广州大学2010-2011学年第2学期考试卷
课程基础工程考试形式（闭卷，考试）
一、概念解释（共20分，每小题5分）
1.浅基础
通常把埋置深度不大（小于或相当于基础底面宽度，一般认为小于5m）的基础称为浅基础。
2.摩擦型桩基础
摩擦型桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较多的桩；由摩擦型桩组成的基础称为摩擦型桩桩基础。
3.温克尔地基模型
温克尔土耳其模型由捷克工程师E. 温克尔（Winkler）于1867提出，其假设地基任意一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比即p=ks，式中比例系数k为基床反力系数（或简称基床系数），其单位为kN/m3。
4.上部结构、基础、地基的共同作用
是指上部结构、基础与地基相互接触组成一个相互作用的完整体系，三者连接部位应同时满足静力平衡、变形协调与位移连续条件，其相互作用与三者之间的相对刚度有关，基础的挠曲特征、基底反力及截面内力分布是三者共同作用的结果。
二、简答题（共20分，每小题10分）
1.桩基础设计的主要内容？（按设计步骤写出）
（1）必要的资料准备：如建筑物的类型及其规模、岩土工程勘察报告、施工机具和技术条件等；
（2）选定桩型、截面和桩长的选择并确定单桩竖向及水平承载力；
（3）桩平面布置：指桩数确定及平面上的布置；
（4）承载力验算：单桩承载力验算、桩基软弱下卧层承载力验算、桩基沉降验算、桩基负摩阻力验算等
（5）承台设计：包括承台尺寸、厚度和构造设计，应满足抗冲切、抗弯、抗剪、抗裂等要求；
（6）桩身结构设计及桩的质量检验；
（7）绘制施工图。
2.地基与基础的震害有那些？
地基的震害主要有：饱和砂土和粉土的振动液化、地震滑坡和地裂、土的震陷等；由此造成地基强度不足
三、某基坑深8m ，基坑采用排桩+单道内支撑的结构形式支护，设计资料如图所示。试用等值梁法计算：
1.土压力计算模式）（5分）
2.沿墙走向每M 2m
6m
h
d 0
330kN/m 18==?γ砂土
330kN/m 18==?γ砂土
解：1. 设u 为 p a
u=1m
因此土压力强度分布 z=0m σa =0kPa
z=8m σa =γzK a =18×8×tan 2
(45°-38°/2)=48kPa z=9m σ=0kPa
z=8+h d σ=σp -σa =γ(h d -u ) (K p -K a ) 如图所示。
2.采用等值梁法计算，假设支撑间距为1m
确定正负弯矩反弯点：净土压力为零点。取上段分析如图： 由
00==∑∑A
M
H 得 )
3
1
6(24)2832(19272162419214821
84821+?+-??=?=+=??+??=
=+B a B Q kPa E Q R
解得R=102.9kN/m
四、某建筑基础基底压力设计值为155kPa ，天然地基承载力特征值为60kPa 。鉴于地基承载力不足，现拟采用水泥土搅拌桩复合地基。已知复合地基面积置换率为0.2，水泥土搅拌桩直径为500mm ，搅拌桩单桩竖向承载力特征值为120kN 。试经计算判断该复合地基是否满足承载力要求？（桩间土承载力折减系数取0.8）（10分）
解：kPa kPa f m A R m f sk
p
a spk 1557.16060)2.01(8.04
5.05.01202.0)1(>=?-?+???=-+= πβ 该复合地基满足承载力要求。
)
)((K K u h --γkPa
48kPa
0m
u 1=a
E p
E p
E 'kPa
0a
E R
B
Q A
B
五、已知天然地基上某矩形底面浅基础基础埋深为2m ，由地表向下土层分布为：埋深0.0m~2.0m 为杂填土，重度为17.5kN/m 3；埋深2.0m~30.0m 为粘土，重度为18.5kN/m 3，天然孔隙比为0.80，液性指数为0.60，经载荷实验确定的地基承载力特征值为125kPa 。按荷载效应规范组合，上部结构传至地表的竖向轴心荷载为660kN ，力矩为60kN.m ，水平荷载为15kN ，试确定基础底面积尺寸（不考虑地基变形）。（10分） 解：假设b<3m ，由天然孔隙比为0.80，液性指数为0.60查表得ηb =0.3 ηd =1.6，故
kPa
d b f f m d b ak a 0.167)5.02(5.176.10125)5.0()3(=-??++=-+-+=γηγη0
4.2002.1kPa 120180
6/23215602323220660m 2m 3m 28.7~72.54.1~1.1m 20.5167220660min max 2max min 22>=<=??+±????+=±+=?=?=≥≤??+≤+=
k a k k k k k k a
k
k k p kPa f p W M A G F p p b l lb lb lb
lb
f A
G F p ，（仅供参考），取）考虑偏心放大（，
，得基础底面取m 2m 3?=?b l 满足承载力要求。
六、已知某框架结构柱截面尺寸为600mm ×400mm ，柱下采用天然地基上矩形底面钢筋混凝土独立基础，基础混凝土强度等级为C20，基础底面尺寸为3m ×2m ，基础等厚，厚度为550mm ，底部钢筋混凝土保护层厚度为50mm ，基础埋深为2m 。按荷载效应基本组合，上部结构传至地表的竖向轴心荷载为900kN ，力矩为120kN.m ，水平荷载为30kN 。实验算底板厚度是否满足抗冲切承载力要求。（10分） 解：0.10.5m m m 50050550500===-=-=hp h h β，
kPa W M A F p j 2106
/232
30120329002min
max =??++?=±=
22
m 31.15.024.0225.026.03=??
?
???---???????--=l A
kN 1.27521031.1max =?=?=j l l p A F
m 9.02/)(m 4.15.05.04.0m 4.0=+==++==b t m b t b b b b b ，， l m t hp F h b f >=????=kN 5.3465.09.011000.17.07.00β
满足抗冲切承载力要求。图略。
七、某竖向受荷桩，桩长为10m ，桩身截面尺寸为400mm ×400mm ，弹性模量为2.6×104MPa 。现桩顶作用有500kN 的竖向荷载，若桩土间的摩擦力分布沿深度不变（均为20kN/m 2），桩端处沉降值为6mm ，试计算：
1.桩身轴力沿深度分布；
2.桩顶的沉降值。（10分） 解：1.z dz u Q dz u Q N z
p z z
p z ???-=-=-
=??
2044.05000
ττ
z=0m ， N z =500kN
z=10m ，N z =500-0.4×4×20×10=180kN 桩身轴力随深度线性减小。 2.桩顶沉降=桩端沉降+桩身压缩，故 桩顶沉降=6+
dz N E A z p
p ?
10
1
=6+
dz z ?
-??10
4
2)32500(106.24.01
=6.82mm
八、某实验楼采用柱下独立承台钢筋混凝土预制桩基础，按荷载效应基本组合，上部结构传至地表的的竖向力为2700kN ，力矩为420kN.m ，水平力为60kN 。现有设计方案如下：基础布置如图所示，承台埋深1.70m ，承台厚度900mm ，承台底钢筋混凝土保护层厚度为50mm ，承台配筋选用HRB335级，平行于y 轴布置14根直径12mm 钢筋，平行于x 轴布置14根直径16mm 钢筋。实验算该设计中两个方向的配筋方案是否满足设计要求。（柱600mm ×600mm 10分） 解：n=5根
()kN
x Mx n F N j i i 5
.4095.670 5.301540 141
1.760420 52700 2
2=
±=???+±=±=
∑
)3.05.0(5402-??==∑i i x y N M =216kN ·m =
-???=≥)
50900(3009.0 102169.060h f M A y s 941mm 2<1583mm 2
(14
根
直
径
12mm))3.01(5.6702-??==
∑i
i
y x
N M =938.7kN ·m
=-???=≥)
50900(3009.0
107.9389.060h f M A y s 4090mm 2>2814mm 2 (14根直径16mm)
y 方向满足，x 方向不满足 （n=4根
()kN
x Mx n F N j i i 5
.5445.805 5.301756 1
411.760420 42700 22=
±=???+±=±=
∑
)3.05.0(6752-??==∑i i x y N M =270kN ·m =
-???=≥)
50900(3009.0
102709.060h f M A y s 1176mm 2<1583mm 2
(14
根
直
径
12mm))3.01(5.8052-??==
∑i
i
y x
N M =1127.7kN ·m
=-???=≥)
50900(3009.0
107.11279.060h f M A y s 4914mm 2>2814mm 2 (14根直径16mm)
y 方向满足，x 方向不满足）