基础设计例题和解答

.wd.、钢筋混凝土墙下条形根基设计。某办公楼为砖混承重构造，拟采用钢筋混凝土墙下条形根基。外墙厚为370mm，上部构造传至处的荷载标准值为= 220kN/m,=45kNm/m，荷载 根本值为F=250kN/m, M=63kN m/m，根基埋深1. 92m从室内地面算起，室外地面比室内地面低0.45m。地基持力层承载力修正特征值=158kPa。混凝土强度等级为C20 ( = 9. 6N/mmZ )，钢筋采用HPB235级钢筋。试设计该外墙根基。解：(1)求根基底面宽度根基平均埋深：d=(1.922一0. 45)/2=1. 7m根基底面宽度：b初选b=1.3 1.77=2.3m地基承载力验算 =180.7kPal.2189.6kPa满足要求(2地基净反力计算。(3底板配筋计算。 初选根基高度h=350mm，边缘厚取200mm。采用100mmC10的混凝土垫层，基 础保护层厚度取40mm，则根基有效高度ho =310mm. 计算截面选在墙边缘，则(2.3-0.37)/2=0.97m 该截面处的地基净反力=180.2-180.2-37.2)0.97/2.3=119.9kPa 计算底板最大弯距 = 计算底板配筋选用110，根据构造要求纵向钢筋选取250。根基剖面如以下列图：用静力平衡条件求柱下条形根基的内力条件：以下列图所示条形根基，底板宽，b=2.5m其余数据见图 要求：1.当时，确定根基的总长度L，要求基底反力是均匀分布的。 2.按静力平衡条件求AB跨的内力。 解：1.确定根基底面尺寸 各柱竖向力的合力，距图中A点的距离x为根基伸出A点外=0.5m，如果要求竖向力合力与基底形心重合，则根基必须伸出图中D点之外。=2(7.850.5-14.7+0.5=1.5m(等于边距的根基总长度L14.7+0.51.5= 16.7m 2确定根基底面的反力 3按静力平衡条件计算内力以下列图 AB跨内最大负弯矩的截面至A点的距离-0.5=1.35m，则：筏形根基底面尺寸确实定 条件：有一箱形根基，沿长度方向，荷载效应准永久组合与根基平面形心重宽度方向竖向准永久组合与基底形心之间有偏心，现取一个柱距，上部构造传到地下室顶板的荷载大小和位置，以及地下室自重的大小和位置见以下列图要求：当=0时，确定的取值范围。箱形根基受力图解：取地下室总宽为h，长度方向为单位长度，则Alhh根据标准式8.4.2)，要求偏心距上部构造和地下室荷载的合力RG7100135009000320032800kN合力R到左边作用点的距离为x32800x13500 80009000 140003200 7330.得基底宽，因，故第一种情况，合力在形心左侧，则=16240一140002240mm第二种情况，合力在形心右侧，则15190-140001190mm当在1.19m2.24m范围内，可以满足的规定。如以下列图所示，某厂房作用在某柱下桩基承台顶面的荷载设计值F=2000kN，地基表层为杂填土，厚1.8m；第二层为软粘土，厚为7. 5m, = 14kPa;第三层为粉质粘土，厚度为5m多，=30kPa, = 800kPa。假设选取承台埋深d1.8m，承台厚度1.5m，承台底面积取2.4m3.0m。选用截面为300mm300mm的钢筋混凝土预制桩，试确定桩长L及桩数n，并进展桩位布置和群桩中单桩受力验算。解：(1确定桩长Z。根据地质资料，将第三层粉质粘土层作为桩端持力层较好，设桩打人第三层的深度为5倍的桩径，即50.3=1.5m。则桩的长度L为：L 0.057.51.59.05m取L=10m包括桩尖长度(2确定单桩竖向承载力设计值。由经历公式进展计算=800 403147.53015259.2kN预估该桩基基桩的根数n3，故单桩竖向承载力值为：R=1.2 1 .2 252=302.4kN(3确定桩数n承台及其以上土的平均重量为：G202.430l.8259.2kN桩数n为：n=(1.11.2)8.228.96根取n=8根(4)桩在承台底面上的布置。桩的中心距S(34)d(34) 0.30. 91. 2mo桩位的布置见以下列图 (5群桩中单桩的受力验算。单桩所受的平均竖向力为： 满足群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：由以上计算可知，单桩受力能够满足要求。2、某框架构造办公楼柱下采用预制钢筋混凝土桩基。建筑物安全等级为二级。桩的截面为300mm 300mm，桩的截面尺寸为500mm500mm，承台底标高-1.7Om，作用于室内地面标高0.000处的竖向力设计值F1800kN，作用于承台顶标高的水平剪力设计值V40kN，弯矩设计值M200kNm，见以下列图。基桩承载力设计值R23OkN，承台配筋采用级钢筋。试设计该桩基。解：1桩数确实定和布置。 按试算法，偏心受压时所需的桩数n可按中心受压计算，并乘以增大系数1.21.4，即 取9根，设桩的中心距：S3d3300900mm。根据布桩原则，采用图示的布桩形式(2)基桩承载力验算。 取=1.0 则N=1=269.70(3承台计算。 1)冲切承载力验算。 (a)受柱冲切验算。 设承台高度h = 900mm,则承台有效高度 Ho=900-75825mm1600kN 500mm0. 2ho 33 且825mm； 而 则2=3242kN 11600kN满足 (b)受角桩冲切验算。500mm而所以对角桩的冲切验算为：2=762.3N= 762.3 kN =1 243.7 = 243.7kN满足 2)斜截面受剪承载力验算 V=3243.7=731kN，而则截面计算宽度为：=1782mm验算斜截面受剪承载力：0.1339.61782825=1877.1=1877.1kN=1731=731kN( 满足 )1、某一砖混构造的建筑采用条形根基。作用在根基顶面的竖向荷载为=135kN/m，基础埋深0.80m。地基土的表层为素填土，=17.8kN/m3，层厚= l.30m；表层素填土以下是淤泥质土，=18. 2kN/m，承载力特征值，层厚= 6.80m。地下水位埋深l.30m。拟采用砂垫层地基处理方法，试设计此砂垫层的尺寸。应力扩散角,淤泥质土=1.0)解：(1)采用粗砂垫层，其承载力特征值取=150kPa，经深度修正后砂垫层的承载力特征值为：d-0.5 1501.O17.80.8-0.5155.3kPa(2确定条形根基的宽度b： b=,取b=1.0m(3)砂垫层厚度.z=0.8m(4砂垫层底面土的自重应力17.8 1.318.2-10)(0.8l.2-l.3)28.9kPa(5)砂垫层底面的附加应力 因z/b大于0.5，取应力扩散角 基底压力=(135+0.81.020)/1.0=151kPa 基底处土的自重应力=17.80.8=14.2kPa，则kPa(6)垫层底面淤泥质土的承载力：=75+1.017.81.6-0.594.6kPa (7)验算垫层底面下软弱下卧层的承载力：=63.5+28.9=92.4kPa= 94.6kPa，满足要求。(8)确定垫层宽度：b2tg 1.02tg2.15m2、一独立柱基，由上部构造传至根基顶面的竖向力= 1520kN，根基底面尺寸为3.5m 3.5m，根基埋深2.5m，如以下列图所示。天然地基承载力不能满足要求，拟采用水泥土搅拌桩处理根基下淤泥质土，形成复合地基，使其承载力满足要求。有关指标和参数如下：水泥土搅拌桩直径D=0.6m，桩长L=9m；桩身试块无侧限抗压强度2000kPa；桩身强度折减系数= 0.4；桩周土平均摩阻力特征值=11kPa；桩端阻力=185kPa;桩端天然地基土承载力折减系数=0.5；桩间土承载力折减系数奸=0.3。计算此水泥土搅拌桩复合地基的面积置换率和水泥土搅拌桩的桩数。解：(1)求单桩承载力。 桩的截面积 根据桩身材料：0.420000.283 226.4kN 根据桩周土和桩端土抗力：103.140.690.50.28318521.7kN 则取= 212.7kN(2)求满足设计要求的复合地基承载力特征值 基底压力即要求的复合地基承载力174.1 kPa即=174.1kPa(3)求面积置换率m和桩数n。 将174.1kPa，212. 7kN，0.3，75kPa，0.283代人式11 即解之得m=0.208 则桩数=9根，=9根，桩的平面布置见以下列图