试计算如图所示,河床下A点的总自重应力、孔隙水压力和有效自重应力。
某厂房柱基础如图所示,b×1=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。
相邻两座A、月楼,由于建月楼对A楼产生影响,如图所示,试计算建月楼后A楼的附加沉降量。
某地下车库位于地下活动区,平面面积为4000m2,顶板上覆土层厚1.0m,重度γ=18kN/m2,公共活动区可变荷载为10kPa,顶板厚度为30cm,顶板顶面标高与地面标高相等,底板厚度50cm,混凝土重度为25kN/m3,侧墙及梁柱总重10MN,车库净空为4.0m,水位为地面下1.0m,下列对设计工作的判断中不正确的是哪项?
(1)抗浮验算不满足要求,应设抗浮桩;
(2)不设抗浮桩,但在覆土以前不应停止降水;
(3)按使用期的荷载条件不需设置抗浮桩;
(4)不需验算地基承载力及最终沉降量。
某正常固结土层厚2.0m,其下为不可压缩层,平均自重应力pcz=100kPa;压缩试验数据见表,建筑物平均附加应力p0=200kPa,试求该土层最终沉降量。
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γ=20kN/m3,试计算基础底面偏心距和基底最大压力。
条形基础宽度为3.0m,由上部结构传至基础底面的最大边缘压力为80kPa,最小边缘力为0,基础埋置深度为2.0m,基础及台阶上土自重的平均重度为20kN/m3,指出下列论述中哪项是错的。
(1)计算基础结构内力时,基础底面压力的分布符合小偏心(e≤b/6)的规定;
(2)按地基承载力验算基础底面尺寸时,基础底面压力分布的偏心已经超过了现行《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)中根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值的规定;
(3)作用于基础底面上的合力为240kN/m;
(4)考虑偏心荷载时,地基承载力特征值应不小于120kPa才能满足设计要求。
某独立基础尺寸为4m×4m,基础底面处的附加压力为130kPa,地基承载力特征值fak=180kPa,根据题2-13表1提供的数据,采用分层总合法计算独立柱基的地基最终变形量,变形计算深度为基础底面下6.0m,沉降计算经验系数取ψs=0.4,根据以上条件试计算地基最终变形量。
基础中心点的最终变形量计算如题2-13表2所示。
基础中点最终沉降为11.1mm。
某港口建于水下的重力式码头为条形基础,基底有抛石基床,其厚度d1=2.0m,抛石基床底面处的有效受压宽度β'e,=12m,合力倾斜率为tanδ'=0.203(δ'=11.5°),抛石基床底面下受力层范围内土的抗剪强度指标标准值ψk=24°,ck=15kPa,天然重度标准值γk=18.5kN/m3,抛石基床范围内土的天然重度标准值γk1=19kN/m3,作用于抛石基床上竖向合力设计值V'd=1760kN,试求抗力分项系数γR(承载力系数Nr=33,Nq=6)。
某高层筏板式住宅楼的一侧设有地下车库,两部分地下结构相互连接,均采用筏基,基础宽12m,基础埋深在室外地面以下10m,住宅楼基底平均压力为260kN/m2,地下车库基底平均压力为60kN/m2,场区地下水位埋深在室外地面以下30m,为解决基础抗浮问题,在地下车库底板以上再回填厚度约05m,重度为35kN/m2的钢渣,场区土层的重度均按20kN/m3考虑,地下水重度按10kN/m3取值,根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)计算,试计算住宅楼地基承载力fa。
一高度为30m的塔桅结构,刚性连接设置在宽度b=10m,长度l=11m,埋深d=20m的基础板上,包括基础自重的总重W=7.5MN,地基土为内摩擦角ψ=35°的砂土,如已知产生失稳极限状态的偏心距为e=4.8m,基础侧面抗力不计,试计算作用于塔顶的水平力接近何值时,结构将出现失稳而倾倒的临界状态。
所以当塔顶作用水平力1125kN时,结构将出现失稳(倾倒)的临界状态。
某直径为10.0m的油罐基底附加压力为100kPa,油罐轴线上罐底面以下10m处附加压力系数α=0.285,由观测得到油罐中心的底板沉降为200mm,深度10m处的深层沉降为40mm,试求10m范围内土层的平均沉降反算压缩模量。
油罐基底至10m土层的平均附加压力值为
某积水低洼场地进行地面排水后在天然土层上回填厚度5.0m的压实粉土,以此时的回填面标高为准下挖2.0m,利用压实粉土作为独立方形基础的持力层,方形基础边长4.5m,在完成基础及地上结构施工后,在室外地面上再回填2.0m厚的压实粉土,达到室外设计地坪标高,回填材料为粉土,载荷试验得到压实粉土的承载力特征值为150kPa,其他参数见图,若基础施工完成时地下水位已恢复到室外设计地坪下3.0m(如图所示),地下水位上下土的重度分别为18.5kN/m3和20.5kN/m3,请按《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)试求深度修正后地基承载力的特征值。(承载力宽度修正系数ηb=0,深度修正系数ηd=1.5)
某厂房柱基础建于如图所示的地基上,基础底面尺寸为l=2.5m,b=5.0m,基础埋深为室外地坪下1.4m,相应荷载效应标准组合时基础底面平均压力pk=145kPa,试对软弱下弱层②进行承载力验算。
计算如图所示地基中的自重应力。已知细砂γ=17.5kN/m3,ds=2.66,w=20%;黏土,γ=18kN/m3,ds=2.72,w=22%,wL=48%,wp=24%。
大面积堆载试验时,在堆载中心点下用分层沉降仪测得各土层顶面的最终沉降量和用孔隙水压力计测得的各土层中部加载时的起始孔隙水压力值均见表,根据实测数据可以反算各土层的平均模量,试计算第③层土的反算平均模量。
假设堆载瞬间,荷载全由孔隙水压力承担,第③层土,△p=u=240kPa。
在矩形面积abcd上作用均布荷载p=150kPa,如图所示,试计算g点下深度6m处的竖向应力σz值。
某桥墩基础,基础尺寸b=4m,l=10m,基础埋深d=2.0m,土层重度γ=19kN/m3,作用轴力Fk=4000kN,弯矩Mk=2800kN·m。试计算当外力作用在基础顶上和基础底面时的基底压力。
某构筑物基础尺寸4m×2m,埋深2m,土层重度γ=20kN/m3,基础作用偏心荷载几=680kN,偏心距1.31m,试求基底平均压力和边缘最大压力。
某场地土层分布如图所示,其地面有大面积堆载p=50kPa,试计算σ、u、σ'并绘图。
某矩形面积(b×l=3m×5m)三角形分布的荷载作用在地基表面,荷载最大值p=100kPa,试计算面积内O点下深度z=3m处的竖向应力。
某场地为砂土,如图所示。地下水位于地面下2.0m,由于水向下渗流作用,将产生渗流力,使得1点和2点存在水头差0.5m,试绘制土中总应力、孔隙水压力和有效应力。
某场地为砂土,如图所示。水由下向上渗流,由于渗流力作用,使得1点和2点水头差0.5m,试计算总应力、孔隙水压力和有效应力。
某桥墩,作用在基础底面的中心荷载Fk=520kN,基础尺寸6m×3m,土层分布和土性指标如图所,试计算自重应力及附加应力。
某路堤填土高8m,如题2-45图所示。填土γ=18.8kN/m3,c=33.4kPa,ψ=20°,地基为饱和黏土,γ=15.7kN/m3,土的不排水抗剪强度cu=22kPa,ψu=0,土的固结排水抗剪强度cd=4kPa,ψd=22°,试用太沙基公式计算以下两种工况的地基极限荷载(安全系数K=3):
(1)路堤填土速度很快,使得地基土中孔隙水压力来不及消散;
(2)填土速度很慢,地基土不产生孔隙水压力。
某路堤高8m,路堤填土γ=18.8kN/m3,地基土γ=16.0kN/m3,ψ=10°,c=8.7kPa,试计算:
(1)用太沙基公式验算路堤下地基承载力是否满足(K=3);
(2)采用路堤两侧填土压实方法,以提高地基承载力,填土高度需多少才能满足(填土重度与路堤填土相同)
某桥墩基础,b×l=5m×10m,埋深4.0m,作用于基底中心竖向荷载N=8000kN,如图所示。试按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)验算地基承载力。
某矩形基础底面尺寸为2m×2m,基底附加压力p0=185kPa,基础埋深3.0m,土层分布:0~4.0m粉质黏土,γ=18kN/m3,Es=3.3MPa,fak=185kPa;4.0~7.0m粉土,Es=5.5MPa,7m以下中砂,Es=7.8MPa,有关数据见表,按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002),当地基变形计算深度zn=4.5m时试计算地基最终变形量。
地基最终沉降
s=ψss'=1.282×81.4=104.4mm
某矩形基础尺寸4m×2.5m,基础埋深1.0m,地下水位位于基底标高,室内压缩试验结果见题2-51表1,基础顶作用荷载效应准永久组合F=920kN,用分层总和法计算基础中点沉降。
用弹性理论公式分别计算图中矩形基础在下列两种情况下,中点O和A、B点的沉降量、基础平均沉降量。地基土E0=5.6MPa,μ=0.4,γ=19.8kN/m3。
(1)基础为柔性;
(2)基础为刚性。
坑底面高程为 5.6-(0.3+4+1.0+0.1)=0.2m
某工程采用箱形基础,基础平面尺寸为64.8m×12.8m,基础埋深5.7m,土层分布为:0~5.7m,粉质黏土,γ=18.9kN/m3;5.7~7.5m,粉土,γ=18.9kN/m3;7.5~12.6m,粉质黏土,γ=18.9kN/m3;12.6~19.3m,卵石,基础底面以下各土层按《土工试验方法标准》 (GB/T 50123—1999)进行回弹试验,测得回弹模量见题2-59表1。
试计算基础中点最大回弹变形量。
某相邻基础,作用基础底面处附加压力:甲基础P01=200kPa,乙基础P02=100kPa,试计算甲基础中点O及角点m以下深度2m处的附加应力。
某矩形基础尺寸为2.4m×4.0m,设计地面下埋深1.2(高于自然地面0.2m),作用在基础顶面荷载1200kN,土的重度γ=18kN/m3,试求基底水平面1点和2点下各3.6m深度处M1和M2的附加应力。
某柱下钢筋混凝土独立基础,已知Fk=380kN,Mk=38kN·m,H=32kN,试确定基础尺寸。
某独立基础,底面尺寸3.7m×2.2m,基础高h=0.95m,柱截面尺寸0.7m×0.4m,基础顶作用Fk=1900kN,Mk=10kN·m, Hk=20kN,C20混凝土,如图所示。试验算基础冲切承载力。
某锥形基础,尺寸2.5m×2.5m,C20混凝土,作用在基础顶轴心荷载Fk=556kN,弯矩Mk=80kN·m,柱截面尺寸0.4m×0.4m,基础高h=0.5m,试验算基础受冲切承载力。
某钢筋混凝土条形基础,由砖墙上部结构传来的相应荷载效应标准组合、基本组合和准永久组合分别为Fk=230kN/m、F=280kN/m和F=200kN/m,基础埋深d=0.8m,混凝土强度等级C20,HPB235钢筋,试设计该条形基础并进行沉降计算。
某混凝土承重墙下条形基础,墙厚0.4m,上部结构传来荷载Fk=290kN/m2(3),Mk=10.4kN·m,基础埋深d=1.2m地基承载力特征值Fak=160kN/m2,试设计该基础。
某独立基础,底面尺寸2.4m×2.4m,基础高0.6m,分两个台阶,基础埋深1.2m,作用于基础顶面荷载Fk=680kN,柱截面尺寸0.4m×0.4m,如图所示。基础为C15混凝土,I级钢筋,试验算台阶处和柱的冲切承载力。
某基础位于有承压水层位置如图所示,试问:
(1)基槽开挖1.0m和1.5m槽底是否隆起;
(2)基础埋深1.5m,承压水位至少降低几米?
某基础沉降计算数据见表,假如作用于基础底面附加压力p0=60kPa,持力层地基承载力特征值fak=108kPa,压缩层厚度5.2m,试确定沉降计算经验系数ψs。
某独立基础4m×6m,埋深d=1.5m,作用基础顶面准永久竖向力F=1728kN,地下水位在地面下1.0m,土层分布:0~1.0m填土γ=18kN/m3;1.0~2.5m,粉质黏土,γ=18kN/m3,Es=7.5MPa;2.5~8.9m淤泥质黏土,γ=17kN/m3,Es=2.4MPa;8.9~9.5m黏土,γ=19.7kN/m3,Es=9.9MPa,该黏土为超固结土(OCR=1.5),可作为不压缩层,试计算基础最终沉降(ψs=1.0)。
沉降计算见题2-73表。
基础最终沉降量
s=ψs∑△s'i=1.0×83.7=83.7mm
某柱下联合基础,作用在柱上荷载效应标准值Fkl=1000kN,Fk2=1500kN,地基承载力特征值fa=190kPa,作用Fkl柱尺寸0.3m×0.3m,如图所示。试确定基础的尺寸和基础截面最大负弯矩。
A、B基础尺寸相同,底面尺寸4m×4m,A基础作用竖向荷载Fk=200kPa,B基础作用竖向荷载Fk=200kPa和弯矩Mk=50kN·m,如图所示。试求基础中心点以下各z处附加应力是否相同。
A基础基底压力
B基础基底压力
A、B基础基底压力相同,均为12.5kPa,所以两基础中点下各z处附加应力相同。
试绘制题2-82图a)中①、②(条基)的附加应力沿深度分布曲线,③、④的自重应力沿深度分布曲线。
题2-82图a)中①,p0分布为无穷大,沿深度附加应力为矩形,绘制的附加应力和自重应力曲线如题2-82图b)所示。
某场地有-10m厚黏土层,黏土层以下为中砂,砂层含有承压水,水头高6m,现要在黏土层开挖基坑,试求基坑开挖深度H多深,坑底不会隆起破坏。
某挡土墙基础宽b=3m,作用竖向力N=200kN/m,N的偏心距e=0.2m,主动土压力Ea=50kN/m,挡土墙重度γ=23kN/m3,如图所示。试求基础作用力偏心距和基底压力分布。
某基础b×l=2.6m×2.6m,柱截面0.4m×0.4m,轴心荷载Fk=850kN,如图所示,混凝土强度等级C20,试验算基础变阶处的冲切承载力。
一独立基础面积11.1m×9.0m,埋深3.0m,作用在基础底面准永久组合压力p=300kPa,各土层压缩模量如图所示,
试计算基础中心点沉降。
两个相同形式高20m的煤仓,采用10m×10m的钢筋混凝土基础,如图所示,埋深2.0m,两基础净距2.0m,准永久组合基底平均压力p=100kPa,地基为均匀的淤泥质黏土,γ=15kN/m3,Es=3MPa,fak=100kPa,试计算煤仓的倾斜。
某柱基础,底面尺寸3.7m×2.2m,柱截面尺寸0.7m×0.4m,基础顶作用竖向力Fk= 1900kN,弯矩Mk=10kN·m,水平力Hk=20kN,如图所示,试计算基础弯矩值。
柱边地基反力设计值 长边方向基础弯矩
短边方向基础弯矩
某6层砌体结构的住宅楼,基础为片筏基础,埋深1.5m,准永久组合基底平均压力p=90kPa,土层为淤泥质黏土和粉土两层土,第一层土不均匀,西边薄,东边厚,γ=17kN/m3,Es=3MPa,第二层土, Es=10MPa,试计算住宅局部倾斜是否满足规范要求。
某基础底面尺寸3.7m×2.2m,基础高h=0.95m,h0=0.91m,基础顶作用竖向力Fk=1900kN,弯矩Mk=10kN·m,水平力Hk=20kN,混凝土强度等级C20,柱截面尺寸0.7m×0.4m,如图所示,试验算基础受冲切承载力。
某条形基础,如图所示,宽1.5m,长30m,埋深1.5m,作用基础底面准永久荷载压力120kPa,基础底面下土层为粉土,γ=17kN/m3,Es=6MPa,基础两侧大面积填土;填土高1.5m,γ=18kN/m3。已知在基底压力120kPa作用下基础中点沉降为59mm(沉降计算深度15m),试求:(1)条形基础底的附加压力; (2)填土引起的基础中点的附加沉降(zn=15m,ψs=1.0)。、
某车间备料场,跨度l=24m,柱基础底面宽度b=4.0m,基础埋深d=2.0m,地基土压缩模量Es=6.2MPa,堆载纵向长度α=48m,地面荷载大小和范围如图所示,试求由于地面荷载作用下柱基内侧边缘中点的地基附加沉降。
某筏板基础,其地层资料如图所示,该4层建筑物建造后两年加层至7层,加层前基底附加压力p0=60kPa,建造后两年固结度达80%,加层后基底附加压力p0=100kPa(加层荷载假设为瞬间加上,忽略加载过程,同时Es近似不变),试求加层后建筑物基础中点增加的最终沉降值。
某天然地基进行浅层平板载荷试验,承压板面积0.5m2,各级荷载及相应的沉降如图所示,试按s/b=1.5%的相对变形量确定地基承载力特征值。
基底附加压力
箱形基础埋深d=8.75m时,基底附加压力为零。
某钢筋混凝土条形基础,如题2-94图所示,混凝土墙厚0.24m,作用基础顶部的轴心荷载Fk=220kN/m,弯矩Mk=20kN·m,基础为C20混凝土, HPB235钢筋,试计算基础底板配筋。
现在覆盖土自重压力
p1=4×18.5+18×9=236kPa
固结比
某稳定边坡坡角为30°,坡高H为7.8m形基础长度方向与坡顶边缘线平行,基础宽度b为2.4,若基础底面外缘线距坡顶的水平距离a为4.0m时,基础埋置深度d最浅不能小于多少?
根据规范GB 50007—2002第5.4.2条。
条形基础
基础最小埋深不能小于2.54m。
W式中的平方项为基础底面宽度(最小边长),或为力矩作用方向的基础底面边长。
边长为3m的正方形基础,荷载作用点由基础形心沿x轴向右偏心0.6m,试求基础底面的基底零压力分布面积。
墙下条形基础的剖面见图,基础宽度b=3m,基础埋深 2.0m,基础底面压力分布为梯形,最大边缘压力设计值户pmax=150kPa,最小边缘压力设计值 pmin=60kPa,已知验算截面I-I距最大边缘压力端的距离αI=1.0m,试求截面I-I处的弯矩设计值。
截面I-I处的基底压力PI-I。
已知基础宽10m,长20m,埋深4m,地下水位距地表1.5m,基础底面以上土的重度为19kN/m3,在持力层以下有一软弱下卧层,该层顶面距地表6m,土的重度18kN/m3,已知软弱下卧层经深度修正的地基承载力为130kPa,试计算基底总压力不超过何值时才能满足软弱下卧层强度要求。
基底平均压力不超过114kPa才能满足软弱下卧层承载力要求。
基底平均压力pk
轴向力 Fk=250kN/m
弯矩 Mk=104.2kN·m/m
在条形基础持力层下面有厚度2.0m的正常固结黏土层,已知黏土层中部的自重压力为50kPa,附加压力为100kPa,此土层取土做固结试验结果如表所示,试计算该土层的压缩变形量。
黏土层中部自重压力加附加压力为50+100=150kPa,p=150kPa,对应的孔隙比e=0.95。
某天然稳定土坡,坡角35°,坡高5.0m,坡体土质均匀,无地下水,土的e和IL均小于0.85,γ=18kN/m3,fak=160kPa,坡顶部位拟建工业厂房,采用条基,作用基础顶面竖向力Fk=350kN/m,基础宽度2.0m,按厂区整体规划,基础底面边缘距坡顶4m,试问条基的埋深应多少才能满足要求。
某高低层一体的办公楼,采用整体筏形基础,基础埋深7.0m,高层部分基础尺寸为40m×40m,基底压力430kPa,多层部分基础尺寸40m×16m,土层重度γ= 20kN/m3,地下水位埋深3.0m,试求高层部分的荷载在多层建筑基底中心点以下深度12m处所引起的附加压力。