基礎(chǔ)工程復(fù)習(xí)資料.doc

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基礎(chǔ)工程復(fù)習(xí)資料第1章 緒 論1、任何建筑物都是建在地基上，一個完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三個部分 ，它們有著各自的功能。2、地基：建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔(dān)，受建筑物影響的那部分地層稱為地基。3、基礎(chǔ)：是指建筑物向地基傳遞荷載的最下部結(jié)構(gòu)。（深基礎(chǔ)：埋深h5m；淺基礎(chǔ)：一般h5m）。4、基礎(chǔ)工程：就是研究建筑下部結(jié)構(gòu)與巖土相互作用,共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的各種變形與穩(wěn)定問題。就是解決巖土地層中建筑工程的技術(shù)問題。5、持力層 ：直接支撐建筑物基礎(chǔ)的土層。6、下臥層 ：持力層下部的土層。7、天然地基：未經(jīng)加固處理的天然狀態(tài)下的地基，有土質(zhì)、巖石及特殊土地基。8、人工地基：用換土、夯實、化學(xué)加固、加筋技術(shù)等方法處治的地基。9、基礎(chǔ)工程的特點：因地制宜，常無標(biāo)準(zhǔn)圖可套；隱蔽工程，事故多，處理難；施工困難，受地下水影響大；理論與實踐性強。10、基礎(chǔ)工程內(nèi)容：地基與基礎(chǔ)設(shè)計、施工、監(jiān)測等。11、地基基礎(chǔ)設(shè)計必須滿足： 強度要求 p fa ，即作用于地基上的荷載效應(yīng)(基底壓應(yīng)力)不得超過地基承載力（特征值fa ）。 變形要求 ss，控制地基的變形，使之不超過建筑物的地基變形允許值。穩(wěn)定要求 擋土墻、邊坡以及地基基礎(chǔ)要保證具有足夠防止失穩(wěn)破壞的安全儲備。12、（了解）本學(xué)科發(fā)展概況：基礎(chǔ)工程即是一項古老的工程技術(shù)，又是一門年輕的應(yīng)用科學(xué)。工程實用土力學(xué)的出現(xiàn)標(biāo)志著基礎(chǔ)工程真正成為一門工程科學(xué)。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，地上百米高的高層建筑，地下海洋開發(fā)給基礎(chǔ)工程提出了新的課題。樁基100年前在美國問世，得到極大發(fā)展。單樁承載力達(dá)數(shù)千KN，直徑達(dá)數(shù)米，深過百米。理論也得到了極大的發(fā)展，考慮樁土共同工作在多高層中應(yīng)用。地下室的開發(fā)利用，地鐵車站建造，提出與深基相關(guān)的大基坑開挖與支護(hù)問題。合成材料在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用。地基處理方法增多。地震區(qū)基礎(chǔ)抗震設(shè)計理論完善，大地震為研究提供了豐富資料。既有建筑加固，糾偏技術(shù)的發(fā)展很快。13、基礎(chǔ)工程重要性：1）基礎(chǔ)是建筑的根本，屬地下隱蔽工程。 2）補救并非易事。3）基礎(chǔ)工程造價高。4）設(shè)計基礎(chǔ)時必須掌握兩大資料：地質(zhì)資料和上部結(jié)構(gòu)資料。滿足穩(wěn)定、變形要求。第2章 地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則1、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）規(guī)定的設(shè)計等級：甲級：重要的、30層以上高層、體型復(fù)雜、高低層差超10、對沉降有特殊要求、場地與地質(zhì)條件復(fù)雜等。乙級：甲、丙以外的工業(yè)與民用建筑。丙級：場地與地基條件簡單7層及以下建筑、次要輕型建筑。2、地基基礎(chǔ)設(shè)計原則：概率極限設(shè)計法與極限狀態(tài)設(shè)計原則地基基礎(chǔ)設(shè)計原則： p fa 原則（承載力驗算） ss原則（變形驗算） 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度、剛度和耐久性的要求 經(jīng)常承受水平荷載的高層建筑、構(gòu)筑物以及基坑工程的穩(wěn)定性驗算等3、 地基基礎(chǔ)設(shè)計所需資料：上部結(jié)構(gòu)資料；巖土工程勘察資料；原位測試資料。4、 地基類型主要有：5、 基礎(chǔ)類型主要有：6、 地基基礎(chǔ)設(shè)計狀況：1）持久狀況：指建筑物建成后持續(xù)承受自重、車輛等荷載的狀況。2）短暫狀況：指建筑物施工過程中承受臨時性作用的狀況。3）偶然狀況：指在建筑物使用過程中可能偶然出現(xiàn)的狀況。第3章 剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)（淺基礎(chǔ)設(shè)計）1、基礎(chǔ)方案選擇的主要因素：滿足地基承載力要求；滿足建筑物變形要求；滿足建筑物使用要求。2、簡述剛性基礎(chǔ)的特點：抗壓性能好、而抗彎抗剪性能差；穩(wěn)定性好，施工簡便；用于6層的民用建筑、荷載較小的橋梁基礎(chǔ)及涵洞等。3、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)：（也稱：剛性基礎(chǔ)）由素混凝土、磚、毛石、灰土和三合土等抗壓性能好、而抗彎抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由臺階的容許寬高比或剛性角控制設(shè)計。4、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)：（也稱：柔性基礎(chǔ)）當(dāng)不便于采用剛性基礎(chǔ)或采用剛性基礎(chǔ)不經(jīng)濟(jì)時采用鋼筋混凝土材料做成的基礎(chǔ)。5、 剛性基礎(chǔ)的剛性角：(臺階寬高比) bi 任一臺階寬(m);Hi 相應(yīng)臺階高度(m); tan 臺階寬高比的允許值。6、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求：錐形基礎(chǔ)邊緣高不宜200mm，坡度i1:3；小于250mm時可做成等厚板。階梯形基礎(chǔ)每階高宜為300500mm。墊層厚度一般為100mm。底板受力鋼筋最小直徑不宜200mm和100mm。有墊層時混凝土的凈保護(hù)層厚不宜40mm，無墊層時不宜3m, d0.5m；修正后的地基承載力特征值fa為：16、 地基基礎(chǔ)設(shè)計的主要步驟是（重中之重）： 選擇基礎(chǔ)材料和構(gòu)造形式； 確定基礎(chǔ)的埋置深度； 確定地基土承載力特征值； 確定基礎(chǔ)底面尺寸（按承載力）； 按規(guī)范要求進(jìn)行地基變形驗算(沉降量、沉降差)； 特殊建筑與場地條件按規(guī)范做穩(wěn)定性驗算； 確定基礎(chǔ)剖面尺寸； 進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(內(nèi)力分析、截面計算、構(gòu)造要求)； 繪制基礎(chǔ)施工圖。17、 簡述在基礎(chǔ)設(shè)計中偏心荷載下逐次漸近試算法？ 先按中心荷載作用下的公式預(yù)估A0 取A偏 =（1.11.4） A0 據(jù)A偏初選邊長l和b 驗算偏心距e和基底邊緣最大壓力； 調(diào)整l 和b18、 減輕不均勻沉降損害的措施：采用柱下條形、筏形和箱形等結(jié)構(gòu)剛度較大、整體性較好的基礎(chǔ) 采用樁基或其他深基礎(chǔ) 采用各種地基處理方法 建筑、結(jié)構(gòu)、施工方面的常用措施。習(xí)題：1、柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中心垂直荷載700kN，力矩80kNm，水平荷載13kN。其他參數(shù)見下圖。 試根據(jù)持力層地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸?！?解】 求地基承載力特征值根據(jù)粘性土e0.7， IL0.78,查規(guī)范表得：b0.3，d1.6 。持力層承載力特征值fa(先假設(shè)基礎(chǔ)寬度小于3m，進(jìn)行深度修正)： 初步選擇基底尺寸計算基礎(chǔ)和回填土重Gk時的基礎(chǔ)埋深 d=(1.0+1.3)/2=1.15m由公式： 由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即 初步選擇基底尺寸 A=lb=2.41.6=3.84m2(3.88m2)，且 b=1.6m3m，不需再對fa進(jìn)行修正。 驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重 偏心距 滿足?；鬃畲髩簯?yīng)力 ： （滿足）結(jié)論：確定該柱基礎(chǔ)底面長l=2.4m ，寬b=1.6m。2、 下圖中的柱下矩形基礎(chǔ)底面尺寸為 5.4m2.7m，試根據(jù)圖中各項資料驗算持力層和軟弱下臥層的承載力是否滿足要求。（見下圖）解 持力層承載力驗算查表P20 得b=0，d=1.0 , fa=209+1.018.0(1.8-0.5)=232.4 kPaFk+Gk=1800+220+202.75.41.8=2545kN Mk=950+1801.2+2200.62=13302kNm 軟弱下臥層承載力驗算 由Es1/Es2=7.5/2.5=3, z/b=2.5/2.70.50,查表2 -7得 =23，tan = 0.424。 cz = 18.01.8+(18.7-10)2.5=54.2 kPa 或181.8+(18.7-10)2.5(1.8+2.5)=12.6kN/m3 淤泥質(zhì)粘土承載力深度修正：faz = 75+1.012.6(4.3-0.5)=122.9 kPa cz + z =54.2+57.2 =111.4 kPa faz （可以）結(jié)論：矩形基礎(chǔ)底面尺寸為 5.4m2.7m，D1.8m,滿足?！咀鳂I(yè)1】某建筑物結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，場地地質(zhì)條件自上而下依次為：雜填土：色雜、以黑色、黃色為主，由石塊、廢瓷土等組成；粉質(zhì)粘土：黃色灰色，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，強度中等，硬塑，局部可塑，局部夾粉土及粘土五規(guī)律；殘積土：淺黃色黃褐色，組織機(jī)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化為土狀，場區(qū)普遍分布，層厚0.903.50m，fak=200KPa；砂礫巖；全風(fēng)化，黃褐色，層理構(gòu)造，砂屑狀碎結(jié)構(gòu)。本工程采用鋼筋混泥土獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為殘積土層。上部機(jī)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面處豎向力基本組合值Fk=2316KN，柱子截面尺寸500mmX500mm,上部結(jié)構(gòu)傳來的彎矩由基礎(chǔ)拉梁承擔(dān)，設(shè)計僅考慮軸心荷載作用，基礎(chǔ)埋深1.8mm，經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值fa=245KPa。根據(jù)以上條件，設(shè)計該基礎(chǔ)。（3）配筋計算配筋計算選兩個關(guān)鍵處：柱邊，變臺階處，先計算出該處彎矩（M），公式： 【作業(yè)2】 某框架柱下獨立基礎(chǔ)，柱截面尺寸為300mm400mm。基礎(chǔ)底面尺寸為1.6m2.4m，基礎(chǔ)底面距室內(nèi)外地坪及柱底分別為1.0m和0.6m。作用在底柱荷載效應(yīng)基本組合值為：F=950KN，M=108KN m，V=18KN。材料選用：C20混凝土，HPB235鋼筋。設(shè)計該獨立基礎(chǔ)。解 根據(jù)柱的截面尺寸和基礎(chǔ)構(gòu)造要求，采用階梯型基礎(chǔ)。初步選擇基礎(chǔ)高度h=600mm,從下至上分350mm和250mm兩個臺階，上臺階基礎(chǔ)尺寸為800mm1200mm,如圖2-9所示。基礎(chǔ)有效高度h0=600-50=550mm（有墊層）。C20混凝土，ft=1.1N/mm2 第4章 柱下條形基礎(chǔ)、筏形和箱形基礎(chǔ)（連續(xù)基礎(chǔ)）1、 連續(xù)基礎(chǔ)：柱下條形基礎(chǔ)、交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)統(tǒng)稱為連續(xù)基礎(chǔ)。2、 片筏基礎(chǔ)：是指柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋砼基礎(chǔ)。3、 箱形基礎(chǔ)：由頂、底板與內(nèi)、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結(jié)構(gòu)。4、 連續(xù)基礎(chǔ)的特點（優(yōu)點和缺點）？優(yōu)點：（1）具有較大的基礎(chǔ)底面積，因此能承擔(dān)較大的建筑物荷載，易于滿足地基承載力的要求；（2）連續(xù)基礎(chǔ)的連續(xù)性可以大大加強建筑物的整體剛度，有利于減小不均勻沉降及提高建筑物的抗震性能；（3）對于箱形基礎(chǔ)和設(shè)置了地下室的筏板基礎(chǔ)，可以有效地提高地基承載力，并能以挖去的土重補償建筑物的部分（或全部）重量。缺點：技術(shù)要求與造價較高、施工中需處理大基坑、深開挖等問題，且箱基的地下空間利用不靈活。5、柱下條基的構(gòu)造要求：翼板厚200mm，當(dāng)250mm變厚i1.3 （i=翼板厚/邊緣厚） ；柱荷較大時在柱位處加腋；板寬按地基承載力定肋梁高由計算確定，初估可取柱距的1/81/4，肋寬由截面抗剪確定。兩端宜伸出柱邊，外伸懸臂長l0宜為邊跨柱距的1/4。肋梁縱向鋼筋按計算確定，頂部縱筋通長配置，底部須有1/3以上通長配置。當(dāng)肋梁腹板高450mm時，應(yīng)設(shè)腰筋箍筋按計算確定，做成封閉式，并局部加密。底板受力筋按計算確定。砼強度等級C20，墊層為C10，厚70100 mm 6、柱下條基計算內(nèi)容與方法?；壮叽绱_定：按構(gòu)造確定基礎(chǔ)長l，按地基承載力定基寬b，并盡力使基礎(chǔ)形心與荷載重心重合，地基反力均勻分布。翼板計算：按懸臂板考慮，由抗剪定其厚度，按抗彎配筋。梁縱向內(nèi)力分析：四種方法靜定分析法、倒梁法、鏈桿法、紐馬克法。7、筏形基礎(chǔ)的優(yōu)缺點？優(yōu)點：易于滿足軟弱地基承載力的要求；減少地基的附加應(yīng)力和不均勻沉降；能增強建筑物的整體抗震性能；提供地下比較寬敞的使用空間。 缺點：面積大，厚度有限，抗彎剛度有限；無力調(diào)整過大的差異沉降。8、筏形基礎(chǔ)構(gòu)造要求：筏板厚度一般柱網(wǎng)最大跨度的1/20，并不小于200mm，且應(yīng)符合抗沖切驗算。設(shè)置肋梁時宜取200-400mm。高層建筑可采用厚筏板，厚度可取13m.筏基可適當(dāng)加設(shè)懸臂部分，以擴(kuò)大基底面積和調(diào)整基底形心與上部荷載重心盡可能一致。當(dāng)梁肋不外伸時板挑出長度2m。砼C20，墊層 100mm厚。鋼筋保護(hù)層35mm。筏板配筋率一般在0.5-1.0%為宜。當(dāng)板厚小于300mm時單層配置，大于300mm時雙層布置。受力鋼筋最小直徑8mm，一般12mm，間距100-200mm；分布鋼筋8-10mm，間距200-300mm。9、筏形基礎(chǔ)設(shè)計要求？10、 箱形基礎(chǔ)的特點與適用范圍？特點：剛度和整體性強，具有良好的補償性和抗震性及附帶功能(地下室、車庫或設(shè)備間)。適用：筏基太厚時采用，多用于無水(或少水)時的高層建筑。11、 箱形基礎(chǔ)構(gòu)造要求：高度應(yīng)滿足強度、剛度要求，不小于長度的1/20，并3m；一般底板及外墻250mm，內(nèi)墻200 mm，頂板150mm，雙向、雙面分力配筋；砼強度等級 C20，水下時外墻和底板砼防滲等級應(yīng)0.6MPa。第5章 樁基礎(chǔ)設(shè)計1、 樁：是指垂直或微斜埋置于土中的受力桿件，其橫截面尺寸比長度小得多，作用是傳遞荷載至地基上。2、 樁基礎(chǔ)：是指由設(shè)置于巖土中的樁和聯(lián)接于樁頂端的承臺組成的基礎(chǔ)，或柱與單樁直接聯(lián)結(jié)的基礎(chǔ)。3、 基樁：是指群樁基礎(chǔ)中的單樁。4、 高承臺樁基：承臺底面位于地面以上，且常處于水下，水平受力性能差，但施工方便。5、 低承臺樁：承臺底面位于地面以下，其受力能好，具有較強的抵抗水平荷載的能力，施工不方便。6、 負(fù)摩阻力：樁周土相對于樁身下沉?xí)r產(chǎn)生的摩阻力。7、 中性點：樁土相對位移為零處,也是樁側(cè)摩阻力為零處。 8、 群樁效應(yīng)：在豎向荷載作用下，由于承臺、樁、地基土的相互作用情況不同，群樁基礎(chǔ)中一根樁的承載力發(fā)揮和沉降性狀往往與相同情況下的獨立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。9、 群樁效應(yīng)系數(shù)：通常用群樁承載力與單樁承載力乘樁數(shù)之比表示群樁效率， 即：10、 樁基礎(chǔ)的主要功能和特點？樁基礎(chǔ)的主要功能：是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳至地下較深的密實或低壓縮性的土層中，以滿足承載力和沉降的要求。 特點：歷史悠久、承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、便于機(jī)械化施工、適應(yīng)性強。11、 樁基的分類： 1.按承載性狀：摩擦型樁（摩擦樁、端承摩擦樁）、端承型樁（端承樁、摩擦端承樁）； 2.按使用功能：受壓樁（豎向抗壓）、抗拔樁、橫向受荷樁、錨樁、復(fù)合受荷樁； 3.按施工方法：預(yù)制樁、灌注樁（沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、后灌漿灌注樁）； 4.按樁身材料分類：分為混凝土樁、木樁、鋼樁和組合材料樁。 5.按設(shè)置效應(yīng)：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁。 6.按樁徑大?。盒?250mm)、中等直徑樁(250800mm)、大直徑樁(800mm)。 7.按截面形狀：圓樁、方樁、多邊形樁、異形樁、DX樁（多次擴(kuò)孔混凝土灌注樁，為擠擴(kuò)）等。12、預(yù)制樁的分類及特點：混凝土預(yù)制樁 優(yōu)點：承載力高，耐久性好，質(zhì)量較易保證。缺點：自重大，打樁難，樁長難統(tǒng)一，工藝復(fù)雜。鋼樁 優(yōu)點：穿透性強，承載能力高，應(yīng)用方便。缺點：成本高，易銹蝕。木樁 優(yōu)點：制作運輸方便，打樁設(shè)備簡單。缺點：承載力低，僅在一些加固工程與臨時工程中采用。13、 按承載性狀分類（荷載傳遞方式）及特點？分類依據(jù)：根據(jù)樁側(cè)Qs與樁端Qb阻力的發(fā)揮程度和分擔(dān)荷載比例的不同。當(dāng)端承樁時，也屬于摩擦型樁。14、 灌注樁的分類及特點？分類：沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁。特點：能適應(yīng)各種地層，無需接樁，施工時無振動、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。15、 預(yù)制樁的施工主要程序：預(yù)制樁的施工包括制樁（或購成品樁）、運樁、沉樁三個過程；當(dāng)單節(jié)樁不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)接樁；當(dāng)樁頂標(biāo)高要求在自然地坪以下時，應(yīng)送樁。16、沉管灌注樁施工程序：（a）打樁機(jī)就位；（b）沉管；（c）澆灌混凝土；（d）邊拔管，邊振動；（e）安放鋼筋籠，繼續(xù)澆灌混凝土；（f）成型17、鉆孔灌注樁施工程序：濕作業(yè)法施工程序（a）就位；（b）成孔；（c）放導(dǎo)管鋼筋籠；（d）澆筑；（e）成型。18、灌注樁的施工注意事項：混凝土攪拌必須均勻；防止卡管事故；必須連續(xù)作業(yè)，避免中斷灌注，并防止混凝土上升頂起鋼筋籠；隨時記錄孔內(nèi)混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長度，防止導(dǎo)管提升過猛，形成斷樁；樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計值愈加一定高度，以確?；炷临|(zhì)量。一般取0.5m。19、人工挖孔樁優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：符合國情，經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡單，噪音小，場區(qū)內(nèi)各樁可同時施工，可直接觀察地層情況，孔底易清除干凈，且樁徑大、適應(yīng)性強。缺點：可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害氣體、觸電和地面掉重物等危險而造成傷亡事故。20、樁基可能存在的質(zhì)量問題以及常用質(zhì)量檢測方法？可能存在的質(zhì)量問題：預(yù)制樁：樁位偏差、樁身裂縫過大、斷樁等 ； 灌注樁：縮頸、夾泥、斷樁、沉渣過厚等。常用質(zhì)量檢測方法：開挖檢查、抽芯檢查、反射波法、動測法。21、 樁基礎(chǔ)設(shè)計要求和主要的步驟？設(shè)計要求：1.樁基有足夠的豎向與水平承載力；2.樁基的沉降與水平位移在允許范圍內(nèi)；3.樁身撓曲在允許范圍內(nèi)；4.設(shè)計方案在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上應(yīng)合理可行。設(shè)計步驟：1.調(diào)研、搜集設(shè)計資料；2.確定樁基持力層；3.選定樁材、樁型、尺寸、確定基本構(gòu)造；4.計算并確定單樁垂直承載力；5.初擬樁的平面布置和數(shù)量；6.擬定承臺尺寸和底面高程；7.驗算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；8.驗算承臺尺寸及結(jié)構(gòu)強度；繪結(jié)構(gòu)施工圖。9. 必要時驗算樁基整體承載力和沉降量，若樁端下有軟弱下臥層，驗算軟弱下臥層地基承載力；10.單樁設(shè)計，繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。22、樁側(cè)摩阻力影響因素：土的性質(zhì)；樁土相對位移；時間因素；樁的剛度；土中的應(yīng)力狀態(tài)；施工方法。23、單樁的破壞模式：壓曲破壞；整體剪切；刺入破壞。24、產(chǎn)生負(fù)摩阻力的條件：樁側(cè)大范圍降低地下水；樁側(cè)地面大面積堆載；樁身穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對較硬土層；凍土區(qū)升溫引起樁側(cè)土沉陷。25、減小樁側(cè)負(fù)摩阻力的措施：(1)增大斷面法；(2)地基處理法；(3)允許柱基增加少許沉降量而重新選擇持力層； (4)分段施工法；(6)涂層法；(7)群樁