基础工程B终极版

1.浅基础设计内容：(1)确定基础污工类型及立面形式(2)拟定基础的埋置深度和基础的平面尺寸(3)进行荷载计算及荷载组合(4)进行力学检算。2.浅基础设计准则：(1)基础本身的强度不得超限(2)地基(包括地基持力层和软弱下卧层)强度不得超限(3)基础倾斜不得过大，基底合力偏心距应小于容许值(4)基础不得倾斜滑走(5)对于超静定的连续梁、拱桥结构等需要计算基础的沉降或沉降差是否超限。当墩身很高时，还需要检算墩台顶的水平位移是否超限(6)当墩台修筑在较陡的土坡上，或桥台修筑于软土上且台后填土较高时，还应检算墩台连同土坡的滑动稳定性(7)基础要耐久可靠。3.基础的埋置深度：基础的埋置深度指基础底面至设计地面或河流一般冲刷线的垂直距离。确定基础的埋置深度是浅基础设计的主要内容之一，它涉及结构建成后的牢固、稳定及正常使用问题。确定基础的埋置深度主要从两方面考虑：(1)从保证持力层不受外界破坏因素的影响考虑，基础埋深不得小于按各种破坏因素而定的最小埋深(2)从满足各项力学检算的要求考虑，在最小埋深以下各土层中找一个埋得较浅、压缩性较低、强度较高的土层作为持力层。4.基础的最小埋深：保证基础不受外界不利因素(河流冲刷、季节性冻融、人及动物活动等)影响的最小埋置深度。最小埋深一般应考虑地基持力层的稳定、河流冲刷的影响以及季节性冻融的影响。5.河流冲刷：一般冲刷：在有冲刷处，整个河床会因桥墩的建造被洪水冲刷后下降。局部冲刷：在桥墩上水处，由于墩的阻水、水的涡流而造成的比一般冲刷还深的冲刷坑。冲刷总深度：自河床面算起的一般冲刷深度与局部冲刷深度之和。6.基础上的荷载类型及其组合形式：(1)主力：①恒载：结构构件及附属设备自重、恒载土压力、浮力、混凝土收缩和徐变的影响；②活载：列车竖向静活载、离心力、活载土压力、横向摇摆力。(2)附加力：制动力或牵引力、风力、流水压力、冰压力、温度变化作用、冻胀力等。(3)特殊荷载：船只或排筏的撞击力、汽车撞击力、施工临时荷载、地震力、列车脱轨荷载、长钢轨断轨力等。组合形式：(1)主力的组合；(2)主力＋附加力的组合；(3)主力＋特殊荷载的组合。7.软弱下卧层处的压应力(强度检算)：()[]hzhzhhzqh=(+)hzqhz-软弱下卧层顶面处土的自重应力；-基底下卧土层附加应力系数；h-基底压应力；-基底以上土的换算重度；h-基底埋置深度；[]hz-软弱下卧层经深度修正后的容许承载力。8.浅基础需要进行哪些验算，其相应目的是什么：①地基强度验算：保证地基不破坏②基底偏心距验算：避免基底产生拉应力和不均匀沉降③基础稳定性验算：避免基础发生倾倒、滑动现象④基础沉降验算：保证沉降不超限⑤地基稳定性验算：检算基础的滑动稳定性和斜坡整体的稳定性。(⑥基础本身材料强度验算：保证刚性基础的强度要求)9.按承载性状，桩可分为哪两类？其相应的特点是什么？可分为摩擦桩和柱桩。前者指桩底位于较软的土层内，其轴向荷载有桩侧摩阻力和桩底土反力来支撑，而桩侧摩阻力起主要支承作用；后者指桩底立于坚硬土层上，其轴向荷载可认为全由桩底土反力来支承，不考虑桩侧土摩阻力。10.单桩破坏两种模式：桩周土体稳定性破坏，桩身材料破坏11.桩基础检算要求：①单桩轴向承载力②桩身的材料强度③桩基础承载力和沉降④墩台顶水平位移⑤承台强度。12.负摩阻力(负摩擦桩)：与轴向压力方向相同的侧摩阻力，称为负摩阻力。(1)负摩阻力分布特征：桩身的负摩阻力并不一定发生于整个软弱压缩土层中，而是在桩周土相对于桩产生下沉的范围内。(2)原因：桩侧土相对于桩向下位移，在桩侧引起向下的摩阻力。(4)轴力分布特点：随深度的增加，轴向力逐渐增加，达到最大值后又减小，最后趋于稳定，其最大值在中性点处。（5）轴力分布原因：由于中性点以上桩身轴向位移小于桩侧土沉降，使其产生了负摩阻力，方向与轴力方向相同，故使得轴力增加；相反中性点以下为正摩阻力，会使轴力减小。哪些情况下考虑负摩阻力：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桩侧有大面积地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。消除负摩阻力措施：①改善土层性质，降低其沉降量；②将桩上段部分与土体隔离，如：对于预制桩，可采用涂沥青的方法，对于钢桩，可采用设置塑料薄膜的方法，对于灌注桩，可以采用注斑脱土浆的方法。13.“摩擦桩的入土深度越大，嵌岩桩嵌岩越深，其轴向受压承载力越高”的说法是否正确？为什么？不正确，轴向受压承载力与入土深度、桩侧土类型和桩身材料强度有关。（1）摩擦桩入土过深(或桩周土层抗剪强度较均匀时)，可能导致刺入破坏(2)嵌岩桩嵌岩越深，可能导致屈曲破坏(3)桩入土深度越大，周围土质较密实坚硬，桩身会发生挠曲变形。14.地基水平抗力系数：yyyCX即横向抗力系数，它表示y深处横向发生单位位移时，桩侧单位面积上的横向抗力。横向地基系数分布图示：“m法”我国铁路、公路、建筑规范中采用的方法。15.“m法”分布特点及哪些位置横向抗力为0：呈线性分布。(1)地面处为0，因其地基系数为0；(2)底部为0，因其水平位移为0。16.桩的横向变形系数计算公式：05mbEI0b-桩的计算宽度；m-横向地基系数的比例系数；EI-桩的抗弯刚度。l所反映的是桩-土之间的相对刚度：2.5l刚性桩；2.5l弹性桩。17.群桩沉降和单桩沉降的关系：(1)柱桩：由于桩尖下压力分布面积小，各柱底的压应力互相不重叠，因此群桩的容许承载力等于各单桩容许承载力之和，群桩的沉降与单桩基本相同。(2)当桩数少，桩的中心距较大时，桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多，此时群桩中各桩的工作情况与单桩一致，故群桩的承载力等于各单桩承载力之和。但当桩数较多，桩距较小时，桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠(桩端处的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时迥然不同，其承载力小于各单桩承载力之和，沉降量则大于单桩的沉降量。18.一般沉井的构造组成及其制造和下沉步骤：沉井一般由井壁，刃脚，内隔墙，井孔，凹槽，封底和顶板组成。步骤：①平整场地②制作第一节沉井③拆模及抽垫④挖土下沉⑤接高沉井⑥设置井顶防水围堰⑦基底检验和处理⑧沉井封底⑨井孔填充和顶板浇注19.沉井应进行哪些检算：(1)施工检算：①沉井的下沉能力验算②刃脚受力计算③沉井井壁受力计算④沉井底节验算⑤混凝土封底及顶板计算。(2)使用验算：①基底应力②基础侧面水平压应力验算③墩台顶面水平位移检。19.沉井最不利位置确定：(1)刃脚向外挠曲：刃脚向外的弯矩比外侧压力产生向内的最大弯矩大时，就是最不利位置；(2)刃脚向内挠曲：最不利位置是沉井已下沉至设计标高。20.沉井下沉能力不满足要求：加大井壁厚度或调整取土井尺寸，改用排水下沉或部分排水下沉，添加压重或射水助沉，泥浆套或空气幕。21.与浅基础相比，沉井基础有哪些优点？沉井按下沉方法可分为哪两种？其各自的适用范围是什么？（1）沉井基础不需要象浅基础一样在开挖时进行支护和降水，即可将基础置于良好的持力层上。（2）沉井按下沉方法可分为一般沉降和浮运沉井，前者就地浇筑下沉，后者在岸边制造，再浮运至设计位置。（3）一般沉井通常在陆地或浅水的地方使用，而浮运沉井多在水深、流速大、或有通航要求等无法筑岛时使用。22.沉井施工过程中的结构强度计算主要包括哪些方面？（1）底节沉井的竖向挠曲验算；（2）刃脚受力计算（刃脚竖向受力分析＋刃脚水平受力分析）；（3）井壁受力计算；（4）混凝土封底和顶板计算。23.一般沉井在下沉过程中可能遇到哪些问题，如何解决？（1）沉井发生倾斜和偏移。倾斜：在较高的一侧挖土或压重，并可在较低的一端刃脚下回填砂石。偏移：挖土使沉井倾斜，再均匀挖土使其沉至中心线，再纠偏。（2）下沉时遇到障碍物时，人工清除或炸掉。（3）沉井外壁摩擦力过大，可：压重、井壁做光滑一些、预埋射水管、泥浆套、空气幕等法。24.预制桩的沉桩方式和灌注桩的成孔方式各有哪些？简要说明预制桩和灌注桩的优、缺点。答：预制桩的沉桩方式有打入、振入、压入。灌注桩的成孔方式有钻孔、冲孔、人工挖孔。预制桩的优点是桩身质量好，施工速度较快；缺点是桩径较小，桩数较多。灌注桩的优点是可采用大直径桩，获得较高承载力，但桩身质量不如预制桩。25.什么是群桩效应？在何种情况下可不考虑群桩效应？对需要考虑群桩效应的桩基，桥梁桩基工程中是如何考虑的？（1）对摩擦桩群桩基础，当桩的间距较小时，竖向应力在桩端持力层发生叠加，从而使群桩的承载力小于单桩承载力之和，而沉降大于单桩的沉降，这种现象称为群桩效应，其实质上反映的通常是承台-桩群-土的共同工作。（2）端承桩及桩间距大于（等于）6倍桩径的摩擦桩可不考虑群桩效应。（3）在桥梁桩基工程中，采用实体基础法来处理群桩问题，即通过一定的方法把群桩视为扩大的实体基础，再按浅基础的方法分析地基（桩底端平面以下）的承载力和沉降量等问题。26.简述坑底稳定检算内容。（1）软土坑底隆起检算；（2）坑底涌沙检算；（3）坑底被承压水冲溃的检算。（3）负摩阻力增加了作用于桩体上的向下压力荷载，对桩的轴向受压不利。（4）主要可采取如下措施：①改善土层性质，降低其沉降量；②将桩上段部分与土体隔离，如：对于预制桩，可采用涂沥青的方法，对于钢桩，可采用设置塑料薄膜的方法，对于灌注桩，可以采用注斑脱土浆的方法。