《地基基础设计和处理》考研专业考试复习题.docx

地基基础设计和处理考研专业考试复习题 一、名词解释 1、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无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。 2、直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。 3、埋置深度：基础底面至天然地面的距离。 4、融陷：土体因温度升高而解冻，造成含水量增加，使土体处于饱和及软化状态，承载力降低，建筑物下陷，这种现象称为融陷。 5、地基承载力：指地基承受荷载的能力。 6、地基承载力特征值：在保证基础稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。 7、架越作用：刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘，这种现象称为基础的“架越作用”。 8、上部结构刚度（整体刚度）：整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力。 9、敏感性结构：指不均匀沉降会引起较大附加应力的结构。 10、文克勒地基模型： 地基上任一点所受的压力强度p 与该点的地基沉降量s 成正比，即ks p = 11、桩基：桩是设置于土中的竖直或倾斜的柱形基础构件，其横截面尺寸比长度小得多，它与连接桩顶和承接上部结构的承台组成深基础，简称桩基。 12、端承桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担荷载较多的桩。 13、嵌岩桩：当桩端嵌入完整和较完整的中分化、微分化及未分化硬质岩石一定深度以上（d h r 5.0）时，称为嵌岩桩。 14、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。 15、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。 16、负摩阻力：当桩侧土体因某种原因而下沉，且其沉量大于桩的沉降时，土对桩产生的向下作用的摩阻力，称为负摩阻力。 17、垫层：垫层用来调节和改善地基中浅层土的受力状态，减少桩土荷载分担比。 18、面积置换率：复合地基中竖向增强体的实际面积与该竖向增强体分担的地基面积的比率。 19、桩土应力比：竖向增强体上承担的应力与桩间土所承担应力的比值。 20、垫层法：当建筑物基础下持力层比较软弱，不能满足设计荷载或变形的要求时，常在地基表面铺设一定厚度的垫层，或者把表面部分软弱土层挖去，置换成强度较大的砂石素土等，处理地基表层，这类方法称为垫层法。 21、换土垫层：指挖去地基表层软土，换填强度较大的砂、碎石、灰土和素土等构成的垫层。 22、排水垫层：指地基土上堤坝或大面积堆载基底等所铺设的水平排水层。 23、加筋土垫层：指由砂、石和素土垫层中增设各种类型加筋材料组成的复合垫层。 24、堆载预压：是利用土石、建筑材料及其他重物或建筑物自重，分期、分批填筑于地基表面，作用排水固结的预压荷载，使地基在预压荷载的作用下，逐渐固结压缩，强度逐渐增大，逐渐沉降，最终达到满足工程变形和稳定的要求，这种方法称为堆载预压法。 25、在建造埋置深度较大的基础或地下工程时，往往需要进行较深的土方开挖。这个由地面 向下开挖的地下空间称为基坑。 26、软土：一般指外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土。 27、盐渍土：土中易溶盐含量大于0.3%，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性时，应判定为盐渍土。 二、简答题 1、天然地基上浅基础的设计，包括下列内容： （1）选择基础的材料、类型，进行基础平面布置； （2）确定地基持力层和基础埋置深度； （3）确定地基承载力 （4）确定地基的地面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性验算； （5）进行基础结构设计（对基础进行内力分析、截面计算并满足构造要求）； （6）绘制基础施工图，提出施工说明。 2、设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑物； 2）在基础上及其附近有底面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基 产生过大的不均匀沉降时； 3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4）相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 5）地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其自重固结未完成时。 3、基础根据结构形式可分为：扩展基础（墙下条形基础和柱下独立基础）、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础（有平板式和梁板式两种）、箱型基础和壳体基础（有正圆锥壳、M形组合壳和内球外锥组合壳）。 4、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。 5、确定地基承载力特征值的方法主要有四类： 1.根据土的抗剪强度指标以理论公式计算； 2.由现场荷载试验的ps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。 6、减轻不均匀沉降危害的措施： 1.建筑措施（建筑物的体型应力求简单；控制建筑物的长高比及合理布置墙体；设置沉降缝；相邻建筑物基础间应有一定的净距；调整某些设计标高） 2.结构措施（减轻建筑物的自重；设置圈梁；设置基础梁；减小或调整基底附加压力；采用对不均匀沉降敏感的结构形式） 3.施工措施（遵照先重（高）后轻（低）的施工程序；注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响；注意保护坑底土体） 7、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。 8、在下列情况下，可以考虑采用文克勒地基模型： 地基主要受力层为软土。由于软土的抗剪强度低，因而能够承受的剪应力值很小。 厚度不超过基础底面宽度一半的薄压缩层地基。这时地基中产生附加应力集中的现象，剪应力很小。 基底下塑性区相应较大时。 支承在柱上的连续基础，可以用弹簧体系来代替群桩。 9、下列情况可考虑采用桩基础： （1）天然地基承载力和变形不能满足要求的高重建筑物； （2）天然地基承载力基本满足要求，但沉降量过大，需利用桩基础减少沉降的建筑物 （3）重型工业厂房和荷载很大的建筑物； （4）软弱地基或某些特殊性土的各类永久性建筑物； （5）作用有较大水平力和力矩的高耸结构物的基础，或需以桩承受水平力或上拔力的其他情况； （6）需要减弱其振动影响的动力机器基础，或以桩基础作为地震区建筑物的抗震措施； （7）地基土有可能被水流冲刷的桥梁基础； （8）需要穿越水体和软弱土层的港湾与海洋构筑物基础。 10、根据承台与地面相对位置的高地，桩基础可分为低承台桩基础和高承台桩基础。 11、按桩的性状和竖向受力情况，可分为端承型桩和摩擦型桩两大类。 12、单桩竖向承载力的确定，取决于两方面：（1）桩身的材料强度；（2）地层的支承力。 13、简述由端承型和摩擦型两类桩组成的低承台群桩基础的群桩效应： 1）端承型群桩基础 端承型桩基的桩底持力层刚硬，桩端贯入变形较小，由桩身压缩引起的桩顶沉降也不v 大，因而承台底面土反力很小。这样，桩顶荷载基本上集中通过桩端传给桩底持力层，并近似的按某一压力扩散角（）向下扩散，且在距桩底深度为)tan 2/()(d s h -=之下产生应力重叠，但并不足引起坚实持力层明显的附加应力。因此，端承型群桩基础中各根单桩的工作性状接近于独立单桩，群桩基础承载力等于各根单桩承载力之和，群桩效应系数1=。 2）摩擦型群桩基础 a.承台底面脱地的情况（非符合桩基） 为便于讨论，先假设承台底面脱地的群桩基础中各桩均匀受荷。如同独立单桩那样，桩顶荷载主要通过桩侧阻力引起压力扩散角范围内桩周土的附加压力。各桩在桩端平面土的附加应力分布面积的直径为tan 2l d D +=。当桩距D s w h w。 2、确定地基承载力特征值：1.按土的抗剪强度指标确定 （1）地基极限承载力理论公式：f a=p u/K (K为安全系数，一般K=23)； （2）规范推荐理论公式：当荷载偏心距e<=l/30(l为偏心方向基础边长)时， f a=M bb+M dm d+M c c k（注：基础底面宽度大于6m时按6m考虑，对于砂土，小 于3m按3m考虑） 内摩擦角标准值k和粘聚力标准值c k可按下列方法计算： n n i i =1 1221-=n n n i i /= （某一土性指标试验 平均值；标准值；变异系数） 按下式分别计算n 组试验的内摩擦角和粘聚力的统计修正系数、c ： )678.4704.1(12n n +-= 最后按下式计算抗剪强度指标标准值k 、c k ： m k ?= m c k c c = 2.按地基荷载试验确定： 低压缩性土，规范规定以直线段末点所对应的压力1p （比例界限荷载）作为承载力特征值；1p 与极限荷载u p 很接近，故u p <21p 时，取u p /2作为承载力特征值。 高压缩性土，当承压板面积为0.250.50m 2时，规定可取沉降s=（0.010.015）b （b 为承压板宽度或直径）所对应的荷载（此值不应该大于最大加载量的一半）作为承载力特征值。 对同一土层，应该选择三个以上的实验点，当试验点实测值的极差不超过其平均值的30%时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值ak f 。 3.按规范承载力表确定： 当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m 时，从荷载试验或其他原位测试、规范表格等方法确定的地基承载力特征值，应按下式进行修正： )5.0(3-+)-(+=d b f f m d b ak a （注：宽度小于3m 按3m 考虑，大于6m 按6m 考虑） 3、确定基础底面尺寸：按地基持力层承载力计算基底尺寸 1.轴心荷载作用，要求基础底面压力满足：a k f p 得)/(w w G a k h d f F A +- 方形基础：w w G a k h d f F b +- 条形基础：)/(w w G a k h d f F b +- 在上面的计算中，一般先要对地基承载力特征值ak f 进行深度修正，然后按计算得到的基底宽度b ，考虑是否对ak f 进行宽度修正。 2偏心荷载作用： （1）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值 （2）根据荷载偏心情况，将按轴心荷载作用计算得到的基底面积增大10%40%，即： )/()4.11.1(w w G a k h d f F A +-= （3）选取基底长边l 与短边b 的比值n （一般取n 2），于是有n A b /= ，nb l = （4）考虑是否应对地基承载力进行宽度修正 （5）计算偏心距e 和基底最大压力max k p ，并验算是否满足6/)/(l G F M e K K k +=和a k k w w G k k f l e p bl M h d bl F p 2.1)61(62 max +=+-+= 地基软弱下卧层承载力验算： 当地基受力层范围内存在软弱下卧层时，除按持力层承载力确定基底尺寸外，还必须对软弱下卧层进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过它的承载力特征值，即az cz z f +。 条形基础： tan 2)(z b p b cd k z +-= 矩形基础：) tan 2)(tan 2()(z b z l p lb cd k z +-= 5、单桩竖向承载力的确定：（1）静载荷试验 （2）按土的抗剪强度指标确定 （3）确定单桩竖向承载力特征值的规范经验公式: i sia p p pa a l q u A q R += 6、换土垫层的设计： （1）假设垫层的厚度，一般砂垫层的厚度约为12m 左右。 （2）垫层厚度验算：a.垫层底面的附加应力z 对于条形基础： tan 2)(z b p b cd k z +-= 对于矩形基础：)tan 2)(tan 2()(z b z l p lb cd k z +-= b 垫层底面处自重应力cz c 经深度修正后得到的地基承载力特征值az f d 验证是否满足az cz z f +，如不符合要求，需改变垫层厚 度，重新验算，知道满足为止。 （3）确定垫层的底宽b （或l ）：tan 2'z b b +=（或tan 2' z l l +=） 7、（1）土水压力分算法 采用有效应力法的计算公式为：H K c HK p w a a a +-=''''2 H K c HK p w p p p +=''''2 在不能获得土的有效指标的情况下，也可以采用总应力法进行计算： H K c HK p w a a a +-=2' H K c HK p w p p p +=2' （2）土水压力合算法 a a sat a K c HK p 2-= p p sat p K c HK p 2+=