基础工程-第3章课后习题答案.doc

1. 试述桩得分类。
（一） 按承台位置分类。可分为高桩承台基础与低桩承台基础,简称高桩承台与低桩承台。
（二） 按施工方法分类。可分为沉桩(预制桩)、灌注桩、管桩基础、钻埋空心桩。
（三） 按设置效应分类。可分为挤土桩、部分挤土桩与非挤土桩。
（四） 按桩土相互作用特点分类。可分为竖向受荷桩(摩擦桩、端承桩或柱桩)、横向受荷桩(主动桩、被动桩、竖直桩与斜桩)、桩墩(端承桩墩、摩擦桩墩)。
（五） 按桩身材料分类。可分为木桩(包括竹桩)、混凝土桩(含钢筋与混凝土桩与预应力钢筋混凝土桩)、钢桩与组合桩。
2. 桩基设计原则就是什么？
桩基设计·应力求做到安全适用、经济合理、主要包括收集资料与设计两部分。
1. 收集资料
（1） 进行调查研究,了解结构得平面布置、上部荷载大小及使用要求等;
(2)工程地质勘探资料得收集与阅读,了解勘探孔得间距、钻孔深度以及土层性质、桩基确定持力层;
（3） 掌握施工条件与施工方法,如材料、设备及施工人员等;
2. 设计步骤
（1） 确定桩得类型与外形尺寸,确定承台埋深;
（2） 确定单桩竖向承载力特征值与水平承载力特征值;
(3) 初步拟定桩得数量与平面布置;
( 4 )确定单桩上得竖向与水平承载力,确定群桩承载力;
( 5 )必要时验算地基沉降;
( 6 )承台结构设计;
( 7 )绘制桩与承台得结构及施工图;
3. 设计要求
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007 —2011)第8、5、2条指出,桩基设计应符合下列规范:
(1)所有桩基均应进行承载力与桩身强度计算。对预制桩,尚应进行运输、吊装与锤击等中得强度与抗裂验算。
(2)桩基沉降量验算应符合规范第8、5、15条规定。
(3)桩基得抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)得相关规定。
(4)桩基宜选用中、低压缩性土层作为桩端持力层。
(5)同一结构单元内得桩基,不宜选用压缩性差异较大得土层作为桩端持力层,不宜采用部分摩擦桩与部分端承桩。
(6)由于欠固结软土、湿陷性土与场地填土得固结,场地大面积堆载、降低地下水位等原因,引起桩周土得沉降大于柱得沉降时,应考虑桩侧负摩阻力对桩基承载力与沉降得影响。
(7)对位于坡地、岸边得桩基,应进行桩基得整体稳定性验算。桩基应与边坡工程统一规划,同步设计。
(8)岩溶地区得桩基,当岩溶上覆土层得稳定性有保证,且桩端持力层承载力及厚度满足要求,可利用覆土层作为桩端持力层。当必须采用嵌岩桩时,应对岩溶进行施工勘探。
(9)应考虑桩基施工中挤土效应对桩基及周边环境得影响;在深厚饱与软土中不宜采用大片密集有挤土效应得桩基。
(10)应考虑深基坑开挖中,坑底土回弹隆起对桩受力及桩承载力得影响。
(11)桩基设计时,应结合地区经验考虑桩、土、承台得共同作用。
(12)在承台及地下室周围得回填土中,应满足填土密实度要求。
3. 什么就是单桩？ 说明桩侧极限摩阻力得影响因素就是什么。
单桩: 即采用一根桩(通常为大直径桩)以承受与传递上部结构(通长为柱)荷载得独立基础。
极限摩阻力得影响因素:(1)桩周土得性质;
(2)桩、土相对位移;
(3)桩得直径得影响;
(4)桩-土界面条件得影响;
(5)黏性土液性指数IL得影响。
4. 单桩得破坏模式有几种?
桩得破坏就是指丧失承载能力得状态,其破坏状态得种种特征往往通过试桩曲线反应出来。破坏模式大体归纳为以下三种·。
（1） 桩身材料屈服。
（2） 持力层土整体剪切破坏。
（3） 冲入剪切破坏。
5. 说明单桩静载实验曲线得形式。
1.根据沉降量随荷载得变化特征值Qu 。对于陡降型Q-s曲线,可取曲线发生明显陡降得起始点对应得荷载为Qu。该方法得作图缺点就是做图比例将影响Q-s曲线得斜率与所选得Qu,因此宜按一定得作图比例,一般可取整个图形比例横:竖=2:3。
2、 根据沉降量确定Qu 。对于缓变型Q-s曲线,一般可取s=40—60mm对应得荷载值作为Qu 。对于大直径桩可取s=(0、03—0、06)d(d为端庄直径)所对应得荷载值(大桩径取低值,小桩径取高值),对于细长桩(l/d>80),可取s=60—80mm对应得荷载。
6. 什么就是桩侧负摩阻力?其产生条件就是什么？
桩侧负摩阻力就是指,当桩周土应某种原因发生下沉,其沉降变形大于桩身得沉降变形时,在桩侧表面得一部分表面积上将出现向下得摩阻力,称其为负摩阻力。产生条件:(1)在庄附近地面大量堆载,引起地面下沉。
（2） 土层中抽取地下水或其她原因,引起地下水位下降,使土层产生自重固结下沉。
（3） 桩穿过欠密土层(如填土)进入硬持力层,土层产生自重固结下沉。
(4)桩数很多得密集群桩打桩时,桩周土中产生很大得超孔隙水压力,打桩停止后桩周土再固结引起下沉。
(5)在黄土、冻土中得桩,应黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。
7. 单桩竖向承载力得确定方法有哪些？
根据《建筑基础技术规范》(JGJ 94—2008)与《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)设计采用得单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规范:
(1)设计等级为甲级得建筑桩基,应通过单桩静载试验确定;
(2)设计等级为乙级得建筑桩基,当地质条件简单时,可参考地质条件相同得试柱资料,结合静力触探等原位测试与经验参数综合确定;其余均应通过单桩静载试验确定;
(3)设计等级为丙级得建筑桩基,可根据原位测试与经验参数综合确定。
8. 单桩水平承载力得确定有几种方法？
其求解方法有三种: 一种就是直接用数学方法解桩在受荷后得弹性挠曲微分方程,再从力得平衡条件求出桩得内力与位移(这就是当前广泛采用得一种);另一种就是将桩分成有限段,用差分式近似代替桩得弹性挠曲微分方程中得各阶导数式而求解得有限差分法;第三种则就是将桩划分为有限单元得离散体,然后根据力得平衡与位移协调条件,解得桩得各部分内力与位移得有限元法。
9. 桩基础设计原则与设计得主要步骤就是什么？
桩基础设计原则:做到安全适用、经济合理,设计过程中主要包括收集资料与设计两部分。
主要步骤:(1)确定桩得类型与外形尺寸,确定承台埋深;
(2)确定单桩竖向承载力特征值与水平承载力特征值;
(3)初步拟定桩得数量与平面布置;
(4)计算单桩得竖向与水平荷载,确定群桩承载力;
(5)必要时验算地基沉降;
(6)承台结构设计;
( 7 )绘制桩与承台得结构以及施工图。
10. 桩基承载力验算有那几方面内容？什么情况下验算群桩基础得地基沉降？
内容包括:1、 桩顶作用效应计算(详见P142—P143)2、 桩基竖向承载力计算。
在地质条件分布不均匀、地下水异常得情况下,在施工图桩基摩阻设计计算时会验算地基沉降问题。
11. 单桩受荷过程中,桩端阻力与桩侧阻力同时发挥作用,此种说法就是否正确？
这种说法就是不正确得:
柱顶在竖向荷载作用下得 传递规律就是:
(1)桩侧摩阻力就是自上而下逐渐发挥得,而且不同深度得土层得桩侧摩阻力就是异步发挥得;
(2)当桩土相对位移大于各种土性得极限位移后,桩土之间要产生滑移,滑移后其抗剪强度有峰值低落至残余强度,亦即滑移部分得桩侧土产生软化;
(3)桩顶阻力与桩侧阻力就是异步发挥得,只有当桩身轴力传到桩端并对桩端土产生压缩时才会产生桩端阻力,而且一般情况下(当桩端土较坚硬时),桩端阻力随着桩端位移得增大而增大。
(4)单桩竖向极限承载力就是指竟在试验时单桩桩顶所能承受得最大试验荷载。
12. 轴向荷载作用下得竖直单桩,按荷载传递方式不同,可分为几种？
桩在轴向压力荷载作用下:桩顶将发生轴向位移(沉降)=桩身弹性压缩+桩底土层压缩之与置于土中得桩与其侧面土就是紧密接触得,当桩相对于土向下位移时就产生土对桩向上作用得桩侧摩阻力。桩顶荷载沿桩身向下传递得过程中,必须不断地克服这种摩阻力,桩身轴向力就随深度逐渐减小,传至桩底得轴向力也就就是桩底支承反力:桩底支承反力=桩顶荷载-全部桩侧摩阻力。
13. 桩身中性点深度得影响因素就是什么？
影响因素有以下几点:
（1） 桩周土得压缩性与持力层得刚度;
（2） 桩、土沉降得稳定时间;
14. 什么就是群桩基础？ 什么就是基桩？ 什么就是群桩效应？ 群桩承载力影响因素就是什么?
群桩基础就是指:有两根以上得桩组成得桩基。
基桩就是指:由基桩与连接于桩顶得承台共同组成,为打基础而打下得装柱。
群桩效应就是指:竖向荷载作用下,由于承台、桩、地基土得相互作用,群桩基础中得一根桩单独受荷时得承载力与沉降性状,往往与相同地质条件与设置方法得同样单桩有明显差别,这种现象成为群桩效应。
群桩承载力影响因素有:土性、桩距、桩数、桩得长径比、桩长与承台宽度比、成桩类型与排列方式等。
15. 群桩中得基桩与单桩在承载力与沉降量方面有何差别？
单桩在承载力: 取决于土对桩得支承阻力与桩身材料强度,一般由土对桩得支承力控制,对于端承桩、超长桩与桩身质量有缺陷得桩,可由桩身材料强度控制。
群桩中得基桩承载力: 基桩承载力受群桩效应影响,群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等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承载力之与。
沉降量方面得何差别:单桩得沉降量主要有以下三个部分组成(1)桩身本身得压缩量;( 2 )由于桩侧摩阻力向下传递,引起桩端下土体压缩所产生得桩端沉降;(3)由于桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生得桩端沉降。而群桩沉降量主要由 (1)土性质得影响;(2)柱间距得影响;(3)荷载水平得影响(4)承台设置方式得影响,由所有得单桩共同作用。
16题:
解:
单桩竖向极限承载力为:
单桩竖向承载力特征值为: (3-64)
承台及上方土总重:
按轴心受压确定桩得数量:

18题
解:
纵向受力钢筋得总截面面积为:
查4根22得钢筋面积:
桩身混凝土得截面面积为:

查表3-1与表3-2得C35得混凝土得抗压强度特征值,余热处理钢筋得抗压强度特征值,取,代入式(3-7)得:

Q为单桩桩材得单桩竖向力特征值,其后单桩在地基中竖向力得特征值不能大于该值。
19题:
解:
查表3-13,负摩阻力系数:
桩侧负摩阻力标准值:
下拉力:
20题:

解:
由图知:
单桩竖向极限承载力为:
单桩竖向承载力特征值为: (3-64)