【例2-3】某柱基础,作用在设计地面处的柱荷载标准组合值、基础尺寸、埋深及地基条件如图2-21所示,试验算持力层和软弱下卧层的强度。
图2-21 例2-3图
【解】(1)持力层承载力验算
因b=3m,d=2.3m,e=0.80<0.85,IL=0.74<0.85,所以查表2-7,有
?b=0.3,?d=1.6
1.6?1.5?19?0.8?17.0kN/m3
2.3 ?m?fa?fak??b????b?3???d??m?d?0.5?
?120?0.3??19?10??3?3??1.6?17??2.3?05? ?120?0?49?169kPa基底平均压力: pk?基底最大压力:
Fk?Gk1050?3?3.5?2.3?20??146kPa?fa?169kPa(满足) A3?3.5?Mk?105?67?2.3?259.1kN?m
pkmax?
Fk?GkMk?AW
259.1?146??188.3kPa?1.2fa?1.2?169?202.8kPa(满足)3?3.52/6所以,持力层地基承载力满足。
(2)软弱下卧层承载力验算 下卧层承载力特征值计算:
因为下卧层系淤泥质土,且fak=60kPa>50kPa,所以?b=0,?d=1.1。 下卧层顶面埋深d'?d?z?2.3?3.5?5.8m,土的平均重度?m为: ?m?
16?1.5?19?0.8??19?10??3.570.7??12.19kN/m3
1.5?0.8?3.55.8fa?fak??b???b?3???d??m?d?5??60?0?1.1?12.19??5.8?0.5??131kPa
下卧层顶面处应力:
自重应力
?c?16?1.5?19?(19?10)?3.5?70.7kPa
附加应力按扩散角计算,Es1Es2=3,因为0.5b=0.5×3=1.5m<z=3.5m。查表2-9,得?=23°。
?z?
?pk??c??b?l?b?2z?tg???l?2z?tg???146??16?1.5?19?0.8???3?3.5 ??3?2?3.5?tg23???3.5?2?3.5?tg23???106.8?3?3.5?29.03kPa5.97?6.47作用在软弱下卧层顶面处的总应力为:
?z??c?29.03?70.7?99.73kPa?faz?131kPa(满足)
所以,软弱下卧层地基承载力也满足。
【例2-4】 某厂房墙基,上部轴心荷载Fk=180kN/m,埋深1.1m,地基为粉质粘土,
??20kN/m3,e?0.85,IL?0.75,地基承载力特征值为fak=200kPa。地面以下砖台墙厚
38cm,基础用砖砌体,试确定所需基础宽度和高度,并绘出基础剖面图。
【解】 (1) 用地基承载力特征值设计基础底面尺寸,墙基是条形基础,使用式(2-30):
b?Fk180??1.01m
fa??G?d200?20?1.1 可取b=1m。
(2) 计算修正后的地基承载力特征值
查表2-7,IL=0.75<0.85,e=0.80<0.85,得:
?b?0.3,?d?1.6
b<3m,按b=3m计算,故
fa?fak??d??m(d?0.5)?200?0?1.6?20?(1.1?0.5)?219.2kPa (3)地基承载力验算:
pk?Fk180??G?d??20?1.1 A1?1?202kPa?fa?219.2kPa (满足) 无筋扩展基础尚需对基础的宽高比进行验算,其具体验算方法详见第三章。最后基础剖面设计见图2-22。
图2-22 基础设计剖面图(例2-4图) (单位:m)
【例2-5】 已知厂房作用在基础上的柱荷载如图2-23所示,地基土为粉质粘土,
??19kN/m3,地基承载力特征值fak?230kPa,试设计矩形基础底面尺寸。
图2-23 例2-5图
【解】(1) 按轴心荷载初步确定基础底面积,根据式(2-29)得:
A0?Fk1800?200??10.4m2
fk??G?d230?20?1.8考虑偏心荷载的影响,将A0增大30%,即 A?1.3A0?1.3?10.4?13.5m2 设长宽比n?l?2,则A?l?b?2b2,从而进一步有 bb?A13.5??2.6m n2l?2b?2?2.6?5.2m
(2) 计算基底最大压力pkmax:
基础及回填土重 G??GAd?20?2.6?5.2?1.8?487kN 基底处竖向力合力 基底处总力矩
?Fk?1800?220?487?2507kN
k?M?950?220?0.62?180?(1.8?0.6)?1302kN?m
k 偏心距 e??M?F?k1302l?0.52m??0.87m 25076所以,偏心力作用点在基础截面内。
基底最大压力: pkmax?
?F2507?6?0.52??6e???1??1?????296.7kPa
lb?l?5.2?2.6?5.2?k(3) 地基承载力特征值及地基承载力验算:
根据e?0.73,IL?0.75,查表2-7,得?b?0.3,?d?1.6。
fa?fak??b?(b?3)??d?m(d?0.5)?230?0?1.6?19?(1.8?0.5)?269.5kPa
pkmax?296.7kPa?1.2fa?1.2?269.5?323.4kPa (满足)
pkF?? 2507??185.4kPa?fa?269.5kPa (满足)klb5.2?2.6所以,基础采用5.2m?2.6m底面尺寸是合适的。

