基础工程A离线作业

基础工程A
第1次作业
1. 持力层？
答：持力层：是与基础底面直接相接触的地层。
2. 天然地基？
答：天然地基：是指在修建基础前，没有经过人为的加固和
改良，保持了天然土层的结构和状态的地基。
3. 柔性基础？
答：柔性基础：是指用钢筋混凝土材料做成的基础，因为材
料的抗拉、抗压、抗剪性能好，可根据需要做成各种形式的
截面，基础刚度相对较小，本身可有小量变形，称为柔性基
础。
4. 简述水下灌注混凝土的方法。
答：（1）直升导管法；
（2）液压阀法；
（3）填石压浆法；
（4）吊斗法
（5）袋装法；
（6）使用抗离析混凝土拌合物。
5. 刚性角？
答：刚性角：是指墩底边缘与基底边缘的连线与竖直线的夹
角。
6. 襟边？
答：襟边：基础顶面外缘离墩底边缘的距离。
7. 一般冲刷？
答：一般冲刷：因洪水冲刷而造成河床下降的现象。
8. 局部冲刷？
答：局部冲刷：洪水在墩台周围冲出深坑的现象。
9. 主要荷载？
答：主要荷载：是指永久性或经常性作用的荷载。
10. 特殊荷载？
答：特殊荷载：指某些出现机率极小的荷载。
11. 某旱地桥墩的矩形基础，基底平面尺寸为a＝7.5
m，b＝7.4m，四周襟边尺寸相同，埋置深度h＝2m，
在主力加附加力的组合下，简化到基底中心，竖向荷
载N＝6105kN，水平荷载H=273.9kN，弯矩M=377
0.67kN.m。试根据图示荷载及地质资料进行下列项目
的检算：
（1）检算持力层及下卧层的承载力；
（2）检算基础本身强度；
（3）检算基底偏心距，基础滑动和倾覆稳定性。
答：
答： 一、持力层与下卧层的容许承载力
由持力层土性：粉质粘土e＝0.9，IL＝0.7，查表3-5-2-5，
得基本承载力σ0＝180kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度
修正系数k1和k2分别为0和1.5。
宽深修正：
持力层，k1＝0，h<3m，故修正项均为零。

主力加附加力时，容许承载力可有20％的提高，[σ]=1.2×18
0=216kPa
由下卧层土性：粘土e＝1.1，IL＝0.8，查表3-5-2-5，
得基本承载力σ0＝140kPa；查表3-5-2-11，得宽度、深度
修正系数k1和k2分别为0和1.5。
宽深修正：
下卧层，k1＝0，h＝8.7m。故

二、持力层强度检算
基底平均压力

< 216kPa
基底最大最小压力

小偏心，基底压力均小于持力层承载力容许值，强度满
足要求。
三、下卧层的强度检算
下卧层顶面处自重应力：

下卧层顶面处附加应力：
σh取离最大应力点三分之一基础宽度处的应力，如图
土中附加应力分布系数α，由a/b=1，z/b=(8.7-2)/7.4
=0.9，查规范“铁路桥涵地基和基础设计规范”附录C，
得α＝0.735。

埋深h=2.0m，

下卧层强度满足要求。

土中附加应力分布系数α，由a/b=1，z/b=(8.7-2)/7.4
=0.9，查规范“铁路桥涵地基和基础设计规范”附录C，
得α＝0.735。

埋深h=2.0m，
下卧层强度满足要求。
四、基础本身强度检算
基础本身的强度由刚性角来控制。基础材料为混凝土，查刚
性角，容许刚性角[β]为45°，基础的襟边台阶的宽度和高度
均为1m，实际的刚性角β亦为45°，满足要求！
五、基础偏心距检算

查表3-5-4-1，得非岩石地基上的桥墩在主力加附加力作
用下 [e]=1.0ρ＝b/4＝7.4/4=1.85m
e=0.618m <ρ＝1.85m
偏心距符合要求
六、基础滑动和倾覆稳定性检算基础滑动稳定

由持力层IL＝0.7（软塑IL＝0.5～1）软塑的粘
性土，查表3-5-5-1，得f＝0.25。

满足要求
基础倾覆稳定
12. 浅埋桥墩基础的底面尺寸为6.5m×3.5m，作用在
基础上的荷载为
力层为中砂，其容许承载力[s]=380kPa。试检算在主
力+附加力作用下，基底压应力及偏心距是否满足要
求。
答：
13. 地基容许承载力[σ]？
答：地基容许承载力[σ]：系指在保证地基稳定的条件下，桥
梁和涵洞基础下地基单位面积上容许承受的力。
第2次作业

1. 柱桩？
答：柱 桩：轴向荷载几乎全由桩底土（岩）承担的桩。
2. 摩擦桩？
答：摩擦桩：轴向荷载由桩侧土和桩底土（岩）共同承担的
桩。
3. 高承台桩基？
答：高承台桩基：承台底面在地面（局部冲刷线）以上的桩
基。
4. 简要说明钻孔灌注桩的施工过程。
答：（1）场地准备：平整夯实场地
（2）埋设护筒：固定桩位及防坍
（3）钻孔并泥浆护壁
（4）排渣：冲击式采用掏渣筒，旋转式则依靠
泥浆正、反循环。
（5）清孔
（6）下钢筋笼并灌注混凝土
5. 正循环法？
答：正循环法：旋转式钻孔法成孔时，泥浆经钻杆由钻头出
浆口射出，泥浆将钻渣带入沉淀池中。
第3次作业

1. 产生负摩阻力的原因是什么？它有什么危害？通
常可采用哪些措施消除或减小负摩阻力？
答：1）桩侧某点处土体位移大于桩身位移时，该点处即产
生负摩阻力。
研究结果表明，负摩阻力主要发生在下列情况：
①在软土地区，由于过量抽取地下水等原因，大范围内

地下水位下降而使土中有效应力上升，导致桩侧土层沉降；
②桩侧有较厚的欠固结土或新填土，这些土层在自重下发生
沉降；
③大面积地面堆载使桩侧土层压密；
④在自重湿陷性黄土地区，由于浸水而引起桩侧土湿陷。
⑤在冻土地区，由于温度升高而引起桩侧土的融陷。
在上述情况下，如果桩侧土的沉降超过轴向压力引起的桩身
位移，桩侧就会出现负摩阻力。
2）负摩阻力增加了作用于桩体上的向下压力荷载，对桩的
轴向受压不利。
3）主要可采取如下措施：（1）改善土层性质，降低其沉降
量；（2）将桩上段部分与土体隔离，如：对于预制桩，可
采用涂沥青的方法，对于钢桩，可采用设置塑料薄膜的方法，
对于灌注桩，可以采用注斑脱土浆的方法。
2. 与正常桩相比，负摩擦桩的轴力分布有什么特点？
试分析其原因。
答：对正常桩，轴力随深度的增加而逐渐减小。
对负摩擦桩，在中性点以上，轴力是随深度的增加而增大
的，以后便逐渐减小，即轴力最大截面位于桩身。
对负摩擦桩，在桩身截取一段隔离体，建立平衡方程，由于
在中性点以上，摩擦力是向下的，故轴力是增加的；在中性
点以下，摩擦力向上，轴力逐渐减小。
3. 试计算图示钻孔灌注桩的轴向容许承载力。其中：
桩底支承力折减系数取为0.7，桩侧极限摩擦力为7
0 KPa，桩端地基土的容许承载力为400KPa。
4. 试计算图示钻孔灌注桩的轴向容许承载力。其中：
桩底支承力折减系数m0 取为0.7，粘土及砂粘土桩
侧极限摩擦力分别为30 kPa和70 kPa，底端砂粘
土的容许承载力为400KPa。
5. 图示高承台桩基，在外荷载作用下，承台产生的
水平位移为10mm，竖向位移为5mm，转角0.002r
ad（顺时针）。若已知 =2.5×105kN/m，=2×10
4kN/m，=6×104kN，=1×104kNm，试计算桩1
顶端的位移、转角，以及轴向力、横向力和弯矩
6. 如图所示的桩基础，承台所受的竖向偏心荷载N=2
4000kN，偏心距为1.0m，试按低承台桩基简化计算
法计算各桩的桩顶轴向

7. 什么是群桩效应？在何种情况下可不考虑群桩效
应？对需要考虑群桩效应的桩基，桥梁桩基工程中是
如何考虑的？
答：1）对摩擦桩群桩基础，当桩的间距较小时，竖向应力
在桩端持力层发生叠加，从而使群桩的承载力小于单桩承载
力之和，而沉降大于单桩的沉降，这种现象称为群桩效应，
其实质上反映的通常是承台-桩群-土的共同工作。
2）端承桩及桩间距大于（等于）6倍桩径的摩擦桩可不考虑
群桩效应。
3）在桥梁桩基工程中，采用实体基础法来处理群桩问题，
即通过一定的方法把群桩视为扩大的实体基础，再按浅基础
的方法分析地基（桩底端平面以下）的承载力和沉降量等问
题。
8. 与浅基础相比，沉井基础有哪些优点？沉井按下沉
方法可分为哪两种？其各自的适用范围是什么？
答：沉井基础不需要象浅基础一样在开挖时进行支护和降
水，即可将基础置于良好的持力层上。
沉井按下沉方法可分为一般沉降和浮运沉井，前者就地
浇筑下沉，后者在岸边制造，再浮运至设计位置。
一般沉井通常在陆地或浅水的地方使用，而浮运沉井多
在水深、流速大、或有通航要求等无法筑岛时使用。