基础工程计算题

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1.某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如题图一所示,已知条形基础宽度

b =1.65m 。求该条形基础能承担的竖向荷载F k 最大是多少?(基底下地基压力

扩散角为22。)

解:

1)持力层承载力验算

3/3.175

.015.018117/5.495.165.120m kN m

kN bd G m G k =+⨯+⨯==⨯⨯==γγ

kPa

d b f f m d b ak a 68.127)5.05.1(3.176.1100)5.0()3(=-⨯⨯+=-+-+=γηγη

m kN G b f F f b G

F p k a k a k

k k /2.1615.4965.168.127=-⨯=-⨯≤≤+=得由

取F k =161.2kN/m

2)下卧层承载力验算

kPa p cz 4525.95.018117=⨯+⨯+⨯=

kPa b G F p k

k k 7.12765.15

.492.161=+=+=

kPa p c 265.018117=⨯+⨯=

kPa z b p p b p c k z 38.5122tan 2265.1)

267.127(65.1

tan 2)(=⨯⨯+-⨯=+-= θ

31/86.125

.2125.95.018117m kN m =+⨯+⨯+⨯=γ kPa d f f m d ak az 58.98)5.05.3(86.120.160)5.0(1=-⨯⨯+=-+=γη

kPa f kPa p p az z cz 58.9838.9638.5145=<=+=+

即下卧层承载力满足要求。

故条形基础能承担的竖向荷载最大值为F k =161.2kN/m

2.某建筑物其中一柱下桩基承台顶面荷载(标高-0.30m )F k =2000kN ,

M k =300kNm ,地基表层为杂填土,厚1.8m ;第二层为软粘土,厚7.5m ,q sa =14kPa ;

第三层为粉质粘土,厚度较大,q sa =30kPa ,q p =800kPa 。若选取承台埋深d=1.8m ,

承台厚1.5m ,承台底面积取2.4m ×3.0m 。选用截面为300mm ×300mm 的钢筋

混凝土预制桩,试确定桩长及桩数,并进行桩位布置和群桩中单桩受力验算。

解:根据地质资料,将第三层作为桩持力层,进入6d=6×0.3=1.8m

L=7.5+1.8=9.3m

∑=+=n

i i sia p p pa a l q u A q R 1

=800×0.32+4×0.3×(14×7.5+30×1.8)=263kN

kN Ad G G k 2598.10.34.220=⨯⨯⨯==γ 根6.8263

2592000=+=+>a k k R G F n 取9根 m d s 2.1~9.0)4~3(==

⎩⎨⎧>=<±=⨯⨯±=±==<=+=

∑02096.3152.1293422512.162.130025126325122max min max kN kN Ra kN x x M Q Q kN R kN n G F Q i k k k k a k k k 满足要求 .

3、水下有一直径为8m 的圆形沉井基础,沉井自重为7842kN (已扣除浮力),

基础顶面作用竖直荷载为22800kN ,水平力为750kN ,弯矩9600kN ·m (均为

考虑附加组合荷载)。η1=η2=1.0。沉井埋深12m ,土质为中等密实的砂砾层

修正后的[σ]=1200kPa ,容重为21kN/m 3,内摩擦角φ=35°,内聚力C =0。

试验算该沉井基础的地基承载力及横向土抗力。 ()3(21831h dW h b A -+=λββ,)3(26)4(12

10h h b dW h h b Z -+-=λβλβ,d d b )1

1(9.01+

=)

解:

1)基底应力计算

∑=P N =7842+22800=30642kN

d = 8m

420d A π==50.3m

2

d d b )1

1(9.01+==8.1m

8.2475012

7509600=⨯+==∑H M λm

10

==C C h

β

3.50323

==d W πm 3 =-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-+=)128.243(123

.508181211.8)3(21833

1h dW h b A λββ170.2m 2

⎩⎨⎧=±=⨯⨯⨯±=±=4.503715

8.1052.60912.170875033.503064230min max β

σA Hd A N kPa

2)地基承载力验算

k P a k P a 7151100][>=σ 满足要求

3)横向抗力验算

)128.243(121.8123

.5086)128.244(121.81)3(26)4(21210-⨯⨯⨯⨯

⨯⨯+-⨯⨯⨯=-+-=h h b dW h h b Z λβλβ

=8.58m

地面下Z 深度处井壁承受的侧土横向抗力:)(60Z Z Z Ah H

ZX -=σ

当h Z 31

=时,则:

4.40)312

58.8(312122.1707506)3(3603=-⨯⨯⨯=-=h Z h

Ah H X

h σkPa

当h Z =时,则:

4.90)1258.8(12122.170750

6)(603-=-⨯⨯⨯=-=

h Z h Ah H X h σkPa

沉井井壁侧土极限横向抗力

当h Z 31

=时

[])35tg 31211(35cos 411)tg 3(cos 4

21

⨯⨯⨯=+=c h

ZX ϕγϕηησ

=150.4kPa>40.4kPa

当h Z =时

[])35tg 1211(35cos 411)tg (cos 421

⨯⨯⨯⨯=+=c h ZX ϕγϕηησ

=451.3kPa>90.4kPa

满足要求,计算时可考虑沉井侧面土的弹性抗力