(2025年)地基处理题及答案

(2025年)地基处理题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某沿海软土地基工程采用换填垫层法处理，设计要求垫层需同时满足承载力和变形控制。下列垫层材料中，最适宜的是（）。A.粉土（黏粒含量12%）B.级配良好的中粗砂（含泥量3%）C.素填土（压实系数0.90）D.膨胀土（自由膨胀率65%）2.强夯法加固地基时，有效加固深度的主要影响因素是（）。A.夯锤底面积B.单击夯击能C.夯击遍数D.夯点间距3.某滨海吹填土地基采用排水固结法处理，设计要求在不增加附加荷载的前提下加速土体固结。最适宜的预压方式是（）。A.堆载预压B.真空预压C.真空预压联合堆载预压D.超载预压4.水泥土搅拌桩用于加固地基时，下列不适宜的土层是（）。A.淤泥质土（天然含水率55%）B.素填土（有机质含量2%）C.密实砂土（标准贯入击数N=30）D.粉质黏土（液性指数0.8）5.CFG桩复合地基中，桩体材料的主要组成是（）。A.水泥、砂、石子（无掺和料）B.水泥、粉煤灰、碎石、石屑C.碎石、中粗砂（无胶凝材料）D.石灰、土、砂石6.振冲碎石桩施工时，“留振时间”指的是（）。A.振冲器下沉至设计深度后的暂停时间B.填料后振冲器在该深度的振动时间C.相邻两个夯点的施工间隔时间D.成桩后桩体的养护时间7.某工程采用2:8灰土垫层，最优含水率试验结果为18%，则现场施工时，灰土的实际含水率应控制在（）。A.15%~17%B.17%~19%C.19%~21%D.21%~23%8.强夯施工时，若地基土为饱和黏性土，两遍夯击之间的间歇时间应不少于（）。A.1dB.3dC.7dD.14d9.深层搅拌法加固软土地基时，固化剂的主要成分是（）。A.石膏B.水泥C.石灰D.粉煤灰10.复合地基承载力特征值的确定，最直接的依据是（）。A.桩体材料强度B.桩间土天然承载力C.单桩载荷试验D.复合地基载荷试验二、简答题（每题8分，共40分）1.简述水泥土搅拌桩的施工工艺流程及关键质量控制要点。水泥土搅拌桩施工流程：①场地平整，清除障碍物并铺设施工垫层；②测量放线，确定桩位并标记；③桩机就位，调整垂直度（偏差≤1%）；④预搅下沉，启动搅拌头沿导向架切土下沉（速度≤1.0m/min）；⑤制备水泥浆，按设计水灰比（通常0.45~0.55）拌制，过筛后存入集料斗；⑥喷浆搅拌提升，下沉至设计深度后，边喷浆边匀速提升（速度≤0.5m/min），确保水泥浆与土体充分拌和；⑦重复搅拌下沉及提升，对桩体上部1/3范围进行复搅（提升速度≤0.8m/min），增强桩身均匀性；⑧成桩后移机至下一桩位。关键质量控制要点：水泥用量（每米桩体水泥掺量≥15%）、桩长（不小于设计值）、喷浆压力（≥0.4MPa）、搅拌均匀性（通过复搅次数控制）、桩身垂直度（偏差≤1%）、水泥浆初凝时间（≥2h）。2.对比CFG桩与碎石桩在加固机理、材料组成及适用范围上的主要差异。加固机理：CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）为刚性桩，通过桩体承担大部分荷载，桩间土仅承担小部分，桩土协同作用以桩为主；碎石桩为散体材料桩，通过挤密、置换及排水加速固结提高地基承载力，桩土共同承担荷载但桩间土作用显著。材料组成：CFG桩为水泥、粉煤灰、碎石、石屑（或砂）的胶结体，强度等级C15~C30；碎石桩为单一碎石（或卵石），无胶凝材料，依靠周围土体约束形成桩体。适用范围：CFG桩适用于黏性土、粉土、砂土、素填土及淤泥质土，尤其需较高承载力（f_spk≥250kPa）或控制沉降的工程；碎石桩适用于松散砂土、粉土、素填土及杂填土，对淤泥质土需通过试验验证，承载力提高幅度较低（f_spk通常≤180kPa）。3.强夯法施工参数包括哪些？如何确定单击夯击能？强夯施工参数包括：①单击夯击能（夯锤重量×落距）；②夯击次数（每点夯击次数）；③夯击遍数（一般2~3遍，最后一遍低能量满夯）；④夯点间距（通常为夯锤直径的2.5~3.5倍）；⑤间歇时间（根据地基土类型，黏性土≥7d，砂土≥1~3d）；⑥有效加固深度（与单击夯击能正相关）。单击夯击能的确定需结合地基土性质、加固深度要求及经验公式。《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）推荐经验公式：E=αH²，其中E为单击夯击能（kN·m），H为有效加固深度（m），α为修正系数（黏性土α=0.5~0.8，砂土α=0.7~1.0）。例如，要求加固深度8m，黏性土取α=0.6，则E=0.6×8²=38.4×10=3840kN·m（取4000kN·m）。4.换填垫层法设计时，如何确定垫层厚度和宽度？需满足哪些验算要求？垫层厚度（z）确定：通过下卧层承载力验算，即p_z+p_{cz}≤f_{az}。其中，p_z为垫层底面处的附加应力（kPa），可按应力扩散法计算：p_z=(p_k-p_c)b/(b+2ztanθ)；p_{cz}为垫层底面处土的自重应力（kPa）；f_{az}为下卧层经深度修正后的承载力特征值（kPa）。通过试算法调整z，直至满足上述不等式。垫层宽度（b'）确定：需满足垫层侧面土的稳定性，一般取b'=b+2ztanθ（b为基底宽度，θ为压力扩散角），或按基础边缘外延不小于300mm控制。验算要求：①下卧层承载力验算（核心）；②垫层自身承载力验算（垫层材料的压实系数需≥0.94，确保垫层不发生剪切破坏）；③地基变形验算（垫层压缩量可忽略，主要验算下卧层的变形）。5.排水固结法加固软土地基的机理是什么？常用的排水系统和加压系统有哪些？加固机理：软土在附加荷载作用下，孔隙水逐渐排出，孔隙体积减小，土体逐渐固结，有效应力增加，从而提高地基承载力并减少后期沉降。其实质是通过“排水-加压”使土体中的孔隙水压力转化为有效应力。排水系统：①水平排水体（砂垫层，厚度0.5~1.0m，渗透系数≥1×10⁻²cm/s）；②垂直排水体（塑料排水板，宽度100mm、厚度4~5mm，渗透系数≥5×10⁻³cm/s；袋装砂井，直径70~100mm，砂料含泥量≤3%）。加压系统：①堆载预压（填土、砂石等超载或等载预压）；②真空预压（密封膜下抽真空至-80kPa，形成等效堆载）；③真空-堆载联合预压（两者结合提高效率）；④降水预压（通过井点降水降低地下水位，增加有效应力）。三、计算题（每题20分，共60分）1.某建筑场地表层为杂填土（厚度2.0m，γ=18kN/m³，f_{ak}=80kPa），下卧层为淤泥质黏土（厚度8.0m，γ=17.5kN/m³，f_{ak}=60kPa，e=1.2，IL=1.0），地下水位埋深1.0m。拟采用砂石垫层换填处理，垫层材料γ=20kN/m³，f_{spk}=200kPa，压力扩散角θ=30°。已知独立基础底面尺寸b×l=2.5m×3.0m，基础埋深d=1.5m，上部结构传至基础顶面的竖向力F=1200kN（标准组合）。试计算砂石垫层的最小厚度z（要求下卧层承载力满足要求，淤泥质黏土的承载力修正系数η_d=1.0）。解：（1）计算基底平均压力p_k：基础自重及回填土重G=γ_G×b×l×d=20×2.5×3.0×1.5=225kN（γ_G取20kN/m³）p_k=(F+G)/(b×l)=(1200+225)/(2.5×3.0)=1425/7.5=190kPa（2）计算基底处土的自重应力p_c：基础埋深d=1.5m，地下水位埋深1.0m，故基底以上土的加权平均重度：γ_m=[1.0×18+0.5×(18-10)]/1.5=(18+4)/1.5=22/1.5≈14.67kN/m³p_c=γ_m×d=14.67×1.5≈22kPa（3）计算垫层底面处的附加应力p_z：p_z=(p_k-p_c)×b/(b+2ztanθ)=(190-22)×2.5/(2.5+2z×tan30°)=168×2.5/(2.5+2z×0.577)=420/(2.5+1.154z)（4）计算垫层底面处的自重应力p_{cz}：垫层厚度为z，垫层底面深度=d+z=1.5+z（m）自重应力=1.0m×18kN/m³+(0.5+z)m×(17.5-10)kN/m³（水下部分有效重度）=18+(0.5+z)×7.5=18+3.75+7.5z=21.75+7.5z（5）下卧层经深度修正后的承载力特征值f_{az}：f_{az}=f_{ak}+η_d×γ_m'(d+z-0.5)γ_m'为下卧层以上土的加权平均有效重度（地下水位以下取有效重度）：=[1.0×18+0.5×8+z×(20-10)]/(1.5+z)（垫层重度20kN/m³，水下有效重度=20-10=10kN/m³）=[18+4+10z]/(1.5+z)=(22+10z)/(1.5+z)但规范中η_d=1.0，d=1.5m，故：f_{az}=60+1.0×[(1.0×18+0.5×8+z×10)/(1.5+z)]×(1.5+z-0.5)=60+[(18+4+10z)/(1.5+z)]×(1.0+z)=60+(22+10z)(1+z)/(1.5+z)（6）根据p_z+p_{cz}≤f_{az}，代入表达式：420/(2.5+1.154z)+21.75+7.5z≤60+(22+10z)(1+z)/(1.5+z)通过试算法求解：当z=1.5m时：p_z=420/(2.5+1.154×1.5)=420/(2.5+1.731)=420/4.231≈99.27kPap_{cz}=21.75+7.5×1.5=21.75+11.25=33kPa左侧=99.27+33=132.27kPa右侧=60+(22+15)(1+1.5)/(1.5+1.5)=60+37×2.5/3=60+30.83=90.83kPa（不满足）当z=2.0m时：p_z=420/(2.5+1.154×2.0)=420/(2.5+2.308)=420/4.808≈87.36kPap_{cz}=21.75+7.5×2.0=21.75+15=36.75kPa左侧=87.36+36.75=124.11kPa右侧=60+(22+20)(1+2.0)/(1.5+2.0)=60+42×3/3.5=60+36=96kPa（不满足）当z=2.5m时：p_z=420/(2.5+1.154×2.5)=420/(2.5+2.885)=420/5.385≈78.0kPap_{cz}=21.75+7.5×2.5=21.75+18.75=40.5kPa左侧=78+40.5=118.5kPa右侧=60+(22+25)(1+2.5)/(1.5+2.5)=60+47×3.5/4=60+41.125=101.125kPa（不满足）当z=3.0m时：p_z=420/(2.5+1.154×3.0)=420/(2.5+3.462)=420/5.962≈70.45kPap_{cz}=21.75+7.5×3.0=21.75+22.5=44.25kPa左侧=70.45+44.25=114.7kPa右侧=60+(22+30)(1+3.0)/(1.5+3.0)=60+52×4/4.5=60+46.22=106.22kPa（不满足）当z=3.5m时：p_z=420/(2.5+1.154×3.5)=420/(2.5+4.039)=420/6.539≈64.23kPap_{cz}=21.75+7.5×3.5=21.75+26.25=48kPa左侧=64.23+48=112.23kPa右侧=60+(22+35)(1+3.5)/(1.5+3.5)=60+57×4.5/5=60+51.3=111.3kPa（接近）当z=3.6m时：p_z=420/(2.5+1.154×3.6)=420/(2.5+4.154)=420/6.654≈63.12kPap_{cz}=21.75+7.5×3.6=21.75+27=48.75kPa左侧=63.12+48.75=111.87kPa右侧=60+(22+36)(1+3.6)/(1.5+3.6)=60+58×4.6/5.1≈60+52.27=112.27kPa（满足）因此，砂石垫层的最小厚度z≈3.6m（取整3.6m）。2.某湿陷性黄土地基采用强夯法处理，设计要求有效加固深度8.0m。已知夯锤重25t，落距16m，修正系数α=0.6（黏性黄土）。试计算：（1）单击夯击能；（2）验证是否满足有效加固深度要求；（3）若需调整落距使有效加固深度达到9.0m，保持夯锤重量不变，落距应调整为多少？解：（1）单击夯击能E=锤重×落距=250kN×16m=4000kN·m（注：25t=250kN）。（2）有效加固深度H=√(E/α)=√(4000/0.6)=√6666.67≈8.16m≥8.0m，满足要求。（3）当H=9.0m时，E=αH²=0.6×9²=0.6×81=48.6×10=4860kN·m（取4860kN·m）。落距h=E/锤重=4860/250=19.44m，故落距应调整为约19.5m。3.某高层住宅地基采用CFG桩复合地基，设计参数如下：桩径d=0.5m，桩间距s=1.8m（正方形布桩），桩长l=15m，桩端进入中砂层（桩端阻力特征值q_p=1