习题答案-建筑工程施工技术(北京大学出版社)---第2章--地基与基础工程

二、问答题1．软土地基常用处理方法有哪些？当工程结构荷载较大，地基土质又较软弱（强度不足或压缩性大），不能作为天然地基时，可针对不同情况采取加固方法，常用的方法有地基换填、重锤夯实、强夯地基、灰土挤密桩、振冲地基、深层搅拌及地基压浆等2．刚性基础构造应注意哪些问题？刚性基础的抗拉强度和抗剪强度较低，因此必须控制基础内的拉应力和剪应力，使得在压力分布线范围内的基础主要承受压应力，而弯曲应力和剪应力则很小。基础底面宽度为，高度为，基础台阶挑出墙或柱外的长度为2。基础顶面与基础墙或柱的交点的垂线与压力线的夹角称为压力角，刚性基础中压力角的极限值称为刚性角。它随基础材料不同而有不同的数值。由此可知，刚性基础是指将基础尺寸控制在刚性角限定的范围内，一般由基础台阶的高宽比控制。为了施工方便，基础通常做成台阶形，各级台阶的内缘与刚性角的斜线相交是安全的，假如台阶位于斜线以内则是不安全的。在确定的基础底面尺寸条件下，基础高度可能会大于基础埋深，这是不允许的。此时应选择刚性角较大的材料做基础，如仍不满足，则可采用柔性基础。墙下的刚性基础只在墙的厚度方向放级。而柱下的`刚性基础则在两个方向放级，两个方向都要符合宽高比允许值要求。3．桩基础包括哪几部分？桩如何进行分类？桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时，往往采用桩基础，如图2.8所示。桩基础一般由桩和连接桩和上部结构的承台组成。承台的作用是把上部结构的荷载传递到桩上，桩的作用是把分配到的荷载传递到深层坚实的土层上和桩周的土层上。承台按与地面的相对位置不同，一般分为低承台（承台底面位于地面以下，常见于一般的房屋建筑中），高承台（承台底面位于地面以上，常见于桥梁和港口工程中）。桩的分类如下：（1)按承载性质分：摩擦型桩（摩擦桩和端承摩擦桩）、端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）；（2)按适用功能分：水平抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合荷载桩；（3)按桩身材料分：混凝土桩、钢桩、木桩；（4)按成桩方法分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩；（5)按桩制作工艺分：预制桩和现场灌注桩。84．各种形式桩基施工环节、施工机械有什么不一样？钢筋混凝土预制桩制作程序：现场制作场地压实、整平→场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土→支模→绑扎钢筋骨架、安设吊环→浇筑混凝土→养护至30%强度拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→养护至70%强度起吊→达100%强度后运输、堆放。预制桩的常用沉桩方法有锤击法、静压法、振动法和水冲法等；锤击沉桩的打桩机械。打桩机主要包括：桩架、桩锤和动力装置三个部分。1)桩锤的选择。桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度、桩身结构强度、桩群密集程度以及施工条件等因素来确定，其中尤以地质条件影响最大。常见有落锤、蒸气锤、柴油锤和液压锤等。当桩锤重大于桩重的的1．5～2倍时，沉桩效果较好。2)桩架的选择。桩架的是作用使吊装就位、悬吊桩锤和支撑桩身，并在打桩过程中引导桩锤和桩的方向；有多能桩架和履带式桩架两种；桩架的选择应考虑桩锤类型、桩的长度和施工现场的条件等因素。静力压桩的施工程序为：测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→截桩。灌注桩是在施工现场的桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。根据成孔方法的不同可以分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔灌注桩等。人工挖孔桩是指由人力挖掘成孔，放入钢筋笼，最后浇筑混凝土而成的桩。人工挖孔桩具有施工设备简单、无噪声、无振动、无环境污染、对周边影响小、施工速度快等特点。同时，开挖后能直接观察到地质情况，还能清除干净孔底沉渣，因而施工质量可靠。但由于是人工成孔，当挖孔深度大时，成孔人员的安全无疑是重大问题。人工挖孔桩常用的施工设备有电动或手动葫芦、提土桶、潜水泵、鼓风机和输风管、镐、锹、土筐、照明灯、对讲机等。人工桩孔灌注桩是采用人工挖掘成孔的一种方法。人工成孔后，安装钢筋笼，浇筑混凝土。其施工工艺主要包括：人工挖掘成孔→安放钢筋笼→浇注混凝土。5．钻孔灌注桩成孔施工时，泥浆起什么作用是？正循环与反循环有何区别？泥浆作用：保护筒内水压稳定、稳固土壁，防止塌孔、携砂排土、钻头有冷却和润滑。回转钻成孔在国内应用最多，有正循环和反循环两种成孔工艺。正循环成孔是泥浆由钻杆输进，泥浆沿孔壁上升进入泥浆池，经处理后进行循环。反循环成孔是从钻杆内腔抽吸泥浆和钻渣，泥浆经处理后进行循环，见图2.15、2.16。6．如何确定钢筋混凝土预制桩的打桩顺序？大量的桩打入土中，自然对土体有挤密作用。可能会造成先打入的桩偏移变位或因垂直挤拔而形成浮桩，而后打入的桩也可能因土的挤密而难以达到设计标高或造成土的隆起。打桩的顺序应根据施工方案确定，一般的顺序有：由中间向两侧对称施打；自中央向四周施打的顺序；分区段施打；逐排打设；由两侧向中央打设；先深后浅；先长后短；先大后小。当桩的规格、埋深、长度不同时，宜采用先大后小、先深后浅、先长后短的原则施打。7．预制桩和灌注桩各有什么优、缺点？预制桩工厂生产，成本大大降低；配筋率很小，大大节约钢材；空心桩很环保；直径小比表面积大；单方混凝土的承载力很大；施工简单，技术难度低。预制桩的挤土效应在饱和粘性土中是负面的，会引发灌注桩断桩、缩颈等质量事故，对于挤土预制混凝土桩和钢桩会导致桩体上浮，降低承载力，增大沉降；挤土效应还会造成周边房屋、市政设施受损；在松散土和非饱和填土中则是正面的，会起到加密、提高承载力的作用。对于非挤土桩，由于其既不存在挤土负面效应，又具有穿越各种硬夹层、嵌岩和进入各类硬持力层的能力，桩的几何尺寸和单桩的承载力可调空间大。因此钻、挖孔灌注桩使用范围大，尤以高重建筑物更为合适。灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有节省钢材、降低造价、无需接桩及截桩等优点。8．泥浆护壁钻孔灌注桩和干作业成孔灌注桩有什么区别？泥浆护壁成孔灌注桩适用于地下水位较高的地质条件。先由钻孔设备进行钻孔，待孔深达到设计要求后清孔，方入钢筋笼，然后进行水下浇注混凝土而成桩。为防止在钻孔过程中塌孔，在孔中注入相对密度有一定要求的泥浆进行护壁。按设备又分冲抓、冲击、回转钻及潜水钻成孔法。前两种适用于碎石土、砂土、粘性土及风化岩地基，后一种则适用于粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土。泥浆护壁成孔灌注桩所用的成孔机械主要有冲击钻机、回转钻机、潜水钻机等。干作业成孔灌注桩施工工艺如图2-25所示。与泥浆护壁成孔灌注桩类似而简单，适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的干土层中桩基的成孔施工。施工设备主要有螺旋钻机、钻孔扩机、机动或人工洛阳铲等。目前常用螺旋钻机成孔。