基础工程第二章课后习题答案

第 43 题（1）地区的标准冻结深度为 0 =1.8m2）按式 2-30求设计冻结深度，即 d= 0 zs zw ze查表 2-11 求 zs第一层土： Ip= L- P =8<10 且 d>0.075mm 占土重 10%<50% ，为粉土， =1.20 p L P zs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 zwzw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・90zw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=0.85zw查表 2-13 求 ze 乙D城市人□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： Zd' =1.2 +（1.85 - 1.2） * 1.89 =1.864m1.85 （ 3）求基础最小埋深按照正方形单独基础，基底平均压力为120kpa，强冻胀、采暖条件，查表2-14得允许 残留冻土层厚度 hmax =0.675mmax由式 2-31 求得基础的最小埋置深度 dmin= d- hmax=1.89-0.675=1.215m或者：最小埋置深度 dmin= 'd- hmax=1.864-0.675=1.189m综合可取 dmin = 1 .2m第 44 题（1）埋置深度d=0・8m,持力层为粉质粘土，条形基础宽度b=2・5m规范建议的地基承载力公式为 fa=M bb+ Md md+Mcck基底以下一倍基础宽度范围内土体强度指标等效值：°：=.6 0・9*30=10.8 度，「鉀貯9*0 =21.76kPa2.5 5 - 2.5根据内摩擦角查表 2-16 得 M b=0.20 Md=1.81 M c=4.272 g=1.89*9.8=18.5 kN m3 m= 1g=1.8*9.8=17.64 kN m1 2 3则 fa=0.2*18.5*2.5+1.81*17.64*0.8+4.27*21.76=127.7 kPa2）埋置深度d=2・4m，持力层为细砂，此时bv3m取b=3m （注意只针对砂 土）k=30°，查表2-16 得 Mb=1 ・9Md=5.59 M =7.95k b d c3 g=1.94*9.8=19 kN m3 m = 0-8*17-64 1-6*18-5 七比 m33 2.4则 fa=1.9*19*3+5.59*18.2*2.4+7.95*0=352.5 kPa444 433 444 kPa第 45 题土层二： Pcr = 1 203 252 2133因为 Pu/ 2

注意：表 2-27 中直接给出的是土 土层三： 层基底以下一倍基础宽度范围内土体强度指标等效 值：=25.3 度，2.0*22 1.0*32 2.0；10 1.0*0 =6.67 kPak 由£ =25.3 度查表 2-16 得 Mb =0.995 M d =4.73 Mc=6.74=20-9.8=10.2kN m3 m = (18.5 9.8)*2 (19.6 9.8)*2 9.25 kN m33 m4 3则 fa=0.995*10.2*3+4.73*9.25*4+6.74*6.67=250.4 kPa注意：利用上述公式计算的承载力不需再进行考虑深度和宽度的修正222.7 kPa Pu = 4551u3土层四：由 k =32°查表2-16 得 M b=2.6 M d =6.35 Mc =8.55=20.1-9.8=10.3kN m3(18.5-9.8) *2+ (19.6-9.8) *2+ (20-9・8) *2 ) /6=9・57kN m3则 fa=2.6*10.3*3+6.35*9.57*6+8.55*0=445 kPa 若采用第二层为持力层，由 fa=222kPaa则 A[= f = 5000 24.75m 21 f d 222 20*2 10*2a取基础尺寸为 8m*3.2m=25.6m2验算基底压力 G= dA=(20-10)*2*8*3.2=512kNPk F G 5000 512 215.3kPa< fa=222 kPa 满足承载力要求。

kak A 8*3.2 a基础材料采用C15混凝土，基底平均压力200900mm, 做成三层台 阶）：F G 188 20*1*1.2*1 1）求基地压力： p 176.7kPa / m A 1.2*1 2）基底至淤泥质粘土顶面的距离 z 为 1.8m.由 z/b=1.8/1.2=1.5>0.5E$[ =15=3Es2 5查表2-17得压力扩散角23解：⑴k=20查表得M b=0・0 M d=1.0 M c=3.14基础宽度b先按3m考虑fa=Mbb+Md md+M cckfa0.0*19.2*3 1.0*19.2*1.2 3.14*30=117.2k Paa2 A1= F P= 1000 80 =11.58m2fa- d 117.2 20*1.2) 1 a考虑偏压：A 1.2A 11.2*11.58=13.9m 2采用： 4.5m*3m=13.5m 2基础 其中 a=4.5 m， b=3m3) G= Ad=20*1.2*13.5=324kNF+G+p=1404kNM=180+60*1.2+80*0.45=288 kN?m4.5M 288总荷载的偏心距 e= 0.21 =0.9mF p G 1404 6p= =104kPa fa=117・2kPa,满足要求；A132.4 1.2fa140.6kPa，满基底平均应 力：基底边缘最大压力：p= F p G+ M =104kPa+ 2882A W 3*4.52 /6 a足承载力要求 (4)粉质粘土 zs1.00 万人口，城郊 ze0.95乙b 乙DWp5%=23% W=26% Wp 9%= 27% 且地下水位离标准冻结深度为2.0 1.6=0.4m 2.0m ，所以冻胀等级为 IV ，冻胀类别为强冻胀，得 zw=0.85 ，zw所以 Zd=Z0 * zs* ze* zw=1.6*1.00*0.95*0.85=1.292m 。

按照方形基础，冻胀土、采暖，基底平 均压力的0・9倍93.6 kPa为条件(请注意表2.14下面注释的第四条)，查表2-14得hmax max=0.65m (注意：表 2.14 不要向外插值，只进行内 插)所以最小埋置深度 dmin=Zd-h max=1.292m-0.65m=0.642mh+t(100?150mm),但此时基底将位于地下水位以下为了尽可能基底位于地下 水 位以上，必须缩小基础的最大尺寸，故需要重新设定埋深d和基础尺寸(6)取埋深d=1.8m则 fa 0.0*19.2*3 1.0*19.2*1.8 3.14*30=128.8k PaFP 1000 80 2Ai= = 128.8 20*1.8 =11-64m 2f aA=14.4m2G= Ad=20*1.8*14.4=518.4KNM=180+60*1.8+80*0.45=324 kN?m2A 1.2A〔13.97m， 取 a=4m， b=3・6 m,F+G+p=1598.4kN基底压力：kaA常怎满足承裁力要求！作髭壯舊祸畀P?28.8kPaMe= Fp324 0.2 4 =0.67m1598.4 6至此，确定基础材料采用 C15 混凝土，基础埋深为 1.8 米，基础尺寸为 4*3.6=14.4m2 由表 2-8知，台阶宽高比为1： 1.00，则按长边计算：h=bt=0.5(4.0-0.6)=1 ・7m，埋深满足其要求。

按长边及刚性角确定基础的尺寸如下图(单位：mm,每层在300-500mm，做成四层台阶)：⑴根据2-47题的结果取基底面积aXb=4000mm>6600mm,基础埋深1.8m按规范设计, 荷载的标准组合应乘以 1.35 的基本组合值即 F=1.35 xl000=1350 kN H=1.35 >60=81kN M=1.35 xl80=243kN P=1.35 >60=108kN(2) 基础底面净反力计算M =(243+81 xl・8+108 X)・45)=437・4kN m总A=a x b=14.4m2 W= iv x 3.6 x 16=9・6m36a4 荷载偏心距 e=M/ (F+P) =437.4/(1350+108)=0.3m< = =0.67m66基底净反力 Pjmax= (F+P)/A + M 总/W= ( 1350+108)/14.4 + 437.4 /9・6=146・8kPa Pjmin= (F+P)/A 一 M 总/W=(1350+108)/14.4 一 437.4 /9・6=55・7kPa 总(3) 基础抗冲切验算锥形基础边缘高度按200mm设计，柱边与基础上边缘距离设计为200mm,锥台坡度按 1:3 取，则基础高度 h=200+( 1700-200)*(1/3)=700mm ，设计基础高度 h=700mm ，则 ho=700-70=630mm (按不设垫层时，保护层厚度不小于70mm )a ac b bcAaiegjc =( - -h°)*b - ( - -h°)2 = (4.0/2-0.6/2-0・63)*3・6 — (3.6/2-0.6/2-0.63)2 =3・1m 2 按Aaiegjc面积上作用Pjmax计，贝UFI=PjmXx>Aaiegjc=146 ・8X・1 =455・08kN 因为 ho=630mm<800mm,故"h=1.0 采用 C25 的混凝土，ft=1270kN/m2得 2]=0.7山讥4+ h。

)* h0・7*1.0*1270*(0.6+0.63)*0.63=984・1kN满足F&V]的要求。