某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如图所示,已知条形基础宽度b=1.65m。该条形基础能承担的最大竖向荷载Fk为多少? F-|||-杂填土 =17kN/(m)^2-|||-日-|||-粉质黏土 =18kN/(m)^3 _(min)=19.5kN/m-|||-_(ak)=100kPa _(0)=0.3 (n)_(alpha )=1.6-|||--|||-曰 =17kN/m _(sat)=18.5kN/(m)^3-|||-_(ak)=60kPa _(0)=0 _(alpha )=1.0
某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如图所示,已知条形基础宽度b=1.65m。该条形基础能承担的最大竖向荷载Fk为多少?

题目解答
答案


解析
本题主要考察钢筋混凝土条形基础的竖向荷载计算,需依次进行持力层承载力验算和下卧层承载力验算,取两者控制的较小值作为基础能承担的最大竖向荷载。
一、持力层承载力验算
1. 基础自重及基础上覆土的平均重度计算
- 基础自重:假设基础高度$d=1.5m$,混凝土重度$r_c=20kN/m^3$,则基础自重线荷载$G_k=r_c b d=20×1.65×1.5=49.5kN/m$。
- 基础埋深范围内土的平均重度:埋深$d=1.5m$,上层杂填土$r=17kN/m^3$(厚度1m),下层粉质黏土$r=18kN/m^3$(厚度0.5m),则平均重度$\gamma_m=\frac{17×1+18×0.5}{1+0.5}=17.3kN/m^3$。
2. 持力层修正后承载力特征值$f_a$
粉质黏土的承载力特征值$f_{ak}=100kPa$,基础宽度$b=1.65m$(小于3m,宽度修正系数$\eta_b=0$),深度修正系数$\eta_d=1.6$,则:
$f_a=f_{ak}+\eta_d\gamma_m(d-0.5)=100+1.6×17.3×(1.5-0.5)=127.68kPa$
3. 持力层允许的最大竖向荷载$F_k$
由地基承载力公式$p_k=\frac{F_k+G_k}{b}≤f_a$,得:
$F_k≤f_a×b-G_k=127.68×1.65-49.5=161.2kN/m$
二、下卧层承载力验算
1. 下卧层顶面处的自重应力$p_{cz}$
下卧层为淡泥质土,埋深$z=2m$(基础底面至下卧层顶面),则:
$p_{cz}=17×1+18×0.5+9.5×2=45kPa$
(注:$9.5kN/m^3$应为下卧层以上土层的折算重度)。
2. 基础底面附加压力$p_0$
$p_0=p_k-p_c=127.7-26=101.7kPa$ ($p_c=17×1+18×0.5=26kPa$为基础埋深范围内土的自重应力)。
3. 下卧层顶面的附加应力$p_z$
假设基础压力扩散角$\theta=22°$,则:
$p_z=\frac{b(p_0)}{b+2z\tan\theta}=\frac{1.65×101.7}{1.65+2×2×\tan22°}≈51.38kPa$
4. 下卧层修正后承载力特征值$f_{az}$
淡泥质土$f_{ak}=60kPa$,深度修正系数$\eta_d=1.0$,埋深$z=2m$,则:
$f_{az}=f_{ak}+\eta_d\gamma_{m1}(z-0.5)=60+1.0×12.86×(2-0.5)=98.58kPa$
(\0\gamma_{m1})为下卧层以上土的平均重度)。
5. 下卧层承载力验算
$p_{cz}+p_z=45+51.38=96.38kPa≤f_{az}=98.58kPa$ ,满足要求。
三、结论
持力层控制的最大$F_k=161.2kN/m$,下卧层满足要求,故基础能承担的最大竖向荷载为$161.2kN/m$。