基础工程概念复习

基础工程复习资料地基：建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担，受建筑物影响的那部分地层称为地基。基础：是指建筑物向地基传递荷载的最下部结构。（深基础：埋深h≥5m；浅基础：一般h＜5m）。基础工程：就是研究建筑下部结构与岩土相互作用,共同承担上部结构所产生的各种变形与稳定问题。就是解决岩土地层中建筑工程的技术问题。持力层：直接支撑建筑物基础的土层。下卧层：持力层下部的土层。天然地基：未经加固处理的天然状态下的地基，有土质、岩石及特殊土地基。人工地基：用换土、夯实、化学加固、加筋技术等方法处治的地基。基础埋深：室外设计地面到基础底面的距离地基基础设计基本要求：①强度要求，防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度。②变形要求：控制地基变形，使之不超过建筑的地基变形的允许值，以免引起基础和上部结构的损坏或者影响建筑物的正常使用功能和外观。③上部结构的其他要求，基础的材料、形式。尺寸和构造除能适应上部结构、符合使用要求、满足上述地基承载力和变形要求外，还行满足对基础结构的刚度、强度和耐久性要求。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、柱下交叉条形基础、筏型基础、箱形基础和壳体基础。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称为地基承载力特征值。fa=pu/K地基承载力：地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力（单位KPa）。地基基础设计基本原则按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值；计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0；在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数，当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合；由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组和值的1.35倍。简述刚性基础的特点：(抗压性能好、而抗弯抗剪性能差；(稳定性好，施工简便；(用于≤6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等。无筋扩展基础：（也称：刚性基础）由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。钢筋混凝土扩展基础：（也称：柔性基础）当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础。基础埋置深度选择的原则：一是在满足地基强度稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋；二是除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。基础埋置深度选择的主要因素：(建筑结构条件与场地环境条件；(工程地质条件；(水文地质条件；④地基冻融条件。影响地基承载力的主要因素：(地基土的成因与堆积年代(地基土的物理力学性质(地下水④上部结构情况。确定地基承载力的常用方法：(按土的抗剪强度指标以理论公式计算(按现场载荷试验的p-s曲线确定(按规范提供的承载力表确定④在土质基本相同的情况下，参照相邻建筑物的工程经验确定地基基础设计的主要步骤是①选择基础材料和类型,进行基础平面布置②确定地基持力层和基础的埋置深度；③确定地基土承载力特征值；④确定基础底面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性演算；⑤进行基础结构设计(内力分析、截面计算、构造要求)；⑥绘制基础施工图提出施工说明。减轻不均匀沉降损害的措施：(采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大(整体性较好的基础(采用桩基或其他深基④采用各种地基处理方法⑤建筑、结构、施工方面的常用措施。㈠建筑措施①建筑物体型力求简单②控制建筑物长高比③合理布置纵横墙④设置沉降缝⑤建筑物之间应有一定距离⑥调整建筑标高㈡结构措施①减轻建筑物自重②设置圈梁和钢筋混凝土构造柱③减小或调整基础底面附加应力④设置联系梁⑤采用能适应不均匀沉降的结构㈢施工措施①保证地基的原状结构②合理安排施工顺序。连续基础：柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础和箱形基础统称为连续基础。片筏基础：是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋砼基础。箱形基础：由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构。连续基础的特点（优点和缺点）？优点：（1）具有较大的基础底面积，因此能承担较大的建筑物荷载，易于满足地基承载力的要求；（2）连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度，有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能；（3）对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础，可以有效地提高地基承载力，并能以挖去的土重补偿建筑物的部分（或全部）重量。缺点：技术要求与造价较高、施工中需处理大基坑、深开挖等问题，且箱基的地下空间利用不灵活。柱下条基计算内容与方法。基底尺寸确定：按构造确定基础长l，按地基承载力定基宽b，并尽力使基础形心与荷载重心重合，地基反力均匀分布。翼板计算：按悬臂板考虑，由抗剪定其厚度，按抗弯配筋。梁纵向内力分析：四种方法－－①静定分析法、②倒梁法、③链杆法、④纽马克法。三种线弹性地基模型：文克勒地基模型；弹性半空间地基模型；分层地基模型。墙下条形基础设计步骤：①确定基础高度②确定基础底板厚度③底板配筋计算。7、筏形基础的优缺点？优点：易于满足软弱地基承载力的要求；减少地基的附加应力和不均匀沉降；能增强建筑物的整体抗震性能；提供地下比较宽敞的使用空间。缺点：面积大，厚度有限，抗弯刚度有限；无力调整过大的差异沉降。倒梁法适用条件：在比较均匀地基上，上部结构刚度较好，荷载分布和柱距句较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，基底反力可按直线分布。基础梁内力可用倒梁法。倒梁法计算步骤：①按柱的平面布置和构造要求确定条形基础的长度，根据地基承载力特征值确定基础底面积A，以及基础宽度，和截面抵抗力矩②按直线分布假设计算基地净反力：③确定柱下条形基础的计算简图④进行连续梁分析，可用弯矩分配法、连续梁系数法等方法⑤按求得内力进行梁截面设计⑥翼板的内力和界面设计与扩展基础相同。十字交叉基础加点荷载的分配原则：①静力平衡条件。各节点分配在纵、横基础梁上的荷载之和，应等于作用在改结点上的总荷载。②变形协调条件。纵、横基础梁在交叉结点出的位移相等。筏型基础的分类：梁板式；平板式。箱形基础的特点与适用范围？特点：刚度和整体性强，具有良好的补偿性和抗震性及附带功能(地下室、车库或设备间)。适用：筏基太厚时采用，多用于无水(或少水)时的高层建筑。桩：是指垂直或微斜埋置于土中的受力杆件，其横截面尺寸比长度小得多，作用是传递荷载至地基上。桩基础：是指由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础，或柱与单桩直接联结的基础。基桩：是指群桩基础中的单桩。高承台桩基：承台底面位于地面以上，且常处于水下，水平受力性能差，但施工方便。低承台桩：承台底面位于地面以下，其受力能好，具有较强的抵抗水平荷载的能力，施工不方便。负摩阻力：桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。中性点：桩土相对位移为零处,也是桩侧摩阻力为零处。群桩效应：在竖向荷载作用下，由于承台、桩、地基土的相互作用情况不同，群桩基础中一根桩的承载力发挥和沉降性状往往与相同情况下的独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。群桩效应系数：通常用群桩承载力与单桩承载力乘桩数之比表示群桩效率，桩基础的主要功能和特点？桩基础的主要功能：是将上部结构的荷载传至地下较深的密实或低压缩性的土层中，以满足承载力和沉降的要求。特点：历史悠久、承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。桩基的分类：1.按承载性状：①摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）、②端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）；2.按使用功能：受压桩（竖向抗压）、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩、复合受荷桩；3.按施工方法：预制桩、灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、后灌浆灌注桩）；4.按桩身材料分类：分为混凝土桩、木桩、钢桩和组合材料桩。5.按设置效应：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。6.按桩径大小：小桩(﹤250mm)、中等直径桩(250～800mm)、大直径桩(﹥800mm)。7.按截面形状：圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、DX桩（多次扩孔混凝土灌注桩，为挤扩）等。灌注桩的分类及特点？分类：沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。特点：能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。预制桩的施工主要程序：预制桩的施工包括制桩（或购成品桩）、运桩、沉桩三个过程；当单节桩不能满足设计要求时，应接桩；当桩顶标高要求在自然地坪以下时，应送桩。16、沉管灌注桩施工程序：（a）打桩机就位；（b）沉管；（c）浇灌混凝土；（d）边拔管，边振动；（e）安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；（f）成型17、钻孔灌注桩施工程序：湿作业法施工程序→（a）就位；（b）成孔；（c）放导管钢筋笼；（d）浇筑；（e）成型。18、灌注桩的施工注意事项：(混凝土搅拌必须均匀；防止卡管事故；(必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升顶起钢筋笼；(随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防止导管提升过猛，形成断桩；④桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土质量。一般取0.5m。20、桩基可能存在的质量问题以及常用质量检测方法？可能存在的质量问题：预制桩：桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等；灌注桩：缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。常用质量检测方法：开挖检查、抽芯检查、反射波法、动测法。桩基础设计要求和主要的步骤？设计要求：1.桩基有足够的竖向与水平承载力；2.桩基的沉降与水平位移在允许范围内；3.桩身挠曲在允许范围内；4.设计方案在技术与经济上应合理可行。设计内容：选择桩的类型和几何尺寸；确定单桩竖向承载力设计值（特征值）；确定桩的数量、间距和布置方式；验算桩基的承载力和沉降；桩身结构设计；承台设计；绘制桩基施工图22、桩侧摩阻力影响因素：土的性质；桩土相对位移；时间因素；桩的刚度；土中的应力状态；施工方法。23、单桩的破坏模式：(压曲破坏；(整体剪切；(刺入破坏。24、产生负摩阻力的条件：(桩侧大范围降低地下水；(桩侧地面大面积堆载；(桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；④冻土区升温引起桩侧土沉陷。25、减小桩侧负摩阻力的措施：(1)增大断面法；(2)地基处理法；(3)允许柱基增加少许沉降量而重新选择持力层；(4)分段施工法；(6)涂层法；(7)群桩法。26、确定单桩承载力特征值的基本规定：1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定，试桩数≥1%总数，且≥3根；2.地基基础设计为丙级的建筑物，单桩承载力特征值可由静力触探和标准贯入试验参数确定；3.初步设计时，可按公式估算。单桩竖向承载力确定方法按桩身材料强度确定；按土对桩的支撑力确定（原位测试成果的经验方法；静荷载试验方法；经验参数法；静力分析法）单桩的水平承载力确定的方法水平静荷载试验；理论计算方法柱下条形基础基本计算方法：①静力平衡法②倒梁法③经验系数法。27、影响单桩承载力的主要因素：1、桩身穿过的土层的强度、变形性质和应力历史；2、桩端持力土层的强度和变形性质；3、桩身与桩底的几何特征；4、桩身材料强度；5、成桩方法与工艺；28、在课程中主要介绍了哪五类单桩竖向承载力确定方法？①按桩材强度确定；②按经验公式确定；③按静载试验确定；④按静力触探法确定；⑤按动力试桩法确定。30、桩型选择的原则：1）地质条件；2）建筑条件；3）施工对周围环境的影响；4）可行性；5）经济分析。31、确定桩桩布置的基本原则？布置原则:①力求使桩基中各桩受力比较均匀:作用在板式承台上荷载的合力作用点，应与群桩横截面的重心相重合或接近；②桩基在承受水平和弯矩较大方向上，要有较大的抵抗矩，以增强