基础工程-第3章课后习题答案

1.试述桩的分类。

（一）按承台位置分类。可分为高桩承台基础和低桩承台基础，简称高桩承台和低桩承台。

（二）按施工方法分类。可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空心桩。

（三）按设置效应分类。可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。

（四）按桩土相互作用特点分类。可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩

墩、摩擦桩墩）。

（五）按桩身材料分类。可分为木桩（包括竹桩）、混凝土桩（含钢筋和混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩。

2.桩基设计原则是什么？

桩基设计·应力求做到安全适用、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。

1.收集资料

（1）进行调查研究，了解结构的平面布置、上部荷载大小及使用要求等；

（2）工程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及土层性质、桩基确定持力层；

（3）掌握施工条件和施工方法，如材料、设备及施工人员等；

2.设计步骤

（1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深；

（2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值；

（3）初步拟定桩的数量和平面布置；

( 4 )确定单桩上的竖向和水平承载力，确定群桩承载力；

( 5 )必要时验算地基沉降；

( 6 )承台结构设计；

( 7 )绘制桩和承台的结构及施工图；

3.设计要求

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范：

（1）所有桩基均应进行承载力和桩身强度计算。对预制桩，尚应进行运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。

（2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。

（3）桩基的抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的相关规定。

（4）桩基宜选用中、低压缩性土层作为桩端持力层。

（5）同一结构单元内的桩基，不宜选用压缩性差异较大的土层作为桩端持力层，不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩。

（6）由于欠固结软土、湿陷性土和场地填土的固结，场地大面积堆载、降低地下水位等原因，引起桩周土的沉降大于柱的沉降时，应考虑桩侧负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。

（7）对位于坡地、岸边的桩基，应进行桩基的整体稳定性验算。桩基应与边坡工程统一规划，同步设计。

（8）岩溶地区的桩基，当岩溶上覆土层的稳定性有保证，且桩端持力层承载力及厚度满足要求，可利用覆土层作为桩端持力层。当必须采用嵌岩桩时，应对岩溶进行施工勘探。

（9）应考虑桩基施工中挤土效应对桩基及周边环境的影响；在深厚饱和软土中不宜采用大片密集有挤土效应的桩基。

（10）应考虑深基坑开挖中，坑底土回弹隆起对桩受力及桩承载力的影响。（11）桩基设计时，应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同作用。（12）在承台及地下室周围的回填土中，应满足填土密实度要求。

3.什么是单桩？说明桩侧极限摩阻力的影响因素是什么。

单桩: 即采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通长为柱）荷载的独立基础。

极限摩阻力的影响因素:（1）桩周土的性质；

（2）桩、土相对位移；

（3）桩的直径的影响；

（4）桩-土界面条件的影响；

（5）黏性土液性指数I L的影响。

4.单桩的破坏模式有几种?

桩的破坏是指丧失承载能力的状态，其破坏状态的种种特征往往通过试桩曲线反应出来。破坏模式大体归纳为以下三种·。

（1）桩身材料屈服。

（2）持力层土整体剪切破坏。

（3）冲入剪切破坏。

5.说明单桩静载实验曲线的形式。

1．根据沉降量随荷载的变化特征值Q u 。对于陡降型Q-s曲线，可取曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载为Q u。该方法的作图缺点是做图比例将影响

Q-s曲线的斜率和所选的Q u，因此宜按一定的作图比例，一般可取整个图形比例横：竖=2:3。

2. 根据沉降量确定Q u 。对于缓变型Q-s曲线，一般可取s=40—60mm对应的荷载值作为Q u 。对于大直径桩可取s=（0.03—0.06）d（d为端庄直径）所对应的荷载值（大桩径取低值，小桩径取高值），对于细长桩（l/d>80）,可取

s=60—80mm对应的荷载。

6.什么是桩侧负摩阻力?其产生条件是什么？

桩侧负摩阻力是指，当桩周土应某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面的一部分表面积上将出现向下的摩阻力，称其为负摩阻力。产生条件：（1）在庄附近地面大量堆载，引起地面下沉。

（2）土层中抽取地下水或其他原因，引起地下水位下降，使土层产生自重固结下沉。

（3）桩穿过欠密土层（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，桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土再固结引起下沉。

（5）在黄土、冻土中的桩，应黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。

7.单桩竖向承载力的确定方法有哪些？

根据《建筑基础技术规范》（JGJ 94—2008）和《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规范：（1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；

（2）设计等级为乙级得建筑桩基，当地质条件简单时，可参考地质条件相同的试柱资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定；

（3）设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数综合确定。

8.单桩水平承载力的确定有几种方法？

其求解方法有三种: 一种是直接用数学方法解桩在受荷后的弹性挠曲微分方程，再从力的平衡条件求出桩的内力和位移（这是当前广泛采用的一种）；另一种是将桩分成有限段，用差分式近似代替桩的弹性挠曲微分方程中的各阶导数式而求解的有限差分法；第三种则是将桩划分为有限单元的离散体，然后根据力的平衡和位移协调条件，解得桩的各部分内力和位移的有限元法。

9.桩基础设计原则和设计的主要步骤是什么？

桩基础设计原则：做到安全适用、经济合理，设计过程中主要包括收集资料和设计两部分。

主要步骤：（1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深；

（2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值；

（3）初步拟定桩的数量和平面布置；

（4）计算单桩的竖向和水平荷载，确定群桩承载力；

（5）必要时验算地基沉降；

（6）承台结构设计;

( 7 )绘制桩和承台的结构以及施工图。