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1、基础工程复习资料第1章 绪 论1、任何建筑物都是建在地基上,一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分 ,它们有着各自的功能。2、地基:建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担,受建筑物影响的那部分地层称为地基。3、基础:是指建筑物向地基传递荷载的最下部结构。(深基础:埋深h5m;浅基础:一般h5m)。4、基础工程:就是研究建筑下部结构与岩土相互作用,共同承担上部结构所产生的各种变形与稳定问题。就是解决岩土地层中建筑工程的技术问题。5、持力层 :直接支撑建筑物基础的土层。6、下卧层 :持力层下部的土层。7、天然地基:未经加固处理的天然状态下的地基,有土质、岩石及特殊土地基。8、人工地基

2、:用换土、夯实、化学加固、加筋技术等方法处治的地基。9、基础工程的特点:因地制宜,常无标准图可套;隐蔽工程,事故多,处理难;施工困难,受地下水影响大;理论与实践性强。10、基础工程内容:地基与基础设计、施工、监测等。11、地基基础设计必须满足: 强度要求 p fa ,即作用于地基上的荷载效应(基底压应力)不得超过地基承载力(特征值fa )。 变形要求 ss,控制地基的变形,使之不超过建筑物的地基变形允许值。稳定要求 挡土墙、边坡以及地基基础要保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。12、(了解)本学科发展概况:基础工程即是一项古老的工程技术,又是一门年轻的应用科学。工程实用土力学的出现标志着基础工

3、程真正成为一门工程科学。随着生产力的发展,地上百米高的高层建筑,地下海洋开发给基础工程提出了新的课题。桩基100年前在美国问世,得到极大发展。单桩承载力达数千KN,直径达数米,深过百米。理论也得到了极大的发展,考虑桩土共同工作在多高层中应用。地下室的开发利用,地铁车站建造,提出与深基相关的大基坑开挖与支护问题。合成材料在基础工程中应用。地基处理方法增多。地震区基础抗震设计理论完善,大地震为研究提供了丰富资料。既有建筑加固,纠偏技术的发展很快。13、基础工程重要性:1)基础是建筑的根本,属地下隐蔽工程。 2)补救并非易事。3)基础工程造价高。4)设计基础时必须掌握两大资料:地质资料和上部结构资料

4、。满足稳定、变形要求。第2章 地基基础的设计原则1、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定的设计等级:甲级:重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。乙级:甲、丙以外的工业与民用建筑。丙级:场地与地基条件简单7层及以下建筑、次要轻型建筑。2、地基基础设计原则:概率极限设计法与极限状态设计原则地基基础设计原则: p fa 原则(承载力验算) ss原则(变形验算) 基础结构强度、刚度和耐久性的要求 经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等3、 地基基础设计所需资料:上部结构资料;岩土工程勘察资料;原位测试资料。4、

5、地基类型主要有:5、 基础类型主要有:6、 地基基础设计状况:1)持久状况:指建筑物建成后持续承受自重、车辆等荷载的状况。2)短暂状况:指建筑物施工过程中承受临时性作用的状况。3)偶然状况:指在建筑物使用过程中可能偶然出现的状况。第3章 刚性基础与扩展基础(浅基础设计)1、基础方案选择的主要因素:满足地基承载力要求;满足建筑物变形要求;满足建筑物使用要求。2、简述刚性基础的特点:抗压性能好、而抗弯抗剪性能差;稳定性好,施工简便;用于6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等。3、无筋扩展基础:(也称: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

6、由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。4、钢筋混凝土扩展基础:(也称: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。(1) 刚性基础的刚性角:(台阶宽高比) bi 任一台阶宽(m);Hi 相应台阶高度(m); tan 台阶宽高比的允许值。6、钢筋混凝土扩展基础构造要求:锥形基础边缘高不宜200mm,坡度i1:3;小于250mm时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为300500mm。垫层厚度一般为100mm。底板受力钢筋最小直径不宜200mm和100mm。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜40mm,无垫层时不宜3m, d0.5m;修正后的地基承载力特征值fa为:(2)

7、 地基基础设计的主要步骤是(重中之重): 选择基础材料和构造形式; 确定基础的埋置深度; 确定地基土承载力特征值; 确定基础底面尺寸(按承载力); 按规范要求进行地基变形验算(沉降量、沉降差); 特殊建筑与场地条件按规范做稳定性验算; 确定基础剖面尺寸; 进行基础结构设计(内力分析、截面计算、构造要求); 绘制基础施工图。(3) 简述在基础设计中偏心荷载下逐次渐近试算法? 先按中心荷载作用下的公式预估A0 取A偏 =(1.11.4) A0 据A偏初选边长l和b 验算偏心距e和基底边缘最大压力; 调整l 和b(4) 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

8、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。习题:1、柱截面300mm400mm,作用在柱底的荷载标准值:中心垂直荷载700kN,力矩80kNm,水平荷载13kN。其他参数见下图。 试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。【 解】 求地基承载力特征值根据粘性土e0.7, IL0.78,查规范表得:b0.3,d1.6 。持力层承载力特征值fa(先假设基础宽度小于3m,进行深度修正): 初步选择基底尺寸计算基础和回填土重Gk时的基础埋深 d=(1.0+1.3)/2=1.15m由公式: 由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即 初步选择基底尺寸 A=lb=2.41

9、.6=3.84m2(3.88m2),且 b=1.6m3m,不需再对fa进行修正。 验算持力层地基承载力基础和回填土重 偏心距 满足。基底最大压应力 : (满足)结论:确定该柱基础底面长l=2.4m ,宽b=1.6m。(1) 下图中的柱下矩形基础底面尺寸为 5.4m2.7m,试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。(见下图)解 持力层承载力验算查表P20 得b=0,d=1.0 , fa=209+1.018.0(1.8-0.5)=232.4 kPaFk+Gk=1800+220+202.75.41.8=2545kN Mk=950+1801.2+2200.62=13302kNm

10、软弱下卧层承载力验算 由Es1/Es2=7.5/2.5=3, z/b=2.5/2.70.50,查表2 -7得 =23,tan = 0.424。 cz = 18.01.8+(18.7-10)2.5=54.2 kPa 或181.8+(18.7-10)2.5(1.8+2.5)=12.6kN/m3 淤泥质粘土承载力深度修正:faz = 75+1.012.6(4.3-0.5)=122.9 kPa cz + z =54.2+57.2 =111.4 kPa faz (可以)结论:矩形基础底面尺寸为 5.4m2.7m,D1.8m,满足。 (1) 柱下条形基础、筏形和箱形基础(连续基础)1、 连续基础:柱下条形

11、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、 片筏基础:是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋砼基础。3、 箱形基础:由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构。4、 连续基础的特点(优点和缺点)?优点:(1)具有较大的基础底面积,因此能承担较大的建筑物荷载,易于满足地基承载力的要求;(2)连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度,有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能;(3)对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础,可以有效地提高地基承载力,并能以挖去的土重补偿建筑物的部分(或全部)重量。缺点:技术要求与造价较高、施工中需处理大基坑、深开挖等问题,且箱基的地

12、下空间利用不灵活。5、柱下条基的构造要求:翼板厚200mm,当250mm变厚i1.3 (i=翼板厚/边缘厚) ;柱荷较大时在柱位处加腋;板宽按地基承载力定肋梁高由计算确定,初估可取柱距的1/81/4,肋宽由截面抗剪确定。两端宜伸出柱边,外伸悬臂长l0宜为边跨柱距的1/4。肋梁纵向钢筋按计算确定,顶部纵筋通长配置,底部须有1/3以上通长配置。当肋梁腹板高450mm时,应设腰筋箍筋按计算确定,做成封闭式,并局部加密。底板受力筋按计算确定。砼强度等级C20,垫层为C10,厚70100 mm 6、柱下条基计算内容与方法。基底尺寸确定:按构造确定基础长l,按地基承载力定基宽b,并尽力使基础形心与荷载重心

13、重合,地基反力均匀分布。翼板计算:按悬臂板考虑,由抗剪定其厚度,按抗弯配筋。梁纵向内力分析:四种方法静定分析法、倒梁法、链杆法、纽马克法。7、筏形基础的优缺点?优点:易于满足软弱地基承载力的要求;减少地基的附加应力和不均匀沉降;能增强建筑物的整体抗震性能;提供地下比较宽敞的使用空间。 缺点:面积大,厚度有限,抗弯刚度有限;无力调整过大的差异沉降。8、筏形基础构造要求:筏板厚度一般柱网最大跨度的1/20,并不小于200mm,且应符合抗冲切验算。设置肋梁时宜取200-400mm。高层建筑可采用厚筏板,厚度可取13m.筏基可适当加设悬臂部分,以扩大基底面积和调整基底形心与上部荷载重心尽可能一致。当梁

14、肋不外伸时板挑出长度2m。砼C20,垫层 100mm厚。钢筋保护层35mm。筏板配筋率一般在0.5-1.0%为宜。当板厚小于300mm时单层配置,大于300mm时双层布置。受力钢筋最小直径8mm,一般12mm,间距100-200mm;分布钢筋8-10mm,间距200-300mm。9、筏形基础设计要求?1. 箱形基础的特点与适用范围?特点:刚度和整体性强,具有良好的补偿性和抗震性及附带功能(地下室、车库或设备间)。适用:筏基太厚时采用,多用于无水(或少水)时的高层建筑。2. 箱形基础构造要求:高度应满足强度、刚度要求,不小于长度的1/20,并3m;一般底板及外墙250mm,内墙200 mm,顶板

15、150mm,双向、双面分力配筋;砼强度等级 C20,水下时外墙和底板砼防渗等级应0.6MPa。第5章 桩基础设计1. 桩:是指垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,其横截面尺寸比长度小得多,作用是传递荷载至地基上。2. 桩基础:是指由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础,或柱与单桩直接联结的基础。3. 基桩:是指群桩基础中的单桩。4. 高承台桩基:承台底面位于地面以上,且常处于水下,水平受力性能差,但施工方便。5. 低承台桩:承台底面位于地面以下,其受力能好,具有较强的抵抗水平荷载的能力,施工不方便。6. 负摩阻力:桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。7. 中性点:桩土相对位移为零处,也是

16、桩侧摩阻力为零处。 8. 群桩效应:在竖向荷载作用下,由于承台、桩、地基土的相互作用情况不同,群桩基础中一根桩的承载力发挥和沉降性状往往与相同情况下的独立单桩有显著差别,这种现象称为群桩效应。9. 群桩效应系数:通常用群桩承载力与单桩承载力乘桩数之比表示群桩效率, 即:10. 桩基础的主要功能和特点?桩基础的主要功能:是将上部结构的荷载传至地下较深的密实或低压缩性的土层中,以满足承载力和沉降的要求。 特点:历史悠久、承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。11. 桩基的分类: 1.按承载性状:摩擦型桩(摩擦桩、端承摩擦桩)、端承型桩(端承桩、摩擦端承桩); 2.按使用功能

17、:受压桩(竖向抗压)、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩、复合受荷桩; 3.按施工方法:预制桩、灌注桩(沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、后灌浆灌注桩); 4.按桩身材料分类:分为混凝土桩、木桩、钢桩和组合材料桩。 5.按设置效应:非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。 6.按桩径大小:小桩(250mm)、中等直径桩(250800mm)、大直径桩(800mm)。 7.按截面形状:圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、DX桩(多次扩孔混凝土灌注桩,为挤扩)等。12、预制桩的分类及特点:混凝土预制桩 优点:承载力高,耐久性好,质量较易保证。缺点:自重大,打桩难,桩长难统一,工艺复杂。钢桩 优点:穿透性强,承载能力高,应用

18、方便。缺点:成本高,易锈蚀。木桩 优点:制作运输方便,打桩设备简单。缺点:承载力低,仅在一些加固工程与临时工程中采用。13、 按承载性状分类(荷载传递方式)及特点?分类依据:根据桩侧Qs与桩端Qb阻力的发挥程度和分担荷载比例的不同。当端承桩时,也属于摩擦型桩。14、 灌注桩的分类及特点?分类:沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。特点:能适应各种地层,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。15、 预制桩的施工主要程序:预制桩的施工包括制桩(或购成品桩)、运桩、沉桩三个过程;当单节桩不能满足设计要求时,应接桩;当桩顶标高要求在自然地坪以下时,应送桩。16、沉管灌注桩施工程序:

19、(a)打桩机就位;(b)沉管;(c)浇灌混凝土;(d)边拔管,边振动;(e)安放钢筋笼,继续浇灌混凝土;(f)成型17、钻孔灌注桩施工程序:湿作业法施工程序(a)就位;(b)成孔;(c)放导管钢筋笼;(d)浇筑;(e)成型。18、灌注桩的施工注意事项:混凝土搅拌必须均匀;防止卡管事故;必须连续作业,避免中断灌注,并防止混凝土上升顶起钢筋笼;随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度,防止导管提升过猛,形成断桩;桩顶标高应比设计值愈加一定高度,以确保混凝土质量。一般取0.5m。19、人工挖孔桩优点和缺点:优点:符合国情,经济,设备简单,噪音小,场区内各桩可同时施工,可直接观察地层情况,孔底易清除干

20、净,且桩径大、适应性强。缺点:可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害气体、触电和地面掉重物等危险而造成伤亡事故。20、桩基可能存在的质量问题以及常用质量检测方法?可能存在的质量问题:预制桩:桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等 ; 灌注桩:缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。常用质量检测方法:开挖检查、抽芯检查、反射波法、动测法。21、 桩基础设计要求和主要的步骤?设计要求:1.桩基有足够的竖向与水平承载力;2.桩基的沉降与水平位移在允许范围内;3.桩身挠曲在允许范围内;4.设计方案在技术与经济上应合理可行。设计步骤:1.调研、搜集设计资料;2.确定桩基持力层;3.选定桩材、桩型、尺寸、确定基本构造;4.计算并确

21、定单桩垂直承载力;5.初拟桩的平面布置和数量;6.拟定承台尺寸和底面高程;7.验算作用于单桩上的竖向和横向荷载;8.验算承台尺寸及结构强度;绘结构施工图。9. 必要时验算桩基整体承载力和沉降量,若桩端下有软弱下卧层,验算软弱下卧层地基承载力;10.单桩设计,绘制桩和承台的结构及施工详图。22、桩侧摩阻力影响因素:土的性质;桩土相对位移;时间因素;桩的刚度;土中的应力状态;施工方法。23、单桩的破坏模式:压曲破坏;整体剪切;刺入破坏。24、产生负摩阻力的条件:桩侧大范围降低地下水;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。25

22、、减小桩侧负摩阻力的措施:(1)增大断面法;(2)地基处理法;(3)允许柱基增加少许沉降量而重新选择持力层; (4)分段施工法;(6)涂层法;(7)群桩法。26、确定单桩承载力特征值的基本规定:1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定,试桩数1%总数,且3根;2.地基基础设计为丙级的建筑物,单桩承载力特征值可由静力触探和标准贯入试验参数确定;3.初步设计时,可按公式估算。27、影响单桩承载力的主要因素:1、桩身穿过的土层的强度、变形性质和应力历史;2、桩端持力土层的强度和变形性质;3、桩身与桩底的几何特征; 4、桩身材料强度; 5、成桩方法与工艺;28、在课程中主要介绍了哪五类单桩

23、竖向承载力确定方法?按桩材强度确定;按经验公式确定;按静载试验确定;按静力触探法确定;按动力试桩法确定。29、在桩基础设计之前,首先应收集哪些基本的设计资料?上部结构的情况;工程地质与水文地质勘察资料;基础材料的来源及施工条件。30、桩型选择的原则:1)地质条件;2)建筑条件;3)施工对周围环境的影响;4)可行性;5)经济分析。31、确定桩距s及桩布置的基本原则?一般常用桩距为:s=34d;桩的边距s1(桩的中心至承台边的距离)一般不小于桩的直径,亦不得小于300mm。承台尺寸=(x-1)*s+2s1布置原则:力求使桩基中各桩受力比较均匀: 作用在板式承台上荷载的合力作用点,应与群桩横截面的重

24、心相重合或接近; 桩基在承受水平和弯矩较大方向上,要有较大的抵抗矩,以增强桩基的抗弯能力。32、单桩承载力验算主要包括哪些方面? 单桩承载力满足要求:桩基沉降要满足:33、具有群桩效应的群桩验算思路:把桩和桩间土视作为一个假想的实体基础,地基承载力、软弱下卧层的验算、变形验算,验算方法同独立基础。34、承台的作用:是将桩联结成一个整体,把建筑物荷载传到桩上,因而承台应有足够的强度和刚度。桩基承台的设计的内容:包括确定承台的材料、底面标高、平面形状及尺寸、剖面形状及尺寸以及进行受弯、受剪、受冲切和局部受压承载力计算,并应符合构造要求 。35、承台的构造要求:最小宽度 500mm;最小厚度 300

25、mm;桩外缘距离承台边150mm,边桩中心距离承台边1.0d,且不得小于300mm;桩嵌入承台(大桩,横向荷载)100mm,小桩50mm,钢筋伸入承台30d ,混凝土标号C20,保护层70mm,当有混凝土垫层时,不应小于40mm。 36、桩基设计内容:(1) 选择桩的类型和几何尺寸; (2) 确定单桩竖向(和水平向)承载力设计值; (3) 确定桩的数量、间距和布置方式; (4)验算桩基的承载力和沉降; (5)桩身结构设计; (6)承台设计; (7)绘制桩基施工图第7章 基坑工程1、建筑基坑:指为进行建(构)筑物基础与地下室施工所开挖的地面以下空间。2、基坑工程:指对基坑进行包括土体、降水和开挖

26、在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。3、井点: 一组口径50mm左右、深8m左右的管井。4、井点降水:在基坑开挖前,在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。5、轻型井点:就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内,井点管上部与总管连接,利用抽水设备将地下水经滤管进入井管,经总管不断抽出,从而将地下水位降至坑底以下。6、管井井点:管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。这在地下水量大的情况下比较适用。 7、深井井点:当降水超过15m时,在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不

27、了降水的要求,可加大管井深度,改采用深井泵即深井井点来解决。8、基坑工程特点:1、一般为临时性结构,安全储备相对较小,风险性较大;2、具有很强的区域性、个案性、综合性;3、具有较强的时空效应;4、对周边环境影响较大。9、基坑设计施工要求:满足支护结构本身强度、变形等安全要求的同时,确保周围环境的安全。保证安全可靠的前提下,具有较好的技术经济效益和环境效应。为施工提供最大限度的方便,并保证施工安全。10、基坑常用支护形式及其特点。 1)、放坡开挖及简易支护 适合:土质好、开挖深度不大、有足够放坡场所。 2)、悬臂式支护结构(对开挖深度很敏感,容易产生较大的变形;(s=d5)) 特点:依靠足够的入

28、土深度和结构抗弯能力维持坑壁稳定;适合:土质较好、开挖深度较浅。 3)、水泥土桩墙支护结构 特点:用深层搅拌机在地基深部将水泥和土体强制拌和而成;适合:软土区的浅基坑(H6.0m)。 4)、内撑式支护结构 特点:包括支护桩或墙和内支撑;内支撑会占用施工空间。适合:各种地基土层。 5)、拉锚式支护结构 特点:包括支护桩或墙和锚杆;适合:不宜用于软粘土地层中。 6)、土钉墙支护结构 特点:由被加固的原位土体、土钉和砼面板组成;适合:地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等,不适合于淤泥或淤泥质土。 7)、其他支护结构 11、 基坑稳定性分析的目的和内容?分析目的:确定合理的嵌固深度,或验算所设计的支挡

29、结构是否稳定和合理。分析内容:1、整体稳定性2、踢脚稳定性3、坑底抗隆起稳定性4、基坑抗渗流稳定性12、地下水控制方法和应注意的问题?地下水控制方法:集水明排法降水法:轻型井点法、喷射、管井和深井泵截水和回灌技术:回灌沟、回灌井 选择降水方法时应注意:充分调查含水层的埋藏条件及其水位或水压、透水性及富水性、地下水的排泄能力。场地周围地下水的利用情况。场地条件。13、轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.150m/d的土层中;降低水位深度:一级轻型井点36m,二级井点可达612m。 14、井点施工程序:1、开挖井点沟槽,铺设集水总管;2、冲孔、埋设井点管,灌填砂滤料,将井点管同集水总管连接;3、安

30、装抽水机组,连接集水总管。第8章 特殊土地基1、区域性地基:特殊土地基、山区地基以及地震区地基等。2、特殊土:通常把具有特殊工程性质的土类称为特殊土。3、软土:天然孔隙比大于或等于1.0,天然含水量大于液限,压缩系数宜大于0.5MPa1,不排水抗剪强度宜小于30 kPa,并且具有灵敏结构性的细粒土。4、湿陷性黄土:凡天然黄土在一定压力作用下,受水浸湿后,土的结构迅速破坏,发生显著附加下沉,强度也随之降低的。5、膨胀土地基:膨胀土是土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。6、土岩组合地基:下卧基岩表面坡度较大的地基,石芽密布并有出露的地基或大块孤石

31、地基。7、冻土:土温低于 0C,土中水部分或大部分冻结成冰的土称冻土。8、自重湿陷性黄土:黄土受水浸湿后,在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称;9、非自重湿陷性黄土:黄土受水浸湿后,不发生湿陷,而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷。10、岩溶:可溶性岩层,如石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等受水的长期溶蚀作用,在岩层中形成沟槽、裂隙、石芽、石林和空洞,以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的总称。11、软土的分布:滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积(三角洲沉积);河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积;12、软土的工程特性:触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性。13、简

32、述黄土的湿陷机理:黄土是一种粒状架空结构体系,它含有大量的架空孔隙。胶结物成分和含量,黄土中的盐类和水的浸湿都是黄土湿陷的原因。6、膨胀土内在机制和外部因素?内在机制 矿物成分:膨胀土含大量的蒙脱石、伊利石等亲水性粘土矿物,它们比表面积大,有强烈的活动性,既易吸水又易失水。微观结构:面-面连接的分散结构。外部因素 水的作用。水分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外在因素。7、膨胀土地基的工程措施:在施工中应尽量减少地基中含水量的变化;首先应采取排水措施,整治环境。8、岩溶处理措施:清爆换填;梁板跨越;洞底支撑;水流排导。9、冻土地基处理主要方法:强夯法;排水法;通风基础;桩基础。10、简述冻胀土主

33、要影响因素和冻害?主要取决于土、水、温和压力 4个因素。冻害:冻胀 融沉 道路翻浆。名词解释:天然地基:开挖基坑后可以直接修筑基础的地基。连续基础:柱下条形基础、交叉条形基础、筏型基础和箱型基础统称为连续基础。积极隔振:对于本身是振源的机器,为了减小它对周围设备及建筑物的影响,将它与地基隔离开来。消极隔振:对于允许振动很小的精密仪器和设备,为了避免周围振源对它的影响,将它与地基隔离开来。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。负摩阻力:当桩侧土体因某种原因而下

34、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。膨胀土:一般指黏粒成分主要由亲水性黏土矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的黏性土。自由膨胀率:指研磨成粉末的干燥土样(结构内部无约束力)或易崩解的岩样,浸泡于水中,经充分吸水膨胀后所增加的体积原干体积的百分比。膨胀率:指原状土(岩)样经侧限压缩后浸水膨胀后稳定,并逐级卸荷至某级压力时的土(岩)样单位体积的稳定膨胀量(以百分数表示)湿陷性黄土:在覆盖土层的自重应力或自重应力和建筑物附加应力的综合作用下受水浸湿,结构迅速破坏而发生显著地附加下沉(其强度也随着迅速降低)的黄土。

35、湿陷性黄土分为非自重湿陷性和自重湿陷性两种。振冲法:利用振动和水利冲切原理加固地基的方法。分为振冲密实和振冲置换,分别适用于砂类土和黏性土。高压喷射注浆法:在化学注浆的基础上采用高压水射流切割技术发展起来的一种地基处理方法。成孔后,用高压注浆流体发生设备,将水和浆液喷射向四周土体,使一定范围内土的结构破坏并与浆液混合形成注浆体,待固结后与周围土体共同作用加固地基。强夯法:用几顿至几十吨的重锤,从几米至几十米高处落下,反复多次夯击地面,对地基进行强力夯实。震陷:地震时,地面的巨大沉陷。2. 摩擦型桩:是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受,但桩侧阻力分担荷载较多的桩。3. 柔性指数:1称为

36、柔性指数.他是表征文克勒地基上梁的相对刚柔程度的一个无量纲值。-3分4.地基处理:当天然地基不能满足设计建筑物对地基强度与稳定性和变形的要求时,常采取各种地基加固、补强等类技术措施,改善地基土的工程性状,以满足工程要求。这些措施统称为地基处理。填空:2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)三类联合基础的设计通常作的规定和假设有(基础是刚性的)、(基底压力为线性分布)、地基受力层范围内土质均匀、(不考虑上部结构刚度的影响)。机器基础的结构类型主要有实体式、墙式及框架式三种。实体式机器基础振动基组振动可分解为:竖向振动水平回转耦合振动扭转振动盐渍土:土中易溶

37、盐含量大于0.3%,并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性时,应定为盐渍土。桩基承台可分为:柱下独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台),以及筏形承台和箱型承台等。重力式挡土墙按墙背的倾斜情况分为:仰斜、垂直和俯斜三种。湿陷性黄土地基湿陷等级:(轻微)(中等)(严重)(很严重)浅基础根据结构形式可分为:扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏型基础、箱型基础和壳体基础等;根据基础所用材料的性能可分为:无筋基础(刚性基础)和钢筋混凝土基础。影响基础埋深选择的主要因素:建筑物的使用功能和用途;工程地质条件;水文地质条件;地基冻融条件;场地环境条件。软土的特征:软土主要由黏土粒及粉粒组成,常

38、含有机质。其黏土粒含量较高,有的可达60%-70%。软土的天然含水量约在30%-80%之间。孔隙比1-2之间。软土一般都是高压缩性土,压缩系数a1-2在0.5-1.5MPa-1之间。软土的强度是比较低的,不排水抗剪强度一般小于20kPa。软土的透水性较差,其渗透系数一般在i*10-7-i*10-5mm/s之间。软土具有显著的结构性。软土的流变性是比较明显的。单桩水平荷载作用下的地基反力系数四种假设:(1)常数法;(2)“k”法;(3)“m”法;(4)“C值”法。简答:黄土湿陷现象的内在过程:黄土受水浸湿时,结合水膜增厚楔入颗粒之间,于是,结合水连接消失,盐类溶于水中,骨架强度随着降低,土体在上

39、覆土层的自重应力或在附加应力与自重应力综合作用下,其结构迅速破坏,土粒滑向大孔,粒间孔隙减少。换土垫层一般应用于处理基础尺寸不很大的建筑物软基础,一般应用于处理房屋和水闸基础下的软土地基;排水垫层主要应用于处理铁路公路路堤、机场跑道、海堤和土石坝软基以及砂井地基的顶部排水层;加筋土垫层主要应用于处理建筑物软基和路堤、堤坝、油罐等类工程软基。排水固结法:(1)原理:利用土的加载预压排水固结性质处理软基,即利用施加预压荷载,使地基土排水固结强度增长来提高地基的承载力和稳定性;利用加载预压后,卸去荷载,再建造建筑物,以减少过大的沉降或工后沉降。(2)应用:应用于提高建筑物软土地基的承载力与稳定性,例

40、如堤坝、油罐等类建筑物;应用于消除或减少建筑基础(底)的沉降,例如减少建筑物基础的沉降或消除高速公路路堤的工后沉降等。(3)条件:足够的预压荷载;良好的排水固结条件和充分的排水固结时间。处理方法:天然地基预压、砂井及塑料排水带预压、真空预压、降水预压和强力固结等。 适用范围:适用于处理饱和软弱粘土层;对于渗透性极低的泥炭土必须慎重考虑。排水固结预压法主要适用于处理淤泥、淤泥质土及其他饱和软土。深层水泥搅拌法: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、块体和墙体等类加固体,并

41、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。这一项地基加固方法适用于处理淤泥质土、粉质黏土和低强度的黏性土地基。应用于房屋建筑物、堤坝、岸坡和支挡结构等的地基加固,还可应用于深基坑开挖作为围护结构的护壁和基底及基坑的加固。高压喷射注浆法:(1)基本原理:在化学注浆的基础上采用高压水射流切割技术发展起来的一种地基处理方法。成孔后,用高压注浆流体发生设备,将水和浆液喷射向四周土体,使一定范围内土的结构破坏并与浆液混合形成注浆体,待固结后与周围土体共同作用加固地基。(2)应用:利用加固体形成桩体、块体等于地基土共同作用,提高地基的承载力,改善地基的变形特性;也可用于加固边

42、坡、基坑底部、深部地基,提高基地的强度和边坡的稳定性;利用旋喷、定喷和摆喷在地基土体中形成防渗帷幕,提高地基的抗渗防渗能力等。前者主要应用于淤泥质土和黄土,后者则应用于砂土和砂砾石地基。强夯法:(1)机理:强夯法加固地基主要是以强大的夯击动能产生强烈的应力波和动应力对地基土作用的结果;(2)适用条件:强夯法适用于处理砂土、碎石类土、低饱和度的黏性土、粉土和湿陷性黄土等;(3)工程上的应用:加固建筑物松散软弱土地基,在场地上强夯后,建造建筑物,可以提高地基承载力、减少沉降和不均匀沉降;处理非均匀性土层地基,通过强夯,使土层的密度均化,减少沉降和不均匀沉降,如杂填土地基;强夯处理可液化地基等。振冲

43、法:利用振动和水利冲切原理加固地基的方法。分为振冲密实和振冲置换,分别适用于砂类土和黏性土。振冲密实:(1)作用原理:振冲器在砂土中振冲对地基土施加水平向的振动和挤压,使土体由松散变为密实或者是孔隙压力升高而液化,其作用就是振动密实和振动液化。(2)工程应用:处理多层建筑物的松砂地基,提高地基的承载力,减少沉降;处理堤坝可液化的细分砂地基;处理其他类建筑物的可液化地基。振冲置换:(1)作用机理:在黏性土地基中振冲加固地基的作用主要是通过振冲成孔,以碎石置换并振动密实,形成碎石桩体,与地基土共同作用,提高地基的承载力,改善其变形性质。(2)工程应用的条件:振冲置换法主要适用于处理不排水抗剪强度大

44、于20kPa的黏土、粉质黏土地基,如水池、房屋、堤坝、油罐、路堤、码头等类工程地基处理。震陷现象的原因:松砂经震动后趋于密实而沉缩;饱和砂土经振动液化后涌向四周洞穴中或从地表裂缝中逸出而引起地面变形;淤泥质黏土经震动后,结构受到扰动而强度显著降低,产生附加沉降。承台贴地引起的群桩效应:(1)对桩侧阻力的削弱作用;(2)对桩端阻力的增强作用;(3)对基土侧移的阻挡作用。竖向荷载作用下的单桩沉降由三部分组成:(1)桩身弹性压缩引起的桩顶沉降;(2)桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角向下传递,致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降;(3)桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。震陷现象的原

45、因:松砂经震动后趋于密实而沉缩;饱和砂土经振动液化后涌向四周洞穴中或从地表裂缝中逸出而引起地面变形;淤泥质黏土经震动后,结构受到扰动而强度显著降低,产生附加沉降。 基础工程复习第二章 天然地基上的浅基础1. 刚性基础不适宜作为浅基础的情况:荷载大或上部结构对沉降差较敏感的建筑物,持力层的土质较差又较厚时。2. 刚性基础:当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基产生的弯曲拉应力和剪应力时,a-a断面不会出现裂缝,这时,基础内不需配置受力钢筋,这种基础称为刚性基础3. 钢筋混凝土扩展基础:基础在基底反力作用下,在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过基础圬工的强度极限值,为了防止基础在a

46、-a断面开裂甚至断裂,可将刚性基础尺寸重新设计,并在基础中配置足够数量的钢筋,这种基础称为钢筋混凝土扩展基础。4. 浅基础的构造:刚性扩大基础,单独和联合基础,条形基础,筏板和箱型基础。5. 有围护基坑中护壁的方法:板桩墙支护,喷射混凝土护壁,混凝土围圈护壁。6. 基坑排水的方法:表面排水法,井点法降低地下水位。7. 水中围堰的种类:土围堰,草袋围堰,钢板桩围堰,地下连续墙围堰法。8. 公路桥涵地基的岩石分为:岩石,碎石土,砂土,粉土,粘性土和特殊性岩石。9. 岩石的坚硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值 分为:坚硬岩,较硬岩,较软岩,软岩和极软岩。10. 地基土工程特性指标的代表值应分别

47、为 标准值,平均值,容许值。强度指标应取标准值;压缩性指标应取 平均值;承载力指标应取 容许值。11. 土的压缩性指标可采用 原状土室内压缩试验,原位浅层或深土的抗剪强度指标,可采用 原状土室内剪切试验,无侧限抗压强度试验,现场剪切试验,十字板剪切试验 等方法测定。12. 地基土的压缩性可按p1为100kPa,p2为200kPa相对应的压缩系数值a1-2划分为低,中,高压缩性,且应按一下规定进行评价:1. 当a1-20.1mPa 时,为低压缩性土;2. 当0.1Mpaa1-20.5Mpa时,为中压缩性土;3. 当a1-20.5MPa时,为高压缩性土。20.土的载荷试验应包括 浅层平板载荷试验,

48、深层平板载荷试验。21.确定基础埋置深度时,需要考虑的因素: 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, 保证持力层稳定所需的最小埋置深度, 相邻建筑物的影响, 施工技术条件及经济分析。22.刚性扩大基础拟定尺寸时,主要根据 基础埋置深度 确定基础平面尺寸和基础分层厚度23.自墩、台身底边缘至基底边缘距离C1称襟边,其作用 扩大基地面积增加基础承载力 ; 便于调整基础施工时在平面尺寸上可能发生的误差; 为了支立墩、台身模板的需要。24.自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角 ,称为刚性角。每个台阶的宽度 与厚度 保持在一定比例内,使其夹角 ,这

49、时可认为属刚性基础。25.地基承载力验算包括:持力层承载力验算,软弱下卧层承载力验算,地基承载力容许值的确定。26.持力层是指:直接与基底相接触的土层。1. 沉桩可分为:打入桩,振动下沉桩,静力压桩。2. 预制桩的特点: 不易穿透较厚的砂土等硬夹层,只能进入沙砾、硬黏土,强风化岩层等坚实持力层不大的深度。 沉桩方法一般采用锤击,由此产生的震动。噪音污染必须加以考虑。 沉桩过程中产生挤土效应,特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物,道路,管道,管线等的损失。 一般来说,预制桩的施工质量较稳定。 预制桩打入松散的粉土、砂砾层中,由于桩周和桩端土受到挤密,使桩侧表面的法向应力提高,桩侧摩阻力和

50、桩端阻力也相应提高。 由于桩的灌入能力受多种因素制约,因而常常出现因桩打不到设计高程而截桩,造成浪费。 预制桩由于承受运输,起吊,打击应力,需要配置较多钢筋,混凝土强度等级也要相应提高,因此其造价往往高于灌注桩。3. 灌注桩可分为 钻、挖孔灌注桩和沉管灌注桩。4. 以下几种情况可视为摩擦桩: 当桩端无坚实持力层且不扩底时 当桩长径比很大,即使桩端置于坚实持力层上,由于桩身直接压缩量过大,传递到桩端的荷载较小时。 当预制桩沉桩过程由于桩距小,桩数多,沉桩速度快,使已沉入桩上涌,桩端阻力明显降低时。5. 按桩身材料分类:钢桩,钢筋混凝土桩6. 各种基桩的构造:钢筋混凝土钻孔灌注桩,钢筋混凝土预制桩

51、。2.桩的轴向受压承载力,取决于桩周土的强度或桩本身的材料强度。3.单桩轴向承载力容许值:指单桩在轴向何在作用下,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。5.负摩阻力:当桩周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作用的摩阻力。6.负摩阻力产生的原因: 在桩附近地面大量堆载,引起地面沉降。 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;桩穿过欠压密土层进入硬持力层,土层产生自重固结下沉;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;在黄土、冻土中的桩,因黄土湿陷,冻土融化产生地面下沉。由此可见,当桩穿过软弱高压缩性土层而支撑在坚硬持力层上时最容易发生桩的负摩阻力问题。7.中性点:正、负摩阻力变换处的位置称为中性点。8.文克尔地基模型假定地基土表面上任一点处的变形Si与该点所承受的压力强度Pi成正比,而与其他点上的压力无关,即文克尔地基模型是把地基视为刚性基座上由一系列侧面无摩擦的土桩组成,并可用一系列独立弹簧来模拟。其特征是地基仅在荷载作用区域发生与压力成正比例的变形,在区域外的变形为零。9.地基系数分布规律:认为地基系数C随深度呈正比例增加

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