地基处理习题解答概要

1.某工程采用换填垫层法处理地基，基底宽度为10m，基底下铺厚度2.0m的灰土垫层，为了满足基础底面应力扩散要求，试求垫层底面宽度。(12m)(解)z／6＝2／10＝0.2，灰土028垫层底面宽度mzb1228tan221028tan2b002.某工程采用振冲法地基处理，填料为砂土，桩径0.6m，等边三角形布桩，桩间距1.5m，处理后桩间土地基承载力特征值kpa120fak，试求复合地基承载力特征值。(桩土应力比n＝3)。（kpa8.154fspk）3.一辆重车的总重力为300kN，按横向分布两辆车，单辆车荷载分布长度5.6m，荷载分布宽度5.5m，如果将相应的车辆荷载换算成为底面积相同，重度为18.2kN／m3土柱的当量高度，试计算当量高度。(h=1.07m)(解)一辆车的平均压力kpa74.95.56.5300p二辆车平均压力kpa48.19274.9p当量高度mhrh07.1,48.194.某饱和黏土，厚H=6m，压缩模量MPaEs5.1，地下水位和地面相齐，上面铺设80cm砂垫层(r＝18kN／m3)和设置塑料排水板，然后用80kPa大面积真空预压3个月，固结度达85%，试求残余沉降(沉降修正系数取1.0，附加应力不随深度变化)。(57mm)mHrhHPs378.0150080ESmsst32.085.0残余沉降mmsst575.某场地天然地基承载力特征值kpa120fak，设计要求砂石桩法地基处理后复合地基承载力特征值达160kPa，桩径0.9m，桩间距1.5m，试求砂石桩桩体单桩承载力特征值。(261.8kpa)4．62某松散砂土地基，处理前现场测得砂土孔隙比e＝0.81，砂土最大、最小孔隙比分别为0.9和0.6，采用砂石法处理地基，要求挤密后砂土地基相对密实度达到0.8，若桩径0.7m，等边三角形布桩，试求砂石桩的间距(1.1)。(s=2.54m)[解]砂石桩间距4．56某场地采用预压排水固结加固软土地基，软土厚6m，软土层面和层底均为砂层，经一年时间，固结度达50％，试问经3年时间，地基土固结度能达多少?3年时地基土固结度达81％。4.57某湿陷性黄土厚6～6.5m，平均干密度3/25.1mtd，要求消除黄土湿陷性，地基治理后，桩间土最大干密度要求达1.60t／m3，现采用灰土挤密桩处理地基，桩径0.4m，等边三角形布桩，试求灰土桩间距。4．58振冲法复合地基，填料为砂土、桩径0.8m，等边三角形布桩，桩距2.0m，现场平板载荷试验复合地基承载力特征值为200kPa，桩间土承载力特征值150kPa，试估算桩土应力比。四、地基处理4.1某粉土层厚度10m，进行堆载预压，p=100kPa，砂垫层厚度1.0m，试计算粉土层的最终压缩量以及固结度达80％时的压缩量和所需的预压时间。4.2某超固结黏土层厚2.0m，先期固结压力pc=300kPa，由原位压缩曲线得压缩指数Cc＝0.5，回弹指数Ce＝0.1，土层所受的平均自重应力p1＝l00kPa，eo=0.70，试计算下列条件下黏土层的最终沉降量。(1)建筑物荷载在土层中引起的平均竖向附加应力△P=400kPa；(2)建筑物荷载在土层中引起的平均竖向附加应力△P=180kPa。4.3某厚度为8．0m的黏土层，上下层面均为排水砂层，黏土eo=0.8，a=0.25MPa-1，K=6.3×10-8cm／s，地表瞬间施加一无限分布均布荷载P=180kPa，试计算：(1)加荷半年后地基的沉降；(2)土层达50％固结度所需时间。4.4某厚10m的饱和黏土层，地表面瞬时大面积堆载P0=150kPa，若干年后测得土层中A、B、C、D、E点的孔隙水压力为;51.6kPa、94.2kPa、133.8kPa、170.4kPa、198kPa，土层的ES＝5.5MPa、K＝5.14×10-8cm／s，试计算：(1)黏性土固结度，此土已固结几年；(2)再经5年，土层的固结度达多少，5年间的压缩量。5年土层产生的压缩量为6.77mm。4.5某饱和软黏土地基厚度H=10m，其下为粉土层。软黏土层顶铺设1.0m砂垫层，R=19kN／m3，然后采用80kPa大面积真空预压6个月，固结度达80%，在深度5m处取土进行三轴固结不排水压缩试验，得到土的内摩擦角ΦCU=50，假设沿深度各点附加压力同预压荷载，试求经预压固结后深度5m处土强度的增长值。4.6某软土地基采用砂井预压法加固地基，其土层分布为，地面下15m为高压缩性软土，往下为粉砂层，地下水位在地面下1.5m。软土重度R=18.5kN／m3，孔隙比e1=1.10，压缩系数a＝0．58MPa-1，垂直向渗透系数Kv＝2．5×10-8cm／s，水平向渗透系数Kh=7．5×10-8cm／s，预压荷载为120kPa，在4个月内加上，然后预压时间4个月。砂井直径33cm，井距3.0m，等边三角形布井，砂井打至粉砂层顶面，试用太沙基单向固结理论和高木俊介法计算经预压后地基的固结度。4.7两个软土层厚度分别为H1＝5m、H2＝10m，其固结系数和应力分布相同，排水条件皆为单面排水，两土层欲达到同样固结度时，H1=5m土层需4个月时间，试求H2＝10m土层所需时间。(所以厚度H2=10m的土层欲达相同固结度需16个月时间。)4．84.8某建筑物主体结构施工期为2年，第5年时其平均沉降量为4cm，预估该建筑物最终沉降量为12cm，试估算第10年时的沉降量(设固结度53％)。(第10年建筑物沉降量5.66cm)4.9建筑甲在3年内沉降量为4cm，其最终沉降约12cm。建筑乙地基和压力增加情况与甲相同，但黏土层厚度比甲厚20％，试估算建筑乙的最终沉降量和3年中的沉降量(设U53％)。(建筑乙最终沉降量为14.4cm，3年中的沉降量为4cm)4.10某基础下为一厚度8.0m的饱和黏性土，往下为不透水层的坚硬土层，基础中心点下的附加应力分布近似为梯形，基础底为240kPa，饱和黏性土底为160kPa，在饱和黏性土的中点位置取土进行室内压缩试验，在自重压力下孔隙比为e1＝0.88，自重压力和附加压力之和时的孔隙比为e2＝0.83，土的渗透系数K＝0.6×10-8cm／s，试计算：(1)饱和黏性土固结度与时间关系；(2)基础沉降与时间关系。4.11条件同题4.10，但坚硬黏土改为砂层，即双面排水，试计算基础沉降、固结度和时间的关系。4.12某饱和黏性土厚度10m，初始孔隙比eo=1，压缩系数a＝0.3MPa-1，压缩模量ES=6.0MPa，渗透系数K=1.8cm／年，该土层作用有大面积堆载P=120kPa，在单面和双面排水条件下求：(1)加载一年的固结度；(2)加载一年时的沉降量；(3)沉降156mm所需时间。4.13某淤泥质黏性土，厚度20m，采用袋装砂井排水固结，砂井直径dw=7cm，等边三角形布置，间距l=1.4m，砂井穿透黏土层，黏土底部为不透水层，黏土层固结系数Ch=Cv=1.8×10-3cm2／s，预压荷载P=100kPa，分两级加载，第一级在10d之内加至60kPa，预压20d，然后在10d之内加至100kPa，试计算30d、80和120d时的固结度。4.14某地基为饱和黏性土，水平渗透系数Kh＝1×10-7cm／s，固结系数Ch＝Cv=1.8×10-3cm2／s，采用塑料排水板固结排水，排水板宽b=100mm，厚度δ=4mm，渗透系数Kw＝1×10-2cm／s，涂抹区土渗透系数Ks=0.2×10-7cm/s,取s=2，塑料排水板等边三角形排列，间距L＝1．4m，深度H二20m，底部为不透水层，预压荷载P=100kPa，瞬时加载，试计算120d受压土层的平均固结度。4.15某大面积饱和淤泥质黏土层，厚度H=10m，其竖向和径向固结系数分别为Ch＝1.6×10-3cm2／s，Ch＝3.0×10-3cm2／s，采用砂井堆载预压法进行处理，砂井直径dw=0.35m，正三角形布置，间距l=2.0m，砂井打到不透水层顶面，深10m，堆载P＝150kPa，加荷时间5d，试计算60d时的固结度。4.16某淤泥质黏性土，厚度H＝12m，竖向和水平固结系数相同，Cv＝Ch＝1.0×10-3cm2／s，采用砂桩处理，砂桩直径dw=0.3m，桩长l＝12m，正三角形布置，间距l=1.6m，双面排水，在土层自重压力作用下；试计算地基在3个月时的竖向、径向和平均固结度。(解)根据太沙基单向固结理论进行固结度计算：4.17某淤泥质黏性土：除砂井长度为6m：未穿透受压土层,其余条件同题4.16，试计算土层平均固结度。(解)从题4.16结果看出，其竖向固结度较小，仅5％，可忽略，仅计算径向固结度。4.18厚度为6m的饱和黏土层，其下为不可压缩的不透水层，黏土层的竖向固结系数C＝4.5×10-3cm2／s，r=16.8kN／m3，黏土层上为薄透水砂层，地表瞬时施加无穷均布荷载p＝120kPa，分别计算下列几种情况：(1)若黏土层已经在自重作用下完成固结，然后施加p，求达到50％固结度所需的时间；(2)若黏土层尚未在自重作用下固结，施加p后，求达到50％固结度所需时间。4.19某四层砖混结构的住宅楼，采用条形基础，基础宽1.2m，埋深1.0m，作用于基础上的荷载为120kN／m。土层分布：0—1.0m粉质黏土，r=17.5kN／m3，1.0～15m淤泥质黏土，r=17.8kN／m3，kpafak48，15m以下的砂砾石，地下水距地表1.0m，试设计换填垫层法处理地基。．4.20某饱和软土地基厚度12m，其下为不透水层，采用砂井处理地基，井深H＝12m，间距l＝1.5m，三角形布置，井径dw=0.3m，Cv-＝Ch=1.0×10-3cm2／s，试计算堆载预压(p＝100kPa)三个月地基平均固结度(不考虑涂抹和井阻影响)。4.21某砂土地基7.2sd,0.19satrkN／m3，emax＝0.95，emin=0.6，地下水位位于地面，采用砂石桩法处理地基，桩径d=0.6m，试计算地基相对密实度达80％时三角形布桩和正方形布桩的桩间距(取0.1)。4.22某场地用大面积堆载预压固结，堆载压力p0＝100kPa，土层厚4m，在某时刻测得孔隙水压力沿深度分布曲线如图4—3所示，试求：(1)土层固结度沿深度分布曲线；(2)当cmS15时，此时刻的压缩量。4.23某两场地，土层厚度一样，如图4—4所示，A场地固结系数是B场地的3倍，在同样的堆载p0条件下，试求A、B两场地达到相同竖向固结度的时间比。4.24某淤泥质黏土，厚度H=8.0m，下卧层为不透水层，土层Cv=1.5×10-3cm2／sCh：2.94×10-3cm2／s，采用砂井预压，砂井直径dw=30cm，正方形布置，间距2.0m，预压总压力p=120kpa，加载5d，预压60d，试求固结度。4.25某软土地基采用预压排水固结加固，软土厚10m，其层面和层底都是砂层，预压荷载一次瞬时施加，已知软土e＝1.6，a＝0.8MPa—1，K＝0.5×10-3m／d，试计算预压时间，其固结度达80％。4.26某港口堆料场，软土厚15m，其下为粉细砂层，采用砂井加固。井径dw=0.4m，井距s＝2.5m，等边三角形布置，土的固结系数Cv=ch=1.5×10-3cm2／s，在大面积荷载作用下，试计算固结度达80％所需时间(忽略竖向固结)。4.27某高压喷射注浆复合地基，要求复合地基承载力特征值达250kpa，采用桩径0.5m，桩身试块抗压强度标准值Mpafcu5.5，桩间土fak＝120kPa，等边三角形布桩，试计算喷射桩的间距(25.0,33.0)。4.28某重力式码头为水下沉箱条形基础，沉箱设有抛石基床，原d1=2m，底面受压宽度B1＝9.2m，在抛石基床下换填砂垫层，厚d2=2m砂垫层底面有效受压宽度mBne5.11，砂垫层r2=20kN／m3，砂垫层底面的最大、最小压力标准值为kpa5.211'maxkpa5.128'min,取r0=1.0