天然地基上浅基础的设计例题word文档
天然地基上浅基础的设计例题
一、地基承载力计算
【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强
二、地基承载力验算（基底尺寸确定）
【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。
2
12~5.90.22075.2241600
)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(m d f F A kPa
d f f G a k m d ak a =?-?=-==+=-??+=-+=γγη
由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。 （2）计算基底压力
kPa W M P P kPa
d bl F P k k k G k k 8.358
.3106/4321208603.1733.1732204
31600
2
min
max =??+±=±==?+?=+=γ
（3）验算持力层承载力
不满足KPa
KPa f KPa P KPa
f KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =?=>==<=
（4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5m
kPa f kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.432
1208608.2245.1582205
.431600
2
max =<=+=??++==<=?+?=
则
所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。
对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁柱基
【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示，作用于基底形心处的总竖向荷载kN G F k
k 420=+，总力矩m kN M k ?=30，持力层土修正后
的承载力特征值kPa f a 120=，试复核承载力是否满足要求。
〔解〕 基础底面积A=（3.3+0.4）×1.2=4.44m
2
形心轴线到基础外边缘距离： m
y 69.044.44.14.02.12.13.32/121=??+??=
形心轴线到壁柱基础边缘距离 y 2=1.2-0.69+0.4=0.91m 形心轴线到墙中心线距离 0.69—0.6=0.09m 基础底面对形心轴的惯性矩
4
2323755.02419.00064.00321.04752.071.04.02.14.02.112/109.02.13.32.13.312/1m I =+++=??+??+??+??=
基底平均压力 kPa
f kPa A G F p a k k k 1206.9444.4420
=<==+=
基底最大压力
kPa
f KPa y I M P P a k k k 1442.18.13091.0755.030
6.942max =<=?+=+= 基底最小压力
2.6769.0755.0306.941min
>=?-=-=kPa y I M P P k k k
故承载力满足要求，且基底压力呈梯形分布。
【例题3-4】某单独基础在荷载效应标准组合时承受的竖向力值如例图3-4所示。据持力层承载力已确定m m l b 2.35.2?=?，试验算软弱下卧层的强度，如不满足可采取何措施？
〔解〕（1）基底平均压力和平均附加压力：
kPa
d P P kPa d A F P m ok
G k k 4.2101.21.26
.0195.1168.2458.2451.2202
.35.21630=??+?-=-==?+?=+=γγ
（3）软弱下卧层顶面处的压力
kPa P cz 9.665.3)1019(6.0195.116=?-+?+?=自重压力
查表3-10，取 θ=23°
kPa
z l z b bl P P ok z 9.4917
.647.52.1683)23tan 5.322.3)(23tan 5.325.2(2.35.24.210)tan 2)(tan 2(=?=?+?+??=++=
θθ
kPa f kPa P P az cz z 9.1468.1169.499.66=<=+=+ 满足要求
对软弱下卧层强度不满足的情况，在条件许可时可增加基础底面积以减小P 0k ，从而减小z p ；也可减小基础埋置深度d ，使P 0k 扩散至软弱下卧层顶面处的面积加大，相应也减小z p 值。在某些情况下可能需要改变基础的类型。
三、刚性基础设计
【例题3-5】某砖混结构山墙基础，传到基础顶面的荷载m kN F k /185 ，室内外高差为0.45m ，墙厚0.37m ，地质条件如例图3-5(a)所示，试设计条形基础。 〔解〕
（1）确定基础材料：
考虑荷载不算大，土层分布均匀，先拟采用砖和3∶7灰土叠合材料条形基础，结合表2-2（基础用砖、石料及砂浆最低强度等级）要求，采用MU10的砖和M5水泥砂浆砌筑。
（3）计算地基持力层承载力特征值：
查表2-3（承载力修正系数表）得，ηd =1.0，ηb =0
kPa d f f m d ak a 8.17479.14160)
5.04.1(4
.15
.174.00.1160.1160)5.0(=+=-??+??+=-+=γη
（4）确定基础底面积：
m 63.12/)85.14.1(=+基础平均埋置深度为
30
.163.1208.174185=?-=-≥d f F b G a k γ
取b=1.30m 。
（5）确定基础构造尺寸：
采用3：7灰土，其上用砖放脚与墙体相联，根据基底压力
mm b n n mm h b kPa d r b F P G k k 2856032/3702/1300,3,8.260/)3002/3702/1300(,:.
3005.1/4505.1/:5.1:1133,9.17463.1203.1/185/111=?--===--===≤-=?+=+=灰土台阶实际宽度取取砖台数以基础半宽计计算砖台阶数灰土台阶宽度值为，灰土台阶宽高比允许查表
（表3-13为无筋扩展基础台阶宽高比的允许值，教材表2-1） （6）验算灰土强度
灰土和砖基接触面宽度：b o =1300-2×285=730mm 接触面压力：
)(2500.277)45.063.1(2073
.0185'不满足kPa kPa d b F p G o k k <=-?+='+=
γ
（必须指出，当基础抗压强度低于墙或柱结构强度时，或者基础由不
同材料叠合组成时，都需进行接触面上的抗压验算。对砖和灰土两种材料组成的叠合基础进行抗压验算时，灰土抗压强度值一般取250kPa 。）
所示基础剖面如例图满足要求
，，基础底宽改为将砖台阶数改为调整)(532502.241)45.063.1(2085
.0185
85028521420,
142012013004:'b kP
kPa P mm b mm b n k o -<=-+==?-==+==
如果将本例题设计为毛石基础或C15素混凝土基础时，可如例图3-5(c)、(d)所示，并可分析三种基础的经济性，选择最佳设计方案。
【例题3-6】某多层框架结构柱400×600mm ，配有8φ22纵向受力筋；相应于荷载效应标准组合时柱传至地面处的荷载值F k =480kN ，M k =55kN.m ，Q k =40kN ，基础埋深1.8m ，采用C20混凝土和HPB235级钢筋，设置C10厚100mm 的混凝土垫层，已知经深度修正后的地基承载力特征值f a =145kPa ，试设计该柱基础。 【解】
1.确定基础底面积