基础工程第四版课后习题答案(王晓谋)

第二章1何谓刚性基础？刚性基础有什么特点？答：当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由基础反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，断面不会出现裂缝；基础内部不需要配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。刚性基础的特点是稳定性好，施工简便，能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求，那么它是桥梁和涵洞等结构首先考虑的基础形式。2确定基础埋置深度时应考虑哪些因素？基础埋置深度对地基承载力，沉降有什么影响？答：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保证持力层稳定所需的最小埋置深度。基础如果埋置在强度比较差的持力层上，使得地基承载力不够，直接导致地基土层下沉，沉降量增加，从而影响整个地基的强度和稳定性。3何谓刚性角，它与什么因素有关？答：自墩台向边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角称为刚性角。它与基础圬工的材料强度有关。4地基承载力的确定方法有哪几种？答：①根据现场荷载试验的P-S曲线确定；②按地基承载力理论公式计算确定；③按现行规范提供的经验公式计算确定。5地基承载力深度和宽度修正系数的影响因素有哪些？答：地基土的类比。6基础的稳定性验算有哪些内容？答：基础的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。第三章：1柱桩与摩擦桩受力情况有什么不同？在各种情况具备时优先考虑哪种？答：摩擦桩基桩所发挥的承载力以侧摩擦力为主。柱桩基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主。在各种条件具备时应优先考虑柱桩，因为柱桩承载力较大，较安全可靠，基础沉降也小。2钻孔灌注桩有哪些成孔方法，各使用什么条件?1旋转钻进成孔，适用于较细、软的土层，在软岩中也可以使用，成孔深度可达100米；2冲击钻进成孔，适用于含有漂卵石、大块石的土层及岩层，也能用于其他土层，成孔深度不大于50米；3冲抓钻进成孔，适用于粘性土、砂性土及夹有碎卵石的沙砾土层，成孔深度应小于30米。3如何保证钻孔灌注桩的施工质量？根据土质、桩径大小、入土深度和集聚设备等条件选用适当的钻具和钻孔方法。采用包括制备有一定要求的泥浆护壁，提高孔内泥浆水位，灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法，并且在施工前应做试桩以取得经验。4钻孔灌注桩成孔时，泥浆起什么作用，制备泥浆应控制哪些指标？1、在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔。2、泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位。3、泥浆相对密度大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出，此外，还有冷却机具和切土润滑的作用，降低钻具磨损和发热活动。孔内保持一定稠度的泥浆，一般相对密度以1.1-1.3为宜，在冲击钻进大卵石层时可用1.4以上，粘度为20s，含砂率小于6%。在较好的粘性土层中钻孔，也可灌入清水，使钻孔内自造泥浆，达到固壁效果。调制泥浆的粘土塑性指数不宜小于15。5钻孔桩施工前护筒的作用？1固定桩位，并作钻孔导向；2保护孔口防止孔口坍塌；3隔离孔内外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位，以稳定孔壁。6钻孔桩清洗的方法有哪些？目的是什么？清孔的方法有：1抽浆清洗2换浆清洗3掏渣清洗；目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混泥土的质量，确保桩的承载力。第四章1什么叫“m”法，它的理论根据是什么？这方法有什么优缺点？假定地基系数c随深度成正比例增长，m为地基土比例系数。M法基本假定是认为桩侧为温克尔离散线性弹簧，不考虑桩土之间粘着力和摩阻力，桩作为弹性构件考虑，当桩受到水平外力作用，桩土协调变形，任意深度产生桩测水平抗力与该点水平位移成正比，且c随深度成正比增长。优缺点：1根据m法假定，凸弹性抗力与位移成正比，此换算忽视桩身位移2换算土层厚Hm仅与桩径有关，与地基土类，桩身材料等因素无关，显然过于简单。2在“m”法中高桩承台与低桩承台的计算有什么异同？低桩承台考虑承台侧面土的水平抗力与桩和桩侧土共同作用抵抗和平衡水平外荷载作用，考虑低桩承台侧面土的水平土抗力是与共同作用时，桩内力与位移计算仍可按前述方法，只需在力系平衡中考虑承台侧面土的抗力因素。3用“m”法对单排架桩基础的设计和计算包括哪些内容？计算步骤是怎样的？（1）桩的挠曲微分方程的建立及其解；（2）计算桩身内力及位移的无量纲法；（3）桩身最大弯矩位置和最大弯矩的确定；（4）桩顶位移的计算公式；（5）单桩及单排桩桩顶按弹性嵌固的计算（6）计算步骤及其验算要求4承台应进行哪些内容的验算？承台设计包括承台材料，形状，高度，地面标高和平面尺寸确定以及强度验算第五章1沉井在施工中会出现哪些问题，应如何处理？1沉井发生倾斜和偏移。倾斜：在沉井高的一侧集中挖土，在低的一侧回填砂石，在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层，必要时可在沉井顶面施加水平力扶正。偏移：先使沉井倾斜，然后均匀除土，使沉井底中心线下沉至设计中心线后，再进行纠偏。2沉井下沉困难。增加沉井自重：可提前浇筑上一节沉井，以增加沉井自重，或在沉井顶上压重物迫使沉井下沉，对不排水下沉的沉井，可以抽出井内的水以增加沉井自重，用这种方法要保证土不会产生流砂现象。减小沉井外壁的摩阻力：可以将沉井设计成梯形，钟形，或在施工中尽量使外壁光滑，也可在井壁内埋置设高压射水管组，；利用高压水流冲松井壁附近的土，且水流沿井壁上升而润滑井壁，使沉井摩阻力减小。2泥浆润滑套的特点和作用是什么？泥浆润滑套是把配置的泥浆灌注在沉井井壁周围，形成井壁和泥浆接触。主要包括射口挡板，地表围圈及其压浆管。射口挡板作用是防止泥浆管射出的泥浆直冲土壁而起到缓冲作用，防止土壁局部坍落堵塞射浆口。地表围圈作用是沉井下沉时防止土壁坍落。保持一定数量的泥浆储存量以保证在沉井下沉过程中泥浆补充到新造成的空隙内，通过泥浆在围圈内地流动，调整各压浆管出浆的不平衡。压浆根据井壁的厚度有内管法和外管法2种。厚壁沉井采用内管法，薄壁采用外管法。泥浆润滑套采用的泥浆可有效提高沉井下沉的施工效率，减少井壁的坯土数量，加大了沉井的下沉深度。施工中沉井稳定性好。第六章1试说明砂桩、振冲桩对不同土质的加固机理和设计方法，它们的适用条件和范围？答：砂桩：加固机理对松散的沙土层，砂桩的加固机理有挤密作用、排水加压作用，对于松软粘性土地基中，主要通过桩体的置换和排水作用加速桩间土的排水固结，并形成复合地基，提高地基的承载力和稳定性，改善地基土的力学性质。设计方法：1.砂土加固范围的确定2.所需砂桩的面积A13.砂桩根数4.砂桩的布置及其间距5.砂桩长度6.砂桩的灌砂量.振冲桩：加固机理1、对砂类土地基振动力除直接将砂层挤密压实外，还向饱和砂土传播加速度，因此在振动器周围一定范围内砂土产生振动液化。2、对粘性土地基软粘土透水性很低，振动力并不能使饱和土中孔隙水迅速排除而减小孔隙比，振动力主要是把添加料振密并挤压到周围粘土中去形成粗大密实的桩柱，桩柱与软粘土组成复合地基。设计方法：振冲桩加固砂类土的设计计算，类似于挤密砂桩的计算，即根据地基土振冲挤密前后孔隙比进行；对粘性土地基应按照复合地基理论进行，另外也可通过现场试验取得各项参数。2强夯法和重锤夯实法的加固机理有何不同？使用强夯法加固地基应注意什么问题？答：强夯法也称为动力固结法，是一种将较大的重锤从6-20米高出自由下落，对较厚的软土层进行强力夯实的地基处理方法，土体在夯击能量作用下产生孔隙水压力是土体结构被破坏，土粒间出现裂隙，形成排水通道，渗透性改变，随着孔隙水压力的消散土开始密实，抗剪强度，变形模量增大。而重锤夯实法是应用起重机将重锤提到一定高度然后自由落下，重复夯击地基，使得表层夯击密实而提高强度。使用强夯法夯击地基应注意;1，施工前，应进行原位试验，取原状土测出相关数据2，施工过程还应对现场地基土层进行一系列对比观测。3，减少在建筑物和人口密集处使用。3选用砂井，袋装砂井和塑料排水板时的区别是什么？答：用砂井法处理软土地基，不能保持砂井在软土中排水通道的畅通，影响加固效果。袋装砂井预压法与砂井比较优点是：施工工艺和机具简单、用砂量少；间距较小，排水固结效率高，井颈小，成孔时对软土扰动也小，有利于地基土的稳定及其连续性。塑料板与砂井比较优点是：1.塑料板由工厂生产，材料质地均匀可靠，排水效果稳定；2.塑料板质量轻，便于施工操作；3.施工机械轻便，能在超软弱的地基上施工；施工速度快，工程费用低。4简述各种搅拌（桩）法各自的适用条件，加固机理，有哪些优缺点？