《基础工程》复习资料

一、概念解释（4x5=20分）常规设计：既不遵循上部结构与基础的变形协调条件，也不考虑地基与基础的相互作用，地基反力按线性分布简化计算的基础设计计算方法称为常规设计。这种方法一般用于浅基础（如扩展基础、双柱联合基础）的设计计算，同时也经常用于许多连续基础的初步设计。（补充：在工程设计中，通常把上部结构、基础和地基三者分离开来，分别对三者进行计算的设计方法称为常规计算方法。常规设计方法适用条件是：①地基沉降较小或较均匀；②基础刚度较大；）桩基础：桩基础是最常用的深基础形式之一，一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成，桩顶埋入承台中。按桩的受力情况可分为摩擦桩、端承桩、摩擦型端承桩（端承型摩擦桩）。随着承台与地面的相对位置不同，有低承台桩基（工业与民用建筑桩基）和高承台桩基（桥梁和港口工程桩基）刚性角：不配筋基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，这种保证通常是通过对基础的构造的限制来实现，即要求基础每个台阶的宽度与高度之比都不得超过规范允许值。基础外伸宽度与台阶高的反正切形成角度一般称为刚性角。或：自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角0max文克勒地基：认为地基土的本构关系符合：地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降s成正比，即p=ks，其中k称为基床反力系数（简称基床系数）的地基称为文克勒地基。这一地基模型是由捷克工程师文克勒（Winkler）首先提出的，因此称为文克勒地基。这一假设忽略了地基土中剪应力的存在。一般认为力学性质与水相近的地基，用文克勒地基最合梁的特征长度1/入:入=［（kb）/（4ECI）］1/4，为地基梁挠度微分方程中的一个参数，它的大小与集中基床系数kb和梁的抗弯刚度ECI有关.它的倒数1/入称为梁的特征长度，特征长度越大则梁相对愈刚。所以入是影响梁挠曲曲线形状的一个重要因素。摩擦桩：桩穿过并支撑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。端承桩：在竖向荷载的作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，成为端承桩。基础工程：研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所出生的各种变形和稳定问题。9.基础分类（按埋深）浅基础：埋置深度不大的基础，埋深小于或相当于基础底面的宽度，一般认为＜5m深基础：使用专门的施工方法和机具建造的基础（适应于：浅层土质不良，需要利用深层处的良好地层）。桩侧负摩阻力：桩土之间的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的位移时，桩侧摩阻力的方向向下，称为负摩阻力。要确定桩侧负摩阻力大小，首先就得确定产生负摩阻力的深度及强度的大小。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，正负摩阻力变换处为零的点称为中性点。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。箱型基础--补偿交攵应：基础埋置较深，挖去土的自重较大，而基础自重较小，可以抵消建筑物荷载产生的部分或全部基底压力，这种作用称为补偿效应。补偿性基础：指用挖去基坑内土体以减小基底附加应力的方法降低拟建筑物的沉降量。若作用在基础底面的附加压力等于等，即建筑物的重力等于基坑挖去的总土重，这样的基础称为全补偿基础；若基底附加应力大于零，即建筑物的重力大于基坑挖去的总土重，则称为部分补偿基础；以上二者统称为补偿基础。14基础埋置深度：地面或一般冲刷线到基底的距离。持力层：直接与基底相接触的土层。地基系数C：单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，C=mz。单桩承载力容许值：是指单桩在荷载作用下，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。确定方法：（1）静载试验法（2）经验公式法（3）动测试桩法（4）静力分析法。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（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。深度效应：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。此效应称为深度交攵应。基础的"架越作用”：指刚性基础跨越基础底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象。其影响因素为基础与地基的相对刚度、土的压缩性以及基底下的塑性区大小。软弱下卧层：软弱下卧层在成层的地基中，有时在持力层以下，承载力显著低于持力层的高压缩性土层，将此土称为软弱下卧层。预制桩：是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。灌注桩：直接在所设计的桩位上开孔，其截面为圆形，成孔后在孔内加放钢筋笼，灌注混凝土而成。连续基础：柱下条基、交叉条基、筏基和箱基统称为连续基础。扩展基础：将上部结构传来的荷载，通过向侧边扩展成一定底面积，使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。联合基础：扩展基础地面局部连在一起形成联合基础。沉降量：基础某点沉降值。沉降差：基础两点或者相邻基础中点的沉降量只差。倾斜：独立基础两端沉降差与其间距离之比。局部倾斜：主要是指砌体承重结构房屋的纵向墙体每6~10米内的沉降差与其距离的比值。二、填空（20分）［除1题第4个空2分外，其余每空1分］桩侧负摩阻力一般在①位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结，②大面积堆载使桩周土层压密,③地.下水位下降引起大面积地面沉降等条件下产生，会造成桩的实际受荷加大，从而沉降加大,承载力下降的影响。（另外，④自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷，⑤打桩时使已设置的临桩抬升.亦可作为答案,5点选3点填空即可.造成的影响①桩的实际受荷加大,②沉降加大,③承载力下降，答其一，或都答，均得分）.常用的基础按结构型式有如下几种①独立基础，②条形基础，③筏板基础，④箱形基础等。（另外，，⑤桩基础,亦可作为答案,5点选4点填空即可.）为防止地基不均匀沉降通常采用以下三个方面的措施：①建筑措施，②结构措施，③施工措施。桩据其受力特点可分为：①竖向受荷桩，②水平受荷桩，③承受上拔力桩桩。（亦可答为：①摩擦桩,②端承桩,③摩擦型端承桩或端承型摩擦桩）目前常用的属于线性变形体的地基模型是①文克勒地基模型，②弹性半空间地基模型，③线性变形层和单向压缩层地基模型。6.结构设计一般要进行承载力和变形（沉降）验算。基础埋置深度一般是指基础底面到室外设计地面的距离，除岩石地基基础埋深不小于05m，基础顶面低于设计地面至少0.1m三、单项选择题.按照建筑《地基基础设计规范》规定，需作地基承载力验算的建筑物的范围是所有甲级、乙级及丙级。按照建筑《地基基础设计规范》规定，可不作沉降验算的基础是部分丙级建筑物。浅埋基础设计时，属于正常使用极限状态验算的是。A.持力层承载力B.地基变形C.软弱下卧层承载力D.地基稳定性浅埋基础设计时，地基变形验算不属于承载能力极限状态验算。下列基础中，墙下独立基础通过过梁将上部荷载传给基础。下列基础形式中，不可能采用刚性基础形式的是柱下条形基础。墙下钢筋混凝土条形基础的高度由抗剪强度验算确定。持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下卧层表面的竖向应力，应减小基础埋深，加大基础底面积OWinkler地基模型适于模拟持力层厚度较小，强度较低的地基。.与倒梁法不同，采用Winkler地基梁计算柱下条基的变形及内力时，可使基础和地基间的变形协调条件得到满足。.深基础的常用类型主要包括桩基、沉井及沉箱。TOC\o"1-5"\h\z.与预制桩相比，灌注桩的主要不足是桩身质量不易保证。.无筋扩展基础的高度由抗剪强度验算确定。.对短梁（Winkler地基），其基底反力为线性分布。.文克勒地基模型是属于半无限地基模型。.地基承载力作深度修正时，对设有地下室的条形基础而言，基础埋深应。A.从天然地面标高算起B.自室外地面标高算起C.自室内地面标高算起D.取室内、室外的平均埋深.下列土中，容易产生负摩阻力的是。A.密实的卵石B.密实的砂C.较硬的粘土D.新填土.淤泥或淤泥质土地基处理，检测其抗剪强度应该采取方法。A.十字板剪切试验B•室内试验C.静载试验D.旁压试验TOC\o"1-5"\h\z.除岩石地基以外，基础埋深不宜小于0.5m。_b（p-Q）•20.在公式qz=b+2小晶中，t指的是基底面至软弱下卧层的距离四、判断（对的打寸错的打x）（2x8=16分）1.刚性基础的埋置深度有时还要受基础刚性角的限制。（寸）2.柔性基础承受均布荷载时，其基础沉降也趋于一致。（x）.用现场载荷试验确定地基承载力，可从试验曲线上采用强度控制或变形控制两种取值方法来确定地基承载力的设计值。（x）考虑地基与基础相互作用时，既要满足接触条件，又要满足静力平衡条件。（寸）.基础设计中，配筋由计算确定。（x）.由计算基础沉降的公式S=（1叩2）3P0b/E0可知基础宽度b越大则基础沉降s越大，所以加大基础尺寸会使沉降加大。（x）考虑上部结构、地基、与基础相互作用的基础设计计算中，在满足地基与基础的接触条件所求解出的基础弯矩，通常按基础与上部结构的刚度比来计算基础的分担部分。（寸）开挖基坑移去的土重，可以补偿建筑物的重量，因此基础只要有足够的埋深，就可有效降低基底附加应力，甚至使基底附加应力趋于零。（x）与筏形基础相比，箱形基础的突出优点是可使地基承载力明显提高。（x）（与筏形基础相比，箱形基础的突出优点是可使基础刚度明显提高）在老基础旁建新基础时，应尽量使新基础的埋深小于老基础的埋深。（x）现场荷载试验时，高压缩性土的地基承载力的确定常由强度控制。（x）墙下钢筋混凝土条形基础的高度是通过抗冲切强度验算确定的。（x）•浅基础设计中，确定基础底面面积时，应采用上部荷载的标准值。（寸）刚性基础的埋置深度有时还要受基础刚性角的限制。（寸）15无筋扩展基础的台阶宽高比是指基础的宽度与高度之比。（x）（基础台阶）•现场荷载试验时，低压缩性土地基承载力的确定常由变形控制。（x）.持力层与软弱下卧层的压缩模量之比越小，应力扩散越快。（x）.设计刚性基础时，地基承载力越大，刚性角越小。（V）.确定基础埋深时，必须把基础底面放到冰冻深度之下，基底下不允许有冻土层。（x）（基础不一定埋在冰冻深度之下，基底下允许冻土层厚度满足规范要求。）五、叙述题1.桩基的设计原则方法及设计内容。答：桩基的设计原则方法：建筑桩基设计与建筑结构设计一样，同样要采用以概率论为基础的极限状态设计法。按极限状态设计桩基须进行下列计算和验算:（1）对所有桩基均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：1）据桩基的使用功能和受力特征进行基桩的竖向（抗压或抗拔）承载力和水平承载力计算，对某些条件下的群桩基础宜考虑由桩、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应；2）对桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算其承载力；3）按规范要求，验算桩基抗震承载力；）承台及桩身的承载力验算。（2）按规范要求对桩基的变形进行验算。桩基的设计内容：（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）绘施工图。2.在防止建筑物不均匀沉降时，所采取的建筑措施主要有哪些。答：（1）建筑物的体型应力求简单。建筑物平面和立面上的轮廓形状，构成了建筑物的体型。复杂的体型常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素，因此，在满足使用要求的前提下应尽量采用简单的建筑体型。如长高比小的"一”字型建筑物。避免平面形状复杂，如，"L"、"T”、“n”、"山”等的建筑物（2）控制建筑物的长高比及合理布置墙体。长高比大的砌体承重房屋，其整体刚度差，纵墙很容易因挠曲过度而开裂，一般长高比不宜大于2.5—3.0。另外，合理布置纵、横墙体是重要措施之一，应尽量使内、夕卜纵墙都贯通，缩小横墙的间距，从而形成空间刚度。（3）设置沉降缝。用沉降缝将建筑物（包括基础）分割为两个或多个独立的沉降单元，可有效地防止地基不均匀沉降产生损害。分割出的沉降单元，原则上要求具备体型简单、长高比小、结构类型不变以及所处的地基比较均匀等条件。（4）考虑相邻建筑物基础间净距要符合一定要求。（5）调整某些设计标高。沉降改变了建筑物原有的标高，严重时将影响建筑物的正常使用，常可考虑调整某些部位的设计标高加以预防。如，可根据预估的沉降量事先提高室内地坪或地下设施的标高；当建筑物各部分有联系时，可将沉降较大者的设计标高适当提高；在建筑物与设备之间留有足够的净空；当有管道穿过建筑物时，英语六足够尺寸的空洞，或采用柔性管道接头等。.叙述你对P<f，及Pmax<1.2f的理解。在地基基础设计中，进行承载能力极限状态计算时，要求上部荷载（包括基础及其上覆土重）传至基础底面处的基底压力要小于地基承载力。对于P<f，表示在轴心荷载作用下，要求满足的承载力设计条件。因为在轴心荷载作用下，认为基底反力在基础底部均匀分布，只要满足P<f（p为基底压力设计值，f地基承载力设计值）便可满足要求；而在偏心荷载作用下，基底压力分布不均匀，在常规设计中，认为它呈线性（直线）分布，在偏心受压的一端，基底反力Pmax大于平均压力p。从Pmax=p（1+6e/b）<1.2f得出p<1.2/（1+6e/b）*f，一般偏心矩b/30<e<b/6，当e=b/6时，p<0.6，即当偏心较大时，应该限制基底平均压力使之不超过未考虑偏心影响的地基承载力设计值的60%。Pmax<1.2f并不表示偏心荷载的基础的地基承载力可以提高20%。4.确定浅基础埋深时，应遵循哪些原则？应主要考虑哪几方面的因素？答案：遵循原则：基础应保证一定的埋深，不使外界各种不良因素对基础产生较大的影响。（1分）基础应置于较好的土层上，以减小基础的尺寸，节约材料。（1分）在允许的情况下，尽量将基础置于地下水位以上。（1分）考虑因素：建筑物的结构条件和场地环境条件；（1分）地基的工程地质与水文地质条件；（1分）季节性冻土地基的最小埋深。（1分）（其他答案：a.建筑物的用途作用在基础上的荷载大小和性质为保证持力层稳定所需的最小埋置深度d相邻建筑的基础埋深H程地质条件水文地质条件地基土冻胀和融陷的影响河流冲刷速度请解释文克勒地基模型的含义，以及该模型的适用范围。答案：该地基模型是由捷克工程师文克勒（E.Winkler）于1867年提出的。该模型认为地基表面上任一点的竖向变形s与该点的压力p成正比，地基可用一系列相互独立的弹簧来模拟，即Pks式中k为基床系数或称地基系数。当地基土的抗剪强度相当低（如淤泥、软粘土等）或地基的压缩层厚度比基底尺寸小得多，一般不超过基底短边尺寸的一半时，采用文克勒地基模型比较合适。试简述以无限长梁的计算公式为基础，利用叠加原理求解有限长梁的方法（可配合图形说明）。答案：将梁AB向两端无限延伸得到一无限长梁，将原荷载P、M作用于无限长梁上，无限长梁在A、B两截面上将分别产生内力Ma、Va和Mb、Vb。而A、B两截面原本为自由端，剪力和弯矩应为零。为保证有限长梁与无限长梁在AB间等效，需要在无限长梁的A、B两处分别施加两组集中荷载［MA，PA］，［MB，PB］，称为端部条件力，并使这两组力在A、B截面产生的弯矩和剪力分别等于外荷载P、M在无限长梁上A、B截面处所产生弯矩的负值（即：-Ma，-Mb，-Va，-Vb）,以保证原梁A、B截面上的弯矩和剪力等于零的自由端条件。然后应用无限长梁计算公式求解出［MA，PA］，［MB，PB］。最终将已知的夕卜荷载P、M和端部条件力MA、PA、MB、PB共同作用于无限长梁AB上，按照无限长梁的计算公式分别计算梁段AB在这些力作用下各截面的内力及变形，然后对应叠加，就得到有限长梁在外荷载P、M作用下的内力及变形。何谓桩侧负摩阻力、中性点？在哪些情况下应考虑桩侧负摩阻力的作用？答案：当桩周围的土体由于某些原因发生下沉，且变形量大于相应深度处桩的下沉量，即桩侧土相对于桩产生向下的位移，土体对桩产生向下的摩阻力，这种摩阻力称之为负摩阻力。正负摩阻力分界的地方称之为中性点。通常，在下列情况下应考虑桩侧的负摩阻力作用：1）在软土地区，大范围地下水位下降，使土中有效应力增加，导致桩侧土层沉降；2）桩侧有大面积地面堆载使桩侧土层压缩；3）桩侧有较厚的欠固结土或新填土，这些土层在自重下沉降；4）在自重湿陷性黄土地区，由于浸水而引起桩侧土的湿陷；5）在冻土地区，由于温度升高而引起桩侧土的融陷。补充1：桩的负摩阻力产生原因及解决办法？原因：（1）桩穿过欠密实的软粘土或新填土，由于这些土层的压缩固结，产生对桩身侧面的负摩擦力；（2）在桩周软土的表面有大面积堆载或新填土（桥头路堤填土），使桩周的土层产生压缩变形；（3）由于从软弱土层下的透水层中抽水或其它原因，使地下水位下降，土中有效力增大，从而引起桩周土下沉；（4）桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土产生很大的超空隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉；（5）在黄土、冻土中的桩基，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。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。补充2：什么是桩侧负摩阻力，产生负摩阻力的条件是什么？有什么危害？桩侧负摩阻力指与轴向压力方向相同的桩侧摩阻力。（2分）产生条件：桩周土的下沉量大于桩的下沉量。（2分）危害：降低桩的竖向抗压承载力，增大竖向位移量。基础工程设计计算的基本原则？、基础底面的压力小于地基承载力容许值②、地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值③、地基及基础的整体稳定性有足够保证④、基础本省的强度、耐久性满足要求。影响基础埋置深度的因素主要有哪些？地基的地质条件②河流的冲刷深度③当地的冻结深度上部荷载的形式⑤当地的地形条件⑥保证持力层的最小埋置深度。刚性基础的特点。优点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。缺点：自重大、当持力层为软土时，需要对地基进行处理或加固。简述无筋扩展基础的设计内容，写出其基础高度的计算公式，并解释其中各量的意义。

答：确定基础埋深及持力层的承载力。（1分）确定基底尺寸。（1分）承载力及偏心距验算。（1分）地基变形验算。（1分）（1分）H>b-bo满足要求：02tana（1分）H>b-bo满足要求：02tana（1分）对带软弱下卧层的浅埋基础，其基础埋深和基底尺寸的确定应遵循何种原则？写出条形基础软弱下卧层顶面处附加应力的计算公式（不需解释式中变量的意义）。地基压力扩散角的大小受哪些因素影响？原则：宽基浅埋。（2分）附加应力：（2分）地基压力扩散角的大小与持力层与软弱下卧层间的相对刚度气/Es2、基底至下卧层顶面的_（Pk-P）bPb+2ztan0距离乙与基础宽度b之比z/b有关。（2分）13.试写出受竖向集中力F0作用的半无限长梁的边界条件。判断是否属于半无限长梁的条件是什么？集中力F0（2分）地基压力扩散角的大小与持力层与软弱下卧层间的相对刚度气/Es2、基底至下卧层顶面的（1分）（1分）x=0时，k=_F°。（1分）判断条件：入1>n（2分）人=4:痒二44EI式中入为柔度系数（特征系数）,l为梁的长度。（1分）.按施工方法，钢筋混凝土桩可分为那两大类？其相应的特点是什么？可分为预制桩和现场灌注桩。（2分）预制桩的优点是桩身质量好，施工速度较快；缺点是桩径较小，桩数较多。（2分）灌注桩的优点是可采用大直径桩，获得较高承载力，但桩身质量不如预制桩。（2分）a1-2.5为刚性桩，a1>2.5为柔性桩。其中：1是桩在地面）以下的长度。.简要说明桩基承台设计的主要内容有哪些？应该满足哪些相应的要求？（1）承台的平面尺寸由桩间距和构造要求确定。（2分）（2）承台的厚度应满足抗冲切破坏及斜截面抗剪验算。（2分）（3）钢筋的配置通过抗弯计算确定，并应满足构造要求。（2分）桩侧土的水平弹性抗力的影响因素有哪些？答：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。地基承载力容许值的确定一般有几种方法？（1）根据现场荷载试验的p-s曲线确定。（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。地基基础设计的基本原则：①地基基础应具有足够的安全度，防止地基土体强度破坏及散失稳定性②应进行必要的地基变形计算，使之不超过规定的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损伤或影响建筑物的正常使用。③基础的材料形式，构造word和尺寸，除应能适应上部结构，符合使用要求，满足上述地基承载力，稳定性和变形要求外，还应满足基础的结构的强度，刚度和耐久性的要求。天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤：①充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘查资料②选择基础类型和平面布置方案③确定地基治理层和基础埋置深度④确定地基承载力⑤按地基承载力确定基础底面尺寸⑥进行必要的地基稳定性和地基变形计算⑦进行基础结构设计⑧绘制基础施工详图。选择基础埋深的原则：保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋以便节省投资，方便施工。为什么要验算软弱下卧层的强度：软弱下卧层在成层的地基中，有时在持力层以下，承载力显著低于持力层的高压缩性土层，将此土称为软弱下卧层。满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保证了上覆持力层将不发生冲剪破坏。如果软弱下卧层不满足要求，应考虑增大基础底面积或改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础设计的地基基础方案。基础的分析法分类：①不考虑共同作用的简化分析方法②考虑基础地基共同作用的分析方法③考虑上部结构一基础一地基共同作用的分析方法。浅基础基底尺寸设计时，中心荷载作用下的求fa和b的思路是什么？答：一般先假定b<3,仅对地基承载力特征值作深度修正，用这一结果求得b值，若b<3，则可以作为基底宽度尺寸，若b>3,则应用所求得的b值作宽度修正，用修正后的fa值重新求b值，即为初步设计值。桩基础有何优点？答：将荷载传至硬土层或分配到较大的深度范围，提高了承载能力；减小了沉降，从而减小沉降差；能发挥较强的抗风、抗震和抗拔作用；抗液化，有利于上部结构稳定。什么是地基？什么是基础？对地基和基础的总体要求是什么？答：地基是指基础底面以下，承受由基础传来的荷载的那部分土层；基础是建筑物下部结构的组成部分，也是建筑物直接与地层接触的最下部分。地基应有较高的承载力和较低的压缩性；基础应有较高的承载力和刚度。浅基础分类与特点可按多方面分类按材料、构造、基础刚度无筋扩展基础：指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的基础。有墙下条形基础与柱下独立基础两类。特点：抗压性能好，但抗弯抗拉性能差。稳定性好，施工简单。设计主要由刚性角来控制。需要较大的埋置深度。（适用于多层民用建筑和轻型厂房。）扩展基础：钢筋混凝土材料筑造的基础。与刚性基础相比较，也称为"柔性基础”。特点：抗弯和抗剪性能良好。不受基础台阶宽高比的限制，适宜"宽基浅埋”。（柱下钢筋砼独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础）柱下条形基础：若地基软弱而荷载较大，仅采用扩展基础，有可能造成基础边缘互相接近甚至重叠。可采用柱下条形基础。特点：结构特征优良、承载能力大。十字交叉梁具有良好的调整不均匀沉降的能力。（联合基础一一相邻柱基相连；条形基础一一同一排柱基相连；交叉条形基础一一■形基础纵横两方向交叉连接。联梁基础——一方向为条形基础，另一方向为联梁。）筏形基础：柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础。特点：整体性好，减少相对沉降。但若地基软弱太显著时，可能造成挠曲或倾斜。箱形基础：当筏板基础太厚时，采用空心的空间受力体系。特点：具有很大的空间刚度和整体性，能有效地调整基础的不均匀沉降，防止建筑物开裂，且埋深大，具有补偿性和抗震性，空间部分还可设计成地下室、地下车库或地下设备层等。壳体基础由正圆锥形及其组合形式构成的基础形式。特点：使径向内力转变为压应力。节省材料缺点：施工技术难度大，新规范已去掉。柱下单独基础墙下单独基础联合基础I•.I柱下条形基础箱形基础柱下单独基础墙下单独基础联合基础I•.I柱下条形基础箱形基础■梁板式筏形基础■十字交叉梁计算方法：一般自室外地面标高算起；填方区可自填土面标高算起，但若填土在上部结构施工后完成时，应自天然地面标高算起；对于有地下室情况，若采用筏基或箱基，应自室外地面标高算起；若采用独立基础或条基，则从室内地面标高算起。对于桥梁基础，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。六、计算1如图所示的柱下桩基础，柱截面尺寸为1mx0.9m，桩为截面尺寸0.3mx0.3m的预制方桩。由桩传至基础的荷载（基本组合值）为（设计地面处）:F=4500kN,Mx=600kN•m,My=540kN•m;各土层的承载力指标（经深度修正后）：粉质粘土:qsik=75kPa,qpk=1600kPa;中砂：qsik=78kPa,qpk=4400kPa;（1）计算单桩的极限承载力Quk;（2）按简化算法计算桩所承受的最大轴向压力（承台及其上部土体的平均重度取为20kN/m3）;（提示：们=1,ft=1.43MPa,h0=0.9m,1x0.48人］x+0.2解答：（1）极限承载力气=气+4="•+%七=4*0.3*（75*8+78*1.2）+4400*0.3*0.3=1228.323（2）最大轴向压力：N=F±£4500+3」*3.2*1.5*20n=959.52kN1分x2i540*1=959.52++4*124*1.12y2i600*1.1=1218.487kN4分2.如图所示的基础，其底面尺寸为2mx1.6m，所受荷载：Fk=680kN,Hk=25kN，Mk=30kN・m。已知：填土*m1粉质粘土中砂土1m.Mym51m21粉质粘土：y=18.5kN/m3，承载力fa=260kPa（修正后的）；淤泥质土：y=19kN/m3，承载力特征值fak=85kPa，承载力修正系数r,b=0,r,d=1；扩散角：0=23o。试验算：（1）地基持力层的承载力、偏心距；（2）软弱下卧层的承载力。（本曰页］7分）（相〒.f=f+\y（b_3）+ny（d—0.5）（本题17分）（提示：aakbdm）解：(1)持力层F+Gk=680+2X1.6X1.5x20=776kN(1分)Mk=30+25x1.5=67.5kN-m（1分）p=Fk+Gk=_27£=242.5kPa<f=260kPakA2x1.6ae=Mk=竺=0.087m<-=0.333mkF+Gk7766p=£±G_(1土性)=242.5x(1±6T2.08Z)kmaxAb2kmin=305.8kPa<1.2f=312kPa179.2kPa>0‘（2分）（2分）（2分）（2）软弱下卧层f=f^+ynd(d_0.5)=85+18.5x1x(3.6—0.5)=142.4kPa（3分）(p—yd)blP=kmz(l+2ztan0)(b+2ztan0)=翊多庭x1.5)x2x1.6=53"(2+2x2.1xtan23o)(1.6+2x2.1xtan23。)（3分）p=18.5x3.6=66.6kPa（1分）p+p=53.70+66.6=120.3kPa寸=142.4kPa3.扩展基础的底面尺寸为2.4mx2.0m，柱的截面尺寸为0.5mx0.5m，基础的有效高度为0.55m，混凝土的抗拉强度设计值（1分），天咽“八、“曰_F<0.7PfahP=1.0、（本题12分）（提示：lhptm0，hp）0.5m,2.4m345kPa165kPa0.5m,2.4m345kPa165kPaF<0.ipfah解：抗冲切破坏验算公式为lh/tm0=a+2h0=0.5+2x0.55=1.6m<l=2.0m取ab=1.6m(2分)-h)b-(--a-h)2=(24-05-0.55)x2-(2-匹-0.55)2=0.76m202202222(4分)（2分）（2分）F〔=p.A,=345x0.76=262.2kNa=4=0.5+E=1.05mm220.7Pfah=0.7x1.0x1.1x103x1.05x0.55=444.7kN>（2分）（2分）hptm0l(2分)故能够满足抗冲切破坏要求。.图示Winkler弹性地基梁（无限长梁），其地基基床系数k=43.3MN/m3，梁底宽2.4m，截面惯性矩I=0.08m4，弹性模量Ec=2.1x104MPa。试计算截面A的弯矩MA。（本题12分）F（提示严=就X,匕*爪（cos从-sin从），注意展勺单位为弧度），3m卜3m11500kN12500kN解：（本题12分）A人=43.3x2.4=0.3526m-i4x2.1x104人=43.3x2.4=0.3526m-i4x2.1x104x0.08（4分）e入（cos人e入（cos人x一sin人x）15004x0.3526Xe-1.0578X（cos1.0578一sin1.0578）=-140.51kN-m（3分）2500kN荷载作用下：M1=-234-18kN-m（3分）弯矩M=M+M=-374.69kN-m（2分）.如图所示的桩基础（图中尺寸单位为mm），已知基础所受的竖向荷载F+G=5600kN（偏心方向如图中所示），相应的弯矩Mx=340kNm,My=860kNm。试按简化算法计算桩3、桩4、桩5顶部所受的轴向压力。（本题12分）300900900300f_律「律——ri解：（本题12分）*F+GMxMy解：（本题12分）*F+GMxMyN=+\yi+\xii"f乙y2（2分）S工2=3X02+6X0.92=4.86m2iSy2=3X02+6X0.92=4.86m2i（2分）（2分）F^^=5600=622.22kN

9（2分）=622.22-860X0.9+0=622.22-159.26=462.96kN4.86860乂09340乂09N3=622.22+486+二：=622.22+159.26+62.96=844.44kN/6.如图所示承受对称柱荷载的钢筋混凝土条形基础，长1=17m，底宽b=2.5m，基础抗弯刚度E『=4.33103""号4k=3.8*103KNm，计算基础中点处的挠度，弯矩和基底净反力。解：(1)确定梁的柔度指数解：(1)确定梁的柔度指数基床系数ks=3.8x103kN/m3集中基床系数柔度系数1)P1:Cx=直1690D=O.84782bk=2.5x3.8x103=9500KPa49500=0.1533m-144x4.3x106人l=0.1533x17=2.6061兀集中基床系数柔度系数1)P1:Cx=直1690D=O.847821000x0.71690=1169.14x0.1533kNm1000x0.84782=423.91kN(书上表中公式适用于x-0的情况，由于剪力图是反对称，对于xV0的情况公式符号相反)M1:A=°.97875D=0.84782-50——x0.84782=21.202kNm（同理）M1:A=°.97875D=0.847822）P:C=—0.03495D=0.28633M=pC=2000x（—0.03495）=—113.992a4人x4x0.1533kNLmQ=pD=^^x0.28633=286.33同M2:A=0.60761D=0.28633M=—MD=——2^2x0.28633=14.32a2x2kNm（同理）Me—100Q=—-2^人A=———x0.1533x0.60761=4.66kN3）P.C=—0.20108D=—0.03268M=pC=2000x—0.20108=—655.84a4人x4x0.1533kNmQ=pD=2!^x—0.03268=—32.68同M3:A=0.13572D=—0.03268M=—%D=—号x—0.03268=1.634kNLm（同理）Q=—M3-人A=—马x0.1533x0.13572=—1.044）P:C=-0.12113D=—0.01475M=pC=1000x—0.12113=—197.54a4人x4x0.1533kNmQ=pD=^0^x—0.01475=—7.375同M4:A=-0.01172D=-0.01475M=—§D=—50x—0.01475=0.368kNm（同理）Q=-#人A=—50x0.1533x—0.01