基础工程总复习

- 1 - 基础工程总复习 第1章 绪论 1.地基：指的是直接承托建筑物的场地土层。要求是满足强度、变形和稳定的要求 浅基础是指埋置深度不大（小于或相当于基础底面宽度，一般认为小于5m）的基础。 天然地基是不加处理直接用作建筑物地基的天然土层 人工地基是经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。 2.基础设计必须满足的三个基本要求：强度要求、变形要求、上部结构的其它要求

第2章 浅基础 1.浅基础设计方法：常规设计法（简化计算法）、相互作用设计法。 2.常规设计法要点：特点：满足静力平衡条件；不满足变形协调条件。 结论：地基越软弱或越不均匀，按常规设计法计算的结果与实际情况的差别就可能越大。 合理的设计方法：考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。 常规设计法适用条件：1.地基沉降较小或较均匀；2.基础刚度较大。 2.浅基础类型 按结构型式分：扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。 按材料分：无筋基础（刚性基础）、钢筋混凝土基础。 3.扩展基础：墙下条形基础和柱下独立基础（单独基础）的统称。 （1）无筋扩展基础：指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。俗称“刚性基础”。 （2）钢筋砼扩展基础（简称扩展基础）：1)墙下钢筋砼条形基础 2)柱下钢筋砼独立基础 4.箱形基础：是由钢筋混凝土的底板、顶板、外墙和内墙组成的有一定高度的整体空间结构。 柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础又统称为连续基础。 5.基础埋置深度的选择 基础的埋置深度是指基础的底面至室外设计地面的距离。 （1）与建筑物有关的条件 （2）工程地质条件 当建筑物地基由多层土组成时，直接与基础底面接触的土层称为持力层 持力层以下的其它土层称为下卧层 （3）水文地质条件 （4）地基冻融条件 （5）场地环境条件 新基础的埋置深度不宜超过原有基础的地面 5.浅基础的地基承载力 地基承载力是指地基承受荷载的能力。在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力称为地基承载力特征值 fa。 6.地基承载力特征值的确定： 四类方法：1.按土的抗剪强度指标以理论公式计算； 2. 按地基载荷试验确定；3.按规范承载力表确定；4.按建筑经验确定。

7.地基变形按其特征可分为四种： 沉降量——独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值； - 2 -

沉降差——相邻两个柱基的沉降量之差； 倾斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值； 局部倾斜——砌体承重结构沿纵向6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 8.基础底面尺寸的确定 （1）轴心荷载作用 柱下独立基础： 墙下条形基础：

（2）偏心荷载作用 pk≤ fa pkmax ≤1.2 fa 9.地基软弱下卧层承载力验算 要求： σz +σcz≤faz 仅作深度修正 矩形基础： 条形基础：

10.扩展基础设计 （1）无筋扩展基础设计：结构设计时可以通过控制材料强度等级和台阶宽高比（台阶的宽度与其宽度之比）来确定基础的截面尺寸 表2-9 P40 （2）墙下钢筋混凝土条形基础设计 11.减轻不均匀沉降危害的措施 （1）建筑措施：1）建筑物的体型应力求简单2）控制建筑物的长高比及合理布置墙体3）设置沉降缝4）相邻建筑物基础间应有一定的净距5）调整某些设计标高 （2）结构措施：1）减轻建筑物的自重2）设置圈梁3）设置基础梁（地梁）4）减小或调整基底附加压力5）采用对不均匀沉降欠敏感的结构形式 （3）施工措施：1）遵照先重（高）后轻（低）的施工程序2）注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响3）注意保护坑底土体

第三章 连续基础 1.柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础和箱形基础统称为连续基础。 2.整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力，称为上部结构刚度，或称为整体刚度。3.根据整体刚度的大小，可将上部结构分为柔性结构、敏感性结构和刚性结构三类。 以屋架-柱-基础为承重体系的木结构和排架结构是典型的柔性结构 不均匀沉降会引起较大附加应力的结构，称为敏感性结构 4.地基计算模型（1）文克勒地基模型：地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比，即p=ks 式中比例系数k称为基床反力系数（或简称基床系数），其单位为kN/m3。 （2）弹性半空间地基模型（3）有限压缩层地基模型 （4）相互作用分析的基本条件和常用方法 5 地基上梁的柔度指数 ll 称为柔度指数，它是表征文克勒地基上梁的相对刚柔程度的一个无量纲值。当ll →0 时，

梁的刚度为无限大，可视为刚性梁；而当ll →∞时，梁是无限长的，可视为柔性梁。 λl≤π/4 短梁（刚性梁）

π/4

λl≥π 长梁（柔性梁）

基床系数k可以表示为：k = p/s （3-26）

wwGakhdfFb

wwGa

khdfFb





tan2tan2cdkzzbzlplb









tan2zzbpbcdk

 - 3 -

由上式可知，基床系数k不是单纯表征土的力学性质的计算指标，其值取决于许多复杂的因素，例如基底压力的大小及分布、土的压缩性、土层厚度、邻近荷载影响等。因此，严格说来，在进行地基上梁或板的分析之前，基床系数的数值是难于准确预定的。 6.柱下条形基础 条形基础内力计算方法主要有简化计算法和弹性地基梁法两种 7.筏形基础与箱形基础 筏基的混凝土强度等级，对高层建筑应不低于C30，多层建筑的墙下筏基可采用C20。

第四章 桩基础 1.根据承台与地面相对位置的高低，桩基础可分为低承台桩基础和高承台桩基础两种。 根据桩的性状和竖向受力情况划分端承型桩和摩擦型桩 端承型桩是指桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受的桩。端承型桩包括端承桩和摩擦端承桩两类。当桩侧阻力很小可以忽略不计时，称为端承桩。 摩擦型桩是指桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩。摩擦型桩包括摩擦桩和端承摩擦桩。当桩端阻力很小可以忽略不计时,称为摩擦桩。 根据施工方法划分预制桩和灌注桩 预制桩的沉桩方式主要有：锤击法、振动法和静压法等。 根据挤土效应划分根据成桩方法对桩周土层的影响，桩可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩三类。 2.单桩轴向荷载的传递机理

承载机理： 桩顶轴力Q＝桩侧总阻力Qs+桩端总阻力Qp 3.影响荷载传递的因素：1）桩端土与桩周土的刚度比； 对于中长桩，桩端土与桩周土的刚度比分别为多少时，为摩擦桩和端承型桩？ 2）桩土刚度比； 桩土刚度比愈大，传递到桩端的荷载愈大吗？ 3）桩端扩底直径与桩身直径之比；4）桩的长径比。 4.单桩竖向承载力的确定：按材料强度计算低承台桩基的单桩承载力时，可把桩视作轴心受压杆件，而且不考虑纵向压屈的影响（取纵向弯曲系数为1）， 方法1. 静载荷试验 方法2. 按土的抗剪强度指标确定（少用） 方法3. 规范经验公式

式中 Ra——单桩竖向承载力特征值； qpa、qsia——桩端端阻力、桩侧阻力特征值，由当地静载荷试验结果统计分析算得（查表）

Ap——桩底横截面面积； up——桩身周边长度； li——第i层岩土的厚度。

5.如果桩据很大（s>D，一般大于6D），以上各项影响都将趋于消失，而各桩的工作性状就接近于独立单桩了。 6.桩的负摩擦问题 在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，土对桩产生的向上作用的摩阻力，称为正摩阻力 当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降（即桩侧土体相对于桩向下位移）时，土对桩产生的向下作用的摩阻力，称为负摩阻力。 中性点：是摩阻力、桩土之间的相对位移和桩身轴力沿桩身变化的特征点。 7.桩的平面布置形式：对称式、梅花式、行列式 8.桩基础设计的一般步骤

isiapppaalquAqR - 4 -

（1）必要的资料准备：桩基设计前必须具备的资料主要有：建筑物类型及其规模、岩土工程勘察报告、施工机具和技术条件、环境条件、检测条件及当地桩基工程经验等，其中，岩土工程勘察资料是桩基设计的主要依据。 （2）选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力 （3）桩的平面布置及承载力验算 1.桩的根数 n>(Fk+Gk）/Ra 2. 桩基承载力验算 (1)桩顶荷载（竖向力）计算

轴心竖向力作用下： 偏心竖向力作用下：

水平力作用下： 式中： Mxk、Myk——相应于荷载效应标准组合作用于承台底面的外力对通过桩群形心的x、y轴的力矩标准值； xi、yi——桩i至通过桩群形心的y 、x轴线的距离。

9.桩身结构设计 桩轴心受压时： （4-87） 式中 fc——混凝土轴心抗压强度设计值，按现行《混凝土结构设计规范》取值； Q ——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值，Q＝1.35Qk；

Ψc —工作条件系数，预制桩取0.75，灌注桩取0.6～0.7（水下灌注桩或长桩时用低值)。

第5章 地基处理 1.地基处理对象：（1）软弱地基：淤泥及淤泥质土地基，即软土地基、冲填土地基 欠固结土、杂填土 人工填土地基、高压缩性土地基 （2）不良地基：湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、岩溶地基、松砂土地基 2.地基处理主要目的与内容： 1）提高地基土的抗剪强度，以满足设计对地基承载力和稳定性的要求 2）改善低级的变形性质，防止建筑物产生过大的沉降和不均匀沉降以及侧向变形等 3）改善地基的渗透性和渗透稳定，防止渗流过大和渗透破坏等 4）提高地基土的抗震性能，防止液化，隔振和减小振动波的振幅等 5）消除黄土的湿陷性，膨胀土的胀缩性等 3.按垫层在地基中的主要作用又分为：换土垫层、排水垫层和加筋土垫层。 4.排水固结法原理 5.水泥土搅桩拌法：水泥土搅拌桩法是以水泥等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂(浆体或粉体)和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。分为深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。 粉体喷射搅拌法（DJM ）：简称为粉喷（干喷）法，这是在软土地基中，通过粉喷机械把加固材料（石灰或水泥）的粉料，用气体喷射到地基中并与土搅拌混合，使粉喷料与地基土发生化学作用，形成具有一定强度、水稳定性的加固体，应用于地基加固。 深层搅拌法（CDM）：利用水泥（或石灰）作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在一定的深度范围内把地基土与水泥（或其他固化剂）强行搅拌，固化后形成具有水稳定性和足够强度的水泥土，制成桩体、块体和墙体等加固体，并与地基土共同作用，提高地基的承载力，改善地基变形特性的一种地基处理方法，称为深层搅拌法，简称为CDM法。 6.CFG桩法：CFG桩，是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。