按地基压力扩散角的概念计算软弱下卧层顶面处的附加应力时以基础底面

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.7条第2款规定，矩形基础计算公式为：



式中Pz为相应于作用的标准组合时软弱下卧层顶面处的附加应力值，l为基础底边的长度，pc为基础底面处土的自重压力值，z为基础底面至软弱下卧层顶面的距离，θ为地基压力扩散线与垂直线的夹角，可按表（见题表）采用。当上层土压缩模量与下层土的压缩模量的比值越大，软弱下卧层顶面的附加应力越小；当持力层的厚度与基础宽度之比越大，软弱下卧层顶面的附加应力越小；当基底的附加应力越大，软弱下卧层顶面的附加应力越大。



注：1、Es1为上层土压缩模量，Es2为下层土压缩模量；
2、z/b<0.25时取θ=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50时，θ值不变；
3、z/b在0.25与0.50之间可插值使用。
从上述公式可以看出，软弱下卧层的强度与附加应力并无关系。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.7条规定，当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算软弱下卧层的地基承载力：pz＋pcz≤faz
①根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.4条规定确定地基承载力faz
粉砂的加权平均重度：γm＝（1.5×20＋1.5×10）÷3＝15kN/m3。
基础宽度＜3m，则地基承载力特征值为：faz＝fak＋ηdγm（d－0.5）＝70＋1.5×15×（3－0.5）＝126.25kPa
②基础底面处自重压力pc＝20×1.5＝30kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值pcz＝1.5×20＋1.5×10＝45kPa
③根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.7条规定确定软弱下卧层顶面处的附加压力值pz
Es1/Es2＝12/3＝4，z/b＝1.5/2.0＝0.75
查表5.2.7（见题解表），插值得：地基压力扩散角θ为24°。



软弱下卧层顶面处的附加压力值pz为



pz＋pcz＝78＋45＝123kPa≤faz＝126.25kPa，软弱下卧层承载力满足要求。

AB两项正确，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）第5.2.7条第2款规定，当持力土层与软弱下卧层土的压缩模量比值Es1/Es2≥3时，假定基底处的附加应力按某一角度向下扩散，并均匀分布在较大面积的软弱下卧土层上。对条形基础和矩形基础，软弱下卧层顶面的附加压力可按下列公式简化计算：
条形基础：pz＝[b（pk－pc）]/（b＋2ztanθ）
矩形基础：pz＝[lb（pk－pc）]/[（b＋2ztanθ）（l＋2ztanθ）]
持力层越厚，地基压力扩散角θ越大，tanθ越大，软弱下卧层顶面的附加压力越小。
C项错误，根据表5.2.7可得，持力层压缩模量越高，压力扩散角θ越大，应力扩散得越快，扩散到软弱下卧层顶面的附加应力越小。
D项错误，根据5.2.7条第1款规定，软弱下卧层承载力特征值只进行深度修正，不进行宽度修正。

CD两项，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）第5.2.7条规定，减小基础埋深，使基础底面至软弱下卧层顶面的距离Z增大，随着Z的增大，地基压力扩散角增大，上部荷载扩散到软弱下卧层顶面的附加应力减小；AB两项，减小基础埋置深度，对地基附加压力的影响很小，地基附加压力是基础沉降的关键因素，则基础的沉降量也很小。

据：①《面授班辅导讲义》第十六讲。
②《建筑地基基础设计规范》(GB 5007-2002)第5. 2. 7条。 如图所示。
(1)基础底面的天然应力Pc为: Pc= γ d=20 X 3=60 (kPa)
(2)应力扩散角e
(3)软弱下卧层顶面处的附加应力pz为:
(4)软弱下卧层顶面的自重应力pcz为：
Pcz=ΣγiHi=20 X 3+20 X 1+10 X 2=100 (kPa)
(5)软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力的和Pz+Pcz为：
Pz+Pcz=79. 3+100=179. 3 (kPa)
答案为(B)。