(2025年)岩土工程师《地基处理》复习题及答案

(2025年)岩土工程师《地基处理》复习题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某淤泥质黏土地基采用换填垫层法处理，设计要求垫层的压实系数λc≥0.95，下列哪种材料最适宜作为换填材料？A.有机质含量5%的粉质黏土B.含泥量12%的中砂C.粒径≤50mm的碎石（含泥量3%）D.塑性指数Ip=22的黏土答案：C解析：换填垫层材料需满足：粉质黏土有机质含量≤5%（A错误）；中砂含泥量≤5%（B错误）；碎石含泥量≤5%且粒径≤50mm（C正确）；黏土塑性指数宜≤15（D错误）。2.强夯法处理地基时，有效加固深度的主要影响因素是？A.夯锤重量与落距B.夯击次数C.夯点间距D.土的含水量答案：A解析：强夯有效加固深度主要由夯击能（锤重×落距）决定，规范公式为H≈√(Mh)（M为锤重，h为落距）。3.水泥土搅拌桩单桩承载力特征值的确定，应取（）中的较小值。A.桩身强度控制值与桩周土摩阻力+桩端阻力B.桩周土摩阻力与桩端阻力C.桩身强度控制值与桩端阻力D.桩周土摩阻力与桩身强度控制值答案：A解析：单桩承载力特征值Ra需同时满足桩身强度（ηfcuAp）和桩土相互作用（upΣqsili+qpAp）的要求，取两者较小值。4.CFG桩复合地基中，褥垫层的主要作用不包括？A.调整桩土应力比B.保证桩体承担大部分荷载C.减少基础底面的应力集中D.协调桩土变形答案：B解析：褥垫层通过变形协调使桩土共同承担荷载，避免桩体因应力集中过早破坏，而非让桩承担“大部分”荷载（桩土分担比例由褥垫层厚度和模量决定）。5.采用砂石桩处理松散砂土时，砂石桩的施工工艺应优先选择？A.振动沉管法（反插）B.锤击沉管法C.振冲置换法D.长螺旋钻孔法答案：C解析：振冲置换法在松散砂土中可通过水平振动力加密周围土体，同时形成砂石桩，兼具挤密和置换效果，优于沉管法（可能扰动土结构）。6.某湿陷性黄土地基采用灰土挤密桩处理，桩孔直径400mm，桩间距1.0m（等边三角形布桩），则桩间土的平均挤密系数ηc应为？（已知处理前土的干密度ρd1=1.35g/cm³，处理后桩间土最小干密度ρdmin=1.52g/cm³，土的最大干密度ρdmax=1.65g/cm³）A.0.89B.0.92C.0.95D.0.98答案：B解析：ηc=ρdmin/ρdmax=1.52/1.65≈0.92（规范要求湿陷性黄土ηc≥0.93，但本题按计算值选B）。7.高压喷射注浆法中，下列哪种工艺形成的加固体直径最大？A.单管法B.双管法C.三管法D.多孔管法答案：C解析：三管法喷射高压水、压缩空气和水泥浆，切割范围大，加固体直径（1.0-2.0m）大于双管法（0.8-1.5m）和单管法（0.5-1.0m）。8.堆载预压法处理软土地基时，设置竖向排水体（如塑料排水板）的主要目的是？A.提高地基承载力B.加速孔隙水排出C.增加土体自重应力D.防止地基剪切破坏答案：B解析：竖向排水体缩短排水路径，使孔隙水沿排水体向上（或向下）排出，加速固结。9.某膨胀土地基采用换填法处理，换填材料应优先选择？A.级配良好的砂石B.高塑性黏土C.石灰改良土D.有机质土答案：C解析：膨胀土换填需采用非膨胀性或低膨胀性材料，石灰改良土可降低膨胀性，优于砂石（可能因水稳性差导致翻浆）。10.地基处理后，采用平板载荷试验检测复合地基承载力时，承压板面积应（）。A.不小于1根桩所承担的处理面积B.等于1根桩的截面积C.不小于2根桩所承担的处理面积D.任意选择答案：A解析：承压板面积应不小于1根桩所承担的处理面积（A），以反映桩土共同作用的实际受力状态。二、简答题（每题8分，共40分）1.简述换填垫层法的作用机理。答案：换填垫层通过以下作用提高地基性能：①置换作用：将浅层软弱土换填为强度高、压缩性低的材料（如砂石、灰土），减少地基沉降；②应力扩散作用：垫层材料模量较高，可将基底应力向深层扩散，降低下卧层应力；③加速固结作用（针对透水性好的垫层）：作为排水面，加速下卧层孔隙水排出，提高固结速率；④防止冻胀：透水性好的垫层可阻断毛细水上升，避免冻胀破坏。2.强夯法施工中，如何确定夯击次数和夯击遍数？答案：夯击次数应通过现场试夯确定，以最后两击的平均夯沉量满足控制标准（一般≤50mm，单击夯击能大时≤100mm）且夯坑周围地面不发生过大隆起为原则。夯击遍数通常为2-3遍（主夯+复夯），最后一遍采用低能量满夯（锤印搭接≥1/4锤底直径），以表层松土。3.水泥土搅拌桩施工中，如何控制桩身质量？答案：质量控制要点：①材料：水泥强度等级≥32.5级，水灰比0.45-0.55；②桩位偏差≤50mm，垂直度偏差≤1%；③搅拌速度：提升/下沉速度≤1.0m/min，确保水泥与土充分拌合；④喷浆量：全程记录水泥用量，实际喷浆量≥设计用量的95%；⑤复搅：至少进行一次复搅（“两喷四搅”工艺），保证桩身均匀；⑥龄期28d后检测：钻芯法（桩身完整性、无侧限抗压强度）、静载试验（单桩及复合地基承载力）。4.CFG桩复合地基设计的主要步骤有哪些？答案：设计步骤：①确定设计参数：处理后地基承载力特征值fspk、变形要求；②选择桩型：桩径（350-600mm）、桩长（穿透软弱层至硬层）；③确定桩间距（s=1.5-3.0d），布桩形式（正方形、三角形）；④计算单桩承载力Ra（取桩身强度和桩土相互作用的较小值）；⑤计算面积置换率m=fspk×(1-β)×fsk/(Ra-β×fsk)（β为桩间土承载力折减系数）；⑥验算复合地基承载力：fspk=λmRa/Ap+(1-m)βfsk（λ为桩间土发挥系数）；⑦变形计算：按分层总和法计算总沉降（包括加固区和下卧层），控制在允许范围内；⑧设计褥垫层：厚度200-300mm，材料为中砂、粗砂或碎石（粒径≤20mm）。5.简述振冲碎石桩处理粉土地基的加固机理。答案：振冲碎石桩对粉土的加固机理包括：①挤密作用：振冲器水平振动使周围粉土颗粒重新排列，孔隙比减小，密度提高；②置换作用：碎石桩本身强度高，与挤密后的桩间土形成复合地基，共同承担荷载；③排水减压作用：碎石桩作为良好的排水通道，可消散地震或动荷载下的超孔隙水压力，防止液化；④加筋作用：桩体与桩间土协同变形，提高地基整体抗剪强度。三、案例分析题（每题20分，共40分）案例1：某滨海软土地基，土层分布为：①淤泥（厚8m，γ=17kN/m³，e=1.5，w=45%，fak=60kPa，压缩模量Es=2.5MPa）；②粉质黏土（厚5m，fak=120kPa，Es=6.0MPa）；③密实卵石（基岩）。设计要求处理后地基承载力特征值fspk≥120kPa，沉降≤150mm。拟采用水泥土搅拌桩处理，桩径d=500mm，桩长l=8m（穿透淤泥层），正方形布桩，桩间距s=1.2m。水泥采用P·O42.5级，水泥掺量αw=15%（土的天然密度ρ=1.8g/cm³），桩体90d无侧限抗压强度fcu=2.5MPa（η=0.3）。桩间土承载力折减系数β=0.8，桩间土承载力发挥系数λ=1.0。问题：（1）计算单桩承载力特征值Ra；（2）计算面积置换率m；（3）验算复合地基承载力是否满足要求。答案：（1）单桩承载力特征值Ra取以下两者较小值：①桩身强度控制值：Ra=ηfcuAp=0.3×2500kPa×(π×0.5²/4)=0.3×2500×0.196=147kN；②桩土相互作用值：桩周摩阻力qs=淤泥的侧阻力特征值，查规范淤泥qs=10kPa（假设），桩端阻力qp=粉质黏土的端阻力特征值，查规范qp=120kPa（假设）。则Ra=upΣqsili+qpAp=π×0.5×(10×8)+120×0.196=125.6+23.5=149.1kN；取较小值Ra=147kN。（2）面积置换率m=(fspk-βfsk)/(λRa/Ap-βfsk)fsk=fak=60kPa（淤泥的承载力特征值），Ap=π×0.5²/4=0.196m²；代入得m=(120-0.8×60)/(1×147/0.196-0.8×60)=(120-48)/(750-48)=72/702≈0.1026。（3）实际布桩的面积置换率m实=d²/s²=0.5²/1.2²=0.25/1.44≈0.1736（正方形布桩m=d²/s²）；复合地基承载力fspk=λm实Ra/Ap+(1-m实)βfsk=1×0.1736×147/0.196+(1-0.1736)×0.8×60=1×0.1736×750+0.8264×48=130.2+39.67≈169.87kPa≥120kPa，满足要求。案例2：某工程采用强夯法处理回填土地基（回填土厚6m，主要成分为粉质黏土，含水量w=22%，液限wL=30%，塑限wP=18%），设计单击夯击能为4000kN·m（锤重25t，落距16m），夯点间距4m（正方形布桩），夯击次数8击（最后两击平均夯沉量45mm），满夯能量1000kN·m（锤印搭接1/3）。施工后检测发现：①部分区域表层土出现松散“弹簧”现象；②深层土体标准贯入试验击数N=8（处理前N=5），但未达到设计要求的N≥10。问题：（1）分析表层“弹簧”现象的可能原因；（2）提出深层加固效果不足的改进措施。答案：（1）表层“弹簧”现象的可能原因：①强夯后未及时进行满夯或满夯能量不足，表层松土未被有效夯实；②回填土含水量过高（w=22%接近塑限wP=18%，液性指数IL=(22-18)/(30-18)=0.33，处于可塑状态，强夯可能导致局部孔隙水压力积聚，形成软塑状“弹簧土”）；③夯点间距过大（4m），表层土未被充分挤密；④施工间歇时间不足，孔隙水压力未消散即进行下一遍夯击，影响加固效果。（2）深层加固效果不足的改进措施：①调整夯击参数：增加单击夯击能（如5