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基础工程期末复习 (2)

第一章

1、试述土质地基、岩土地基的优缺点?

土质地基:优点:土质地基处于地壳的表面,施工方便,基础工程造价比较经济,是房屋建筑,中、小型桥梁涵洞,水库,水坝等构筑物基础经常选用的持力层。

岩石地基:优点:具有足够的抗压强度,颗粒间有较强的链接,它影视首选的天然地基持力层。

2、试简述基础工程常用的几种基础形式和适用条件?

(1)浅基础(按结构形式分):单独基础、条形基础、十字交叉基础、筏形和箱形基础

(2)深基础:桩基础、沉井和沉箱基础、地下连续墙深基础

(3)刚性基础(无筋扩展基础)

3、试述上部结构、基础、地基共同工作的概念?上部结构、基础、地基三者不进在二者的接触面上保持静力平衡,并且三者相互联系成整体承担荷载并发生变形。

4、地基类型:

(1)天然:土质、岩石、特殊(①湿陷性黄土地基:湿陷②膨胀土地基:失水收缩、吸水膨胀③冻土地基:冻胀和融沉红粘土地基④含水上升、强度上升、压缩低、小范围厚度变化引起不均匀沉降)(2)人工

5、浅基础的类型: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、柱下交叉基础、筏型基础、箱型基础和壳体基础等。根据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。2、基础埋深:基础底面至天然地面的距离。

6、浅基础的类型特点:

(1)单独基础;(2)条形基础:条形基础是墙下最常用的一种基础形式,当柱下独立基础不能满足要求时;(3)筏板基础:按其构造形式可以分为“梁板式”和“平板式”。(4)箱型基础;(5)壳体基础(6)十字交叉基础

7、文克勒地基模型

基本假定是地基上任一点的弯沉L,仅与作用于该点的压力P成正比,而与相邻点处的压力无关,反映压力与弯沉值关系的比例常数K称为地基反应模量

8、地基破坏的形式有哪几种

整体剪切破坏,局部剪切破坏,冲剪破坏第二章

1、刚性基础的由来:当基础在外力作用下,基础底面将承受地基的反力,工作条件像个倒置的两边外伸的悬臂,这种结构受力之后,在靠近柱、墙边或断面高度突然变化的台阶边缘处容易产生弯曲破坏或剪切破坏,因此,设计时必须保持基础的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值。这种保证通常是对基础构造的限制来实现的,这种限制通常保证基础每个台阶的宽度与高度之比都不超过相应的允许值。

2、什么是基础埋置深度?确定基础埋置深度时应该考虑何种因素?基础埋深的原则是什么?

(1)基础埋置深度一般是指基础底面到室外设计底面的距离

(2)必须考虑的因素:建筑物的用途;有无地下室、设置基础和地下设施;基础的形式和构造;作用在基础上的荷载大小和性质;工程地质和水文地质条件;相邻建筑物的埋置深度;地基土冻胀和融沉以及地形、河流的冲刷影响等因素。

(3)确定基础埋深的原则是:在保证安全可靠的前提下,尽量浅埋。但不应浅于0.5m;基础顶面距设计地面的距离宜大于100mm;桥要求在冲刷深度一下。

3、建筑结构条件与场地环境条件:建筑结构条件包括建筑物用途、类型、规模与性质。在靠近原有建筑物修建修建新基础时,为了保证在施工期间原有建筑物的安全和正常使用,减小对原有建筑物的影响,新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑的基础埋深,否则两基础间应保持一定净距,其数值应根据原有建筑物荷载大小、基础形式、土质情况及结构刚度大小而定,且不宜小于该相邻两基础底面高差的1--2倍。

4、土体发生冻胀的机理,主要是由于土层在冻结期周围未冻区土中的水分向冻结区迁移、积聚所致。影响冻胀的因素主要有土的组成、水的含量以及温度的高低。

5、基础截面的设计验算内容主要包括:基础截面的抗冲切验算和抗弯验算,由抗冲切验算确定基础的合适高度,由抗弯验算确定基础底板的双向配筋。

6、地基变形验算:地基基础设计中,除了保证地基的强度、稳定要求外,还需保证地基的变形控制在允许范围内,以保证上部结构不因地基变形过大而丧失其使用功能。

7、地基变形特征可分为:沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

8、地基承载力特征值:在保证地基稳定的条件下,使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力成为地基承载力特征值。

9、地基承载力特征值的确定方法:①根据土的抗剪强度指标以理论公式计算;②由现场载荷试验的s

p

曲线确定;③按规范提供的承载力表确定;

④在土质基本相同的情况下,参照邻近建筑物的工程经验确定。

10、防止和减轻不均匀沉降危害的方法:①采用柱下条形基础、筏型基础和箱型基础等;②采用桩基础或其它深基础方案;③对地基某一深度内或局部进行人工处理;④在建筑设计、结构设计和施工方面采取某些工程措施。

11、基础埋深选择依据

综合考虑建筑物用途、作用在基础上的荷载大小和性质、工程地质和水文地质、相邻建筑物的埋置深度、地基土冻胀和融沉原则尽量浅埋不应小于0.5米,基础底面到设计地面的距离宜大于100mm 12、地基承载力的方法

(1)原位试验法(2)理论公式法(3)规范表格法(4)当地经验法

13、地基变形特征:沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜

第三章:

1、倒梁法:倒梁法认为①上部结构式刚性的,各柱之间没有差异沉降,因而可把柱脚视为条形基础的支座,②支座间不存在相对竖向位移,基础的绕曲变形不致改变地基压力,③并假定基地净反力呈线性分布,且除柱的竖向集中力外各种荷载作用(包括柱传来的力矩)均为已知,按倒置的普通连续梁计算梁的纵向内里,例如力矩分配法、力法、位移法。

第四章:

1、当地基的上覆软土层很厚,即使采用一般地基处理仍不能满足设计要求或耗费巨大时,往往采用桩基础将建筑物的荷载传递到深处合适的坚硬土层上,以保证建筑物对地基稳定性和沉降量的要求。

2、由于桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降稳定快和沉降变形小、抗震能力强,以及能适应各种复杂地质条件等特点。

3、桩基础组成:桩、承台

(1)按承载性状分类:摩擦桩:摩擦性桩、端承摩擦桩;端承型粒:

(2)按施工方法分类:①预制桩;②灌注桩

(3)按桩的设置效应分类:非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩

4、桩的质量检验方法:开挖检查、抽芯法、声波透射法、动测法

5、柱顶荷载一般包括:轴向力、水平力和力矩

6、桩的荷载传递:通过桩测摩阻力和桩端阻力,桩将荷载传给土体

7、桩的荷载传递的一般规律:(1)轴向压力下的桩的荷载传递与其长径比l/d及桩端土与桩侧土的相对刚度Rbs有关;(2)桩端阻力Qp和桩与装侧土的相对刚度Rps有关;(3)对扩底桩,增大扩底直径与桩声直径之比D/d,桩端分担的荷载可以提高;(4)Qp随长径比l/b增大而减小,桩身下部侧阻的发挥也相应减低。

8、单桩的破坏模式:压屈破坏;整体剪切破坏;刺入破坏

9、负摩擦力概念:桩侧土相对于桩产生向下的位移,土体对桩产生向下的摩擦力,这种摩擦力称为负摩擦力。桩侧负摩擦力作用:(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)桩侧有大面积底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。在桩侧引起负摩擦力的条件是,桩周围的土体下沉必须大于桩的沉降。正负摩擦力分界的地方称为中性点。10、单桩竖向极限承载力:单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。

11、桩丧失承载能力一般有两种形式:桩周土岩的阻力不足,桩发生急剧且量大的竖向位移或者虽然位移不急剧增加,但因位移量过大而不适于继续承载;桩身材料强度不够,桩身被压坏或拉坏。12、当桩入土较深,桩的刚度较小时,桩的工作状态如同一个埋在弹性介质里的弹性杆件,采用文克勒地基模型研究桩在水平荷载和两侧土抗力共同作用下的绕度曲线。

13、土只可能产生抗压的抗力而不能产生抗拉的

抗力,所以地基梁在承受外荷载作用产生向上的绕曲时,地基梁的上面没有土的抗压作用,也就无法考虑土的抗力。

14、群桩效应:常用桩距Sa=(3-4)d时,桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠。桩端处压力比单桩时大得多,桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深,此时群桩中各桩的工作状态与单桩的迥然不同,其承载力小于各单桩承载力之总和,沉降量则大于单桩的沉降量,即群桩效应。

15、在荷载作用下,由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基称复合桩基。承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增加。

16、在下列情况下,通常不能考虑承台的荷载分担效应:承受经常出现的动力工作,如铁路,桥梁桩基;承台下存在可能产生负摩擦力的土层,如湿陷性黄土、欠固结土、新填土、高灵敏度软土以及可液化土,或由于降水地基土固结而承台脱开;在饱和软土中沉入密集桩群,引起超静孔隙水压力和土体隆起,随着时间推移,桩间土逐渐固结下沉而与承台脱离等。

17、对以下桩基应进行沉降验算:地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基;体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基;摩擦型桩基。

18、K为考虑在吊运过程中桩可能受到冲击和振动而取的动力系数,可取1.3

19、桩的水平承载力:桩在水平荷载作用下所反映的抗水平荷载的能力及其特性。

20、负摩阻力指的是什么?

负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等,该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。

21、哪些情况下可能在桩周产生负摩阻力

1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时

2 桩周存在软弱土层,临近桩侧地面承受局部较大长期荷载或地面大面积堆载时

3 降低地下水位使桩周土有效应力增大、并产生显著压缩沉降时

22、什么情况下不考虑承台效应

承受经常出现的动力作用

承台下存在可能产生负摩阻力的土层在饱和软土中沉入密集桩群

23、什么叫承台效应

对单桩、不同尺寸的单独承台、不同复合桩基的模型进行了压载试验。并从理论上分析了低承台复合桩基在承台的作用下桩周士受荷变化、荷载传递变化及承载力的变化,得出承台不但本身可分担荷载,而且可使桩侧摩阻力、端阻力均有提高的结论。证明了低承台复合桩基在竖向荷载作用下,承台的效应可提高桩基承载力

24、群桩效应——群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。25、群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标,如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数

26、单桩的破坏模式包括

压屈破坏、整体剪切破坏、刺入破坏

27、桩基础的分类和形式

按承载性质不同:端承桩、摩擦桩、钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、预制桩、灌筑桩

第五章沉井基础及其他深基础

1、沉井特点:埋置深度较大,整体性强,稳定性好,具有较大的承载面积,能承受较大的垂直和水平荷载。缺点:基础施工工期较长,对粉、细砂类土在井内抽水易发生流砂现象,造成沉井倾斜。

2、沉井分类:(1)按施工方法,一般沉井和浮运沉井;(2)按制造沉井材料:混凝土沉井、钢筋混凝土沉井,竹筋混凝土沉井和钢沉井;(3)按沉井平面形状:圆形、矩形和圆端形

(4)按沉井立面形状:柱形、阶梯形和锥形沉井3、沉井一般构造:井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、封底和顶板、射水孔。隔墙为沉井内壁,其作用是将沉井空腔分隔成多个井孔。

4、沉井的施工分为:旱地施工、水中施工、水中筑岛、符运沉井

5、沉井的设计与计算:P165

6、沉井的分类:(1)按平面形状分;①圆形沉井;

②矩形沉井;③圆端形沉井。(2)按立面形状分:①柱形;②阶梯形③锥形沉井;(3)按沉井的建筑

材料分:①混凝土沉井②钢筋混凝土沉井③钢沉井④竹筋混凝土沉井沉井施工中常见问题:①难沉问题;②突沉问题;③沉偏问题;④抗浮问题。

7、沉井主要构造包括:①井壁;②刃脚;③隔墙;

④凹槽;⑤封底;⑥顶盖;⑦井孔;⑧射水管。

8、群桩效应:在竖向荷载作用下,由于承台、桩、土相互作用,群桩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独立单桩有显著差别,这种现象称为群桩效应。

第六章基坑工程

1、基坑工程:指建筑物基础工程或其他地下工程施工中所进行的基坑开挖,降水支护和土体加固以及检测等综合性工程。

2、基坑工程特点:

(1)一般情况下都是临时结构,安全储备相对较小,风险性较大

(2)基坑工程的设计和施工,必须因地制宜,切忌生搬硬套

(3)是一项综合性很强的系统工程,不宜涉及结构、岩土、工程地质及环境等多门学科,而且基坑开挖、降水、支护和土体加固等工作环环相扣,紧紧相连

(4)具有较强的时空效应,支护结构所受荷载及其产生的应力和变形在时间和空间上具有较强的变异性。

(5)对周边环境会产生较大影响

3、基坑工程目的:是构建安全可靠的支护体系(1)保证基坑四周边坡土体的稳定性;(2)保证基坑坑壁土体的稳定性(3)保证基坑工程施工作业面在地下水位以上

4、基坑支护结构基本类型:(1)放坡开挖及简易支护:适用地基土质较好,开挖深度不大以及施工现场有足够放坡场所的工程。(2)悬臂式支护结构:适用土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。(3)水泥土桩墙支护结构:适合软土(承载力宜小于150kpa)地区的基坑支护,沉度不宜大于6m; (4)內撑式支护结构,适合各种地基土层,但设置内支撑会占用一定的施工空间,影响基础或地下结构施工(5)拉锚式支护结构:地面拉锚需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固装置(6)土钉墙支护结构:适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层,不适合淤泥或淤泥质土层,支护深度不宜大于12m

5、基坑支护工程设计基本原则:(1)在满足支护结构本身强度、稳定性和变形要求的同时,确保周围环境的安全;(2)在保证安全可靠的前提下,设计方案应具有较好的技术经济和环境效应;(3)为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方便,并保证施工安全

6、基坑工程从规划,设计到是公共检测全过程包含:

(1)基坑内建筑场地勘察和基坑周边环境勘察(2)支护结构方案技术经济比较和选型

(3)支护结构的强度、稳定和变形以及基坑内外土体的稳定性验算

(4)基坑降水和止水帷幕设计以及支护墙的抗渗设计

7、基坑支护类型:放坡开挖及简易支护(适用土质好开挖,深度不大,施工现场空间足够)悬臂式支护结构(适用土质较好,开挖深度较浅)、水泥土桩墙支护结构(适用软土地区)、内撑式支护结构(适合各类地区)、拉锚式支护结构(不适用软粘土地区)、土钉墙支护结构(适用地下水位上粘性土、沙土和碎石土等)其他

第七章

1、强夯法为什么不可以处理饱和粘性土?在饱和粘性土地基中,所用的夯击能和工艺不当,加载和卸载阶段形成的最大孔隙水压力不能使土体开裂形成排水通道,不能使土粒水膜水析出,动荷载卸去后,又无条件排水固结,土粒的触变恢复较慢,这种情况不但不能使粘性土地基加固,反而把土扰动,降低了土的抗剪强度,增大了土的压缩性。

第八章

1、常用的地基处理方法:换土垫层法、排水固结法、挤密振实法、拌入法、灌浆法、加筋法、托换技术

2、CFG桩:即水泥粉煤灰碎石桩,由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和,用各种成桩机械制成的可变强度桩。

第八章

3、复合地基:由两种刚度(模量)不同的材料(桩体与桩间土)组成协调变形,共同承载的人工地基。

4、复合地基作用机理:①桩体作用;②加速排水固结作用;③挤密作用;④加筋作用。

5、复合地基作用机理

桩体作用、加速排水固结、挤密作用、加筋作用