《基础工程》(第四版)王晓谋主编---删减版

精品文档 1欢迎下载 基础工程 第四版 王晓谋主编 一 名词解释 第一章 1 地基 承担建筑物荷载的地层 2 基础 介于上部结构与地基之间的部分 即建筑物最底下的一部分 3 天然地基 自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求 不需要人工处理的地基 4 人工地基 天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载 需经人工处理后作为地基 的 土体称为人工地基 5 浅基础 基础埋深小于 5m 在设计计算中可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基 础 6 深基础 基础埋深大于 5m 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 7 最不利荷载组合 参与组合起来的荷载 能产生相应的最大力学效能 第二章 1 刚性基础 不需配置受力钢筋的基础 2 柔性基础 用钢筋砼修建的基础 3 刚性角 刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲 拉应力和剪应力不超过基 础 材料的强度极值 从而得到墩台边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角 4 刚性扩大基础 也叫无筋扩展基础 由砖 毛石 混凝土 灰土和三合土等材料组成的 墙 下条基或柱下独立基础 5 地基容许承载力 指地基稳定有足够安全度的承载能力 它由地基极限承载力除以一个 安 全系数所得 6 持力层 直接支承基础的土层 其下的土层为下卧层 7 下卧层 持力层地基承受的荷 载是随着土体深度的加深而慢慢减小 到一定深度后土体承 受的荷载 就可以忽略不计了 这时我们就把这一层往下的土体叫做下卧层 精品文档 2欢迎下载 8 软弱下下卧层 地基由多层土组成时 持力层以下存在容许承载力小于持力层容许承载 力 的土层时 这样的土层叫做软弱下卧层 9 桩的横向承载力 桩在与桩横轴线垂直方向受力时的承载力 第三章 1 高桩承台基础 承台在地面或冲刷线以上的基础 2 低桩承台基础 承台在地面或冲刷线 以下的基础 3 基桩 就是指群桩基础中的单桩 4 灌注桩 在现场地基中钻挖桩孔 然后在孔内放入钢筋骨架 再灌注桩身混凝土而成的 桩 5 端承桩 桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担 桩侧阻力可忽略不计的桩 6 摩擦 桩 桩顶极限荷载绝大部分都由桩侧阻力承担 桩端阻力可以忽略的桩 7 柱桩 也称为端 承桩 8 单桩承载能力 单桩在荷载作用下 地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证 变 形 也在容许范围内 以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载 9 深度效应 桩的承载力 主要是桩端承载力 随着入土深度 特别是进入持力层的深度而 变 化 这种特性称之为深度效应 10 单桩轴向承载能力 指单桩在外荷载作用下 不丧失稳定 不产生过大变形所能承受的 最大荷载 11 负摩阻力 当桩身穿越软弱土层支承在坚硬土层上 当软弱土层因某种原因发生地面沉 降时 桩周围土体相对桩身产生向下位移 这样使桩身承受向下作用的摩擦力 12 中性点 在 ln 深度处桩周土与桩截面沉降相等 两者无相对位移发生 其摩阻力为零 正 负摩阻力交换处为零的点即为中性点 13 钻孔灌注桩 在工程现场通过机械钻孔 钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩 孔 并在其内放置钢筋笼 灌注混凝土而做成的桩 14 正循环成孔 泥浆由泥浆泵以高压从泥浆池输进钻杆内腔 经钻头的出浆口射出 底部 的钻头在旋转时将土层搅松成为钻渣 被泥浆悬浮 随泥浆上升而溢出 经过沉浆池沉淀 净化 泥浆再循环使用 井孔壁靠水头和泥浆保护 精品文档 3欢迎下载 15 反循环成孔 泥浆由泥浆池流入钻孔内 同钻渣混合 在真空泵抽吸力作用下 混合物 进入钻头的进渣口 经过钻杆内腔 泥石泵和出浆控制筏排泄到沉淀池中净化 再供使用 由于钻杆内径较井孔直径小得多 故钻杆内泥水上升比正循环快 4 5 倍 在桥梁钻孔桩成 孔中处于主导地位 第四章 1 弹性抗力 桩身的水平位移及转角 使桩挤压桩侧土体 桩侧土对桩所产生的横向土抗 力 称为土的弹性抗力 2 地基系数 单位面积的土在弹性范围内产生单位变形所需的力 3 刚性桩 当桩的入土深度 h 2 5 a 时 称为弹性桩 反之称为刚性桩 a 为桩 土变形系 数 4 柔性桩 5 桩的换算宽度 计算桩的内力与位移时不直接采用桩的设计宽度 直径 而是换算成相 当实际工作条件下矩形截面桩的宽度 b1 b1 称为桩的计算宽度 6 群桩效应 由于承台 桩 土的相互作用使得群桩中基桩的工作性状 承载能力与沉降 与相同地质条件和设置方法的单桩有显著差别的现象 第五章 1 沉井 先在地表制作成一个井筒状的结构物 沉井 然后在井壁的围护下通过从井内不 断挖土 使沉井在自重作用下逐渐下沉 达到预定设计标高后 再进行封底 构筑内部结 构 第六章 1 软土 软土是淤泥和淤泥质土的总称 主要是由天然含水量大 压缩性高 承载能力低 的 淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土 2 换土垫层法 建筑物基础下的持力层比较软弱 不能满足上部荷载对地基的要求时 将 基 础以下一定深度 宽度范围内的软土层挖去 然后回填强度较大的砂 石或灰土等 并夯 至密实 精品文档 4欢迎下载 3 化学加固法 是利用某些化学溶液注入地基土中 通过化学反应生成胶凝物质或使土颗 粒 表面活化 在接触处胶结固化 以增强土颗粒间的连结 提高土体的力学强度的方法 4 砂井堆载预压法 在软土层中按一定距离打入管井 井中灌入透水性良好的砂 形成排水 砂 井 在堆载预压下 加速地基排水固结 提高地基承载能力 5 挤密砂桩法 是利用振动或锤击作用 将桩管打入土中 分段向桩管加砂石不断提升并 反 复挤压而建成桩的方法 6 强夯法 指的是为提高软弱地基的承载力 用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速 固 结的方法 7 复合地基 指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强 或被置换 或在天然地基 中 设置加筋材料 加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基 三 选择题 第一章 1 下列不属于基本可变荷载的是 A B A 水的浮力 B 风力 C 汽车荷载 D 人群荷载 2 基础工程设计计算的基本原则 ABCD A 基础底面的压力小于地基的容许承载力 B 地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降 值 C 地基及基础的整体稳定性有足够保证 D 基础本身的强度满足要求 第二章 3 不需配置受力钢筋 仅通过限制基础伸出宽度与高度之比来满足强度要求的基础称为 A A 刚性基础 B 柔性基础 C 3 扩大基础 下列不属于浅基础的是 B D A 刚性扩大基础 B 桩基础 C 箱形基础 D 3 沉井基础 板桩墙可分为 ABCD 几种形式 精品文档 5欢迎下载 A 无支撑式 B 单支撑板式 C 多支撑式 D 锚撑式 4 双壁钢围堰采用中空井壁是因为 A C A 提供的浮力可使围堰在水中自浮 使双壁钢围堰在漂浮状态下分层接高下沉 B 节约钢材 C 利用向井壁内的密封隔舱不等高灌水来控制双壁围堰下沉及调整下沉时的倾斜 5 地基容许承载力的确定一般有以下四种方法 ABCD A 在土质基本相同的条件下 参照邻近建筑物地基容许承载力 B 根据现场荷载试验的 p s 曲线 C 按地基承载力理论公式计算 D 按现行规范提供的经验公式计算 6 刚性扩大基础的设计与计算的主要内容 ABCD A 基础埋置深度的确定 B 刚性扩大基础尺寸的拟定 C 地基承载力验算 基底合力偏心距验算 基础稳定性和地基稳定性验算 D 基础沉降验算 7 选择基础埋深时 对于岩质地基如岩石的风化层很厚 难以全部清除时 基础放在风化 层中的埋置深度应根据 ABC 来确定 A 风化程度 B 冲刷深度 C 风化层的容许承载力 D 岩层的承载能力 8 当基础的抗倾覆验算不合格时 可以采取以下措施 AD A 桥台的台身做成后倾式 B 基底增设齿槽 C 仅受单向水平推力 基底做成倾 斜式 D 台后一定长度范围内填碎石 干砌片石或填石灰土 9 当基础的抗滑移验算不合格时 可以采取以下措施 BC A 桥台的台身做成后倾式 B 基底增设齿槽 C 仅受单向水平推力 基底做成倾 斜式 D 台后一定长度范围内填碎石 干砌片石或填石灰土 10 下列属于预制桩的是 ABC A 打入桩 B 振动下沉桩 C 静力压桩 D 沉管灌注桩 11 按照桩土相互作用的特点 竖向受荷桩可分为 B 两类 精品文档 6欢迎下载 A 挤土桩和非挤土桩 B 端承桩和摩擦桩 C 主动桩和被动桩 12 旋转转进成孔时 按照泥浆循环程序不同分为 B 两种 A 正循环和逆循环 B 正循环和反循环 C 换浆循环和抽浆循环 13 钻孔过程中泥浆的作用有 ABCD A 孔内产生较大的静水压力 防止坍孔 B 孔壁形成胶泥护壁 切断孔内外渗流 稳定孔内 水位 C 悬浮钻渣 利于排渣 D 冷却机具和切土润滑 14 下列桩型中属于挤土桩的是 AC A 实心预制桩 B 预应力管桩 C 沉管灌注桩 D 敞口钢管桩 挤土效应对工程建设造成的不利影响有 ABCD A 未初凝的灌注桩桩身缩小乃至断裂 B 桩上涌和移位 地面隆起 降底桩的承载力 C 影响邻近建筑物 地下管线的安全 D 使桩产生负摩阻力 降低桩基承载力 增大桩基 沉降 15 桩基施工中护筒的作用有 ABC A 固定桩位 并作钻孔导向 B 保护孔口防止孔口土层坍塌 C 隔离孔内孔外表层水 并保持钻孔内水位高出施工 水位以稳固孔壁 D 防止超钻 16 正循环旋转钻机所用钻头有 ABD A 鱼尾钻头 B 笼式钻头 C 牙轮钻头 D 刺猬钻头 17 钻孔过程中应注意 ABCD A 始终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达到要求 B 根据土质等情况控制钻进速度 调整泥浆稠度 C 钻孔宜一气呵成 不 宜中途停钻 D 加强对桩位 成孔情况的检查工作 终孔时应对桩位 孔径 形状 深度 倾斜度及孔 底土质等情况进检验 合格后立即清孔 吊放钢筋笼 灌注混凝土 18 灌注水下混凝土时应注意 ABCD A 混凝土拌合必须均匀 尽可能缩短运输距离和减小颠簸 B 灌注混凝土必须连续作业 一气呵成 避免任何原因的中断 C 随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度 孔内混凝土上升到接近钢筋骨 架底处时应防止钢筋笼架被混凝土顶起 精品文档 7欢迎下载 D 灌注的桩顶标高应比设计值高出 m 此范围的浮浆和混凝土应凿除 19 在深水中修筑高桩承台桩基时 由于承台位置较高不需座落到河底 一般采用 AB 修筑桩基础 A 吊箱法 B 套箱法 C 围堰法 20 土对桩的支承力由 和 两部分组成 一般情况下 先于 发挥 A A 侧摩阻力 端阻力 侧摩阻力 端阻力 B 基底压力 摩阻力 基底压力 摩阻力 C 侧摩阻力 端阻力 端阻力 侧摩阻力 21 下列情况可视为摩擦桩的是 ABD A 当桩端无坚实持力层且不扩底时 B 桩端虽置于坚实持力层但桩的长径比很大 传递到桩端的荷载较小 C 桩周土层软弱 桩底支承在岩层上 D 当预制桩由于挤土效应 使已沉入桩上涌 桩端阻力明显降低时 22 预制桩起吊和堆放时吊 支 点的确定应根据 B A 施工方便 B 桩的正负弯矩相等 C 反力相等 D 桩的配筋数量 23 对于桥头路堤高填土的桥台桩基础 当桩周土的沉降大于桩的沉降时 在桩侧将产生 B A 弹性抗力 B 负摩阻力 C 正摩阻力 24 静载荷试验中 极限荷载确定依据 ABC A 取破坏荷载的前一级荷载 B P S 曲线上明显拐点处所对应的荷载 C S lgt 曲线线形由直线变为折线时所对应的前一级荷载 D 时间 位移梯度曲线上第二直线段末端的点 25 单向多循环加载法测定单桩横向承载能力时 极限荷载可取 AD A 荷载 时间 位移 H0 T U0 曲线明显陡降 即位移包络线下凹 的前一级荷载 B P S 曲线上明显拐点处所对应的荷载 精品文档 8欢迎下载 C S lgt 曲线线形由直线变为折线时所对应的前一级荷载 D 荷载 位移梯度 H0 U0 H0 曲线第二直线段终点对应荷载 26 下列情况下可产生负摩阻力的是 ABC A 桩附近大量堆载 引起地面沉降 B 地下水位下降 引起土层产生自重固结 C 桩穿越欠固结土层进入硬持力层 D 挤土效应引起已就位的桩上浮 27 验算可能产生负摩阻力桩的单桩承载能力时 下列说法正确定的是 B C A 桩侧摩阻力取整个桩长范围内的侧阻力之和 B 负摩阻力 nN 应作为外荷载加以考 虑 C 桩侧摩阻力只计中性点以下桩段的侧摩阻力之和 D 取中性点处作为验算截面 第四章 28 影响土的弹性抗力的因素有 ABCDE A 土体性质 B 桩身刚度 C 桩的入土深度 D 桩的截面形状 E 桩距及荷载 29 为计算方便起见 按照桩与土的相对刚度 将桩分为 当桩的入土深度 5 2h 时 按 来计算 C A 刚性桩 柔性桩 刚性桩 B 刚性桩 弹性桩 刚性桩 C 刚性桩 弹性桩 弹性桩 30 对于摩擦型群桩基础 当桩的中心距小于 6 倍桩径时 下列说法正确的是 BD A 不必考虑群桩效应 B 群桩基础的承载能力小于各基桩承载能力之和 C 群桩基础的沉降等于相同地质条件和设置方法下单桩的沉降 D 群桩基础的群桩基础的沉降大于相同地质条件和设置方法下单桩的沉降 31 对于端承型群桩基础 下列说法正确的是 AC A 不必考虑群桩效应 各基桩的工作性状接近于相同地质条件下的单桩 B 群桩基础的承载能力小于各基桩承载能力之和 C 群桩基础的沉降等于相同地质条件和设置方法下单桩的沉降 D 群桩基础的群桩基础的沉降大于相同地质条件和设置方法下单桩的沉降 32 关于桩基设计 下列说法正确的是 ABD 精品文档 9欢迎下载 A 基岩埋藏较浅时 应优选柱桩 B 同一桩基中不宜同时采用柱桩和摩擦桩 以及不同材料 不同直径和长度 相差过大的桩 C 柱桩的最小嵌岩深度由单桩轴向承载能力控制 D 在进行桩的平面布置时应尽可能使群桩横截面重心与荷载合力作用点重合或接近 第五章 33 沉井施工过程中 在抽除垫木时 应依据 ABCD 的原则进行 A 对称 B 分 区 C 依次 D 同步 34 沉井的一般构造可分为 隔墙 井孔 凹槽 射水管 封底和盖板 AD A 井壁 B 射口挡板 C 气龛 D 刃脚 35 沉井井壁的作用有 ABC A 施工中用作围堰 承受土 水压力 B 下沉时作为重量克服井壁与土之间的摩阻力 C 施工完毕后 作为基础或基础的一部分承担荷载 D 保持井内水位 36 沉井隔墙的作用有 BC A 施工中用作围堰 承受土 水压力 B 增加沉井在下沉过程中的刚度 减小井壁受力计算跨度 C 分隔井孔 控制沉降及纠 倾 D 保持井内水位 37 沉井发生倾斜纠正方法 ABCD A 在沉井高的一侧集中 挖土 B 在低的一侧回填砂石 C 在沉井高的一侧加重物或用高压身水冲松土层 D 必要时可在沉井顶面施加水平力扶正 第六章 38 砂井或塑料排水板的作用是什么 D A 提高复合模量 B 形成复合地基 C 起竖向增强体的作用 D 预压荷载下的排水通道 通过将土压密挤实 使孔隙比减小从而提高地基土的强度减小变形的地基处理方法有 ABC A 强夯法 B 堆载预压 C 挤密砂桩 D 深层搅拌 39 利用化学方法使得土粒胶结在一起 提高土的强度 减小土的压缩性的地基处理方法有 ABD A 硅化法 B 旋喷法 C 挤密砂桩 D 深层搅拌 40 对于饱和软粘土适用的处理方 精品文档 10欢迎下载 法有 CDE A 碾压 B 强夯 C 降水预压 D 堆载预压 E 搅拌桩 F 振冲碎石桩 41 通过置 换处理地基的方法有 ABC A 换土垫层 B 碎石桩 C 石灰桩法 D 深层搅拌桩 42 通过增加排水途径 缩短排水距离 加速地基固结来进行地基处理的方法有 A C A 砂井法 B 堆载预压法 C 塑料排水板法 D 碎石桩法 43 软土的工程特性 ABCDE A 含水量较高 孔隙比较大 B 抗剪强度低 C 压缩性较高 D 渗透性很小 E 结 构性明显 流变性显著 五 简单题 一 绪论 1 基础工程设计的基本原则和目的 答 基础工程设计的目的是设计一个安全 经济和可行的地基及基础 基本原则有以下几 点 基础底面的压力小于地基承载力 地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值 地基及基础的整体稳定性有足够保证 基础本身的强度满足要求 2 基础工程的几种形式及适用条件 答 地基可分为天然地基和人工地基 基础可分为浅基础和深基础 基础工程的常见形式 分为天然地基上的浅基础 天然地基上的深基础 人工地基上的浅基础三类 如若天然地 基承载力较高 足以满足上部结构物荷载作用下的强度 变形和稳定性的要求 一般优先 选用天然地基上的浅基础 若浅层土承载力不足 但下部较深土层有良好的承载力 可考 虑天然地基上的深基础形式 若深基础不可行或没有较好土层 可考虑对浅层地基进行人 工加固处理后设置人工地基上的浅基础 3 试述上部结构 地基 基础共同作用的概念 答 上部结构 基础 地基三者在相互的接触面上保持静力平衡 并且是相互联系成整体 来承担荷载并发生变形 三部分都按各自的刚度对变形产生相互制约的作用 从而使整个 体系的内力和变形发生变化 因此 在设计时应考虑三者的共同作用 即地基 基础 上 部结构之间必须同时满足静力平衡和变形协调两个条件 在外荷作用下相互制约 彼此影 响 4 简述基础设计的内容和步骤 答 初步拟定基础的结构形式 材料与平面布置 确定基础埋置深度 精品文档 11欢迎下载 计算作用在基础顶面的荷载 计算地基承载力 根据作用在基础顶面的荷载和地基承载力 计算基础的底面积 并以此计算基础的长 度和宽度 计算基础高度 确定剖面形状 若地基持力层下存在软弱下卧层时 则需验算软弱下卧层承载力 按要求计算地 基变形 基础细部构造和构造设计 绘制基础施工图 二 浅基础 1 浅基础与深基础有哪些区别 答 两者区别主要在三个方面 埋置深度上 浅基础是指埋置深度在 5 米以内或基础宽 度比埋深大的基础 其结构形式较简单 深基础是埋深大于 5 米以上且基础宽度小于埋深 的基础 其结构形式一般较复杂 设计上 浅基础不考虑基础侧面的土体对基础竖向的 摩阻力和水平向的土抗力 而深基础要考虑 施工上 浅基础一般是明挖 施工方法及 设备简单 造价低 而深基础一般需要专门的设备开挖 施工方法及设备较复杂 造价较 高 2 何谓刚性基础 刚性基础有什么特点 答 刚性基础是指由抗压强度高 抗剪抗弯强度较低的材料砌筑而成的基础 基础要求有 足够的截面抵抗弯曲拉应力和剪应力 即满足刚性角的要求 从而不需要配置钢筋的基础 其特点是稳定性好 施工简便 自重大 能承受较大的荷载 适合于地基条件较好持力层 承载力较高的情况 3 确定基础埋置深度应考虑哪些因素 答 应考虑以下几个因素 地基的地质条件 河流的冲刷深度 当地的冻结深度 上部结构形式 当地的地形条件 保持持力层稳定所需的最小埋置深度 4 基础埋置深度对地基承载力 沉降有什么影响 答 一般来说 随着基础埋置深度的增加 基础底面的附加应力逐渐减小 地基承载力是 随之增加 而沉降是随之减小的 5 何谓刚性角 请绘图说明 它与什么因素有关 答 刚性角是指从与基础相连的上部结构边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角 它与基础所用的材料强度有关 也与基底压力有关 6 刚性扩大基础为什么要验算基底合力偏心距 答 验算刚性扩大基础底面的合力偏心距 精品文档 12欢迎下载 的目的是控制其大小 尽可能使基底应力分布比较均匀 以免基底两侧应力相差过大使基 础产生较大的不均匀沉降而使上部结构发生倾斜 影响正常使用 7 地基沉降计算包括哪些内容 答 地基沉降验算内容包括沉降量 相邻基础沉降差 不均匀沉降产生的倾斜和局部倾斜等 8 在什么情况下应验算桥梁基础的沉降 答 大型 重要的桥梁基础要验算沉降 修建在一般土质条件下的中小型桥梁的基础只要 满足了地基的强度要求 就可以不验算其沉降 但是下列几种情况下的中小桥梁基础的沉 降需要验算 修建在地质条件复杂 地层分布不均或强度较小的软粘土地基及湿陷性黄 土上的基础 修建在非岩石地基上的拱桥 连续梁桥等超静定结构的基础 当相邻基 础下地基土强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时 对于跨线桥 跨线渡槽要保证桥 或槽 下净空高度时 9 水中基坑开挖的围堰形式有哪几种 答 水中基坑开挖的围堰形式有以下几种 土围堰 草袋围堰 钢板桩围堰 双壁钢围堰 地下连续墙围堰等 10 水中基坑开挖的围堰应满足哪些要求 答 应符合的要求有 围堰顶面标高应高出施工期间可能出现的最高水位 0 5 米以上 有风浪时应适当加高 修建围堰使河道断面压缩一般不超过流水断面积的 30 必要时 应采取有效防护措施 围堰内尺寸应满足基础施工要求 留有适当工作面积 基坑边缘 至堰脚距离一般不小于 1 米 围堰结构应能承受施工期间产生的土压力 水压力以及其 他可能发生的荷载 满足强度和稳定要求 并应具有良好的防渗性能 11 天然地基浅基础有哪些类型 答 常见的类型有 刚性扩大基础 单独和联合基础 条形基础 筏板基础 箱形基础等 12 确定地基容许承载力的方法有哪些 地基承载力的深宽修正系数与哪些因素有关 答 一般有四种方法确定 在土质基本相同的条件下 参照临近建筑物的地基容许承载 力 根据现场载荷试验曲线确定 按地基承载力理论公式计算 按现行规范提供的 经验公式计算 16 简述箱形基础的特点 答 整体性好 具有比筏板基础更大的刚度 能有效调整 和减少不均匀沉降 减少对上部结构的影响 它的宽度和有限埋深比单独基础和条形基础大 能提高地基的承载力和加强地基 精品文档 13欢迎下载 的稳定性 它的地下箱体体积大 与筏板 地下室 基础相比 不仅能提供更大的地下使用空间 而且具有较大的补偿效应 三 桩基础 1 桩基础有何特点 答 特点 承载力高 稳定性好 沉降量小而均匀 在深基础中具有耗用材料少 施工简 便等特点 同时具有适应性强的特点 不仅便于机械化施工和工厂化生产 而且能以不同 类型的桩基础适应不同的水文地质条件 荷载性质和上部结构特征 2 桩基础适用于什么情况 答 适用于以下情况 荷载较大 地基上部土层软弱 适宜的地基持力层位置较深 采 用浅基础或人工地基在技术上 经济上不合理时 河床冲刷较大 河道不稳定或冲刷深 度不易计算正确 位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀 冲刷 如采用浅基础不能 保证基础去 安全时 当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时 采用桩基础 穿过松软 高压缩 土层 将荷载传到较坚实 低压缩性 土层 以减少建筑物沉降并使 沉降较均匀 当建筑物承受较大的水平荷载 需要减少建筑物的水平位移和倾斜时 当施工水位或地下水位较高 采用其他深基础施工不便或经济上不合理时 地震区 在 可液化地基中 采用桩基础可增加建筑物抗震能力 桩基础穿越可液化土层并伸入下部密 实稳定土层 可消除或减轻地震对建筑物的危害 2 在竖向荷载作用下 端承桩和摩擦桩受力情况有什么不同 答 在竖向荷载作用下 端承桩所发挥的承载力以桩底土层的承载力为主 其特点是桩身 穿过较松软土层 桩底支承在坚实土层或岩层中 且桩径比不太大 摩擦桩所发挥的承载 力以侧摩阻力为主 其特点是桩穿过并支承在各种压缩性的土层中 3 钻孔桩施工前埋设护筒 其作用是什么 答 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 孔内孔外表层水 并保持钻孔内水位高出施工水位以稳定孔壁 5 钻孔灌注桩成孔时 泥浆起什么作用 答 泥浆的作用有 在孔内产生较大的静水压力 防止塌孔 泥浆向孔外土层渗漏 在钻进过程中 由于钻头的活动 孔壁表面形成一层胶泥 具有护壁作用 同时将孔内外 水流切断 能稳定孔内水位 泥浆相对密度大 具有挟带钻渣的作用 利于钻渣的排出 精品文档 14欢迎下载 能冷却机具和切土润滑 降低钻具磨损和发热程度 8 灌注桩清孔的目的是什么 有哪些清孔方法 具体说明 答 清孔的目的是除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 方法有 抽浆清孔 用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆而达到清孔的目的 适用 于孔壁不易坍塌 各种钻孔方法成孔的柱桩和摩擦桩 掏渣清孔 用掏渣筒掏清孔内粗 粒钻渣 适用于冲抓 冲击成孔的摩擦桩 换浆清孔 正 反循环旋转钻机可在钻孔完 成后不停钻 不进尺 继续循环换浆清渣 直至达到清理泥浆的要求 适用于各类土层的 摩擦桩 9 钻孔灌注桩有哪些成孔方法 各适用什么情况 答 旋转钻进成孔 利用钻具的旋转切削土体钻进 并同时采用循环泥浆的方法护壁排 渣 适用于较细 软的土层 如各种塑性状态的粘性土 砂土 夹少量 粒径小于 100 200mm 的砂卵石土层 在软岩中也曾使用 我国钻孔深度可达 100m 以上 冲击钻进 成孔 利用钻锥 重为 10 35KN 不断地提锥 落锥反复冲击孔底土层 把土层中泥砂 石块挤向四壁或打成碎渣 钻渣悬浮于泥浆中 利用掏渣筒取出 重复以上过程冲击钻进 成孔 适用于含有漂卵石 大块石的土层及岩层 也能用于其他土层 成孔深度一般不宜 大于 50mm 冲抓钻进成孔 用兼有冲击和抓土作用的抓土瓣 通过钻架 由带离合器的 卷扬机操纵 靠冲锥自重 10 20KN 冲下使土瓣锥尖张开插入土层 然后卷扬机提升锥头 收拢抓土瓣将土抓出 弃土后继续冲抓钻进而成孔 适用于粘性土 砂性土及夹有碎卵石 的砂砾土层 成孔深度宜小于 30m 10 灌注水下混凝土应注意哪些问题 答 灌注水下混凝土是钻孔灌注桩最后一道关键性的工序 应注意以下问题 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 灌注 混凝土必须连续作业 一气呵成 避免任何原因的中断 因此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应防止钢筋笼架被混凝土顶 起 在灌注过程中 要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度 提管时保 证导管埋入混凝土面内有 3 5m 深度 防止导管提升过猛 管底提离混凝土面或埋入过浅 而使导管内进水造成断桩夹泥 但也要防止导管埋入过深 而造成导管内混凝土压不出或 导管为混凝土埋住凝结 不能提升 导致中断浇灌而成断桩 灌注的桩顶标高应比设计 标高预加一定高度 此范围的浮浆和混凝土应凿除 以确保桩顶混凝土的质量 预加高度 一般为 0 5m 深桩应酌量增加 11 考虑基桩的纵向挠曲时 桩的计算长度应如何确定 为什么 答 应结合桩在土中支承情况 根据两端支承条件确定 近似计算可参照规范 因为在竖 向荷载作用下 基桩将像一根受压杆件 发生纵向挠曲破坏而丧失稳定性 而且这种破坏 往往发生于截面承压强度破坏以前 因此验算时尚需考虑纵向挠曲影响 即截面强度应乘 精品文档 15欢迎下载 以纵向挠曲系数 12 从哪些方面来检测桩基础的质量 各有何要求 答 1 桩的几何受力条件检验 桩的几何受力条件主要是指有关桩位的平面布置 桩身倾 斜度 桩顶和桩底标高等 要求这些指标在容许误差的范围之内 2 桩身质量检验 对桩 的尺寸 构造及其完整性进行检测 验证桩的制作或成桩的质量 3 桩身强度与单桩承载 力检验 保证桩的完整性 检测桩身混凝土的抗压强度 预留试块的抗压强度不低于设计 采用混凝土相应抗压强度 对于水下混凝土应高于 20 13 什么是 m 法 它的理论依据是什么 此方法有什么优缺点 答 假定地基系数 c 随深度成正比例增长 m 为地基土比例系数 M 法基本假定是认为桩侧 为温克尔离散线性弹簧 不考虑桩土之间粘着力和摩阻力 桩作为弹性构件考虑 当桩受 到水平外力作用 桩土协调变形 任意深度产生桩测水平抗力与该点水平位移成正比 且 c 随深度成正比增长 优缺点 1 根据 m 法假定 凸弹性抗力与位移成正比 此换算忽视桩身位移 2 换算土层厚 Hm 仅与桩径有关 与地基土类 桩身材料等因素无关 显然过于简单 14 地基土的水平向土抗力大小与哪些因素有关 答 土体的性质 桩身刚度大小 桩的截面形状 桩与桩间距 桩入土深度及荷载大小 15 m 法为什么要分单排桩和多排桩 弹性桩和刚性桩 答 单排桩是指在水平外力 H 作用面向垂直平面上 由多根桩组成单排桩的基础 多排桩 指在水平外力作用平面内有一根以上的桩的桩基础 不能直接应用单桩形式计算桩内力公 式计算各桩顶作用力 需应用结构力学另行计算 当入土深度 h 2 5 桩相对刚度小 必须考虑桩实际刚度 按弹性桩计算 当桩入土深度 h 不大于 2 5 则桩相对刚度较大 可按刚性桩计算 16 在 m 法中高桩承台和低桩承台的计算有什么异同 答 低桩承台考虑承台侧面土的 水平抗力与桩和桩侧土共同作用抵抗和平衡水平外荷载作用 考虑低桩承台侧面土的水平 土抗力是与共同作用时 桩内力与位移计算仍可按前述方法 只需在力系平衡中考虑承台 侧面土的抗力因素 17 用 m 法对单排桩基础的设计和计算内容包括哪些内容 计算步骤是怎样的 答 1 桩的挠曲微分方程的建立及其解 2 计算桩身内力及位移的无量纲法 3 桩身 最大弯矩位置和最大弯矩的确定 4 桩顶位移的计算公式 5 单桩及单排桩桩顶按 弹性嵌固的计算 6 计算步骤及其验算要求 18 承台应进行哪些内容的验算 精品文档 16欢迎下载 答 承台设计包括承台材料 形状 高度 地面标高和平面尺寸确定以及强度验算 19 什么情况下需要进行桩基础的沉降计算 如何计算 答 超静定结构桥梁或建于软土 湿陷性黄土地基或沉降较大的其他图层静定结构桥梁墩台的群桩基础应计算沉降量并进行 验算 计算 根据分层和法计算沉降量 再由公路基规规定满足下式 s 2 根号 L s 根号 L 20 桩基础的设计包括哪些内容 通常应验算哪些内容 怎样进行这些验算 答 包括桩 基础类型 桩径桩长桩数 桩布置 承台位置与尺寸 单根基桩验算 群桩基础承载力和沉降量验算 承台强度验算 单根桩验算 N G K P 21 什么是地基系数 确定地基系数的方法有哪几种 答 文克尔假定中 任一点所承受压力与该点变形比值即为地基系数 确定地基系数有 m 法 k 法 c 法 及常数法 我国采用 m 法 22 试分别根据桩的承载形状和桩的施工方法对桩进行分类 答 桩的分类 按承载性状分 摩擦型桩 摩擦桩 端承摩擦桩 端承型桩 端承型 摩擦端承型 按施工方法分 预制桩 灌注桩 23 简述单桩在竖向荷载下的工作性能及 其破坏性状 答 工作性能 桩的荷载的传递 桩身发生弹性压缩变形 桩底土层发生 压缩变形 桩侧土对桩产生侧摩阻力 破坏性状 1 压屈破坏当桩底支承在坚硬的土层或 岩层上 桩周土层极为软弱 桩身无约束或侧向抵抗力 穿越深厚淤泥质土层中的小直径 端承桩或嵌岩桩 细长的木桩等多属于此种破坏 2 整体剪切破坏 当具有足够强度的桩 穿过抗剪强度较低的土层 达到抗剪强度较高的土层 且桩的长度不大时 桩在轴向荷载 作用下 由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形成 桩底土体形成滑动面而出现整体剪 切破坏 因为桩端较高强度的土层将出现大的沉降 桩侧摩阻力难以充分发挥 主要荷载 由桩端阻力承受 桩的承载力主要取决于桩端土的支承力 一般打人式短桩 钻扩短桩等 的破坏均属于此种破坏 3 刺入破坏 当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时 桩在轴向荷载作用下将出现刺人破坏 此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担 桩端阻力极 微 桩的沉降量较大 桩的承载力主要取决于桩周土的强度 一般情况下的钻孔灌注桩多 属于此种情况 五 沉井 1 试列举沉井构造中的两部分 并简述其功能 答 沉井一般由井壁 刃脚 隔墙 井孔 凹槽 封底和顶板等组成 精品文档 17欢迎下载 井壁作用 是主要部分 作用是在沉井下沉过程中挡土 挡水及利用本身自重克服土于井 壁之间摩擦阻力下沉 施工完毕后 座位传递上部荷载的基础或基础的一部分 刃脚 作用是利于沉井切土下沉 隔墙 作用是将沉井空腔分割成多个井孔 便于控制挖土下沉 防止倾斜 偏移 井孔 挖 土排土的工作场所和通道 凹槽 封底时利于井壁与封底混凝土的良好结合 2 试述沉井发生倾斜纠正方法 答 在沉井高的一侧集中挖土 在低的一侧回填砂石 在沉井高的一侧加重物或用高压身 水冲松土层 必要时可在沉井顶面施加水平力扶正 3 试述负摩阻力产生原因及对桩的 影响 答 当桩固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时 在桩侧表面将 出现向下的摩阻力 称其为负摩阻力 桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩 阴齿 负摩阻力不但不能为桩承载 力的一部分 反而变成施加在桩上的外荷载 4 沉井基础和桩基础的荷载传递有何区别 答 沉井基础是依靠自身重力克服井壁摩擦力 下沉至设计标高 然后经过混凝土封底并填塞井恐 使其成为桥梁墩台或其他结构物的基 础 他是整体承受荷载 在桩基础是由桩顶竖向荷载传递给侧面土及底层土及底层土发生 位移或形变产生桩侧摩阻力和桩底摩阻力 5 沉井基础有什么特点 答 埋置深度可以很大 整体性强 稳定性好 有较大的承载面积 能承受较大的垂直荷 载和水平荷载 沉井既是基础又是施工时的档土墙和挡土围堰结构物 施工工艺并不负杂 因此在桥梁工程中得到较广泛的应用 同时 沉井施工时对邻近建筑物形象较小且内部空 间可以利用 因而常用作工业建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础 也常用作竖井和地 下油库等 6 简述沉井基础按立面的分类以及各自的特点 答 主要有竖直式 倾斜式及台阶式等 竖直式沉井在下沉过程中不易倾斜 井壁接长较 简单 模板可重复使用 倾斜式及台阶式井壁可以减小土与井壁的摩阻力 其缺点是施工 较复杂 消耗模板多 同时沉井下沉工程中容易发生倾斜 7 沉井在施工中会出现哪些问题 应如何处理 答 1 沉井发生倾斜和偏移 倾斜 在沉井高的一侧集中挖土 在低的一侧回填砂石 在 沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层 必要时可在沉井顶面施加水平力扶正 偏移 先使沉井倾斜 然后均匀除土 使沉井底中心线下沉至设计中心线后 再进行纠偏 2 沉 精品文档 18欢迎下载 井下沉困难 增加沉井自重 可提前浇筑上一节沉井 以增加沉井自重 或在沉井顶上压 重物迫使沉井下沉 对不排水下沉的沉井 可以抽出井内的水以增加沉井自重 用这种方 法要保证土不会产生流砂现象 减小沉井外壁的摩阻力 可以将沉井设计成梯形 钟形 或在施工中尽量使外壁光滑 也可在井壁内埋置设高压射水管组 利用高压水流冲松井壁 附近的土 且水流沿井壁上升而润滑井壁 使沉井摩阻力减小 8 泥浆润滑套的特点和作用是什么 答 泥浆润滑套是把配置的泥浆灌注在沉井井壁周围 形成井壁和泥浆接触 主要包括射 口挡板 地表围圈及其压浆管 射口挡板作用是防止泥浆管射出的泥浆直冲土壁而起到缓 冲作用 防止土壁局部坍落堵塞射浆口 地表围圈作用是沉井下沉时防止土壁坍落 保持 一定数量的泥浆储存量以保证在沉井下沉过程中泥浆补充到新造成的空隙内 通过泥浆在 围圈内地流动 调整各压浆管出浆的不平衡 压浆根据井壁的厚度有内管法和外管法 2 种 厚壁沉井采用内管法 薄壁采用外管法 泥浆润滑套采用的泥浆可有效提高沉井下沉的施 工效率 减少井壁的坯土数量 加大了沉井的下沉深度 施工中沉井稳定性好 9 沉井作为深基础的设计计算包括哪些内容 答 1 非岩石地基上沉井基础计算 2 基底嵌入基岩内地计算方法 3 墩台顶面 水平位移的计算 4 验算 7 沉井基础基底应力验算的基本原理是什么 答 计算出来的最大应力不应超过沉井底面处土地允许压应力 8 沉井在施工过程中作为结构物 应进行哪些验算 答 1 沉井自重下沉验算 2 第 一节沉井的竖向挠曲验算 3 沉井刃脚变力计算 4 井壁受力计算 5 混凝土封顶及其 井盖计算 9 浮运沉井的计算有何特殊性 答 浮运沉井在浮运过程中和就位接高下沉过程均为浮体 要有一定吃水深度 使重心低 不易倾覆 保证浮运时稳定 同时还必须具有足够高出水面高度 使沉井不因风浪沉没 因此 除前述计算 还应考虑沉井浮运过程受力情况 进行浮体稳定性 沉井重心 浮心 和定倾半径分析确定与比较 和井壁露出水面高度等验算 六 地基处理 1 试列举一种排水固结处理地基方法 并简述其机理 答 堆载预压法 在建筑场地临时堆填土石等 对地基进行加载预压 使地基沉降能够提 前完成 并通过地基土固结提高地基承载力 然后卸去预压荷载建造建筑物 以消除建筑 物基础的部分均匀沉降 这种方法就成为堆载预压法 一般情况是预压荷载与建筑物荷载 相等 但有时为了减少再次固结产生的障碍 预压荷载也可大于建筑物荷载 一般预压荷 载的大小约为建筑物荷载的 1 3 倍 特殊情况则可根据工程具体要求来确定 为了加速堆 精品文档 19欢迎下载 载预压地基固结速度 常与砂井法同时使用 称为砂井堆载预压法 沙井法适用于渗透性 较差的软弱粘性土 对于渗透性良好的砂土和粉土 无需用砂井排水固结处理地基 含水 平夹砂或粉砂层的饱和软土 水平向透水性良好 不用砂井处理地基也可获得良好的固结 效果 真空预压法 真空预压指的是砂井真空预压 即在粘土层上铺设砂垫层 然后用薄膜密封 砂垫层 用真空泵对砂垫及砂井进行抽气 使地下水位降低 同时在地下水位作用下加速 地基固结 亦即真空预压是在总压力不变的条件下 使孔隙水压力减小 有效应力增加而 使土体压缩和强度增长 降水预压法 即用水泵抽出地基地下水来降低地下水位 减少孔隙水压力 使有效应力 增大 促进地基加固 降水预压法 特别适用于饱和粉土及饱和细砂地基 电渗排水法 即通过电渗作用可逐渐排出土中水 在土中插入金属电极并通以直流电 由 于直流电场作用 土中的水从阳极流向阴极 然后将水从阴极排除 而不让水在阳极附近 补充 借助电渗作用可逐渐排除土中水 在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低 地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性 2 工程中常采用的地基处理方法可分几类 概述各类地基处理方法的特点 适用条件和优 缺点 答 物理处理 置换 排水 挤密 加筋 化学处理 搅拌 灌浆 热学处理 热加固 冻 结 3 试用图阐明砂垫层的设计原理 它是如何达到处理软弱地基土要求的 如何选用理想的 垫层材料 如何确定砂垫层的厚度和宽度 4 试说明砂桩 振冲桩对不同土质的加固机理和设计方法 它们的适用条件和范围 答 砂桩 加固机理 对松散的沙土层 砂桩的加固机理有挤密作用 排水加压作用 对 于松软粘性土地基中 主要通过桩体的置换和排水作用加速桩间土的排水固结 并形成复 合地基 提高地基的承载力和稳定性 改善地基土的力学性质 设计方法 1 砂土加固范 围的确定 2 所需砂桩的面积 A1 3 砂桩根数 4 砂桩的布置及其间距 5 砂桩长度 6 砂 桩的灌砂量 振冲桩 加固机理 1 对砂类土地基 振动力除直接将砂层挤密压实外 还 向饱和砂土传播加速度 因此在振动器周围一定范围内砂土产生振动液化 2 对粘性土 地基 软粘土透水性很低 振动力并不能使饱和土中孔隙水迅速排除而减小孔隙比 振动 力主要是把添加料振密并挤压到周围粘土中去形成粗大密实的桩柱 桩柱与软粘土组成复 合地基 设计方法 振冲桩加固砂类土的设计计