湖北工程学院《基础工程》复习资料.doc

湖北工程学院城市建设学院基础工程复习资料基础工程FOUNDATION ENGINEERING第一章、绪论1. 地基：承受基础传来荷载的地层。分为岩基和土基，或者天然地基和人工地基。2. 基础：是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。分为浅基础和深基础。3. 天然地基：没有经过人为处理，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处理后才能修建。4. 浅基础可分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础。深基础可分为桩基础、沉井基础。5. 基础的作用：承上启下。承上：上部结构物传来的荷载；启下：荷载传给下面的地基。第2章 、浅基础1. 浅基础设计的内容和一般步骤：充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料；选择基础材料、类型，确定平面布置方案；选择地基持力层和基础埋置深度；确定地基承载力；按地基承载力（包括持力层和软弱下卧层）确定基础底面尺寸；进行必要的地基变形和稳定性验算；进行基础的结构计算与设计；绘制基础施工图（基础平面布置图、基础详图），并提出必要的技术说明。2. 浅基础的分类：扩展基础；联合基础；柱下条形基础；柱下十字交叉基础；筏形基础；箱形基础。3. 扩展基础分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础（又分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础）。4. 无筋扩展基础（或刚性基础）：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。5. 钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）：当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础，如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。6. 无筋扩展基础又称刚性基础。刚性基础按材料分类有：砖基础；三合土基础；灰土基础；毛石基础；混凝土和毛石混凝土基础。7. 砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。8. 片石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。9. 钢筋混凝土扩展基础类型：柱下独立基础；墙下条形基础。钢筋混凝土基础强度度大，具有良好的抗弯性能，在相同条件下，基础的厚度较薄。建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用这类基础。10. 砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积2030%，尺寸300mm 。11. 条形基础分为墙下和柱下条形基础，墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。12. 墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连。13. 条形基础的适用范围：基础的功能是将上部结构的荷载传给地基，通常在下列情况下采用条形基础：上部结构传给地基的荷载大，地基承载力又较低，独立基础不能满足要求；柱网较小，独立基础之间的净距小于基础的宽度，或独立基础所需要的面积受相邻构筑物的限制，面积不能扩大；地基土不均匀，土质变化大；各柱荷就相差较大，在荷载作用下，将会产生较大的沉降差；需加强基础刚度，减少地基变形，防止过大的不均匀沉陷。14. 柱下交叉基础具有良好的调整不均匀沉降的能力。15. 筏形基础（又称筏板基础、片筏基础、满堂基础），适用于土质更差，有防水要求的基础。16. 箱形基础由钢筋混凝土顶、底板和内外纵横墙体组成的，具有相当大的刚度的空间整体结构。箱形基础与基底和周围土体共同工作，增加建筑物的整体稳定性，有良好抗震作用。17. 地基与基础的相互作用 ：柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降 ；刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多种形态 。18. 上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降或挠曲变形的抵抗能力。上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲；上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲。19. 地基基础设计原则基本规定：设计等级（安全等级）-甲级、乙级和丙级；设计状况（持久状况、短暂状况及偶然状况）；设计任务：基础结构作用效应分析、基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状态、最不利荷载组合）。20. 地基基础设计原则两种极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限状态。21. 地基基础设计原则：p fa 原则（承载力验算）；s0的土，增加基底宽度，承载力将随着k的提高而逐渐增大；系数Md1，故承载力随埋深d线性增加。但对设置后回填土的实体基础，因埋深增大而提高的那一部分承载力将被基础和回填土G的相应增加而有所抵偿；尤其是对k=0的软土，Md=1，由于rGrm，这两方面几乎相抵而收不到明显的效果；按土的抗剪强度确定地基承载力时，要进行地基承载力的变形验算。39. 地基极限承载力理论公式魏锡克公式（或汉森公式、太沙基公式等）。适用范围：路桥、港口等。公式：fa=Pu/K，Pu为地基土极限承载力；按教材土力学公式计算，K为安全系数，K=23。载荷试验数据整理：由载荷试验可得到P-S曲线，再由P-S曲线确定地基承载力特征值。数据处理：1）对于密实砂土、硬塑粘土等低压缩性土，其P-S曲线有明显的起始直线段和极限值，即显急进破坏的陡降段（有明显的拐点）：地基承载力特征值取P-S曲线的比例界限荷载p1；对于少数显“脆性”破坏的土，p1与pu（极限荷载）很接近，当pu2p1时，地基承载力特征值取pu2。2)对于有一定强度的中、高压缩性土，如松砂、填土、可塑粘土等，P-S曲线无明显转折点。地基承载力特征值为s/b=(0.010.015)所对应的荷载，软土地基承载力特征值为s/b=0.02所对应的荷载。以上两者的地基承载力特征值不应大于最大加载量的一半。注意：同一土层试验点应选3个以上，若所得特征值的极差不超过平均值的30%，则取该平均值作为fak，若超过应增加试验点。40. 按地基规范承载力表确定（建筑地基规范承载力表）注意:承载力表通过大量的试验数据，用统计分析方法得到，但存在地区的局限性，一般不再采用(新规范)，应根据地区的具体试验，制定相应的承载力表作为设计的参数。修正公式适用条件：当基础宽度大于3m，埋置深度大于0.5m时，从荷载试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值尚应修正。修正公式：fa=fak+br（b-3）+drm（d-0.5），其中fa为修正后的地基承载力特征值，fak为地基承载力特征值，b、d为分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，r为基底持力层土的重度，地下水位以下取浮重度，rm为基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。b-基础底面宽度（m）；当b6m时按6m取值。d-基础埋置深度（m）；当d0.5m时按0.5m取值，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从自然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏板时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。当计算所得的fa1.1fak时,可取 fa=1.1fak 。当不满足上述公式计算条件时，可取fa=1.1fak 直接确定地基承载力特征值。41. 按地基规范承载力表确定（路桥地基规范承载力表）地基允许承载力步骤：确定土的分类名称。一般地基土,根据塑性指数、粒径、工程地质特征等分为六类,即粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土及岩石；确定土的状态。土的状态是指土层所处的天然松密和稠度状况。粘性土的天然状况按液性指数（即稠度指数）分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和极软状态。砂类土根据相对密度分为稍密、中等密实、密实。碎、卵石类土按密实度分为密实、中等密实、松散；确定土的允许承载力o。当基础最小边宽度b2m、埋深h3m时，各类地基土在各种有关的自然状态下的允许承载力o可从规范查取。 一般粘性土可按液性指数及天然孔隙比从表7-11查取o。砂类土地基的允许承载力o可按密实度和湿度从表中查取；按基础埋置深度、宽度修正o，确定地基允许承载力。当基础宽度大于2m或埋置深度超过3m且h/b4时，上述一般地基土（除冻土和岩石外）的允许承载力可按下式计算：。= o+K1 r1（b-2）+K2r2（h-3），式中：o-基础宽度b2m，埋置深度超过3m时地基的允许承载力（KPa），b-基础验算剖面底面的最小边宽或直径（m），如b10m时，仍按10m计算；= o+K1r1（b-2）+K2r2（h-3），h-基础的埋置深度（m），对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算起，不受水流冲刷的基础，由挖方后的地面算起。r1-基底下持力层的天然重度（KN/m3），如持力层在地下水位以下且为透水性时，应取浮重度；r2-基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；K1、K2-修正系数，其值查表。42. 基础尺寸的拟定（建筑地基基础规范）满足条件：中心荷载作用：pk fa 偏心荷载作用： pk fa pkmax 1.2fa 式中： pk-相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；pkmax-相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。43. 基础尺寸的拟定（路桥地基规范）满足条件：max 式中：max-基础底面处的最大压力值； -修正后的地基允许承载力。44. 基本条件：基底压力的标准值不大于承载力的特征值45. Pkfa考虑的因素：满足地基土的承载力和软弱下卧层的验算要求；满足地基变形的要求；建筑物周边场地允许及变形缝处空间的要求。46. 地基承载力验算分为持力层强度验算和软弱下卧层承载力验算。47. 荷载效应：由荷载引起结构或构件的反应（内力、接触应力、变形和裂缝等）。按地基承载力确定基础底面积时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；计算基础内力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。48. 减轻不均匀沉降损害的措施：采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础；采用桩基或其他深基础；采用各种地基处理方法；建筑、结构、施工方面的常用措施。49. 减轻不均匀沉降损害的结构措施：设置沉降缝；控制相邻建筑物基础的间距；减轻建筑物自重；设置圈梁；减小或调整基底附加压力；上部结构采用非敏感性结构形式。50. 减轻不均匀沉降损害的施工措施：合理安排施工次序；注意施工方法；保持地基土的原状结构。第3章 、桩基础与深基础1. 基桩的作用：穿越软基-坚硬岩层；承台的作用：承上启下、整体；桩基础的优点：承载力高、稳定性好、沉降小2. 桩基础按承台位置分类：高桩承台基础；低桩承台基础。3. 桩基础按施工方法分类：沉桩（预制桩）（打入桩（锤击桩）、振动下沉桩、静力压桩）；灌桩注（钻、挖孔灌注桩、沉管灌注桩）；管柱基础。4. 打入桩(锤击桩)施工方法：是通过锤击(或以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。适用：桩径较小(一般直径在0.6m以下，但国内最大管桩直径已达lm)，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。问题：有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。5. 振动下沉桩施工方法：将大功率的振动打桩机安装在桩顶，一方面利用振动以减小土对桩的阻力，另方面用向下的振动力使桩沉入土中。适用： 可塑状的粘性土和砂土，用于土的抗剪强度受振动时有较大降低的砂土等地基和自重不大的钢桩，其效果更为明显。沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩。6. 静力压桩施工方法：借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中的桩。适用：较均质的可塑状粘性土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。优缺点：静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但较长桩分节压入时受压桩架高度的限制，使接头变多会影响压桩的效率。7. 灌注桩钻孔灌注桩：钻孔灌注桩系指用钻（冲）孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。特点：施工设备简单、操作方便。适应范围：各种砂性土、粘性土，也适应于碎、卵石类土层和岩层。8. 灌注桩挖孔灌注桩：特点：不受设备限制，施工简单、桩径较大，一般大于1.4m。适用范围：适应于无水或渗水量小的地层；对可能发生流沙或含较厚的软粘土层地基施工较困难（需要加强孔壁支撑）；在地形狭窄、山坡陡峻处可以代替钻孔桩或较深的刚性扩大基础。9. 灌注桩沉管灌注桩：特点：适用于粘性土、砂性土、砂土地基；可以避免钻孔灌注桩施工中可能产生的流砂、坍孔 的危害和由泥浆护壁所带来的排渣等弊病；桩的直径较小；在软粘土中易出现混凝土桩缩颈现象10. 管柱基础：特点：没有水下作业、不受季节限制；施工动力要求较高；在一般公路桥梁中很少采用。11. 桩基础按设置效应分类：挤土桩；部分挤土桩；非挤土桩。12. 挤土桩：在锤击或振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开（一般把用这类方法设置的桩称为打入桩），因而使土的结构严重扰动破坏（重塑）。粘性土由于重塑作用使抗剪强度降低（一段时间后部分强度可以恢复）；而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。桩型：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩。13. 部分挤土桩：打桩时对桩周土稍有排挤作用，但对土的强度及变形性质影响不大。由原状土测得的土的物理、力学性质指标一般仍可用于估算桩基承载力和沉降。桩型：底端开口的钢管桩、型钢桩和薄壁开口预应力钢筋混凝土。14. 非挤土桩：先钻孔后打入以及钻（冲、挖）孔桩在成孔过程中将孔中土体清除掉，不会产生成桩时的挤土作用。但桩周土可能向桩孔内移动，使得非挤土桩的承载力常有所减小。15. 桩基础按桩土相互作用特点分类：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）；变截面桩（支盘桩、支盘桩。16. 摩擦桩：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。17. 端承桩：桩穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层（砂、砾石、卵石、坚硬老粘土等）或岩层中，且桩的长径比不太大时，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。18. 桩基础按桩身材料分类：木桩；钢桩；钢筋混凝土桩。19. 钢桩：型式：主要的有钢管型和H型钢桩，常用的是钢管桩。优点：强度高，能承受强大的冲击力和获得较高的承载力；其设计的灵活性大，壁厚、桩径的选择范围大，便于割接，桩长容易调节；轻便，易于搬运，沉桩时贯入能力强、速度较快，可缩短工期，且排挤土量小，对邻近建筑影响小，也便于小面积内密集的打桩施工。缺点：用钢量大，成本昂贵，在大气和水土中钢材具有腐蚀性。20. 承台的构造及桩与承台的连接：平面尺寸和形状：应根据上部结构（墩、台身）底截面尺寸和形状以及基桩的平面布置而定，一般采用矩形和圆端形。承台厚度：应保证承台有足够的强度和刚度，公路桥梁墩台多采用钢筋混凝土或混凝土刚性承台（承台本身材料的变形远小于其位移），其厚度不宜小于1.5m。混凝土强度等级不宜低于C15。桩和承台的连接：钻（挖）孔灌注桩桩顶主筋宜伸入承台，桩身伸入承台长度一般为150200mm（盖梁式承台，桩身可不伸入）。伸入承台的桩顶主筋可作成喇叭形（约与竖直线倾斜15；若受构造限制，主筋也可不作成喇叭形。21. 钻孔灌注桩的施工：准备工作；准备场地；埋置护筒；制备泥浆；安装钻机或钻架。22. 钻孔方法和钻具：旋转钻进成孔；冲击钻进成孔；冲抓钻进成孔。23. 钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法 ：塌孔；缩孔；斜孔。24. 钻孔注意事项：始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外11.5m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；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、卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生；钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔。25. 清孔及装吊钢筋骨架：抽浆清孔；掏渣清孔；换浆清孔 26. 挖孔灌注桩的施工：开挖桩孔；护壁和支撑（1、现浇混凝土护圈；2、沉井护圈（(a)在护圈保护下开挖土方；（b）支模板浇注混凝土护圈；(c)浇注桩身混凝土）；3、钢套管护圈）；吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土。27. 按土的支承力确定单桩轴向容许承载力：静载试验法；经验公式法；静力触探法；动测试桩法；静力分析法。28. 垂直静载试验法即在桩顶逐级施加轴向荷载，直至桩达到破坏状态为止，并在试验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析确定单桩轴向容许承载力。P-S曲线明显转折点法、S-logt法（沉降速率法）。29. 经验公式法（摩擦桩）：打入桩；钻（挖）孔灌注桩；管柱受压容许承载力确定单桩轴向受拉容许承载力确定。30. 静力触探法是借触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与受压单桩在土中的工作状况相似的特点，将探头压入土中测得探头的贯入阻力，并与试桩结果进行比较，建立经验公式。测试时，可采用单桥或双桥探头。31. 动测试桩法：锤击贯入法（简称锤贯法）；波动方程法。32. 静力分析法：桩底极限阻力的确定；桩侧极限摩阻力的确定（法、法有效应力法）；单桩轴向容许承载力的确定。33. 群桩效应：竖向荷载作用下，由于承台、桩、土相互作用，群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。34. 端承型群桩基础：端承型群桩桩的荷载传递桩底持力层刚硬，桩的贯入量小。群桩承载力各单桩承载力之和，不必考虑群桩效应。35. 摩擦型群桩基础：桩顶作用荷载通过侧阻传至桩周土体，并经扩散使桩底压力分布范围比桩身截面大很多。当桩距小于某距离时（一般为6d），桩底应力扩散面积交叉重叠，与原来单桩端应力叠加，使群桩桩底地基所受压力比单桩大，故群桩承载力小于各单桩承载力之和。36. 桩的负摩阻力：桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。37. 引起桩侧负摩阻力的条件是：桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。38. 产生负摩阻力的条件：桩侧大范围降低地下水，如大面积抽水，基坑降水等；桩侧地面大面积堆载；桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；冻土区升温引起桩侧土沉陷。后果：使桩的竖向承载力减小，而桩身轴力加大。39. 中性点：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。在某深度处桩周土与桩截面沉降相等；或两者无相对位移发生；或其摩阻力为零。特点：在中性点处桩身轴力达到最大值。40. 中性点位置的确定：中性点的位置取决于桩土间的相对位移：当桩侧压缩变形大，桩地下土层坚硬，抗下沉量小，下移；反之，中性点位置上移。中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法：（0.71.0）l0，l0桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。 41. 减小负摩阻力的工程措施：对可能出现负摩阻力的桩基，宜按下列原则设计：对于填土建筑场地，先填土并保证填土的密实度，待填土地面沉降基本稳定后再成桩；对于地面大面积堆载的建筑物，采取预压等处理措施，减少堆载引起的地面沉降；对位于中性点以上的桩身进行处理，以减少负摩阻力；对于自重湿陷性黄土地基，采取强夯、挤密土桩等先行处理，消除上部或全部土层的自重湿陷性；采用其他有效而合理的措施。42. 减小负摩阻力的措施：在预制桩表面涂一薄层沥青；对钢桩再加一层厚度为3mm的塑料薄膜(兼作防锈蚀用)；对现场灌注桩也可在桩与土之间灌注斑脱土浆等方法，来消除或降低负摩阻力的影响。43. 单桩的竖向极限承载力：是指单桩在竖向荷载作用下，到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。44. 单桩的竖向极限承载力主要取决于两方面：地基土对桩的支承能力；桩身的材料强度。45. 单桩水平承载力作用机理：水平荷载(力和弯矩）作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用。46. 单桩在水平力下破坏模式：刚性桩(ah2.5)：桩身刚体转动破坏，承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制；柔性桩(ah2.5)：桩身发生扰曲变形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失稳，承载力由桩身水平位移及最大弯矩值控制。47. 土的弹性抗力：桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（包括竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。zx即指深度为Z处的横向（X轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。48. 地基系数：地基系数k表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。如能测得xz并知道k值，zx值即可解得。地基系数k值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测xz及szx后反算得到。 49. 根据桩身直径的大小：可以分为小桩、中等直径桩、大直径桩。小桩是指桩径 d250mm的桩，一般用于基础加固和复合基础。中桩直径是指桩径250d800mm的桩，建筑桩基应用较多。大直径桩是指桩径d800mm的桩，特点是单桩承载力较高，常用于上部结构荷载特别大的基础。50. 桩基础的设计步骤：结构与地质资料；桩型、桩长、桩距；确定桩数n=P/R；桩基中单桩承载力验算；实体深基础验算；软弱下卧层验算；沉降计算；承台设计。51. 桩的荷载传递过程实质上就是桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。52. 承台下土对荷载的分担作用：复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。条件：桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。特性：承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增强，桩身弹性压缩产生桩土相对位移也使承台底反力增。通常，台底分担荷载的比例可从百分之十几直至百分之三十。53.第4章 、地基处理与复合地基1. 地基处理的目的：提高土的强度-地基承载力； 增加土的刚度-减少地基沉降量；改善地基土的水力特性:(1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土)；(2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水；(3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反滤；(4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强排水；改善抗震性能:(1)液化:加密,围封（水床）;(2)震陷:干松砂和溶洞。2. 哪些土需要处理？淤泥土与淤泥质土；泥炭、泥炭质土；填土、回填土；松砂；区域性土。3. 地基处理原理及方法：地基处理方法的分类可有多种多样。如：按时间可分为临时处理和永久处理；按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按处理土性对象可分为砂性土处理和粘性土处理，饱和土处理和非饱和土处理；按地基处理作用机理可分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等处理方法。其中最本质的是根据地基处理作用机理进行分类，其具体分类以及加固原理、适用范围见表4-2。 4. 常见的地基处理方法：换填法；排水固结法（砂井堆载预压法、塑料板排水预压法、真空预压法）； 强夯法；灌浆法（压力灌浆、硅化法）；挤密桩法（挤密法、振冲法）；深层搅拌法（粉喷桩法、浆喷桩法）；高压喷射注浆法；CFG法。5. 地基处理方法选用原则：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。6. 选择地基处理方法步骤：根据上部结构及建筑场地条件和环境，初步选定几种可供考虑的处理方案；对初步选定的各种地基处理方案进行综合分析，进行技术经济分析和对比，确定最佳的地基处理方案；对已确定的地基处理方案，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工及必要的测试，以期达到最佳处理效果。7. 复合地基是由基体（天然地基土体）和增强体（桩体或带形体）两部分组成，共同承受上部结构荷载并协调变形的人工地基。8. 复合地基有两个基本特点：复合地基是由两种刚度（或模量）不同的材料（增强体和基体）两部分组成，是非均质和各向异性的；复合地基在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载并协调变形。9. 复合地基可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基。竖向增强体复合地基可分为柔性桩（砂石桩、振冲桩、土挤密桩、石灰桩）和半刚性桩（灰土挤密桩、CFG桩、夯实水泥桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩）。水平向增强体复合地基有加筋体复合地基。10. 复合地基作用机理：桩体作用；排水固结；挤密作用；加筋作用。11. 复合地基作破坏模式：刺入破坏；鼓胀破坏；整体剪切破坏；滑动破坏。.12. 面积置换率m：桩体截面积Ap与其承担的复合地基面积A之比，m=Ap/A.13. 桩土应力比n：桩体竖向应力sp与桩间土竖向平均应力ss之比，n=p/s。14. 复合模量Eps：将加固区视为一均质复合土体，则与原复合地基等价的均质复合土体模量称为复合模量。Eps=mEp+（1-m）Es=1+m(n-1)Es。15. 复合地基承载力的计算：应力比法（适用于柔性桩）；面积比法（适用于半刚性桩）。16. 复合地基变形s计算：S=S1+S2，S为复合地基的沉降；S1为复合地基加固区的压缩量；S2为地基压缩层厚度内加固区下卧层的压缩量。总沉降量：复合地基加固区变形量和加固区下卧层变形量。加固区下卧层的变形计算一般采用分层总和法。加固区的变形计算可采用复合法模量。17. 换土垫层法：定义当软弱地基土层承载力和变形不能满足要求，且层厚不很大时，可将基底下一定范围内的软弱土部分或全部挖去后分层换填并压实强度大、性能稳定、无侵蚀性的材料。分类：砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。适用土层：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的不良地基的浅层处理。18. 换土垫层法换填的材料：砂石；粉质粘土；灰土；粉煤灰；矿渣；工业废渣。有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。 19. 垫层的主要作用：提高地基承载力；减少地基沉降量；加速排水固结；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用；改善土的抗液化性能。20. 垫层厚度z：根据垫层底面自重压力与附加压力之和小于或等于该处下卧土层的承载力要求确定。21. 垫层厚度的确定仅考虑了应力扩散的作用，忽略了垫层约束作用和排水固结对地基承载力提高的影响，所以实际的承载力比考虑深度修正后的天然地基承载力大。对重要工程，建议通过现场载荷试验来确定。22. 垫层宽度的确定：要求：满足基础底面应力扩散的要求，防止垫层向两侧挤压。（便于压实机械施工、防侧向挤压(淤泥) ）垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。23. 垫层材料的选用：砂石。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm的部分不应超过总重的45），应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm；粉质粘土。土料中有机质含量不得超过5，当含有碎石时，粒径不宜大于50mm；其他材料如灰土、 粉煤灰、 矿渣等。在有可靠试验结果或成功工程经验时，对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等均可用于填筑换填垫层。也可由土工合成材料与地基土构成加筋垫层。注意：砂垫层不宜用于处理湿陷性黄土地基24. 垫层施工要点：关键是如何将砂土加密到设计要求的密实度。加密方法可采用机械碾压法、重锤夯实法和平板振动法。应根据不同的换填材料选择施工机械；分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200300mm；基坑开挖时应避免坑底土层受扰动；作好基坑的排水工作，必要时应采取降低地下水位的措施。采用振实时，应保证水源补给与 排水畅通，水面宜保持与砂面齐平。可用作垫层的材料很多，除砂和碎石外，还有素土、灰土垫层，以及粉煤灰垫层等。国外还在垫层中铺设塑料网片（加筋）来提高垫层的强度。 25. 排水固结法原理：通过在饱和软粘土中设置竖向排水体，对地基施加预压荷载，使孔隙水排出，土体逐渐固结，提前完成或基本完成地基沉降，以达到增大地基承载力，减小地基沉降的目的。26. 用排水固结原理加固地基的方法：排水固结法的实施有两个方面：施加预压荷载；在地基中做排水通道。适宜：饱和软粘土，但具体方法又各有差异：砂井预压法：特别适用有薄砂层地基。但若土太软，则荷载加不上。此外，因砂井只增大主固结，故对有机质土和泥炭等次固结土不宜，此时可用超载处理。真空预压法：适合大面积均匀深厚软土地基加固。27. 排水固结原理加固地基的方法：排水固结法系统由排水系统和加压系统组成，排水系统分为竖向排水系统（普通砂井、袋装砂井、塑料排水带）和水平向排水系统（砂垫层），加压系统分为堆载法、真空法、降低地下水位法、电渗法、联合法。28. 排水固结法可解决以下两个问题：沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。29. 排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。30. 砂井地基的设计：砂井的直径和间距。为达到相同的固结度，缩短砂井间距比增加砂井直径效果要好，即以“细而密”为佳。不过，考虑到施工的可操作性，普通砂井的直径为300500mm。间距可按为直径的68倍选用。砂井深度。当软土不厚（一般为1020m）时，尽量要穿过软土层达到砂层；当软土过厚（超过20m）,不必打穿粘土，可根据建筑物对地基的稳定性和变形的要求确定。对以地基抗滑稳定性控制的工程，竖井深度应超过最危险滑动面2.0m以上。砂井排列。等边三角形布置、正方形布置；砂井的布置范围:由于在基础以外一定的范围内仍然存在压应力和剪应力，所以砂井的布置范围应比基础范围大为好，一般由基础的轮廓线向外增加24m。砂料：砂料宜用中、粗砂，必须保证良好的透水性，含泥量不应超过3%，渗透系数应大于10-3cm/s。砂垫层：为了使砂井有良好的排水通道，砂井顶部应铺设砂垫层，垫层砂料粒度和砂井砂料相同，厚度一般为0.5 m1 m。 31. 袋装砂井和塑料排水板预压法。用砂井法处理软土地基如地基土变形较大或施工质量稍差常会出现砂井被挤压截断，不能保持砂井在软土中排水通道的畅通，影响加固效果。近年来普通在砂井的基础上，出现了以袋装砂井和塑料排水板代替普通砂井的方法，避免了砂井不连续缺点，而且施工简便、加快了地基的固结，节约用砂，在工程中得到日益广泛的应用。32. 袋装砂井预压法：目前国内应用的袋装砂井直径一般为70120mm，间距1.0m2.0m(井径比n约取1520)。灌入砂袋的砂应为中、粗砂并振捣密实。砂袋留出孔口长度应保证伸入砂垫层至少300mm，并不得卧倒。与普通砂井相比，优点是：施工工艺和机具简单、用砂量少；它间距较小，排水固结效率高，井径小，成孔时对软土扰动也小，有利于地基土的稳定，有利于保持其连续性。33. 塑料排水板预压法是将塑料排水板用插板机插入加固的软土中，然后在地面加载预压，使土中水沿塑料板的通道逸出，经砂垫层排除，从而使地基加速固结。塑料板排水与砂井比较具有如下优点：.塑料板由工厂生产，材料质地均匀可靠，排水效果稳定；塑料板重量轻，便于施工操作；施工机械轻便，能在超软弱地基上施工；施工速度快，工程费用便宜。34. 天然地基堆载预压法是在建筑物施工前，用与设计荷载相等(或略大)的预压荷载(如砂、土、石等重物)堆压在天然地基上使地基软土得到压缩固结以提高其强度(也可以利用建筑物本身的重量分级缓慢施工)，减少工后的沉降量，待地基承载力、变形达到设计预期要求后，将预压荷载撤除，在经预压的地基上修建建筑物。此方法费用较少，但工期较长。如软土层不太厚，或软土中夹有多层细、粉砂夹层渗透性能较好，不需很长时间就可获得较好预压效果时可考虑采用，否则排水固结时间很长，应用就受到限制。此法设计计算可用一维固结理论。35. 真空预压法实质上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法。在需要加固的软土地基表面铺设砂垫层，然后埋设垂直排水通道(普通砂井、袋装砂井或塑料排水板)，再用不透气的封闭薄膜覆盖软土地基，使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空泵进行抽气，使其形成真空，当真空泵抽气时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐渐形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压力差，在此压力差作用下，土体中的孔隙水不断排水，从而使土体固结。排水系统：砂井、塑料排水板，加载系统：真空负压。36. 真空预压施工流程：清理场地；铺设垫层；开挖封闭沟；铺设塑料排水系统；排水管联接；铺设土工布；土工布上另铺塑料薄膜；抽真空。37. 降低水位预压法是借井点抽水降低地下水位，以增加土的自重应力，达到预压目的。其降低地下水位原理、方法和需要设备基本与井点法基坑排水相同。地下水位降低使地基中的软弱土层承受了相当于水位下降高度水柱的重量而固结，增加了土中的有效应力。这一方法最适用于渗透性较好的砂土或粉土或在软粘土层中存在砂土层的情况，使用前应摸清土层分布及地下水位情况等。 38. 水泥搅拌桩法是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂（浆液或粉体）和地基土强制搅拌，由固化剂与软土间所产生的一系列物理和化学反应，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。39. 水泥搅拌桩法加固的机理：水泥的水解和水化反应；离子交换和团粒化作用；硬凝反应；)碳酸化作用。40. 粉喷桩（干法）施工工艺：钻头下沉至设计深度；压缩空气喷水泥粉；边搅拌、边喷粉、边提升；复搅。适用性：适于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。加固深度15m，桩径500mm。41. 浆喷桩（湿法）施工工艺：钻头下沉至设计深度；压缩空气喷纯水泥浆；边搅拌、边喷浆、边提升；复搅。适用性：同粉喷桩。加固深度：20m左右。与粉喷桩相比优点：加固深度加深 ；最大限度利用了原土；环境污染小。42. 高压喷射注浆法：高压喷射注浆法，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后, 高压脉冲泵（工作压力在20MPa以上），将水和水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置形成高压射流喷射出来, 冲击破坏土体, 同时钻杆以一定速度渐渐向上提升,使浆液与土粒强制搅拌混合, 浆液凝固后在土中形成水泥土加固体的地基处理方法。43. 喷射注浆施工顺序：开始钻进；钻进结束；高压悬喷开始；喷嘴边旋转边提升；悬喷结束。44. 高压旋喷注浆三种型式：单喷管旋喷注浆(浆液)；二重喷管旋喷注浆(浆液+气体)；三重喷管旋喷注浆(水+气体+浆液)。45. 高压喷射注浆三种型式：旋转喷射注浆（旋喷法）；定向喷射注浆（定喷法）；摇摆喷射注浆（摆喷法）。46. 挤密砂石桩法：用振动、冲击及水冲等方法在软弱地基中成孔后，将碎石或砂挤压入已成孔中，形成大直径密实桩体。碎石桩和砂桩总称为碎(砂)石桩，又称粗颗粒土桩或粒料桩。施工方法：振动成桩法；冲击成桩法。适用条件：对砂土、填土加固效果较好；对饱和软粘土，有争议。47. 挤密法：打入沉管（管嘴：封口、活瓣）；加料（砂、碎石、石灰）；拔出、振动、锤击。适用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土Sr60%。48. 振冲法：振:偏心轮旋转,振动加密,使颗粒移动，冲:高压水从中间穿过,土颗粒振浮液化固结。适用于松砂,素填土,杂填土和一般粘性土，不适用于淤泥和淤泥质土。49. 振冲法是指采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后，再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中，形成砂石所构成的密实桩体，并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。50. 振冲法加固原理：在松散砂土中的作用：挤密作用；振密作用。在软粘土中的作用：置换作用；排水作用51. 振密砂桩和振密碎石桩用途：在松散砂土中，可用于增大相对密度，防止振动液化；在软粘土中，可用于提高地基承载力，加速固结沉降，改善地基的整体稳定性。52. 碎(砂)石桩一般设计：砂桩材料（材料：就地取材，中、粗混合砂、碎石等，含泥量5%，d粒8cm。垫层：基础底面应铺设3050cm厚度的砂（碎）石垫层，分层铺设。）；砂桩直径（根据设备和地质土质情况确定。如采用30kN振冲器成桩：d桩0.801.2m；采用沉管法成桩： d桩0.30.70m。）；砂