基础工程复习题答案

基础工程复习题答案

1、地基设计必须满足的基本条件：

①强度条件：承载力高；

②变形条件：沉降小；

③稳定性条件：土层稳定性和整体稳定性

2、持力层应满足建筑物对地基承载力和地基变形的要求

3、浅基础的类型及其适用条件

按结构型式分：

扩展基础（适用于载荷较大，地质条件较差的情况。）、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础（适用于具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六层以下承重横墙较密的民用建筑。）、箱形基础、壳体基础等。

按材料分：

无筋基础（刚性基础）：适用于地基强度较大，沉降量小，建筑物荷载较小的情况

钢筋混凝土基础。

4、最优含水率：最大干密度对应的特征含水率。

影响填土压实效果的主要因素有：

①土的性质：粘性土容易压实

②含水率：含水量在最佳状态容易压实

③压实的机械：压实机械重，容易压实

④分层厚度：分层厚度均匀的，容易压实

5、淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然空隙比大于或等于1.5的粘性土。

当天然含水量大于液限而天然空隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质土。

6、地基持力层必须满足地基承载力和地基沉降这两个基本要求，而且应该充分发挥地基潜力

7、单桩：采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立桩。

群桩：由多根桩柱组成的人工基础，用以承受荷载和建筑物的重量，并传至地基的桩。

桩基：由桩和承台组成的一种深基础。

单桩基础：一台一桩；群桩基础：一台多桩。

群桩基础：由2根以上桩组成的桩基。

第8题与24题重复

8、复合地基：由增强体和周围地基土体共同承担上部荷载并协调变形的人工地基。

在以下情况下可不考虑承台下土的分担作用：

①承台经常出现的动力作用，如铁路桥梁桩基；

②承台下存在可能产生负摩擦力的土层，如湿陷性黄土、欠固结土、新天图、高灵敏度软土

以及可液化土，或由于降水地基土固结而与承台脱开；

③在饱和软土中沉入密集群桩，引起超静空隙水压力和土体隆起，随着时间推移，桩间土逐渐固结下沉而与承台脱离等

按增强体的方向分类

竖向增强体复合地基：柔性、半刚性和刚性桩复合地基；

横向增强体复合地基：土工合成材料、金属材料栅格等。

9、减轻不均匀沉降变形损害的施工措施：

①、施工时应尽量保持地基土的原状结构，（如开挖基坑时，在坑底保留20cm的原状土，待垫层施工时再挖除；）

②、合理安排施工顺序。（当拟建建筑物各部分之间有轻（低）重（高）悬殊时，一般先按先重后轻，先高后低顺序施工）

③、合理选择施工方式。（在已建成的轻型建筑物的周围，不宜堆放大量的建筑材料或土方等重物，以免地面堆载引起建筑物产生的附加荷载）

10、单桩竖向承载力：指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定，不产生过大变形所能承受的最大荷载。

单桩竖向极限承载力：是指单桩在竖向荷载作用下，桩和桩周土体均能维持自身的稳定，并且变形也在容许范围内，能够满足建筑物的正常使用要求所能承载的最大荷载

井沉过程中遇到的问题及处理（11、12题）

11、偏斜

主要原因有：①土岛表面松软，或制作场地或河底高低不平，软硬不均；②刃脚制作质量差，井壁与刃脚中线不重合；③抽垫方法欠妥，回填不及时；④除土不均匀对称，下沉时有突沉和停沉现象；⑤刃脚遇障碍物顶住而未及时发现，排土堆放不合理，或单侧受水流冲击淘空等导致沉井受力不对称。

纠正偏斜，通常可用除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法处理。

12、难沉

主要原因是：①开挖面深度不够，正面阻力大；②偏斜，或刃脚下遇到障碍物或坚硬岩层和土层；③井壁摩阻力大于沉井自重；④井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等遭到破坏。

解决难沉的措施主要是增加压重和减少井壁摩阻力。增加压重的方法有：①提前接筑下节沉井，增加沉井自重；②在井顶加压沙袋、钢轨等重物迫使沉井下沉；③不排水下沉时，可井内抽水。减小井壁摩阻力的方法有：①将沉井设计成阶梯形、钟形，或使外壁光滑；②井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉；③利用泥浆套或空气幕辅助下沉；④增大开挖范围和深度，

13、基础埋置深度的选择（黑体字才要答，其他全为解释）

2.3.1 与建筑物有关的条件

与建筑物的结构特点，使用功能、载荷大小有关。相邻建筑，新深于老建筑的基础埋深。2.3.2 工程地质条件

应考虑的主要因素包括：

下卧软土层；

持力层斜面的影响；

边坡的影响。

2.3.3 水文地质条件

基础应尽量埋置在地下水位以上。

否则，应考虑：

承压水的影响，基坑底最小保护厚度

2.3.4 地基冻融条件

多年冻土

季节性冻土：冻胀、融陷

设计冻深

最小埋深

hmax-允许基础底面下残留冻土的最大厚度。

2.3.5场地环境条件

14、建筑基坑是指为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。为保证基坑施工，主体地下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。这项综合性的工程就称为基坑工程。

15、软土具有的工程特性：

①具有明显的流变性：w大

②具有明显的结构性：灵敏度高（3—16）

③压缩系数高：a1-2>0.5Mpa

④抗剪强度低

⑤渗透系数小

⑥具有不均匀性

16、软弱下卧层应满足的要求：地基承载力、地基变形要求

要求：σz +σcz≤f az

矩形基础：

b矩形宽度；l矩形底边长度；Pc

17、应考虑桩侧负摩阻力的情况：

①、桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时；

②、桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载或地面大面积堆载时；

③、由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时；

()

()()θ

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σ

σ

tan

2

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b

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lb

+

+

-

=

18、162页；承台平面尺寸应作受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载力验算

19、饱和土的强夯加固机理，分为三个阶段：

①加载阶段：在冲击振动应力作用下，动应力和孔隙水压力增加，产生挤密和排水作用； ②卸载阶段：动应力减少高孔隙水压力冲击的束缚，形成新的排水通道；

③动力固结阶段：水不断排出，总应力大部分或全部由骨架承担，进一步被挤密。排水固结过程一般2-4周。

20、影响群桩竖向承载力的因素：

承台刚度、基土性质、桩距S 的影响

21 、钉墙支护结构

组成：由被加固的原位土体、布置较密土钉和喷射于坡面上的混凝土面板组成。

适用条件：适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等，不适合于淤泥或淤泥质土层，支护深度不超过18m 。

22、解释面积置换率m 与桩土应力比n 的概念,并写出相应的表达式

面积置换率：

复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单元。在这一复合土体单元中，桩的断面面积和复合土体单元面积之比，称为面积置换率

正方形布置： 等边三角形布置时：

通常将桩和土承担的荷载与总荷载之比称为桩土荷载分担比，将桩顶平均应力与桩间土平均应力之比称为桩土应力比。

①模量比公式：

②Baumann 公式： ③复合模量

23、支护结构的类型及适用条件

1.放坡开挖及简易支护：适用于地基土质较好，开挖深度不大以及施工现场有足够放坡场所的工程。

2.悬臂式支护结构：指没有内撑和锚拉的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。

3.水泥土桩墙支护结构：利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地基深部将水泥和土体强制拌和，便可形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土桩。

4.内撑式支护结构：由支护桩或墙和内支撑组成。支护桩常采用钢筋混凝土桩或钢板桩，支护墙通常采用地下连续墙。内支撑常采用木方、钢筋混凝土或钢管（或型钢）做成。 100%A A m P ?=2

2

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4m l d π=S P s p E E ==δδn p

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s p P k k r R E k E +=0

0ln 2n []s

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5.拉锚式支护结构拉：由支护桩或墙和锚杆组成，土层锚杆因需要土层提供较大的锚固力，不宜用于软粘土地层中。

6.土钉墙支护结构：由被加固的原位土体、布置较密土钉和喷射于坡面上的混凝土面板组成。适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等，不适合于淤泥或淤泥质土层，支护深度不超过18m 。

7、其他支护结构：双排桩支护结构、连拱式支护结构、逆作拱墙、加筋水泥土拱墙支护结构以及各种组合支护结构 。

24、复合地基：由增强体和周围地基土体共同承担上部荷载并协调变形的人工地基。

按增强体的方向分类

竖向增强体复合地基：柔性、半刚性和刚性桩复合地基；

横向增强体复合地基：土工合成材料、金属材料栅格等。

三、计算题

试算法步骤：

（1）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值f a 。

（2）根据荷载偏心情况，将按轴心荷载作用计算得到的基底面积增大10%~40%，即取

（3）选取基底长边l 与短边b 的比值n （一般取n ≤2），于是有

（4）考虑是否应对地基承载力进行宽度修正。如需要，在承

载力修正后，重复上述2、3两个步骤，使所取宽度前后

一致。

（5）计算偏心距e 和基底最大压力p kmax ，并验算是否满足式

（2–21）和（2–24）的要求。

（6）若b 、l 取值不适当（太大或太小），可调整尺寸再行验

算，如此反复一二次，便可定出合适的尺寸。

1、偏心荷载作用

如果只在矩形基础长边方向产生偏心，则当荷载偏心

距e ≤ l/6时，基底净反力设计值的最大和最小值为：

或

e 0为净偏心距， e 0 =M /F

)632()61(0min max -±= l e lb F p p j j )642(62min max -±= bl M lb F p p j j w

w G a k h d f F A γγ+-=)4.1~1.1(nb l n A b ==

2、 桩基础设计的一般步骤

1 必要的资料准备

2 选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力

1)单桩承载力验算轴心

竖向力作用下： Q k ≤R a (4-80) 偏心竖向力作用下： Q k ≤R a (4-80) Q kmax ≤1.2R a (4-81)

水平力作用下：H ik ≤R Ha

抗震设防区Q k ≤1.25R a

Q kmax ≤1.5R a

2)桩基软弱下卧层承载力验算

3)桩基沉降验算

3 桩的平面布置及承载力验算

4 桩身结构设计

桩身强度应符合下式要求：

桩轴心受压时

c

c p f A Q ψ≤