b(p cd ) 1.2

b 2 z tan

1.2 2 1 tan35

垫层底面处地基承载力设计值:

ak

0

d m

(d z 0.5) 60 1.0

验算:

pcz pz

83.62kPa fa

故:垫层厚z=1.0m

垫层宽度(底宽)b 1.2 2 z

tan35 2.6m

(1 分)

共6 页 1 19)

46.6kPa

(2 分)

37 11 (1 1 0.5) 87.75kPa ( 87.75kPa

第 4 页

2 分)

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)

F2=200kN F1=2000kN

Il=0.38 fk =230kPa e=0.78

θ =23o η b=0.3 η

d=1.6

粉质粘土,γ‘ =10kN/m3, Es=7500kPa 2500淤泥质土 γ =17.5kN/m3 Es=2500kPa

fk =85kPa

η b=0 η d=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=F/bl=2686.7/2.60 5×.20=198.72 kN/m 2 pmax=F/b l·(1+ 6e/l)= 198.72 (1+×6×0.515/5.2)= 316.8 kN/m 2 ( 2 分 ) f= f ak+ ηbγ (-b 3)+ηdγ (-d 0.5)

=230+ 1.6 ×19×(1.80-0.5)= 269.6kN/m2>p=198.72 kN/m 2(满足 )

1.2f=1.2 2×69.6=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/m 3

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: pcz=19×1.8+ 10×2.5=52.9 kN/m 2

附加压力: pz=bl(p -pc)/[(b +2z · tg θ+)(2 lz·tg θ)]

=2.60 ×5.20 ×(198.72 -19 ×1.8)/ [(2.60 + 2×2.5 ×tg23o)(5.20+2×2.5 ×tg23o )] =64.33 kN/m 2 ( 2 分 )

pcz+ pz =52.9+64.33=123.53 kN/m2共6 页 第 4 页

( 卷 3,2)3、某场地地基土剖 面及 土性指标从上到下 依次 为:①粉 质粘 土 , γ=18.4kN/m3, w=30.6%,wL=35%,wp=18%,fak=100kPa, 厚 2m ; ② 粉 土,

γ=18.9kN/m3,w=24.5%,wL=25%, wp=16.5%,e=0.78,fak=150kPa, 厚 2m;③中砂, γ=19.2kN/m3,N=20,中密, fak=350kPa,未揭穿。根据上部结构和荷载性质,该工

程采用桩基础, 承台底面埋深 1m,采用钢筋混凝土预制方桩, 边长 300mm,设计 桩长 9m。试确定单桩承载力特征值。( B)

桩的极限侧阻力标准值 qsik (kPa)

土的名 称 土的状态 流塑 软塑 可塑 硬可 塑 硬塑 稍 密 密 密实 中密 密实 中混凝土预制 桩 泥浆护壁钻(冲)孔 桩 干作业钻孔 桩 24~40 40~ 55 55~70 70~86 86~98 98~105 26~ 46 46~ 66 66~88 54~74 74~95 21~38 38~53 53~ 68 68~84 84~96 96~ 102 24~42 42~ 62 62~82 53~72 72~94 21~38 38~53 53~ 66 66~82 82~94 94~ 104 24~42 42~ 62 62~82 53~72 72~94 黏性土 粉土 中砂

IL>1 0.75< I L≤1 0.50< IL≤ 0.75 0.25 0.9 0.75≤e≤0.9 e<0.75 1530 桩的极限端阻力标准值 qpk( kPa) 土名称 桩型 土的状态 软塑 黏性土 可塑 硬可塑 硬塑 粉土 中密 密实 粉砂 细砂 中砂

混凝土预制桩桩长 l( m) l≤9 9< l≤16 16< l≤30 稍密 中密、密实 中密、密实 粗砂 l >30 1300~1900.7515 1400~220 3000~4500 0 5300~7002500~400 03600~500 0 4400~6000 0 7500~9004000~6000 550~0 N>15 6500~8000 0 7000 0 9500~1105700~75007500~850 8500~10000 0 共6 页 第 4 页

解:(1)确定桩长在不同地层中的分布 ①层 1m;②层 2m;③层 6m ( 3 分 ) (2)确定各土层极限侧摩阻力和极限端阻力, 查表可得: ①层 IL w wp =0.74, qs1k=60kPa;

L

wL wp

②层 : qs2k=56kPa; ③层 : qs3k =64kPa, qpk=5000kPa. ( 3 分 ) 该预制桩为中小直径桩,经计算得:

2

Quk Qsk Qpk u qsikli qpk Ap 0.3 4 (60 1 56 2 64 6) 5000 0.3 963.6kN 11 Ra

Quk K2

963.6 481.8kN

( 6 分 )

(卷 4,2 ) 4、某内纵墙基础埋深 d=1.8m,相应荷载效应标准组合传至基础顶面 轴力 Fk =280kN/m,基础埋深范围内土的重度 =18kN/m3,地基持力层为中砂,地 基承载力特征值 fak =170kPa,试确定条形基础底面宽度。 ( b =3.0 , d =4.4 )

解:初定基础宽度

pk Fk Gk

k

A

Fk

ak Gd

ak, A

Fk Gk Fk

ak

dA

ak

b1

280 170 20 1.8

2.09m

取 b=2.0m 。修正后地基承载力特征值: 2 分)

ak b

(b 3)

d m

(d 0.5) 170 4.4 18 (1.8 0.5) 273kPa

2 分)

验算地基承载力: 2 分)

Fk Gk pk k A k 280 2 1.8 20

2 1.0

176kPa fa 273kPa

基础宽度改为 1.5m

pk

Fk

Gk

A

280 2 1.8 20 1.5 1.0

222.7kPa

a 273kPa ,满足。( 2 分)

共6 页 第 4 页

共5 页

(卷 5,1)5、某基桩,作用在承台顶面的竖向荷载 Fk=3200kN。方形承台,埋深

1.5m,边长为 2m。预制桩为边长 400mm 钢筋砼桩,桩长 10m。地基表层为 3m 厚的生活垃圾的杂填土,其下为 4m 厚的粘土( IL=0.50),第三层为中密中

砂、 厚度超过 8m。求该基桩竖向承载力设计值及此桩基础所需基桩的根数。 (提示: K=2.0,承台底为杂填土,不考虑承台效应) ( A)

桩的极限侧阻力标准值 qsik

土的名称 土的状态 杂填土 0.5﹤ IL≤ 0.75 粘土 0.25﹤ IL≤ 0.5 中密 中砂 密实 混凝土预制桩 沉管灌注桩 0 50~66 66~82 54~74 74~95

40~52 52~63 42~58 58~75 桩的极限端阻力标准值 qpk

土的名称 中砂 土的状态 中密、密实 预制桩入土深度 h/m 9﹤h≤16 16﹤h≤30 h≤9 3600~5100 5100~6300 qsk1 0

6300~ 7200 解:① 求 R。杂填土: l1 3m,

可塑粘土:

2

l 4m, qsk2 66kPa

qsk3 64kPa, q pk 5528.6kPa(查表内插 )

2 分)

中密中砂:

l3 4.5m

Qsk=4*0.4* (0+66*4+4.5*64 ) =883.2 kN Qpk=5528.6*0.4*0.4=884.6 kN

(2 分)

n>3(根),则群桩中基桩的竖

承台底为杂填土,可不考虑承台效应,故 c 0 。先假设桩数 向承载力设计值为:

R K (Qsk Qpk )

K

1

1

(883.2 884.6) 883.9kN

2 分)

② 求桩数 n≥(Fk+Gk)/R=(3200+1.5*2*2*20)/883.9=4.97 则取 n=5 根 (2 分) 验算: Ni=(Fk+Gk)/n=664kN < R=883.9kN

符合要求) (2 分)

共6 页 第 4 页

(卷 6,3)6、某 9 桩承台基础,埋深 2m,桩截面 0.3m×0.3m,桩长 15m,承台 底土层为黏性土,单桩承载力特征值 Ra=538kN(其中端承力特征值为

114kN), 承台尺寸 2.6m×2.6m,桩间距 1.0m。承台顶上作用竖向力标准组合

值 Fk=4000kN,弯矩设计值 Mk=400kN?m,承台底土 fak=245kPa,试计算复合基桩 竖向承载力特征值和验算复合基桩竖向力。

(卷 7,2)7、某 4 桩承台埋深 1m,桩中心矩 1.6m,承台边长为 2.5m,作用在承 台顶面的荷载标准值为 Fk=2000KN,Mk=200KNm 。若单桩竖向承载力特征值

Ra=550KN,验算单桩承载力是否满足要求。 ( C)

FG

解:

Qk

k k

2000 20 2.5 2.5 1

4

M k xmax

x2j

2

n

FG

k k

531.3KN

Ra 550KN (可以)

( 5 分) 1.2Ra 660KN (可以)

( 5 分)

Q k max

n

531.3 200 0.28 593.8KN

4 0.82

共6 页 第 4 页

共5页

(卷 8,2)8、(B)已知某桩基础,桩的截面尺寸为 300㎜×300㎜,桩长 8.5

m, 根据静载荷试验的 S-logt 曲线确定极限荷载为 600kN,其它条件如图所示,

试验

qp=1800kN/m 2

2600 500 500 500 500 300

300

+ + + 850 + + 850

+ + + 300

共6页 2300

第 5 页

解:( 1)确定单桩承载力 Rk

按静载荷试验: Rk=600/2=300kN (2 分) 按经验公式: R k=q pA p+up∑ qsil si

=1800×0.32+4×0.3×(1×12+4.9×10+1.6×25+1×35)=325.2kN (2分) 所以取小

值, Rk=300kN ( 1 分)

(2)单桩平均轴向力验算: 每桩受力: Q=(N+G)/n=(2130+2.3×2.6×1. 5× 20)/8=2309 .

4/8=288. 68kN< R k=300kN(满足) ( 2 分) (3) 单桩中受最大轴向力桩的验算: M y=M +Q· H=260 +40× 1. 5=320kN ·m Qmax=(N+G)/n+My·xmax/∑xi2

=288. 68+320×1/(4×12+2×0. 52) =359. 79kN <1. 2 Rk=360kN(满足)

3 分)

(卷 10,1)9、某厂房柱基础如图

所示, b×L=2×3m受, 力层范围内有淤泥质土层③, 该层修正后的地基承载力特征值为 135kPa,荷载标准组合时基底平均压力 Pk=202kPa,试验算淤泥质土层顶面处承载力是否满足要求。 ( B)

(卷 6.1 )10、柱下独立基础底面尺寸为 3m 5m,F1=300kN,F2=1500kN,

M=900kN·m,

FH=200kN,如图所示,基础埋深 d=1.5m,承台及填土平均重度 =20kN/m3,试计

算基础底面偏心距和基底最大压力。 (B)

共4 页 第 4 页

1、(求基础底面偏心距 4 分,判断大小偏心 2 分,最大压力值计算及判断 4 分)

3

(卷 7.1)11、如图所示的柱下单独基础处于 的均匀的中砂中,地基 承载力 。已知基础的埋深为 2m,基底为 2m×4m 的矩形,作用在 柱基上的荷载(至设计地面)如图中所示,试验算地基承载力(并计算偏心矩

17.5kN/m

fa 250kPa

e

)。(B)

共4 页 第 4 页

1600kN

100kNm 50kN 地

解: F G 1600 2 4 2 20 1920kN (2 分)

M 100 2 50 200kNm ( 2 分) FG 1920

p

A

42

240kPaFG M 1920 6 200

pmax

min

A

W

4 2 2 4

2

2

240 37.5

M

200

0.104m b 0.666m

FG

1920 6 ( 2

分)

共4 页 2 分)

277.5 <1.2f

202.5

kPa 4m 300kPa0

2 分)

第 4 页

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