基础工程河北工业大学(期末复习资料)

天然地基：未经人工处理处理就可以满足设计要求的地基。

人工地基：天然地层图纸过于软弱或存在不良工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础。

浅基础：埋置深度较浅（一般在数米以内），且施工相对简单的基础，在设计计算中，可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力（如刚性扩大基础，柔性扩大基础）
深基础：浅层图纸不良，需将地基至于较深的良好图层上，且在设计计算中不能忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础形式（桩基础、沉井基础、地下连续墙）
浅基础，综述
刚性基础（无筋扩展基础）：当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于有地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，基础不产生裂缝而不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。

柔性基础（钢筋混凝土扩展基础）：在外力和地基外力的作用下，基础本身发生较明显的变形，基础刚度较小，不可以承受压力，弯曲拉应力和剪应力，需要配置钢筋。

因为刚性基础不易变形的特点，使其一般应用于桥梁基础
扩散角：自墩台身边缘处的垂线与基地边缘的连线的夹角α
刚性角：自墩台身边缘处的垂线与基地边缘的连线最大夹角αmax。

（由基础本生的材料决定的）
当α≤αmax则安全（刚），所以通常也用刚性角来定义刚性基础和柔性基础
浅基础的构造
刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱型基础
由于地基强度一般较墩台或墙柱圬工的强度低，因而需要将地基平面尺寸扩大以满足地基强度要求，这种刚性基础有成为刚性扩大基础
地基承载力容许值[ƒa]（修正后得到的）地基承载力基本容许值[ƒa0]
地基承载力容许值的确定
地基承载力容许值[ƒa]，由下式确定。

当基础位于水中不透水地层上时，[ƒa]按平均常水位至一般冲刷线的水深每米再增大10kPa
[ƒa] = [ƒa0] + k1γ1(b-2) + k2γ2（h-3）
[ƒa]——地基承载力容许值（kPa）
b——基础底面的最小变宽（m），当b<2m，时取b=2m；
当b>10m，时取b=10m
h——基地埋置深度（m），自天然地面起算，有水流冲刷时自一般冲刷线算。

当h<3m，时取b=3m；
当h/b>4m，时取h=4bm；
k1、k2——基底、深度修正系数，根据基底持力层土累呗按表确定
γ1——基底持力层土天然重度（kN/m ³），若持力层在水面以下切为透水者，应取浮
重度
γ2——基底以上土层的加权平均重度（kN/m ³），换算是若持力层在水面以下，且不
不透水时，不论基底以上土的透水性质如何，一律去饱和重度；当透水时，水
中土层则应取浮重度
刚性扩大基础埋置深度应与考虑因素
①地基的地质条件；②河流的冲刷深度；③当地的冻结深度；④上部结构形式；⑤当地的地形条件；⑥保证持力层未定所需的最小埋置深度
刚性扩大基础尺寸的拟定
自墩、台身底边缘至基顶边缘距离c1，称为襟边
地基承载力验算
（一）持力层承载力验算（*）
（二）软弱下卧层承载力验算
（三）地基承载力容许是的确定
基底合力偏心距验算
基础稳定性和地基稳定性验算
基础沉降验算
桩基础的分类
①基础按承台位置：高桩承台基础；低桩承台基础
②按施工方法分类：1、沉桩（预制桩）：(1)打入桩(2)振动下沉桩(3)静力压桩；
2、灌注桩；(1)钻、挖孔灌注桩(2) 沉管灌注桩
3、管柱基础；
4、钻埋空心桩
③按桩的设置效应分类：1、挤土桩；2、部分挤土桩；3、非挤土桩
④按承载性质分类：1、竖向受荷桩：
(1)摩擦桩：桩穿过并支承在各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，
基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。

(2)端承桩（柱桩）：端承穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层或岩层中，且桩的长径比
不大是，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端
承桩或柱桩。

2、横向受荷桩：(1)主动桩；(2)被动桩；(3)竖直桩与斜桩
3、桩墩
⑤按桩身材料分类：1、钢桩；2、刚劲混凝土桩；
桩基础的构造
1、钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩
①桩身常为实心断面设计直径d≥0.8m（钻孔桩）
直径最小边宽≥1.2m（挖孔桩）
桩身混凝土等级≥C25
②钢筋骨架有的种类（四种）：
1、主筋d≥16mm 数量m≥8根净距80mm< s <350mm
作用：抗弯拉，抗挠曲
2、箍筋 d > 主筋直径的1/4，且> 8mm
中距≤15倍的主筋直径，且< 300mm
3、加强筋当直径较大的桩或较长的钢筋骨架时可以设置
每隔2.0 ~ 2.5 m 设置（16mm< d <32mm）与箍筋平行
4、定位钢筋作用：保证对中
③注意事项：嵌入深度不小于0.5m 主筋保护层厚度c≥60mm 含筋率0.2% ~ 0.6%
2、钢筋混凝土预制桩（自学）
桩基础的施工
一、钻孔灌注桩的施工
（一）准备工作
1、场地准备：三通一平
2、埋置护筒（作用：定桩位、防坍塌、稳固孔壁）
3、制备泥浆
4、安装钻机或钻架
（二）钻孔
1、钻孔的方法和钻具
（正循环：泥浆从中心管进，携带泥沙再从钻头周围出；反循环：泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。

）
2、钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法
（1）坍孔只能回填土，再重钻
（2）斜孔可在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔，直至把孔位交直；或在偏斜处回填砂黏土，待沉密实后再钻。

（3）卡钻或掉钻头捞
（4）浮笼清理基底，再重新浇筑混凝土
（5）断柱加扁担桩或子母桩
3、钻孔注意事项
（1）在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外1 ~ 1.5m的水位差和护壁泥浆的要求，以起到护壁固壁作用，防止坍孔。

（2）在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜、卡钻和旋转机负荷超载等情况发生。

（3）钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以免坍孔。

（4）钻孔过程中应加强对桩位、成孔的检查工作。

（三）清孔及装吊钢筋骨架
清孔的目的是出去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，确保桩的承载力。

（四）灌注水下混凝土（最最重要的工序）
此过程需要计算，记住公式
第一斗的混凝土必须得堵得住导管口，防止泥浆进入
注意事项：
1、混凝土拌和必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故。

2、灌注混凝土必须连续作业，一气呵成。

防止浮笼
3、在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注高程和导管入孔长度，提管时控制和保证导管埋入
混凝土面内有3 ~ 5m 深度。

4、灌注的桩顶高程应比设计值预加一定高度，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。

当钢筋骨架过长时，应分段，而分段时要注意1、要交错分截；2、不能再最大弯矩处截
二、挖空灌注桩和沉管灌注桩的施工（主要是人工部分）
负摩阻力原因、大小危害、处理
当桩周围土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形是，在桩侧表面将出现向下作用的摩阻力，称其为负摩阻力。

产生的原因：
1、在桩附近地面大量堆载，引起地面沉降
2、土层中抽取地下水或其他原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉
3、桩穿过欠压密土层（如填土）进入硬持力层，土层产生自重固结下沉
4、桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起的下沉
5、在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉
危害：导致桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大。

有时还会有桥台台被和路堤填土间的摩阻问题和影响桩基础的不均匀沉降问题。

大小：
第二节重点看看（*）
多排桩与单排桩计算相比有哪些区别（简答）
群桩作用的概念
群桩作用：群桩竖向承载力< 每个单桩承载力之和；群桩沉降> 单桩沉降
（摩擦群桩，桩的中心距< 6d ）
刚度系数有哪些区别和注意
沉井基础
八字方针：分节制作、挖土下沉
沉井分类：
（一）沉井按施工方法分类：1、一般沉井（靠自重，有水时须要围堰）；2、浮运沉井
（二）沉井按建筑材料分类：1、混凝土沉井；2、钢筋混凝土沉井；3、竹筋混凝土沉井；4、钢沉井（三）沉井按形状分类：
（1）按沉井的平面形状分：1、圆形沉井；2、矩形沉井；3、圆段形
（2）按沉井的立面形状分：1、柱形；2、阶梯型；3、锥形
沉井的一般构造：
1、井壁：施工时：挡水、挡土；使用：作为基础，隔水
2、刃角：易切土下沉
3、射水管：调整下沉
4、隔墙：提高沉井整体刚度
5、井孔：挖土、排土的工作
6、凹槽：使底板与井壁结合较好
7、盖板：
8、底板：
施工过程：
一、旱地上沉井施工
1、清理场地
2、制造第一节沉井
3、拆模及抽模
4、挖土下沉
5、接高沉井
6、设置井顶防水围堰
7、基底检验和处理
8、沉井封底
9、井孔填充和顶板浇筑
二、沉井施工过程中结构强度计算（关键刃角）。