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1、土木与交通学院岩土所基础工程习题课基基 础础 工工 程程 习习 题题 课课土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定【例例1】某住宅承重墙厚某住宅承重墙厚240mm，采用墙下条形基础；地基，采用墙下条形基础；地基土表层为杂填土，厚度土表层为杂填土，厚度0.80m，重度，重度17.5kN/m3，其，其下为粘下为粘土层，重度土层，重度18.5 kN/m，承载力特征值，承载力特征值 fak为为 170kPa，孔隙，孔隙比比0.86。地下水位在地表下。地下水位在地表下 1.0m处。若已知上部墙体传来的竖处。若已
2、知上部墙体传来的竖向荷载标准值为向荷载标准值为195kN/m。试。试确定基础底面尺寸。确定基础底面尺寸。 土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering解: 1.确定基础埋深: 为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘土层作为持力层，初步选择基础埋深土层作为持力层，初步选择基础埋深 d = 1m。2.对持力层土进行深度修正对持力层土进行深度修正:土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 F
3、oundation Engineering埋深范围内土的加权平均重度： 3/7 .170 . 12 . 05 .188 . 05 .17mkNm持力层土的承载力特征值持力层土的承载力特征值 kPafa9 .178)5 . 00 . 1 (0 . 17 .17170 3.取取1m长的条基作计算单元长的条基作计算单元基础宽度基础宽度 mmdfFbGak0 . 323. 10 . 1209 .178195土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering取该承重墙下条形基础宽度 b 1.25m。4.验算: KPabdbFAGFGkkk17625. 125
4、. 1120195KPafa9 .178 满足要求。满足要求。土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering 例：某住宅的承重砖墙厚例：某住宅的承重砖墙厚b0240mm，传至基顶的荷载标准，传至基顶的荷载标准值值 Fk220kN/m，埋深，埋深d1.3m。地基土为很厚的细砂，其。地基土为很厚的细砂，其承载力特征值承载力特征值fak140kPa，天然重度，天然重度19kN/m3，基础材料用，基础材料用MU10砖和砖和M5砂浆砌筑。试设计刚性条形基础。砂浆砌筑。试设计刚性条形基础。 2.0b3.0d2(0.5)1403.019(1.30.5)185
5、.6/aakdmffdkNm 1.0lm解：查表知解：查表知 。地基承载力进行深度修正：。地基承载力进行深度修正：，取单位长度取单位长度 进行计算，则有进行计算，则有: mmmdfFbak138038. 13 . 1206 .18522020土木与交通学院岩土所基础工程习题课基础工程基础工程 Foundation Engineering考虑采用考虑采用“二一间隔收二一间隔收” 砌筑方法，设砖基础台阶数为砌筑方法，设砖基础台阶数为n阶，阶，按砖的模数，基底宽度应为：按砖的模数，基底宽度应为：b = b0 + 260n = 240 + 120n 1380mm，则有：，则有：5 . 91202401
6、380n则基底宽度应为则基底宽度应为b = b0 + 260n = 240 + 12010 = 1440mm 0.15m； bt = b0 + 2b1 = 0.24 + 20.06 = 0.36m。 土木与交通学院岩土所基础工程习题课例题：桩基础设计例题：桩基础设计如图所示，柱截面尺寸：如图所示，柱截面尺寸：b bc c=450mm=450mm，h hc c=600mm=600mm，荷载标准组合时作用于柱，荷载标准组合时作用于柱底的荷载为：底的荷载为：F Fk k=3040KN=3040KN，M Mk k=160KNm=160KNm，H Hk k=140KN=140KN，拟采用混凝土预制桩基础
7、，拟采用混凝土预制桩基础，方桩边长方桩边长b bp p=400mm=400mm，桩长，桩长15m15m。已确。已确定单桩竖向承载力特征值定单桩竖向承载力特征值R Ra a=540KN=540KN，承台混凝土承台混凝土C20C20，钢筋，钢筋HRB335HRB335级，试级，试设计该桩基础。设计该桩基础。y600450例图例图 4-2HKFKMKX土木与交通学院岩土所基础工程习题课500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK解：解：C20混凝土：混凝土：ft=1.1N/mm2;HRB335级钢筋：级钢筋：fy=300N/mm2。（1 1）桩的类型和尺寸已确定，桩身结构）桩的类型和尺寸已确
8、定，桩身结构设计从略。设计从略。（2 2）初选桩的根数：）初选桩的根数：n nF Fk k/R/Ra a=3040/540=5.6=3040/540=5.6根，根，暂取暂取6 6根（根（5.65.61.2=71.2=7根）。根）。土木与交通学院岩土所基础工程习题课120040032004002000600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK4006004001200（3 3）初选承台尺寸）初选承台尺寸桩距（按规范表）：桩距（按规范表）：mbsp2 . 14 . 00 . 30 . 3 承台长边：承台长边：ma2 . 3)2 . 14 . 0(2 承台短边：承台
9、短边：mmb5 . 00 . 2)6 . 04 . 0(2暂取承台埋深：暂取承台埋深：1.4m1.4m，承台高，承台高h=0.9m(h=0.9m(注：注：h h 0.3m0.3m），桩顶深入承台），桩顶深入承台50mm50mm，钢筋保护层，钢筋保护层取取70mm70mm。承台有效高度承台有效高度（近似取）（近似取）：mmmh830830. 007. 09 . 00 承台有效高度精确计算：承台有效高度精确计算：mmdcahh773214705090020 土木与交通学院岩土所基础工程习题课单桩承载力验算：单桩承载力验算：（4 4）桩顶荷载计算：）桩顶荷载计算：取承台及上土的平均重度取承台及上土的
10、平均重度G G=20KN/m=20KN/m3 3单桩承载力验算：单桩承载力验算：桩顶平均竖向力：桩顶平均竖向力：kNRkNnGFQakkK5405 .53664 . 10 . 22 . 3203040 120040032004002000600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK4006004001200土木与交通学院岩土所基础工程习题课09 .4766482 . 11 .5966 .595 .5362 . 142 . 1)9 . 0140160(5 .536)(22maxmaxminKNKNRKNxxhHMQQaikkk1200400320040020006
11、00140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK4006004001200单桩竖向承载力验算符合要求。单桩竖向承载力验算符合要求。土木与交通学院岩土所基础工程习题课单桩水平力标准值：单桩水平力标准值：120040032004002000600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK4006004001200KN./nHHkk32361401 KNKN3 .2360EIR0ax3h估算单桩水平承载力特征值：估算单桩水平承载力特征值：因此单桩水平承载力满足要求。因此单桩水平承载力满足要求。土木与交通学院岩土所基础工程习题课1200400320
12、04002000600140070830500 xy600450例图例图 4-2HFM4006004001200承台相关承载力计算采用荷载承台相关承载力计算采用荷载效应基本组合时柱底内力：效应基本组合时柱底内力：KN.F.FK41043040351351 KNm.M.MK216160351351 KN.H.HK189140351351 土木与交通学院岩土所基础工程习题课扣除承台及上土的自重后的桩顶竖向扣除承台及上土的自重后的桩顶竖向净反力设计值：净反力设计值：kNnFN68464104 KN.KN.).(xx)HhM(NNimaxmaxmin66034764480684214219018921
13、668422120040032004002000600140070830500 xy600450例图例图 4-2HFM4006004001200土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK（5 5）承台受冲切承载力验算）承台受冲切承载力验算a.a.柱边冲切承载力验算柱边冲切承载力验算计算公式：计算公式： 000002hfahabFthpxcyycxl ilNFF2 . 084. 000 xx 000haxx 2 . 084. 0
14、00 yy 000hayy 土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMKa.a.柱边冲切承载力验算柱边冲切承载力验算KNNFFil410404104 hphp-受冲切承载力截面高度受冲切承载力截面高度影响系数，当影响系数，当h800h800 时，时，hphp取取1.01.0；当；当h2000h2000时，时，hphp取取0.90.9；其间按线性内插；其间按线性内插法取用。法取用。 992080090080020009011.hp
15、 土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK80502084308402084000.xx 0 . 1843. 083. 07 . 0000haxx867. 12 . 025. 084. 02 . 084. 000yy25. 025. 0210. 0830. 0175. 00000yyyha取KNFKNhfahablthpxcyycx41045350200000柱边冲切承载力验算满足要求。柱边冲切承载力验算满足要求。土木与交通
16、学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMKb.b.角桩向上冲切承载力验算角桩向上冲切承载力验算0111121max)2()2(hfacacNthpxyyx 2 . 056. 011 xx 011haxx 2 . 056. 011 yy 011hayy 1x1x 、1y1y为角桩冲跨比取为角桩冲跨比取值范围值范围0.2-1.00.2-1.0； 土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=70030012004003200400
17、2000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMKb.b.角桩向上冲切承载力验算角桩向上冲切承载力验算yyyyxxxx,aa,aa,m.cc010101012160 53702084305602056011.xx 36612021005602056011.yy KNNKNhfacacthpxyyx4 .7647 .1509)2()2(max0111121角桩向上冲切承载力验算满足要求。角桩向上冲切承载力验算满足要求。土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=1
18、75225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK（6 6）承台受冲剪承载力验算）承台受冲剪承载力验算00hbfVths 0 . 175. 1 斜截面受剪承载力计算公式：斜截面受剪承载力计算公式：hshs= =（800/h800/h0 0）1/41/4= = （800/830）1/4=0.991当当h02000时，取时，取h0=2000.土木与交通学院岩土所基础工程习题课剪跨比与以上冲跨比相同。剪跨比与以上冲跨比相同。对对-斜截面：斜截面：84300.xx 95001843075101751. 介于介于0.30.33 3之间之间剪切系数：剪切系数
19、：KNKNNKNhbfths2052684331 .171900-斜截面受剪承载力验算斜截面受剪承载力验算符合要求。符合要求。C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK土木与交通学院岩土所基础工程习题课C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=600600140070830500 xy600450例图例图 4-2HKFKMK对对-斜截面：斜截面：2100.yy 361013075101751. 小于小于0.
20、30.3，取，取0.30.3剪切系数：剪切系数：KNKNNKNhbfths2052684331 .389700-斜截面受剪承载力验算符斜截面受剪承载力验算符合要求。合要求。土木与交通学院岩土所基础工程习题课（7 7）承台受弯承载力验算）承台受弯承载力验算KNm6843yNMiix5 .769375. 0207343390mm.hf.MAys 选选23142314，As=3540mmAs=3540mm2 2, ,沿平沿平行行y y轴均匀布置。轴均匀布置。KNmxNMiiy9 .13759 . 04 .76422027613990mm.hf.MAys 选选17221722，As=6462mmAs=6462mm2 2, ,沿平沿平行行x x轴均匀布置。轴均匀布置。C1=600a0 x=700300120040032004002000a0y=175225C2=60060014007083050017222314xy600450例图例图 4-2HKFKMK