注册土木工程师考试密押资料专业案例分类模拟题地基处理一.docx
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注册土木工程师考试密押资料专业案例分类模拟题地基处理一
[注册土木工程师考试密押资料]专业案例分类模拟题地基处理
(一)
专业案例分类模拟题地基处理
(一)
一、论述题
问题:
1.某松散砂土地基e0=0.85,emax=0.90,emin=0.55,采用挤密砂桩加固,砂桩采用正三角形布置,间距s=1.6m,孔径d=0.6m,桩孔内填料就地取材,填料相对密实度和挤密后场地砂土的相对密实度相同,不考虑振动下沉密实和填料充盈系数,则每根桩孔内需填入松散砂(e0=0.85)多少方。
答案:
砂桩三角形布桩
问题:
2.某湿陷性黄土厚8m,ρd=1150kg/m3,w=10%,地基土最优含水率为18%,采用灰土挤密桩处理地基,处理面积200m2,当土含水量低于12%时,应对土增湿,试计算需加水量(k=1.1)。
答案:
式中:
V为加固土体积,v=200×8=1600m3。
需加水量Q=1600×1150×(0.18-1.10)×1.1=161920kg=161.92t
问题:
3.某建筑场地为松砂,天然地基承载力特征值为100kPa,孔隙比为0.78,要求采用振冲法处理后孔隙比为0.68,初步设计考虑采用桩径为0.5m,桩体承载力特征值为500kPa的砂石桩处理,按正方形布桩,不考虑振动下沉密实作用,试估计初步设计的桩距和此方案处理后的复合地基承载力特征值。
答案:
正方形布桩
问题:
4.某自重湿陷性黄土上建一座7层住宅,外墙基础底面边缘尺寸15m×45m,采用等边三角形布置灰土挤密桩,满堂处理其湿陷性,处理厚度4m,孔径0.4m,已知桩间土ρdmax=1.75t/m3,处理前土的ρd=1.35t/m3,要求桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数达0.9,试计算所需桩孔数(ηc=0.9)。
答案:
桩孔中心距
拟处理地基面积
A=(15+2×2)×(45+2×2)=931m2
一根桩所承担的处理面积
所需孔数
问题:
5.某搅拌桩复合地基,桩径0.55m,桩长12m,m=26%,基础为筏板,尺寸14m×32m,板厚0.46m,埋深2.0m,桩体试块抗压强度fcu=1800kPa,试验算复合地基软弱下卧层的地基承载力。
答案:
pc=9.2×2=18.4kPa
pcz=9.2×3.5+8×12.5=132kPa
复合土层压缩模量
Esp=mEp+(1-m)Es
Ep=(100~120)fcu,Ep=100×1800=18×104kPa
桩体范围土层压缩模量加权平均值
Esp=0.26×18×104+(1-0.26)×2060=48324kPa
软弱下卧层以上压缩模量加权平均
软弱下卧层经深度修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
ηd=1.0
fa=80+0+1.0×8.3×(16-0.5)=80+128.7
=209k1)a
pz+pcz=31.5+132=163.5kPa<fa=209kPa,满足。
问题:
6.条件同题10,但坚硬黏土改为砂层,即双面排水,试计算基础沉降、固结度和时间关系。
答案:
双面排水时
由此基础沉降、固结度和时间关系见题11表。
题4-11表
Uv(%)
t(年)
st(cm)
Uv(%)
t(年)
st(cm)
0
0
0
75
5.4
17.6
25
0.35
5.8
80
6.5
18.7
50
2.2
11.7
90
9.7
21.1
问题:
7.某松散砂土地基,e=0.81,室内试验得emax=0.9,emin=0.6,采用砂石桩法加固,要求挤密后砂土地基相对密实度达0.8,砂石桩直径0.7m,等边三角形布置,试求砂石桩间距(ξ=1.1)。
答案:
挤密后砂土孔隙比
e1=emax-Dr1(emax-emin)=0.9-0.8×(0.9-0.6)=0.66
问题:
8.某湿陷性黄土地基采用强夯法处理,锤质量10t,落距10m,试估算强夯处理的有效加固深度(α=0.5)。
答案:
有效加固深度约5m。
问题:
9.某建筑基础采用独立柱基,柱基础尺寸为6m×6m,埋深1.5m,基础顶面的轴心荷载Fk=6000kN,基础和基础上土重Gk=1200kN,场地地层为粉质黏土,fak=120kPa,γ=18kN/m3,由于承载力不能满足要求,拟采用灰土换填垫层处理,当垫层厚度为2.0m时,试采用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)计算垫层底面处的附加压力。
答案:
基底平均压力pk
pc=γh=18×1.5=27kPa
z/b=2/6=0.33,灰土,压力扩散角θ=28°
垫层底面处附加压力
问题:
10.某独立基础底面尺寸3.5m×3.5m,埋深2.5m,地下水位在地面下1.25m,作用于基础顶面的竖向力Fk=1255kN,采用水泥土桩复合地基,桩径0.5m,桩长8m,水泥土试块fcu=1800kPa,η=0.3,β=0.3,单桩承载力特征值为145kN,桩间土fak=70kPa,试计算独立基础桩数。
答案:
桩体承载力特征值
Ra=ηfcuAp=0.3×1800×0.196=106kN<单桩承载力特征值145kN
取Ra=106kN
经深度修正后复合地基承载力特征值
桩的布置如图所示。
问题:
11.某厂房地基为淤泥,采用搅拌桩复合地基加固,桩长15.0m,搅拌桩复合土层顶面和底面附加压力分别为80kPa和15kPa,土的Es=2.5MPa,桩体Ep=90MPa桩直径为0.5m,桩间距为1.2m,正三角形布置,试计算搅拌桩复合土层的压缩变形。
答案:
m=d2/d2e=0.52/(1.05×1.2)2=0.157
问题:
12.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,γ=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ψcu=5°,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。
答案:
附加压力p0=80+1.0×19=99kPa
预压后地基土强度增长值按下式预估
△τt=△P0Uttanψcu。
式中:
△τt——t时刻土抗剪强度增长值;
△p0——预压荷载引起的该点的附加竖向压力;
Ut——固结度;
ψcu——三轴固结不排水内摩擦角。
△τt=99×0.8×tan5°=6.9kPa
问题:
13.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,γ=17.5kN/m3;1.0~15m淤泥质黏土,γ=17.8kN/m3,fak=48kPa;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。
答案:
采用砂垫层换填厚1.6m,分层碾压夯实,干密度达16kN/m3,γ=20kN/m3
基底平均压力
垫层底面处的附加压力
垫层底地基承载力经深度修正
砂垫层底宽度=b+2ztanθ=1.2+2×1.6×tan30°=1.2+1.85=3.0m
问题:
14.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16,试计算土层平均固结度。
答案:
从题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。
根据《地基处理手册渊》水固结法一章,对于砂井未贯穿受压土层时的平均固结度由下式计算
式中:
H1——砂井长度;
H2——砂井以下压缩土层厚度。
问题:
15.某地基软黏土层厚18m,其下为砂层,土的水平向固结系数为Ch=3.0×10-3cm2/s,现采用预压法固结,砂井作为竖向排水通道打至砂层顶,砂井直径为dw=0.3m,井距2.8m,等边三角形布置,预压荷载为120kPa,在大面积预压荷载作用下按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)计算,试求预压150d时地基达到的固结度(为简化计算,不计竖向固结度)。
答案:
等边三角形布井,竖井有效排水直径de为
de=1.05t,t=2.8m
de=1.05×2.8=2.94m
井径比
打砂井后的竖向固结度很小可忽略,主要是径向固结度,按太沙基单向固结理论计算
问题:
16.某天然地基fsk=100kPa,采用振冲挤密碎石桩复合地基,桩长l=10m,桩径d=1.2m,按正方形布桩,桩间距s=1.8m,单桩承载力特征值fpk=450kPa,桩设置后,桩间土承载力提高20%,试求复合地基承载力特征值。
答案:
fspk=0.35×450+(1-0.35)×100×1.2=157.5+78=235.5kPa
问题:
17.采用振冲碎石桩法处理地基,桩径0.5m,等边三角形布桩,桩距1.5m,桩间土地基承载力特征值为80kPa,桩土应力比为3,试求复合地基承载力特征值。
答案:
de=1.05s=1.05×1.5=1.575m
fspk=[1+m(n-1)]fsk=[1+0.1×(3-1)]×80=96kPa
问题:
18.某20m厚淤泥质土层,Kh=1.0×10-7cm/s,Cv=Ch=1.8×10-3cm2/s,采用袋装砂井预压固结加固地基,砂井直径dw=70mm,砂料渗透系数kw=2×10-2cm/s,涂抹区土的渗透系数,涂抹区直径ds与竖井直径dw比值s=2,砂井等边三角形布置,间距1.4m,深度20m,砂井底部为不透水层,预压堆载第一级60kPa,加载10d,预压20d,第二级40kPa,加载10d,预压80d,试求平均固结度。
答案:
砂井纵向涌水量
问题:
19.某地基饱和软黏土层厚度15m,软黏土层中某点土体天然抗剪强度τfo=20kPa,三轴固结不排水抗剪强度指标Ccu=0,ψcu=15°,该地基采用大面积堆载预压加固,预压荷载为120kPa,堆载预压到120d时,该点土的固结度达到0.75,试求此时该点土体抗剪强度。
答案:
对正常固结饱和黏性土地基,某点某一时间的抗剪强度为
τft=τfo+△σz·υttanψcu
式中:
τft——t时刻,该点的抗剪强度;
τfo——地基土天然抗剪强度;
△σz——预压荷载引起的该点的附加竖向应力;
υt——该点土的固结度;
ψcu——三轴固结不排水压缩试验的内摩擦角。
τft=20+120×0.75×tan15°=20+90×0.268=44.1kPa
问题:
20.某软黏土地基天然含水率w=50%,液限WL=45%,采用强夯置换法进行地基处理,夯点采用正三角形布置,间距2.5m,成墩直径为1.2m,根据检测结果,单墩承载力特征值为Ra=800kN,试按《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)计算处理后该地基的承载力特征值。
答案:
根据规范JGJ79—2002第6.2.2l条,对软黏土采用强夯置换法确定墩地基承载力时,不考虑墩间土作用。
问题:
21.某两场地,土层厚度一样,如图所示,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。
答案:
A、B场地都完成固结,竖向固结时间因素Tv也一样。
问题:
22.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=100kPa,e0=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。
答案:
先期固结压力pc=300kPa,自重应力p1=100kPa<pc=300kPa,属超固结土,p1+△p=100+400=500kPa≥pc=300kPa,土层固结沉降
式中:
Ce、Cc——土层回弹指数和压缩指数;
Pc——土层先期固结压力;
H——土层厚度;
e0——土层初始孔隙比;
p1——自重应力平均值;
△p——附加应力平均值。
(2)p1+△p=100+180=280kPa≤pc=300kPa
问题:
23.某7层框架结构,上部荷载Fk=80000kN,筏板基础14m×32m,板厚0.46m,基础埋深2m,采用粉喷桩复合地基,m=26%,单桩承载力特征值为237kN,桩体试块fcu=1800kPa,桩径0.55m,桩长12m,桩间土fsk=100kPa,γ=18kN/m3,试验算复合地基承载力是否满足求(β=0.8,η=0.33)。
答案:
桩体承载力特征值
Ra=ηfcuAp=0.33×1800×0.237=141kN<fpk=237kN
取Ra=144kN
复合地基承载力特征值
深度修正后fa
fa=fspk+ηdγm(d-0.5),设ηd=1
fa=214+1.0×18×(2-0.5)=214+27=241kPa
问题:
24.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U<53%)。
答案:
当U<53%时
所以建筑乙最终沉降量为14.4cm,3年中的沉降量为4cm。
问题:
25.某场地天然地基承载力特征值fak=120kPa,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。
答案:
问题:
26.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%)。
答案:
当固结度U<53%时,固结度和时间因数Tv关系可用下式表示
第10年建筑物沉降量s10=U10×s∞=0.471×12=5.66cm
问题:
27.某工程要求地基加固后承载力特征值达到155kPa,初步设计采用振冲碎石桩复合地基加固,桩径取d=0.6m,桩长取l=10m,正方形布桩,桩中心距为1.5m,经试验得桩体承载力特征值fpk=450kPa,复合地基承载力特征值为140kPa,未达到设计要求,问在桩径、桩长和布桩形式不变的情况下,桩中心距最大为何值时才能达到设计要求。
答案:
de=1.13s=1.13×1.5=1.695m
问题:
28.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。
答案:
粉土层最终压缩量
(2)固结度达80%时的压缩量s
U=st/s,st=Us=0.8×316.1=252.9mm
(3)U达80%所需时间
问题:
29.某20m厚淤泥质黏土,Cv=Ch=1.8×10-3cm2/s,采用砂井和堆载预压加固,砂井直径dw=70mm,等边三角形布置,间距1.4m,深20m,砂井底部为不透水层,预压荷载分2级施加,第一级60kPa,10d内加完,预压20d,第二级40kPa,10d内加完,预加80d,试求土层平均固结度。
答案:
加载速率
问题:
30.某软土地基fak=70kPa,采用搅拌桩处理地基,桩径0.5m,桩长10m,等边三角形布桩,桩距1.5m,桩周摩阻力特征值qs=15kPa,桩端阻力特征值qp=60kPa,水泥土无侧限抗压强度fcu=1.5MPa,试求复合地基承载力特征值(η=0.3,α=0.5,β=0.85)。
答案:
m=d2/d2e=0.52/(1.05×1.5)2=0.1
问题:
31.某湿陷性黄土地基采用碱液法加固,已知灌注孔长度10m,有效加固半径0.4m,黄土天然孔隙率为50%,固体烧碱中NaOH含量为85%,要求配置碱液浓度100g/L,设充填系数α=0.68,工作条件系数β取1.1,试求每孔灌注固体烧碱量。
答案:
每孔碱液灌注量V
V=αβπγ2(l+r)n
=0.68×1.1×π×0.42×(10+0.4)×0.5=1.95m3
每1m3碱液中投入固体烧碱量Gs=1000M/P
M为碱液浓度M=100g/L=0.1kg/L
p为固体烧碱中NaOH含量p=0.85
Gs=1000×0.1/0.85=117.6kg
每孔需固体烧碱量117.6×1.95=229.4kg
问题:
32.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(ξ=1.1)。
答案:
砂石桩间距
问题:
33.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。
答案:
计算基础由于饱和黏性土固结的最终沉降量
(1)饱和黏性土固结度与时间关系
压缩系数
土的渗透系数
K=0.6×10-8×0.31536×108=0.189cm/年
土的固结系数
(2)基础沉降与时间关系
由此基础沉降、固结度和时间关系见题10表。
题4-10表
Uv(%)
t(年)
st(cm)
Uv(%)
t(年)
st(cm)
0
0
0
75
21.8
17.6
25
1.4
5.8
80
25.9
18.7
50
8.9
11.7
90
38.7
21.1
问题:
34.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。
答案:
fspk=[1+m(n-1)]fsk
问题:
35.某场地地基土层为二层,第一层为黏土,厚度为5.0m,承载力特征值为100kPa,桩侧阻力为20kPa,端阻力为150kPa;第二层为粉质黏土,厚度为12m,承载力特征值120kPa,侧阻力25kPa,端阻力250kPa,无软弱下卧层,采用低强度混凝土桩复合地基进行加固,桩径为0.5m,桩长15m,要求复合地基承载力特征值达到320kPa,若采用正三角形布桩,试计算桩间距(桩间土承载力折减系数β=0.8)。
答案:
桩承载力特征值
问题:
36.某饱和软黏土,厚H=8m,其下为粉土层,采用打塑料排水板真空预压加固,平均潮位与土顶面相齐,顶面分层铺设0.8m砂垫层(γ=19kN/m3),塑料排水板打至软土层底面,正方形布置,间距1.3m,然后用80kPa真空预压6个月,按正常固结考虑,试计算最终固结沉降量(土层γ=17kN/m3,e0=1.6,Cc=0.55,沉降修正系数取1.0)。
答案:
问题:
37.某软土地基采用预压排水固结,瞬时加载条件下不同时间的平均固结度如表所示,第一次加载30kPa,预压30d后,第二次再加载30kPa,预压30d后,第三次再加载60kPa,计算自第一次加载后至120d的平均固结度。
题4-95表t(d)102030405060708090100110120υ(%)37.751.562.270.677.182.186.189.291.693.494.996.0
答案:
问题:
38.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,试计算地基在第3个月时的竖向、径向和平均固结度。
答案:
根据太沙基单向固结理论进行固结度计算
de=1.05l=1.05×1.6=1.68m
n=de/dw=1.68/0.3=5.6
问题:
39.在100kPa大面积荷载作用下,3m厚的饱和软土层排水固结(如图),取软土进行常规固结试验,在100kPa压力下,达到90%固结度的时间为0.5h,计算厚3m软土达90%固结度的时间。
答案:
土的竖向固结时间因数Tv
Tv=cv×t/H2
式中:
cv——竖向固结系数;
t——固结历时;
H——土层厚度,单面排水,H=3m。
二者达同样固结度90%
固结试验,土样高度H=2cm,Tv1=cv×0.5/2.02=0.125cv
3m厚度Tv2=cv×t2/3002
Cvt2/90000=0.125cv,t2=90000×0.125=1125h=46.9d
问题:
40.某黄土地基厚8m,ρd=1150kg/m3,采用灰土挤密桩处理湿陷性,处理后要求ρdmax=1600kg/m3,灰土桩直径0.4m,等边三角形布桩,试求桩间距。
答案:
问题:
41.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B'1=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Bne=11.5m,砂垫层γ2=20kN/m3,砂垫层底面的最大、最小压力标准值为σ'max=211.5kPa,σ'min=128.5kPa,取γσ=1.0,试计算作用于砂垫层底面单位有效宽度的平均压力设计值。
答案:
问题:
42.某振冲桩复合地基,进行三台单桩复合地基平板载荷试验,pmax=500kPa,其p-s曲线皆为平缓光滑曲线,当按相对变形s/b=0.015所对应的压力为承载力特征值时,fal=320kPa,fa2=300kPa,fa3=260kPa,试求复合地基承载力特征值。
答案:
极差320-260=60kPa<0.3×293=87.9kPa
复合地基承载特征值fak=293kPa
但fa不应大于最大加载压力的一半即
所以振冲桩复合地基承载力特征值fak=250kPa
问题:
43.某水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩),桩径0.4m,桩端入粉土层0.5m,桩长8.25m,土层分:
0~4.5m粉土,qsa=26
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