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《基础工程》复习资料一、名词解释1.地基:承担建筑物荷载的地层。2.基础：介于上部结构与地基之间的部分，即建筑物最底下的一部分。3.刚性基础：指抗压性能较好，而抗拉、抗剪性能较差的材料建造的基础。柔性基础：用钢筋砼修建的基础。4.基础埋置深度：指基础底面至地面的距离。5.持力层：直接支承基础的土层。其下的土层为下卧层。6.相对刚度：在上部结构、基础与地基的共同作用下“上部结构+基础”与地基之间的刚度比。7.群桩基础：由2根以上的基桩组成的桩基础。8.复合地基：指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。9.单桩的竖向承载力：指单桩在树下是竖向荷载作用下，桩土共同工作，地基土和桩身的强度和稳定性得到保证，沉降变形在容许范围内时所承担的最大荷载值。10.预压法：预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的固结沉降基本完成和提高地基土强度的方法。11.土工合成材料：以合成纤维、塑料、合成橡胶等聚合物为原料制成的用于岩土工程的新型材料。土工织物和土工膜的总称。12.托换技术：指解决原有建筑物的地基、基础需要加固或改建问题；解决原有建筑物基础下，需要修建地下工程以及邻近建造新工程而影响到原有工程的安全等问题的技术总称。13.桩式托换：包括所有采用桩的型式进行托换的方法总称。14.湿陷性黄土：黄土和黄土状土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏，产生显著下沉的黄土。15.非湿陷性黄土：在一定压力作用下，受水浸湿后，无显著附加下沉的黄土。16.湿陷起始压力：湿陷性黄土在某一压力下浸水后开始出现湿陷现象时的压力。17.三七灰土：三分石灰和七分粘性土拌匀后分层夯实。18.一步灰土：施工时常用每层虚铺220—250mm，夯实后成150mm来控制，称为一步灰土。19.群桩效应：指群桩基础收竖向荷载作用后，由于承台、桩、地基土的相互作用，使其桩端阻力、桩侧阻力、沉降的性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩之和，沉降量则大于单桩的沉降量。20.桩侧负摩阻力：当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。21.中性点：在ln深度处桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为零，正、负摩阻力交换处为零的点即为中性点。22.复合模量法：将复合地基中增强体和基体两部分组成的非均质加固区视为一分层均质的复合土体，采用复合模量法代替原非均质加固土体的模量。23.特殊性土：包括湿陷性黄土，膨胀土，红粘土，岩溶与土洞，盐渍土，多年冻土混合土，填土，风化岩和残积土，污染土。24.翻浆：含大量冰体的路基，从上到下融化时，由于水分过多，又不能下渗，在车轮作用下使路面发生弹簧、开裂、冒泥等现象。冻胀：由于土中水的冻结和冰体的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。\n1.刚性角：刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲，拉应力和剪应力不超过基础材料的强度极值，从而得到墩台边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角。一、简答题1.地基基础工程问题的主要类型有：①由于地基基础问题引起的上部结构倾斜、墙体破坏②基础自身的破坏③地基承载力不足发生整体滑动破坏或沉降量过大④边坡散失稳定性⑤其他特殊不良地质条件引起的地基失效。2.为保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中必须满足：一地基的强度条件，二地基的变形条件。3.地基基础设计的基本原则：①地基基础应具有足够的安全度，防止地基土体强度破坏及散失稳定性②应进行必要的地基变形计算，使之不超过规定的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损伤或影响建筑物的正常使用。③基础的材料形式，构造和尺寸，除应能适应上部结构，符合使用要求，满足上述地基承载力，稳定性和变形要求外，还应满足基础的结构的强度，刚度和耐久性的要求。4.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤：①充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘查资料②选择基础类型和平面布置方案③确定地基治理层和基础埋置深度④确定地基承载力⑤按地基承载力确定基础底面尺寸⑥进行必要的地基稳定性和地基变形计算⑦进行基础结构设计⑧绘制基础施工详图。5.选择基础埋深的原则：保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋以便节省投资，方便施工。6.在成层的地基中，有时在持力层以下有高压缩性的土层，将此土称为软弱下卧层：满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保证了上腹持力层将不发生冲剪破坏7.浅基础的施工要点：浅基础的施工关键是需要形成一个安全、方便的施工条件。根据基坑的深度和土质条件采用放坡或支挡的方法来保持基坑的稳定性。在地下水位比较高的地方，还需要降低地下水位，使基坑土质干燥，以便施工。8.基础埋深的选择主要考虑的因素：建筑物的使用条件、结构形式、荷载大小和性质；工程地质与水文条件；环境条件，建筑物周围排水沟的布置。9.什么是地基特征值，其确定方法？：地基特征值是荷载试验或其他原位测试，公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定的值。方法：①按修正公式确定②按土的抗剪强度指标，用理论公式确定③按荷载试验确定。10.按荷载试验确定地基承载力特征值的方法：①当载荷试验P—S曲线上有明显的比例极限时，去该比例极限所对应的荷载值P1②当极限荷载Pu确定，且Pu<2PL时，取荷载极限值Pu的一半③不能按上述两种方法确定时，对低压缩性土和砂土，可取S/b=0.01—0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。11.为什么要验算软弱下卧层的强度：满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保证了上覆持力层就爱那个不发生冲剪破坏。如果软弱下卧层不满足要求，应考虑增大基础底面积或改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础设计的地基基础方案。12.基础的分析法分类：①不考虑共同作用的简化分析方法②考虑基础地基共同作用的分析方法③考虑上部结构—基础—地基共同作用的分析方法。13.解决地基不均匀沉降的方法有：①采用刚度较大基础形式②采用各种地基处理方法③综合选择合理的建筑、结构、施工方案。还包括建筑措施，结构措施，和施工措施14.减轻地基不均匀沉降的措施：一、建筑措施①建筑物体型力求简单②控制建筑物长高比及合理布置纵横墙③设置沉降缝④控制相邻建筑物基础的间距⑤调整建筑物的局部标高。\n一、结构措施①减轻建筑物自重②设置圈梁③减小或调整基底附加应力④增强上部结构刚度或采用非敏感性结构；三、施工措施，合理安排施工程序，注意施工方法。1.沉降缝的位置选择：①平面形式复杂的建筑物的转折部位②建筑物的高度或荷载突变处③长高比较大的建筑物适当部位④地基土压缩性显著变化处⑤建筑结构类型不同处⑥分期建造房屋的交界处。2.相邻房屋的影响主要发生在：①同期建造的两相邻建筑物之间的影响②原有建筑物受邻近新建重型或高层建筑物的影响。3.桩基础的适用性：①地基的上层土质差而下层土质较好或地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求②需要长时间保存、具有重要历史意义的建筑物③处承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载、水平荷载、动力或周期性荷载的作用④上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感；或建筑物受到大面积底面超载的影响；或地基土性特殊。4.桩基础设计原则：①所有桩基础均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：桩基础的竖向承载力和水平承载力计算；桩端平面以下软弱下卧层承载力验算；桩基础抗震承载力验算；承台及桩身承载力计算②下列桩基础尚应进行变形验算：桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基础的沉降验算；承受较大水平荷载或对水平变为要求严格的一级建筑桩基础的水平变位验算③对不允许出现裂缝或许限制裂缝宽度的砼桩身和承台，还进行抗裂或裂缝宽度验算。5.桩的分类：按承载性状分：①摩擦型桩（摩擦桩；端承摩擦桩）②端承型桩（端承型；摩擦端承型）按施工方法分：预制桩；灌注桩。6.竖向荷载下单桩的工作性能：①桩的承载传递②桩侧摩阻力和桩端阻力③单桩的破坏模式。7.单桩竖向承载力的确定方法：按材料强度确定，静载荷试验方法，静力触探法，经验公式法，动力试桩法。8.单桩在竖向荷载下的工作性能以及其破坏性状：工作性能：①桩的荷载的传递②桩身发生弹性压缩变形③桩底土层发生压缩变形④桩侧土对桩产生侧摩阻力。9.确定单桩竖向极限承载力标准值应满足规定：①一级建筑桩基应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定②二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算，并参照地质条件相同的试验桩资料综合确定。无可参照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定③三级建筑桩基，如无原位测试资料，可利用承载力试验三叔估算。10.桩侧负摩阻力:桩土之间的相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下的位移时，桩侧摩阻力的方向向下，称为负摩阻力。要确定桩侧负摩阻力大小，首先就得确定产生负摩阻力的深度及强度的大小。在ln深度处桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为零，正负摩阻力变换处为零的点称为中性点。11.下列情况下考虑桩侧负摩阻力作用：①桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对软硬土层时②桩周存在软弱土层，邻近底面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆积时③由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。12.桩土应力比的影响因素;荷载水平、桩间土性质、桩长、桩土相对刚度、复合地基置换率、固结时间、垫层情况等。\n1.桩基沉降验算：砌体承重结构由局部倾斜控制，框架结构由相邻桩基础的沉降差控制，多层或高层建筑和高耸结构由倾斜值控制。2.复合地基的概念及效用：复合地基指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体组成的人工地基。作用：①桩体效用②垫层效用③排水固结效用④挤密效用⑤加筋效用。3.何谓复合地基的桩土应力比？影响因素？：复合地基的桩土应力比n定义为桩顶的竖向应力σp与桩间土的平均竖向应力之比：n=σp/σs影戏因素：荷载水平、桩土模量比、面积置换率、基体强度、桩长固结时间。4.复合地基的置换率和复合模量：若桩体的横断面积为Ap，该桩体所对应的复合地基面积为A，则复合地基的面积置换率m为m=Ap/A；复合模量：将复合地基中增强体和基体两部分组成的非均质加固区视为一分层均质的复合土体，采用复合模量法代替原非均质加固土体的模量。5.为什么软弱地基和不良地基需要处理：因为其抗剪强度低，压缩性及透水性差，不能满足承载力要求。6.换土垫层的作用：①提高地基的承载力，②减少地基沉降量，③加速软土的排水固结，④防止冻土，⑤消除膨胀土的胀缩作用7.根据地基处理的原则将地基处理方法分：排水固结法，振动与挤密法，置换及拌入法，灌浆法，加筋法，冷热处理法和托换技术等。8.预压法处理软土的原理：在建筑物场地进行加载预压,降低土体孔隙比,减少孔隙体积,使地基的固结沉降基本完成和提高基土强度。9.砂石桩法的特点：施工简单、加固效果好、节省三材、成本低廉、无污染等10.砂石桩的作用：在松散土中的作用①挤密作用②挤密和振捣作用。在粘性土中的作用：①置换作用②排水作用。11.强夯加固的地基的效果主要表现：①提高地基承载力②深层地基加固③消除液化④消除湿陷性⑤减少地基沉降量。12.强夯法的加固原理：①动力密实，用冲击性动力荷载，是土体中的孔隙体积减小，土体变得密实，从而调高地基土的强度②动力固结，巨大的冲击，能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体的原有结构，使土体局部发生液化丙产生褫夺裂缝，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结③动力置换，动力置换分整体置换和桩式置换。13.建筑物的地基问题概括有：强度及稳定问题，压缩及不均匀沉降问题，地下水流失及潜蚀和管涌问题，动力荷载作用下的液化、试问和震陷问题。地基处理方法分：排水固结法、振动与挤密法、置换及拌入法、灌浆法、加筋法、冷热处理法和托换技术等。14.非重力式支护结构的破坏形态：一强度破坏①锚拉体系破坏②支护体系向外移动③支护体系受弯破坏；二稳定性破坏①墙后土体整体滑动失稳破坏②坑底隆起③管涌或流砂。15.重力式围护结构的稳定性破坏主要形式：①倾覆破坏②滑移破坏③土体整体滑动失稳、坑底隆起、管涌或流砂与非重力式围护结构相似。16.特殊土包括？为什么称之为特殊土：特殊土包括：湿陷性黄土，膨胀土，红粘土，岩溶与土洞，盐渍土，多年冻土混合土，风化岩和残积土，污染土。这些特殊土各自具有不同于一般地基土的独特的工程地质特性。17.膨胀土的工程特征：①干燥时土质坚硬，易脆裂，具有明显的垂直和水平的张开裂缝，裂隙面较光滑②\n粘土颗粒含量较高，塑性指数较大，为亚粘土到粘土，土的结构强度较高，多为压缩性土③矿物成分中含大量蒙脱石，伊利石和高岭土④在一定荷载下，土的体积仍能膨胀。1.红粘土的形成具有气候和岩性两个条件：气候条件：气候变化大，年降雨量大于蒸发量，因气候潮湿，有利于岩石的机械风化和化学风化，风化结果便形成红粘土。岩性条件：主要为碳酸盐类岩石，当岩层褶皱发育、岩石破碎、易于风化时，更易形成红粘土。2.红粘土的特点：一是土的天然含水量、孔隙比、饱和度以及塑性界限很高，但却具有较高的力学强度和降低的压缩性；二是各种指标的变化幅度很大。3.水泥加固的原理：①水泥的水解和水化反应②离子交换和团粒化作用③硬凝反应④碳酸化作用。4.桩基础设计内容和步骤：①进行调查研究，场地勘察，收集有关资料②综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层③选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造④确定单桩承载力设计值⑤根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置⑥根据桩的平面布置，初步拟定承台的轮廓尺寸及承台底标高⑦验算作用于单桩上的竖向或横向荷载⑧验算承台尺寸及结构强度⑨必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，当持力层下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层的地基承载力⑩单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。5.换土垫层的作用：①提高地基承载力②减小地基沉降量③加速软土的排水固结④防止冻胀⑤消除膨胀土的胀缩作用。6.确定地基承载力的方法：①按土的抗剪强度指标用理论公式计算②按现场载荷试验的P-S曲线或其他原位试验结果确定7.地基处理的重要性及地基失事的影响：基础工程属于底下隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量，直接关系到建筑物的安全。一旦地基基础发生事故，补救非常困难，财力花费大，有些几乎无法补救。1下卧层：位于结构物基础持力层以下，并处于压缩层范围内的各土层。2沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心点的沉降量。3倾斜：独立基础在倾斜方向上两端的沉降差与其距离的比值。4地基:承担建筑物荷载的地层。5基础：介于上部结构与地基之间的部分，即建筑物最底下的一部分。6基础埋置深度：指基础底面至地面的距离。7持力层：直接支承基础的土层。其下的土层为下卧层。8复合地基：指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。9预压法：预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的固结沉降基本完成和提高地基土强度的方法。10湿陷性黄土：黄土和黄土状土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏，产生显著下沉的黄土。11湿陷起始压力：湿陷性黄土在某一压力下浸水后开始出现湿陷现象时的压力12群桩效应：\n指群桩基础收竖向荷载作用后，由于承台、桩、地基土的相互作用，使其桩端阻力、桩侧阻力、沉降的性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩之和，沉降量则大于单桩的沉降量。13负摩阻力：指桩周围的土体由于某些原因发生下沉，且变形量大于相应深度处桩的下沉量，即桩侧土相对于桩产生向下的位移，土体对桩产生向下的摩擦力。14摩擦端承桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大。如桩端为密实砂类、碎石类土层中时的桩。15端承摩擦桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大。如桩端为坚实的粘性土、粉土和砂类土时的桩。16浅基础通常把埋置深度不大（小于或相当于基础底面宽度，一般认为小于5m）的基础称为浅基础。17温克尔地基模型。温克尔土耳其模型由捷克工程师E.温克尔（Winkler）于1867提出，其假设地基任意一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比即p=ks，式中比例系数k为基床反力系数（或简称基床系数），其单位为kN/m3。18上部结构、基础、地基的共同作用是指上部结构、基础与地基相互接触组成一个相互作用的完整体系，三者连接部位应同时满足静力平衡、变形协调与位移连续条件，其相互作用与三者之间的相对刚度有关，基础的挠曲特征、基底反力及截面内力分布是三者共同作用的结果。19膨胀土：是指黏粒成分主要由亲水性矿物组成，并具有显著的吸水膨胀和失水收缩变形特性的黏性土。二1.桩基础设计的主要内容？（按设计步骤写出）（1）必要的资料准备：如建筑物的类型及其规模、岩土工程勘察报告、施工机具和技术条件等；（2）选定桩型、截面和桩长的选择并确定单桩竖向及水平承载力；（3）桩平面布置：指桩数确定及平面上的布置；（4）承载力验算：单桩承载力验算、桩基软弱下卧层承载力验算、桩基沉降验算、桩基负摩阻力验算等（5）承台设计：包括承台尺寸、厚度和构造设计，应满足抗冲切、抗弯、抗剪、抗裂等要求；（6）桩身结构设计及桩的质量检验；（7）绘制施工图。2.地基与基础的震害有那些？地基的震害主要有：饱和砂土和粉土的振动液化、地震滑坡和地裂、土的震陷等；由此造成地基强度不足3.如何来确定偏心荷载作用下矩形底面基础的底面尺寸？\n(1)先按中心荷载作用下的公式预估基础底面面积A0或宽度b0；(2)考虑荷载偏心影响，根据偏心距的大小将A0或b0增大10%-40%作为首次试算尺寸A或b；(3)根据A的大小初步选定矩形基础的底面连长l和b；(4)根据已选定的l和b验算偏心距e和基底边缘最大压力；(5)如满足或稍有富余，则选定的l和b合适；若不满足则重新调整l和b再进行验算，直至满足，即可得合适的尺寸。(6)2.天然地基上钢筋混凝土扩展基础的设计计算内容？(7)①充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘查资料②选择基础类型和平面布置方案③确定地基治理层和基础埋置深度④确定地基承载力⑤按地基承载力确定基础底面尺寸⑥进行必要的地基稳定性和地基变形计算⑦进行基础结构设计⑧绘制基础施工详图(8)11.软土的工程特性有哪些？(9)①高压缩性；②强度低；③渗透性小；④具有显著的结构性，许多软土属高灵敏度土；⑤具有明显的流变性