基础工程复习资料知识要点

1、基础工程复习资料（知识要点）1、基础工程包括建筑物的地基和基础的设计与施工。2、地基可分为天然地基和人工地基。3、基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。4、为了保证建筑物的正常使用与安全，地基与基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在允许范围之内。5、公路桥梁的作用，按其随时间变化的性质，分为：永久作用、可变作用和偶然作用。6、作用效应组合的概念和作用：为了保证桥梁结构的安全和适用，需要根据作用的特性、桥梁结构的特性、施工方法以及桥位处的环境因素，针对结构的不同状况、不同安全等级、不同设计或验算内容，确定各种作用效应的取舍以及各种作用效应对结构的共同效果（叠加值）。为什么要进行作用效应组合：根

2、据荷载的作用效果，分析判断最不利荷载组合，进行计算比较，作为桥梁的地基和基础的控制设计7、浅基础与深基础有哪些区别？浅基础埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故有时称按此法施工的基础为明挖基础。浅基础在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也比较简单。深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。在深水中修筑基础，有时也可采用深水围堰清除覆盖层，按浅基础形式将基础直接放在基岩上。但施工方法较复杂。8、天然地基浅基础的分类根据受力条件及结构可分为刚性基础和柔性基础两大类。刚性基础：基础在外力（包括基础自重

3、）作用下，基础疗工具有足够的截面使材料的内容容许应力大于地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力，此时基础的悬出部分断面不会出现裂缝，基础内不需配置受力钢筋。特点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。缺点是自重大。柔性基础：基础在基底反力作用下，基础悬出部分产生弯曲拉应力和剪应力超过了基础土亏工的强度极限值，为了防止基础在断面开裂甚至断裂而在基础中配置足够数量的钢筋。9、确定基础埋置深度应考虑哪些因素？基础埋置深度对地基承载力、沉降有什么影响？基础埋置深度：指地面或一般冲刷线至基础底面的距离。（1）地基的地质条件（2）河流的冲刷深度（3）当地的冻结深度（4）上部结构形式（5）当地的地形条件（6）保证

4、持力层稳定所需的最小埋置深度。（7）相邻建筑物的影响（8）施工技术条件（9）经济分析影响：足够的埋置深度可以保证基础的稳定性，保证地基承载力满足要求，不致于产生过大的沉降或沉降差。埋置深度与地基承载力的关系主要是随着基础埋深的增加，基础底面以上土的自重也随着增大，这对阻止基底土在荷载作用下的挤出是有利的。对沉降的影响可从对承载力的影响入手。10、刚性角概念、它与什么因素有关：自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角。设计时，应使每个台阶宽度与厚度保持在一定比例内，使其夹角Oi沏ax,这时可认为属刚性基础，不必对基础进行弯曲拉应力和剪应力的强度验算，在基础中也可不设置受力钢筋。它与基础所

5、用的土亏工材料强度有关。11、浅埋地基基础的验算内容主要有验算地基承载力，基础合力偏心距，地基与基础稳定性、基础沉降等。12、地基（基础）沉降计算包括哪些步骤？在什么情况下验算桥梁基础的沉降？（1）计算基地附加应力（2）分层计算每一层底面出的附加应力（3）计算每一层的沉降量（4）计算总沉降量。如下情况要验算：（1）修建在非岩石地基上的拱桥、连续桥梁等静定结构基础上（2）地质情况复杂、地层分布不均或强度较小软粘性地基及湿陷性黄土上的基础（3）相邻地基强度显著不同或相邻跨度大时（4）跨线桥跨线渡槽要保持桥下净空。13、地基承载力容许值的确定：（1）在土质基本相同的条件下，参照邻近建筑物地基容许承载

6、力（2）根据现场荷载试验的p-s曲线（3）按地基承载力理论公式计算（4）按现行规范提供的经验公式计算。14、确定粘性土和砂性土的状态：粘性土的天然状态是按液性指数分为坚硬、硬塑、可塑状态、软塑和流塑状态；砂性土密实度根据标准贯入锤击数分为松散、稍密、中等密实、密实状态；碎卵石类土则按密实度分为松散、稍密、中密、密实。15、刚性扩大基础为什么要验算基底合力偏心距：在基础埋置深度和构造尺寸确定以后，就应根据可能产生的最不利荷载组合对地基与基础进行验算，从而保证结构物的安全和正常使用，并使设计经济合理。控制基底合力偏心距，其目的是尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大

7、的不均匀沉降，墩、台发生倾斜，影响正常使用。确定基础承载力时，为什么要对基础的深度和宽度进行修正：因为随着深度的增加，对于不同的土层，其基础的宽度对其沉降和承载力会有影响，应对其基础的宽度进行修正偏心距跟核心半径的关系以及基底压力的分布P3916、软弱下卧层的概念：指容许承载力小于持力层容许承载力的土层。17、基础稳定性验算包括基础倾覆稳定性验算和基础滑动稳定性验算。止匕外，对某些土质条件下的桥台、挡土墙还有验算地基的稳定性，以防桥台、挡土墙下地基的滑动。18、桩基础特点：具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材料少、施工简便等特点。它适用于什么条件：(1)荷载较大，地基上

8、部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时；(2)河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷，如采用浅基础不能保证基础安全时；(3)当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软(高压缩)土层，将荷载传到较坚实(低压缩性)土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀；(4)当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时；(5)当施工水位或地下水位较高，采用其它深基础施工不便或经济上不合理时；(6)地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力，桩基础穿越可液化土层并伸入下部

9、密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。以上情况也可以采用其他型式的深基础，但桩基础由于耗材少、施工快速简便，往往是优先考虑的深基础方案。19、柱桩和摩擦桩受力情况有什么不同？你认为各种条件具备时，哪种桩应优先考虑采用？柱桩是桩底支撑在基础上的桩，它的承载力主要由桩端支撑力承载。摩擦桩是靠桩侧土摩擦力支撑的桩，其承载力主要由桩侧土摩擦力支撑，条件适合时应优先考虑柱桩。20、桩基础内的基桩，在平面布设上有什么基本要求？(1)桩内钢筋应按内力和抗裂性的要求布设(2)长摩擦桩应根据桩身弯矩分布情况分布配钢筋(3)短摩擦桩可按桩身最大弯矩均匀配筋。21、试述单桩轴向荷载的传递机理？首先在桩顶出现

10、荷载后，会随着桩位移的增大而增大，接着在桩端附近产生摩擦并随着位移的增大而摩擦力也增大，当位置增大到整个桩时达到最大承载。22、桩侧摩阻力是如何形成的？它的分布规律是怎样？形成：当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩而产生相对于土向下的位移，与此同时桩侧表面就会受到土的向上摩阻力。分布：沿桩入土深度成线性分布，而对钻孔灌注桩则近似假设桩侧摩阻力沿桩身均匀分布。23、按土的支承力确定单桩轴向承载力容许值？静载实试验法、经验公式法、静力触探法、动测试桩法、静力分析法24、什么是桩的负摩擦力？它产生的条件是什么？对基桩有什么影响？但当桩周士体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时

11、，在桩侧面的全部或一部分面积上将出现向下作用的摩擦力，称其为负摩擦力。条件：主要是看桩与桩周土的相对位移发展情况。影响：负摩擦力的产生将使桩侧土的部分重力传递给桩，不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，若有负摩擦力发生，则桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大。25、打入桩和钻孔灌注桩的单桩轴向容许承载力计算经验公式有什么不同？打入桩与钻孔灌注桩，由于施工方法不同，根据试验资料所得桩侧摩阻力和桩底阻力数据不同，所给出的计算式和有关数据也不同。1.n.,打入桩：Ra-uiliQikrApqrk2i1n钻孔灌注桩：Ra-uhqikApq；qrm

12、0fatJk22(h3)2ii26、考虑基桩的纵向挠曲时，桩的计算长度应如何确定？考虑纵向挠曲时桩的稳定计算长度，应结合桩在土中支承情况，根据两端支承条件确定。27、钻孔灌注桩有哪些成孔方法，各适用什么条件？(1)旋转钻进成孔，适用于较细，软的土层，如各种塑性状态的粘性土，砂土，夹小量粒径小于100-200mm的砂卵石土层，在软岩中也曾使用。(2)冲击钻进成孔，适用于含有漂卵石，大块石的土层及岩层，也能用于其它土层。成孔深度一般不宜大于50m。(3)冲抓钻进成孔，适用于粘性土，砂性土及夹有碎卵石的砂砾土层，成孔深度不宜大于30m。旋转机根据泥浆循环的分类：正循环和反循环。正循环：在钻进的同时，

13、泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排除至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用。反循环：泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，以冷却钻头并挟带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。灌注水下混凝土灌注数量的要求（第一次）：首批灌注的混凝土数量，要保证将导管内水全部压出，并能将导管初次埋入11.5m深确定桩的轴向承载力要考虑的两个因素：桩周土的强度、桩本身的材料强度桩基础的破坏模式（轴向受压）：剪切破坏、挠曲破坏、刺入式破坏（横向荷载）：桩侧土失稳破坏；桩身挠曲或剪切破坏确定桩轴向承载力的基本方法：静载实验法；经验公式法；静力触

14、探法；动测试桩法；静力分析法单排桩和多排桩桩顶荷载的区别：（太抽象无法解答）28、什么是m法？它的理论根据是什么？此方法的优缺点？m法：假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mz0理论根据：大量的试验表明，地基系数C值不仅与土的类别及其性质有关，而且也随着深度而变化。（认为桩侧土为文克尔的离散线性弹簧，不考虑黏着力和摩阻力，桩作为弹性构件考虑，当桩受到水平外力作用后，任何一深度的Z处所产生的桩侧土的水平抗力与该点水平位移成正比。）缺点：（1）根据"m”法假定，土的弹性抗力与位移成正比，而此换算忽视了桩身位移这一重要影响因素。（2）换算土层厚hm仅与桩径有关，而与地基土类、桩身材料等因

15、素无关，显然过于简单。29、地基土的水平向土抗力大小与哪些因数有关？土抗力的大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。30、用”m”法对单排桩基础的设计和计算包括哪些内容？计算步骤：首先应根据上部结构的类型、荷载性质与大小、地质与水文资料、施工条件等情况，初步拟定出桩的直径、承台位置、桩的根数及排列等，然后进行如下计算：（1）计算各桩桩顶所承受的荷载（2）确定桩在最大冲刷线下的入土深度（3）验算单桩轴向承载力（4）确定桩的计算宽度（5）计算桩的变形系数（6）计算地面处桩截面的作用（7）计算桩顶位移和墩台顶位移（8）弹性桩桩侧最大土抗力31、承台应该进行哪些内容

16、的验算？（1）桩顶局部受压验算（2）桩对承台的冲剪验算（3）承台抗弯及抗剪强度验算32、什么情况下需要进行桩基础的沉降计算，如何计算？超静定结构桥梁或建于软土、湿陷性黄土地基或沉降较大的其他土层的静定结构桥梁墩台的群桩基础应计算沉降量并进行验算。计算方法：公桥基规规定墩台基础的沉降应满足下式要求：S2.0、L-S1.0、L式中：S一墩台基础的均匀总沉降量值（不包括施工中的沉降）（cm）；S一相邻墩台基础均匀总沉降差值（不包括施工中的沉降）（cm）；L一相邻墩台最小跨径长度（m）:跨径小于25m时以25m计算。33、桩基础的设计包括哪些内容？通常应验算哪些内容？怎样进行这些验算？内容：首先应该搜

17、集必要的资料：上部结构形式与使用要求，荷载的性质与大小，地质和水文资料，以及材料供应和施工条件等，据此拟定出设计方案（包括选择桩基类型、桩长、桩径、桩数、桩的布置、承台位置与尺寸等），然后进行基桩和承台以及桩基础整体的强度、稳定、变形检验，经过计算、比较、修改，以保证承台、基桩和地基在强度、变形及稳定性方面满足安全和使用上的要求，并同时考虑技术和经济上的可能性与合理性，最后确定较理想的设计方案。内容：（1）单根基桩的验算（2）群桩基础承载力和沉降量的验算（3）承台强度验算34、什么是地基系数？确定地基系数的方法有哪几种？计算时采用的是哪一种？地基系数C表示单位面积在弹性限度内产生单位变形时所需

18、要的力。有“m”法，“K”法，“c”法，“常数”法。目前采用“m”法。35、沉井基础与桩基础的荷载传递有何区别？沉井基础不考虑基础与士之间的粘着力和摩阻力，其刚度与土的刚度之比可认为是无限大，在横向外力作用下只能发生转动而无挠曲变形，可按刚性桩柱计算内力和土抗力。36、沉井基础有什么特点？埋置深度可以很大，整体性强，稳定性好，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，施工工艺并不复杂。但是施工期较长，对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石，树干或井底岩层表面倾斜过大，给施工带来一定困难。37、简述旱地沉井主要施工工序

19、？（1）下沉前的准备：平整场地一制造第一节沉井一拆模及抽垫（2）挖土下沉：水下沉一排水下沉一接高井壁一设井顶围堰一地基检验与处理一封底一充填井孔及浇筑盖板38、沉井施工中主要出现的问题是什么？如何处理？（1）沉井发生倾斜和偏移倾斜的处理方法：在沉井高的一侧集中挖土；在低的一侧回填沙石；在沉井高的一侧加重物或用高压水冲松土层；必要时可在沉井面施加水平力扶正。偏移的处理方法：先使沉进倾斜，然后均匀除土，使沉井底中心线下沉至设计中心后，再进行纠偏。在刃脚遇到障碍物时，必须消除后再后再下沉。（2）下沉困难外理方法：1、增加沉井自重。2、减少沉井外壁的摩阻力。（3）突沉防止突沉的措施：控制均匀挖土，在刃

20、脚处挖土不宜过深，此外设计时可采用大刃脚阻力的的措施如增大刃脚踏面宽度或增设底梁等。39、沉井基础的设计计算包含哪些内容？（一）沉井作为整体深基础的设计与计算（1）非岩石地基上沉井基础的计算（2）基地嵌入基岩内的计算方法（3）墩台顶面的水平位移（4）验算（二）沉井施工过程中的结构强度计算（1）沉井自重下沉验算（2）第一节（底节）沉井的竖向挠曲验算（3）沉井刃脚受力计算（4）井壁受力计算（5）混凝土封底及顶盖的计算（三）浮运沉井的计算要点（1）浮运沉井稳定性验算（2）浮运沉井露出水面最小高度的验算40、沉井基础基底应力验算的基本原理是什么？式Pmax迪及式Pmax里里所计算出的最大压应力不应超过

21、沉井底面处土的容许minAoAminA。2D压应力fa,即Pmaxfa。41、沉井结构计算有那些内容？（1）沉井自重下沉验算；（2）第一节（底节）沉井的竖向绕曲验算；（3）沉井刃脚受力计算；（4）井壁受力计算；（5）混凝土封底及盖顶的计算42、简述沉井刃脚内力分析的主要内容？（1）刃脚向外挠曲的内力计算刃脚切入土中一定深度，由于沉井自重作用，在刃脚斜面上便产生了土的抵抗力，它使刃脚向外挠曲。（2）刃脚向内挠曲的内力计算计算刃脚向内挠曲的最不利情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝土，这时，将刃脚作为根部固定在井壁的悬臂梁，计算最大的向内弯矩。43、桩和承台的连接，钻（挖

22、）孔灌注桩桩顶主筋宜伸入承台，桩身伸入承台长度一般为100mm（盖梁式承台，桩身可不伸入）。44、旋转钻机按泥浆循环的程序不同分为正循环和反循环。正循环是在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用。反循环成孔是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，以冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。45、首批灌注的混凝土数量，要保证将导管内水全部压出，并能将导管初次埋入11.5m深。按照这个要求计算第一斗连续浇灌混凝土的最小用量，从而确定漏斗的尺寸大小及储料槽大小，即漏斗和

23、储料槽的最小容量（m3）046、单桩轴向容许承载力的确定方法：（1）静载试验法（2）经验公式法（3）静力触探法（4）动测试桩法（5）静力分析法。47、单桩在轴向受压荷载作用下的破坏模式：（1）当桩底支承在很坚硬的地层，桩侧土为软土层具抗剪强度很低时，桩在轴向受压荷载作用下，如同一根压杆似地出现纵向挠曲破坏。（2）当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层而达到强度较高的土层时，桩在轴向受压荷载作用下，桩底土体能形成滑动面出现整体剪切破坏。（3）当具有足够强度的桩入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向受压荷载作用下，将会出现刺入式破坏。48、桩的轴向受压承载力，取决于桩周土的强度或桩本身

24、的材料强度。49、单桩、单排桩是指在与水平外力H作用面相垂直的平面上，由单根或多根桩组成单根（排）桩的桩基础。50、多排桩指在水平外力作用平面内有一根以上的桩的桩基础（对单排桩做横桥向验算时也属于此情况）。51、桩基础承台位置可分为高桩承台基础和低桩承台基础52、竖向荷载传递机理：当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面受到土的向上摩阻力。桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，必须不断地克服这种摩阻力，桩身轴向力就随深度逐渐减小，传至桩底轴向力也即桩底支承反力。桩顶荷载是桩通过桩侧摩阻力和桩底阻力传递给土体。53、桩顶将发生轴向位移（沉降尸桩身弹性压缩

25、+桩底土层压缩之和桩底支承反力=桩顶荷载-全部桩侧摩阻力土对桩的支承力=桩侧摩阻力+桩底阻力桩的极限荷载（或称极限承载力尸桩侧极限摩阻力+桩底极限阻力54、地基系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形是所需要的力。单位KN/m3或MN/m3。55、沉井的适用条件：（1）上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时；（2）在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时；（3）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难时。56、沉井按施

26、工方法分类可分为：一般沉井（指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。）和浮运沉井（在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通航，当河流流速不大时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。）57、沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种旱地施工工序1整平场地2制造第一节沉井3拆模及抽垫4挖土下沉5接高沉井6筑井顶围墙7地基检验和处理8封底、充填井孔及浇筑顶盖沉井困难时处理方法：增加沉井自重和减小沉井外壁的摩阻力58、负摩阻力：当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降

27、变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下作用的摩阻力。59、中性点：桩侧下沉量有可能在某一深度与桩身的位移量相等，此处桩侧摩阻力为零，而在此深度以上桩侧土下沉大于桩的位移，桩侧摩阻力为负；在此深度以下，桩的为位移大于桩侧土的下沉，桩侧摩阻力为正。正负摩阻力变换处的位置称为中性点。60、确定土的容许承载力（计算题1）fa=fa0+kiyi（b-2）+k2y2（h-3）fa0当基础最小边宽b<2m,埋置深度h&3m的地基土容许承载力（kPa）,可直接从规范查取。b基础验算剖面底面最小边宽（或直径）（m）,当b<2m时，取b=2m计；当b>10m时，按10m计算；h基础底面的埋置深度（m）,对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算起；不受水流冲刷的基础，由天然地面算起，位于挖方内的基础，由开挖后地面算起；当h<3m时，取h=3m；yi基底下持力层土的天然重度（kN/m3）,如持力层在水面以下且为透水性土时，应取用浮重度；y2基底以上土的重度（如为多层土时用换算重度）（kN/m3）,如持力层在水面以下且为不透水性土时，不论基底以上土的透水性质如何，应一律采用饱和重