西南交通大学基础工程B复习资料.doc

解释软弱下卧层强度简算公式中的含义桩基础设计方案必须满足哪些简算要求简述沉井的构造组成以及其制造和下沉步骤都一般沉井进行哪些简算负摩擦桩轴力分布特点 原因 出现负摩擦桩的情况浅基础设计时遵循的基本准则地基水平抗力系数 常数法 k法 m法 c法浅基础：1、作用在基础上的荷载分为哪几类？铁路：主力 附加力 特殊荷载公路：永久作用 可变作用 偶然作用2、目前确定地基承载力的方法有哪些？静荷载实验；原位测试法；室内实验法；经验法3、对浅埋基础，为满足软弱下卧层承载力要求，试分析说明：（1）应加大还是减小基础底面积；（2）应尽量加大还是减小埋深？3.确定基础埋深应考虑哪些因素？基础埋深对地基承载力，沉降有什么影响？ 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。7、浅埋基础基底合力偏心距如何验算？验算的目的是什么？目的：避免基底产生拉应力，尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两端应力相差过大，使基底产生不均匀沉降11、按照荷载的性质和发生几率，作用在铁路桥梁基础上的荷载可分为哪几类？基础设计检算时常用的荷载组合有哪些？主力 附加力 特殊荷载主力之间的组合；主力+附加力；主力+特殊荷载桩基础1、试简述桩基础的适用条件及设计原则。具有承载力高，稳定性好，沉降小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简便的特点。（1）荷载较大，适宜的地基持力层位置较浅或人工基础在技术上经济上不合理时。（2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构下面的土层有可能被侵蚀.冲刷.如采用深基础不能保证安全时（3）当基础计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩）层，将荷载传到较结实（低压缩性）土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。（4）当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时（5）当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不便或经济上不合理时。（6）地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物的抗震能力，桩基础穿越可液化。设计原则：类型的选择 承台座板底面标高的确定 桩径桩长的拟定 确定基桩根数以及其平面布置2、试分别根据桩的承载性状和桩的施工方法对桩进行分类。承载性状：摩擦桩 柱桩 P69 施工方法：预制桩 就地灌注桩3、简述单桩在竖向荷载作用下的工作性能和破坏性状。工作性能： 桩在竖向荷载作用下，桩身材料会产生弹性压缩变形，桩和桩侧土之间产生相对位移，因而桩侧土对桩身产生向上的桩侧摩阻力。如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载，一部分竖向荷载会传递到桩底，桩底持力层也会产生压缩变形，桩底土也会对桩端产生阻力。通过桩侧摩阻力和桩端阻力，桩将荷载传给土体。破坏性状：屈曲破坏、整体剪切破坏、刺入破坏。4、什么叫负摩阻力、中性点？如何确定中性点的位置及负摩阻力的大小？负摩阻力：桩侧土相对桩向下唯一，在桩侧引起向下的摩阻力。中性点：桩侧土间相对位移为0，其上下分别为正负摩阻力（正负摩阻力分界点）7、什么情况下可能产生负摩阻力？它对桩的轴向受压承载力有何不利影响？当桩固土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面将出现向下的摩阻力，称其为负摩阻力。桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，阴齿，负摩阻力不但不能为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载。8、桩侧摩阻力是如何形成的，它的分布规律是怎么样的？桩侧摩阻力除与桩土间的相对位移有关，还与土的性质，桩的刚度，时间因素和土中应力状态以及桩的施工方法有关。桩侧摩擦阻力实质上是桩侧土的剪切问题。桩侧土极限摩阻力值与桩侧土的剪切强度有关，随着土的抗剪强度的增大而增大，从位移角度分析，桩的刚度对桩侧摩阻力也有影响在粘性土中的打入桩的桩侧摩阻力沿深度分布的形状近乎抛物线，在桩顶处的摩阻力等于零9、单桩的破坏模式有哪些?产生原因是什么？单桩的破坏形式有压屈破坏、整体剪切破坏、刺入破坏。压屈破坏：当桩底支承在很坚硬的地层，桩侧土为软土层抗剪强度很低，桩在轴向受压荷载作用下，如同一根压杆似地出现纵向挠曲破坏。荷载-沉降(P-s)曲线上呈现出明确的破坏荷载。桩的承载力取决于桩身的材料强度。整体剪切破坏：足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层而达到强度较高的土层时，桩底土形成滑动面出现整体剪切破坏，因为桩底持力层以上的软弱土层不能阻止滑动土楔的形成。在曲线上可求得明确的破坏荷载。桩的承载力主要取于桩底土的支承力，桩侧摩阻力也起一部分作用。刺入破坏：足够强度的桩入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向受压荷载作用下，刺入式破坏。根据荷载大小和土质不同，试验中得到的P-S曲线上可能没有明显的转折点或有明显的转折点(表示破坏荷载)。桩所受荷载由桩侧摩阻力和桩底反力共同支承，即一般所称摩擦桩或几乎全由桩侧摩阻力支承即纯摩擦桩。10、单桩水平承载力与哪些因素相关？确定水平承载力的方法有哪些？入土深度 刚度 桩顶与桩底的固着条件 桩周土的物理性质单桩水平静载试验11、高桩承台和低桩承台各有哪些优缺点？各自适用于什么情况？高桩承台是承台地面位于地面以上，由于承台位置较高，在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便，但稳定性低 低桩承台是承台的承台底面位于地面以下，在水下施工，工作量大，但结构稳定7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。12、试说明地基水平抗力系数的几种常见形式和适用情况。常数法 数学处理简单适用精度要求一般的工程需要K法 适用于计算一般预制桩或灌注桩的内力和横向位移M法 适用于计算横向抗弯刚度RI较大的灌注桩（铁道 公路 水利部门 ）C法 用于我国公路部门13、偏心荷载作用下基桩桩顶荷载公式为，其假定条件是什么？(1)各桩刚度相同；(2)x,y是桩基平面的惯性主轴。（3）承台是刚性的15、如何通过静载荷试验确定单桩竖向极限承载力？16、单桩的轴向抗压承载力可采用哪些方法确定？哪种方法确定的承载力更可靠，为什么？直接法 单桩竖向静荷载实验半直接法 高应变法 桩承载力自平衡间接法 钻心法 岩基载荷试验直接法最可靠 17、写出桩的变形系数a的计算公式，解释其中各量的含义，并说明刚性桩、弹性桩的判别依据。m为比例系数；b0为桩的计算宽度；EI为桩的抗弯刚度。1、涵洞基础设计时需要考虑哪些荷载？2、一般沉井应进行哪些检算？在刃脚内力计算和井壁竖向拉力计算时，如何分析和确定沉井的最不利位置？3、一般沉井在下沉过程中可能遇到哪些问题？如何解决？4、沉井基础设计时，施工条件下需要对沉井进行哪些力学检算？5、外壁土的摩阻力过大，沉井难以下沉，简述解决的方法有哪些？名词解释地基 埋置深度 桩的负摩阻力 基础的刚性角 最不利荷载组合软弱下卧层 地基承载力 桩基础 基桩 承载能力极限状态 柱桩 桩端阻的深度效应 桩顶刚度系数2 横向抗力一、简答题1什么是基础的最小埋深？确定浅基础的最小埋置深度时主要应考虑哪些因素？保证基础不受外界不利因素影响所需的最小埋置深度。（1）人类、动物等活动的影响；（2）洪水的冲刷；（3）寒冷地基冻融的影响。2桥梁浅基础设计时，通常需要进行哪些检算？相应的目的是什么？（1）地基强度：保证地基不发生破坏； （2）偏心距：避免基底脱离或基础过分倾斜； （3）倾覆滑动稳定性：防止倾、滑失稳； （4）沉降：影响线路平顺或使结构中产生次应力； （5）地基稳定性。 3按承载性状，桩可分为哪两类？其相应的特点是什么？ 摩擦桩：极限状态时，轴向压力由侧阻和端阻共同提供。 柱状：极限状态时，轴向压力几乎全部由端阻提供。 4“m法”中，土层横向地基系数沿深度的分布特点是什么？如图所示的受水平荷载作用的沉井基础，试画出其横向抗力分布的示意图（采用“m法”计算）。哪些位置的横向抗力为零？为什么？线性分布，且地面处为0。 地面处为0，因其地基系数为0。 底部为0，因其水平位移为0。 5桩基础的承载力是否等于其单桩承载力之和？其沉降是否等于单桩沉降？为什么？对柱桩及桩间距较大的摩擦桩，是，各桩传至土（岩）的应力无叠加。 对摩擦桩，不是，各桩传至土（岩）的应力叠加。 二、计算题1如图所示的24m等跨度钢筋混凝土桥，梁长24.5m，梁缝10cm。试计算采用列车中-活载在单孔重载时列车荷载传至桥墩上的竖向力。解： 单孔重载，活载布置如图所示。根据，可得支点反力为kN 作用在基底上的竖向活载为 kN 2.图示基础的底面尺寸为4.0m5.0m，埋深为3.4m.中砂层的厚度为1.5m，以下为很厚的粗砂层。中砂、粗砂的相关参数如下表所示。(kN/m3)0 (kPa)k1k2中砂1722024粗砂18.536035试计算地基的容许承载力。提示：= 0+ k11(b-2)+ k22(H-3)解： 3如图所示的浅埋桥墩基础，基础底面为矩形，已确定顺桥方向的边长为6.0，作用在桥墩和基础上的荷载如图中所示。地基持力层为细砂，其容许承载力s=260kPa。计算为满足地基承载力的要求，基础另一边所需的最小尺寸，并检算基础的倾覆稳定性是否满足要求。（提示：采用主力+附加力组合时，地基容许承载力可提高20%；要求倾覆稳定性系数）解：kN kN.mm，满足要求4.直径为0.4m的打入桩穿过黏土、细砂进入深厚的中密砂层，各土层的桩周极限摩阻力及桩端土的极限承载力如下表所示。黏土细砂粗砂桩周极限摩阻力kPa405580桩端土极限承载力kPa160030004500试按土阻力确定单桩轴向受压容许承载力。（提示：，）解： 从局部冲刷线算起。 5、如图所示的单桩，桩径1.5m，桩长12.0m，其中地上段长3.0m，地下段长9.0m，桩身混凝土的受压弹性模量MPa，桩侧土的横向抗力系数的比例系数MPa/m2，计算桩的变形系数；对此单桩进行横向受荷分析时，能否采用刚性桩的分析方法，为什么？（提示：；桩的抗弯刚度。） m m4kN m2 m-1可以看作刚性桩。6、图示高承台群桩基础所受外荷载为：竖向力N=8000kN，水平力H=1500kN，弯矩M=600kNm。已知单桩的刚度系数分别为：=2.4105kN/m，=2.0104kN/m，=5104kN，=1.2104kNm，试计算3号桩桩顶的竖向位移、水平位移和转角。（提示：；）（本题12分） 7、如图所示的低承台群桩基础，若基础所受的竖向力为25000kN，弯矩Mx=3500 kNm，Mz=9200 kNm，试用简化算法计算桩所受的最大、最小轴向力。