基础工程复习整理.doc

1、地基基础设计基本规定（1）所有建筑物的地基计算要满足承载力计算（2）甲级、乙级建筑物均应按地基变形设计；（3）丙级建筑物一般可不进行变形验算，特殊情况需要验算；（4）经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙、斜坡上的建筑，要验算稳定性（5）基坑工程应验算稳定性；（6）地下水较浅，建筑地下室或地下构筑物存在底板上浮问题时，进行抗浮验算。2、地基类型：（1）、天然地基：土质地基、岩石地基、特殊土地基（软土：e1 ，L 淤泥质土：1.5e1， L 淤泥 ：e1.5， L ）膨胀土、红粘土、冻土、湿陷性黄土（2）人工地基3、基础类型：（1）浅基础：单独基础、条形基础、十字基础、筏形、箱型（2）深基础：桩、沉井、沉箱、地下连续墙、深水基础4地基基础设计资料：荷载资料 岩土工程勘察资料 原位测试资料5 、基础污工有足够的截面，材料的容许应力大于地基反力产生的弯拉应力和剪应力，a-a不会出现裂缝，基础内不需配置钢筋，称为刚性基础 6、襟边:作用:扩大基底面积，调整施工误差，支立墩、台身模板的需要。7、刚性角：满足刚性基础要求时，自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角max。8、刚性基础：优点 稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。缺点： 自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响结构物的正常使用。适用条件：只要地基强度能满足要求，它是房屋、桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。对于荷载大或上部结构对沉降差较敏感的结构物，当持力层的土质较差又较厚时，不适宜的。9、扩展基础：概念：在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为 了防止基础在a-a断面开裂甚至断裂，必须在基础中配置足够数量的钢筋。优点：它整体性能较好，抗弯刚度较大。在外力作用下只产生均匀沉降或整体倾斜，这样对上部结构产生的附加应力比较小，基本上消除了由于地基沉降不均匀引起结构物损坏的影响。“宽基浅埋” 缺点：钢筋和水泥的用量较大，施工技术的要求也较高。适用条件：土质较差的地基上修建高层建筑时，采用这种基础形式是适宜的。10、基础埋置深度的选择考虑因素：地基的工程地质、场地环境条件、水文地质条件、当地的冻融条件、上部结构形式，以及保证持力层稳定所需的最小埋深和施工技术条件、造价等因素。 11、 地下水存在时：有承压水时： u/0.7 u=wh =izi12、地基承载力:单位面积地基土上能承受荷载的能力。13、地基承载力的确定一般有几种途径:（1）根据现场荷载试验或触探试验资料（2）按地基承载力理论公式计算;（3）按现行规范提供的经验公式计算。承载力fa：承载力特征值（设计值） Mb、Md 、Mc：承载力系数由 jk 查表 b：基底宽度，大于6m按6m考虑，对于砂土小于3m按3m考虑 ck：基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力当基础b3m或d0.5m，除岩石地基外，地基承载力的设计值按下式计算: fa= fk+b(b-3)+dm(d-0.5) f a- 地基承载力的设计值；f k- 地基承载力的标准值； b -基础底面宽度(m)，当b6m时，按6m计算; d -基础底面的埋置深度(m)，室外地面标高算起； - 基底下持力层土的天然容重;m- 基底以上土的容重(如为多层土时用换算容重）;b d - 基础宽度和深度方面的修正系数。16、沉降不满足时：增大尺寸(减少p0) ；增加埋深(减少p0),尤其增加地下室-补偿基础；地基处理 调整荷载17、桩基础的优点：桩基础在多种工程中承受复杂荷载18、端承桩：桩穿过较松弱土层，桩底支承在岩层或硬土层(如密实的大块卵石层)等实际非压缩性土层时，基本上依靠桩底土层抵抗力支承垂直荷载。19、摩擦桩： 桩穿过并支承在各种压缩性土层中，主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载。20、优点：在于墩身面积小、美观、施工方便、经济，但它受力大、纵向稳定性较差、对地基要求也高。 适用： 对于上部结构传递的荷载较大，且要求基础墩身面积较小时的情况，可考虑桩墩深基础方案。所以在选定方案时，尤其受较大船撞力的河流中应用此类型桥墩更应注意。 21、按承台位置分类：高桩承台基础；低桩承台基础。按桩的设置效应分类：（1）非挤土桩钻（挖）孔灌注桩（2）部分挤土桩冲击成孔灌注桩、开口打入桩、钻孔打入桩 （3）挤土桩 实心打入桩22、桩施工（1）、沉桩(预制桩) 打入桩(锤击桩)：是通过锤击(或以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。振动下沉桩：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。静力压桩: 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。（2）、灌注桩钻孔灌注桩: 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。为了顺利成孔、成桩，需采用包括制备有一定要求的泥浆护壁、提高孔内泥浆水的水位、灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法。挖孔灌注桩: 依靠人工(用部分机械配合)或机械在地基中挖出桩孔，然后浇筑钢筋混凝土或混凝土所形成桩。沉管灌注桩: 沉管灌注桩系指采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖(沉管时桩尖闭合，拔管时活瓣张开)的钢套管沉入土层中成孔，然后在套管内放置钢筋笼，并边灌注混凝土边拔套管而形成的灌注桩，也可将钢套管打入土中挤土成孔后向套管中灌注混凝土并拨出套管成桩。爆扩桩管桩：大直径钢筋混凝土或预应力混凝土或钢管桩,用大型的振动桩锤沿导向结构振动下沉到基岩，管内钻岩成孔，下放钢筋笼骨架，灌注混凝土，将管柱嵌固于岩层。23、护筒的作用是: 固定桩位，并作钻孔导向； 保护孔口，防止孔口土层坍塌; 隔离孔内外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位 以稳固孔壁。 ：25、灌注水下砼首批灌注的混凝土数量： 要保证将导管内水全部压出，并能将导管初次埋入1l.5 m深。按照这个要求计算第一斗连续浇灌混凝土的最小用量，从而确定漏斗的尺寸大小及储料槽的大小。对混凝土材料的要求：为保证水下混凝土的质量，设计混凝土配合比时，要将混凝土标号提高20%;混凝土应有必要的流动性，以坍落度表示;坍落度宜在180220mm范围内;每立方米混凝土水泥用量不少于360kg，水灰比宜用0.50.6，适当提高含砂率(宜采用40%50%)使混凝土有较好的和易性；为防卡管，石料尽可能用卵石，适宜直径为530mm，最大粒径不应超过40mm。 灌注水下混凝土注意事项：(1) 混凝土拌合必须均匀，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，混凝土的搅拌和运输设备应满足连续作业的要求，孔内混凝土上升到接近钢筋笼架底处时，防止钢筋笼架被顶起;(3) 随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，控制和保证导管埋入混凝土面内有35m深度。防止导管埋入过浅，也要防止导管埋入过深；28、双壁钢围堰法优点： 1.由于双壁钢围堰刚度较大，强度较高，所以能承受很大的水头差(30m以上)，既能承受向内的压力也能承受向外的压力，故能渡洪(不怕洪水淹没围堰)。 2.围堰内无支撑体系，工作面开阔，吸泥下沉、清基钻孔、灌注水下混凝土均很方便。 3.由于双壁钢壳在施工中仅起围堰作用，因而部分钢壳可以水下割除回收重复使用。 4.双壁围堰通过若干个大直径钻孔基础与岩盘牢固结合，从而避免了沉井基础水下大面积清基和穿过风化岩层的缺点。29、套箱法施工：先用打桩船(或其他方法)完成了全部基桩施工后，修建高桩承台基础。套箱可预制成与承台尺寸相应的钢套箱或钢筋混凝土套箱，箱底板按基桩平面位置留有桩孔。基桩施工完成后，吊放套箱围堰，将基桩顶端套入套箱围堰内基桩顶端伸入套箱的长度按基桩与承台的构造要求确定，并将套箱固定在定位桩，浇注水下混凝土封底，达到规定强度后即可抽水，继而施工承台和墩身结构。 施工中应注意:水中直接打桩及浮运箱形围堰吊装的正确定位，一般均采用交汇法控制，大河中有时还需搭临时观测平台；在吊箱中插打基桩，由于桩的自由长度大应细心把握吊沉方位；在浇灌水下混凝土时应将底桩缝隙堵塞好。 30、桩基施工质量检验：(一)桩的几何受力条件检验 (二)桩身质量的检验(三)桩身强度与单桩承载力检验 31、桩顶将发生轴向位移(沉降) = 桩身弹性压缩 + 桩底土层压缩32、桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩土间的变形性态有关，并各自达到极限值时所需要的位移量是不相同的。 试验表明：桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，粘性土中约为桩底直径的25%，砂性土中约为8%10%。 而桩侧摩阻力只要桩土间不太大的相对位移就能充分的发挥，一般认为粘性土为46mm，砂性土为610mm。 33、模型和现场的试验研究表明，桩的承载力随着桩的入土深度，特别是进入持力层的深度而变化，这种特性称为深度效应。34、桩在轴向荷载下的破坏模式：压屈破坏：当桩底支承在很坚硬的地层，桩侧土为软土层抗剪强度很低，桩在轴向受压荷载作用下，如同一根压杆似地出现纵向挠曲破坏。整体剪切破坏：足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层而达到强度较高的土层时，桩底土形成滑动面出现整体剪切破坏，因为桩底持力层以上的软弱土层不能阻止滑动土楔的形成。刺入破坏：足够强度的桩入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向受压荷载作用下，刺入式破坏。35、负摩阻力的意义及其产生原因：负摩阻力 当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率大于桩的下沉时，则桩侧土就相对于桩作向下位移，而使土对桩产生向下作用的摩阻力 。产生的原因： 1.在桩附近地面大面堆载，引起地面沉降，对桩产生负摩阻力; 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。36、中性点及其位置的确定：正、负摩阻力变换处的位置，即称中性点。中性点的位置： 桩与桩侧土的相对位移，桩周土的性质，当桩侧土层压缩变形大，桩底下土层坚硬，桩的下沉量小时，中性点位置就会下移;反之，中性点位置就会上移。37、单桩竖向容许承载力：单桩在轴向荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围之内所容许承受的最大荷载，它是以单桩轴向极限承载力(极限桩侧摩阻力与极限桩底阻力之和）考虑必要的安全度后求得的。确定方法有多种 ，考虑地基土具有多变性、复杂性和地域性，几种方法作综合考虑和分析，合理地确定。38、单桩水平承载力有哪些因素决定 ： 桩身强度.刚度；土性质；入土深度；桩顶约束。确定单桩水平承载力方法： 荷载试验、理论分析39、假定土的横向土抗力符合文克尔假定，可表示为 zx=khXz 式中：zx横向土抗力(kN/m2); kh地基系数(KN/m3);X z深度Z处桩的横向位移(m) 采用的kh值随深度的分布规律，相应产生几种基桩内力和位移计算的方法，即：1. m法:2.K法:3.C值法: 4. C法 40、弹性地基梁m法的基本假定：1） 认为桩侧土为温克尔离散线性弹簧2） 不考虑桩土之间的粘着力和摩阻力3） 桩作为弹性构件考虑4） 当桩受到水平外力作用后，桩土协调变形5） 任一深度Z处所产生的桩侧土水平抗力与该点水平位移Xz成正比即zx=khXz，且地基系数kh随深度成正比增长即kh=mz。41弹性桩：当桩的入土深度h2.5/时桩的相对刚度小，必须考虑桩的实际刚度，按弹性桩来计算。 刚性桩：当桩的入土深度h2.5/时，则桩的相对刚度较大，计算时认为属刚性桩，42、桩的计算宽度：为了将空间受力简化为平面受力，并综合考虑桩的截面形状及多排桩间的相互遮蔽作用，将桩的设计宽度(直径)换算成相当实际工作条件下，矩形截面桩的宽度b143 单桩验算1计算各桩桩顶所承受的荷载Pi、Qi、Mi;2确定桩在最大冲刷线下的入土深度3验算单桩轴向承载力; 4确定桩的计算宽度b1; 5计算桩的变形系数; 6计算地面处桩截面的作用力Q0,M0，并验算桩在地面或最大冲刷线的横向位移不大于6mm。然后求算桩身各截面的内力，进行桩身配筋，桩身截面强度和稳定性验算； 7计算桩顶位移和墩台顶位移，并进行验算44、群桩效应：群桩不同于单桩的工作性状所产生的效应，可称群桩效应，它主要表现在对桩基承载力和沉降的影响。（在桩的承载力方面：群桩基础的承载力不等于各单桩承载力总和。）45、影响群桩基础承载力和沉降的因素： 土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和大小。 主要因素： 桩距，桩数。当桩距较小，土质较坚硬时，在荷载作用下，桩间土与桩群作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈“整体破坏”。桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，桩呈“刺入破坏”。 一般情况下群桩基础兼有这两种性状。 46、沉井：特点： 深度大，整体性强，稳定，承载力大，施工中挡土挡水，补偿基础，应用广。工期长，倾斜，下沉困难。适用条件：(1) 荷载大，表层地基承载力不足，一定深度下有较好的持力层，与其他基础相比经济合理； (2)在山区河流中，虽土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工；(3)岩层表面较平坦，覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基坑施工围堰有困难。47、按施工方法分： 一般沉井，浮运沉井 按材料分 混凝土、钢筋混凝土、竹筋混凝土、钢 按平面形状分： 圆形，矩形，圆端形 单孔，双孔，多孔 按立面形状分：柱形，阶梯形，锥形48沉井的一般构造井壁,刃脚 隔墙 井孔凹槽 射水管