湖北工程学院基础工程复习资料.doc

基础工程
FOUNDATION ENGINEERING

第一章、绪论
1. 地基：承受基础传来荷载的地层。分为岩基和土基，或者天然地基和人工地基。
2. 基础：是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。分为浅基础和深基础。
3. 天然地基：没有通过人为解决，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工解决后才干修建。
4. 浅基础可分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础。深基础可分为桩基础、沉井基础。
5. 基础的作用：承上启下。承上：上部结构物传来的荷载；启下：荷载传给下面的地基。

第二章 、浅基础
1. 浅基础设计的内容和一般环节：①充足掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料；②选择基础材料、类型，拟定平面布置方案；③选择地基持力层和基础埋置深度；④拟定地基承载力；⑤按地基承载力（涉及持力层和软弱下卧层）拟定基础底面尺寸；⑥进行必要的地基变形和稳定性验算；⑦进行基础的结构计算与设计；⑧绘制基础施工图（基础平面布置图、基础详图），并提出必要的技术说明。
2. 浅基础的分类：①扩展基础；②联合基础；③柱下条形基础；④柱下十字交叉基础；⑤筏形基础；⑥箱形基础。
3. 扩展基础分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础（又分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础）。
4. 无筋扩展基础（或刚性基础）：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的允许宽高比或刚性角控制设计。
5. 钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）：当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础，如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。
6. 无筋扩展基础又称刚性基础。刚性基础按材料分类有：①砖基础；②三合土基础；③灰土基础；④毛石基础；⑤混凝土和毛石混凝土基础。
7. 砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。
8. 片石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。
9. 钢筋混凝土扩展基础类型：①柱下独立基础；②墙下条形基础。钢筋混凝土基础强度度大，具有良好的抗弯性能，在相同条件下，基础的厚度较薄。建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用这类基础。
10. 砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石规定：占体积20~30%，尺寸≤300mm 。
11. 条形基础分为墙下和柱下条形基础，墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。有时为了增强桥柱下基础的承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础。其构造与倒置的T形截面梁相类似，在沿柱子的排列方向的剖面可以是等截面的，也可以如图那样在柱位处加腋的。在桥梁基础中，一般是做成刚性基础，个别的也可做成柔性基础。
12. 墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连。
13. 条形基础的合用范围：基础的功能是将上部结构的荷载传给地基，通常在下列情况下采用条形基础：①上部结构传给地基的荷载大，地基承载力又较低，独立基础不能满足规定；②柱网较小，独立基础之间的净距小于基础的宽度，或独立基础所需要的面积受相邻构筑物的限制，面积不能扩大；③地基土不均匀，土质变化大；④各柱荷就相差较大，在荷载作用下，将会产生较大的沉降差；⑤需加强基础刚度，减少地基变形，防止过大的不均匀沉陷。
14. 柱下交叉基础具有良好的调整不均匀沉降的能力。
15. 筏形基础（又称筏板基础、片筏基础、满堂基础），合用于土质更差，有防水规定的基础。
16. 箱形基础由钢筋混凝土顶、底板和内外纵横墙体组成的，具有相称大的刚度的空间整体结构。箱形基础与基底和周边土体共同工作，增长建筑物的整体稳定性，有良好抗震作用。
17. 地基与基础的互相作用 ：柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降 ；刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多种形态 。
18. 上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降或挠曲变形的抵抗能力。上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲；上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲。
19. 地基基础设计原则基本规定：设计等级（安全等级）-甲级、乙级和丙级；设计状况（持久状况、短暂状况及偶尔状况）；设计任务：基础结构作用效应分析、基础结构抗力及其他性能分析（按两种极限状态、最不利荷载组合）。
20. 地基基础设计原则两种极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限状态。
21. 地基基础设计原则：①p <fa 原则（承载力验算）；②s<[s]原则（变形验算）；③基础结构强度、刚度和耐久性的规定；④经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等。
22. 地基基础设计资料：上部结构资料（设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力或限值应符合相应规范的有关规定）、岩土工程勘察资料、位测试资料（地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量的原位测试报告等）。
23. 荷载效应最不利组合与相应抗力或限值的规定：①拟定基础底面面积或桩数，基础（承台）底面荷载按正常使用状态荷载效应的标准组合，抗力采用地基（单桩）承载力特性值；②计算地基变形，荷载按正常使用状态荷载效应的准永久组合（不计风和地震荷载），限值为地基变形允许值。；③计算挡土墙、地基或斜坡稳定等，荷载效应按承载能力的极限状态的基本组合。荷载分项系数为1。
24. 基础埋置深度的拟定：持力层（直接支撑基础的土层)、下卧层（持力层以下的各土层）、选择基础埋置深度（也就是选择合适的地基持力层）。
25. 基础埋置深度的拟定原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。注意：①基础埋深不小于0.5m（表土一般松软，易受雨水及外界影响）；随建筑物高度适当增大；②基础顶面低于设计地面0.1m以上，避免基础外露，受外界破坏；③桥规定在冲刷深度以下。
26. 基础埋置深度的拟定影响因素：①建筑物的用途、结构类型、荷载大小及周边的环境条件；②.工程地质和水文地质条件；③寒冷地区地基的冻结深度影响。或（①地基的地质条件；②地基的地质条件；③本地的冻结深度；④上部结构型式；⑤本地的地形条件；⑥保证持力层稳定所需的最小埋置深度）
27. 岩石地基：覆盖土层较薄时，一般应清除覆盖土和风化层后，将基础直接修建在新鲜岩面上；如岩石的风化层很厚，难以所有清除时，基础放在风化层中的埋置深度应根据其风化限度、冲刷深度及相应的允许承载力来拟定。如岩层表面倾斜时，不得将基础的一部分置于岩层上，而另一部分则置于土层上。在陡峭山坡上修建桥台时，还应注意岩体的稳定性。
28. 非岩石地基：如受压层范围内为均质土，基础埋置深度除满足冲刷、冻胀等规定外，可根据荷载大小，由地基土的承载能力和沉降特性来拟定（同时考虑基础需要的最小埋深）。本地质条件较复杂如地层为多层土组成等或对大中型桥梁及其它建筑物基础持力层的选定，应通过较具体计算或方案比较后拟定。
29. 冲刷的基本概念：洪水冲刷后，整个河床面要下降，这叫一般冲刷；被冲下去的深度叫一般冲刷深度；同时由于桥墩的阻水作用，使洪水在桥墩四周冲出一个深坑，这叫局部冲刷。
30. 在有冲刷的河流中，为了防止桥梁墩、台基础四周和基底下土层被水流掏空冲走以致倒塌，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下不小于1m。特别是在山区和丘陵地区的河流，更应注意考虑季节性洪水的冲刷作用。
31. 为了保证建筑物不受地基土季节性冻胀的影响，除地基为非冻胀性土外，基础底面应埋置在天然最大冻结线以下一定深度。《公桥基规》规定，当上部结构为超静定结构时，基底应埋置在最深冻结线以下不小于0.25m；对静定结构的基础，一般也按此规定，但在冻结较深地区，为了减少基础埋深，有些类别的冻土经计算后也可将基底置于最大冻结线以上。
32. 对中、小跨度简支梁桥来说，上部结构型式对拟定基础的埋置深度影响不大。但对超静定结构即使基础发生较小的不均匀沉降也会使内力产生一定变化。
33. 当墩台、挡土墙等结构位于较陡的土坡上，在拟定基础埋深时，还应考虑土坡连同结构物基础一起滑动的稳定性。本地基为倾斜土坡时，应结合实际情况，对地基允许承载力适当折减。若基础位于较陡的岩体上，可将基础做成台阶形，但要注意岩体的稳定性。
34. 地表土的性质是不稳定的。人类和动物的活动以及植物的生长作用，也会影响其强度和稳定，所以一般地表土不宜作为持力层。为了保证地基和基础的稳定性，基础的埋置深度（除岩石地基外）应在天然地面或无冲刷河底以下不小于1m。在拟定基础埋置深度时，还应考虑相邻建筑物的影响。
35. 地基承载力是指地基承受荷载的最大能力。涉及两部分：一是地基的强度满足上部荷载的规定；二是变形不超过允许值变形条件：Δ≤[Δ]
36. 拟定地基承载力的三种设计原则：①总安全系数设计原则：P≤Pu/K；②允许承载力设计原则—路桥地基规范采用P≤[P]；③概率极限状态设计原则。
37. 地基承载力特性值的拟定：①按土的抗剪强度指标拟定；②按地基载荷实验拟定；③按地基规范承载力表拟定；④参照相邻建筑物经验拟定。
38. 按土的抗剪强度指标拟定（《建筑地基基础设计规范》推荐的理论公式）：条件：荷载的偏心矩e≤0.033b（b为偏心方向基础边长）公式：fa=Mbrb+Mdrmd+Mcck.。其中fa承载力系数，b大于6m按6m取值，对于砂土，小于3m时按3m取值，r为基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）；rm为基础埋深范围内各层土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，ck为基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值。说明：①取值:采用原状土以三轴剪切实验测定，一般规定在建筑场地范围内布置6个以上的取土钻孔，各孔中同一层土的实验不少于三组；②拟定抗剪强度指标ck.、Φk的实验方法必须与地基土工作状态相适应。如：饱和软土，不固结不排水剪的内摩擦角 Φk=0，由表知：Mb=0、Md=1、Mc=3.14将上式中的ck相应改为cu则地基承载力设计值：fa= r0d+3.14cu。这时，增长基础底面尺寸不也许提高地基承载力。但是对于Φk>0的土，增长基底宽度，承载力将随着Φk的提高而逐渐增大；③系数Md≥1，故承载力随埋深d线性增长。但对设立后回填土的实体基础，因埋深增大而提高的那一部分承载力将被基础和回填土G的相应增长而有所抵偿；特别是对Φk=0的软土，Md=1，由于rG≈rm，这两方面几乎相抵而收不到明显的效果；④按土的抗剪强度拟定地基承载力时，要进行地基承载力的变形验算。
39. 地基极限承载力理论公式－－魏锡克公式（或汉森公式、太沙基公式等）。合用范围：路桥、港口等。公式：fa=Pu/K，Pu为地基土极限承载力；按教材土力学公式计算，K为安全系数，K=2～3。载荷实验数据整理：由载荷实验可得到P-S曲线，再由P-S曲线拟定地基承载力特性值。数据解决：1）对于密实砂土、硬塑粘土等低压缩性土，其P-S曲线有明显的起始直线段和极限值，即显急进破坏的陡降段（有明显的拐点）：①地基承载力特性值取P-S曲线的比例界线荷载p1；②对于少数显“脆性”破坏的土，p1与pu（极限荷载）很接近，当pu<2p1时，地基承载力特性值取pu／2。2)对于有一定强度的中、高压缩性土，如松砂、填土、可塑粘土等，P-S曲线无明显转折点。地基承载力特性值为s/b=(0.01~0.015)所相应的荷载，软土地基承载力特性值为s/b=0.02所相应的荷载。以上两者的地基承载力特性值不应大于最大加载量的一半。注意：同一土层实验点应选3个以上，若所得特性值的极差不超过平均值的30%，则取该平均值作为fak，若超过应增长实验点。
40. 按地基规范承载力表拟定（建筑地基规范承载力表）注意:承载力表通过大量的实验数据，用记录分析方法得到，但存在地区的局限性，一般不再采用(新规范)，应根据地区的具体实验，制定相应的承载力表作为设计的参数。修正公式合用条件：当基础宽度大于3m，埋置深度大于0.5m时，从荷载实验或其它原位测试、经验值等方法拟定的地基承载力特性值尚应修正。修正公式：fa=fak+ηbr（b-3）+ηdrm（d-0.5），其中fa为修正后的地基承载力特性值，fak为地基承载力特性值，ηb、ηd为分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，r为基底持力层土的重度，地下水位以下取浮重度，rm为基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。b----基础底面宽度（m）；当b<3m时按3m取值，当b>6m时按6m取值。d----基础埋置深度（m）；当d<0.5m时按0.5m取值，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完毕时，应从自然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏板时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。当计算所得的fa<1.1fak时,可取 fa=1.1fak 。当不满足上述公式计算条件时，可取fa=1.1fak 直接拟定地基承载力特性值。
41. 按地基规范承载力表拟定（《路桥地基规范》承载力表）地基允许承载力环节：①拟定土的分类名称。一般地基土,根据塑性指数、粒径、工程地质特性等分为六类,即粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土及岩石；②拟定土的状态。土的状态是指土层所处的天然松密和稠度状况。粘性土的天然状况按液性指数（即稠度指数）分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和极软状态。砂类土根据相对密度分为稍密、中档密实、密实。碎、卵石类土按密实度分为密实、中档密实、松散；③拟定土的允许承载力[σo]。当基础最小边宽度b≤2m、埋深h≤3m时，各类地基土在各种有关的自然状态下的允许承载力[σo]可从规范查取。 一般粘性土可按液性指数及天然孔隙比从表7-11查取[σo]。砂类土地基的允许承载力[σo]可按密实度和湿度从表中查取；④按基础埋置深度、宽度修正[σo]，拟定地基允许承载力[σ]。当基础宽度大于2m或埋置深度超过3m且h/b≤4时，上述一般地基土（除冻土和岩石外）的允许承载力[σ]可按下式计算：。[σ]= [σo]+K1 r1（b-2）+K2r2（h-3），式中：[σo]---基础宽度b≤2m，埋置深度超过3m时地基的允许承载力（KPa），b---基础验算剖面底面的最小边宽或直径（m），如b≥10m时，仍按10m计算；[σ]= [σo]+K1r1（b-2）+K2r2（h-3），h---基础的埋置深度（m），对于受水流冲刷的基础，由一般冲刷线算起，不受水流冲刷的基础，由挖方后的地面算起。r1--基底下持力层的天然重度（KN/m3），如持力层在地下水位以下且为透水性时，应取浮重度；r2--基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；K1、K2---修正系数，其值查表。
42. 基础尺寸的拟定（《建筑地基基础规范》）满足条件：中心荷载作用：pk ≤ fa 偏心荷载作用： pk ≤ fa pkmax ≤ 1.2fa 式中： pk---相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；pkmax---相应于荷载效应标准组合时，基础底面边沿的最大压力值。
43. 基础尺寸的拟定（《路桥地基规范》）满足条件：σmax ≤[σ]式中：σmax---基础底面处的最大压力值； [σ]----修正后的地基允许承载力。
44. 基本条件：基底压力的标准值不大于承载力的特性值
45. Pk≤fa考虑的因素：①满足地基土的承载力和软弱下卧层的验算规定；②满足地基变形的规定；③建筑物周边场地允许及变形缝处空间的规定。
46. 地基承载力验算分为持力层强度验算和软弱下卧层承载力验算。
47. 荷载效应：由荷载引起结构或构件的反映（内力、接触应力、变形和裂缝等）。按地基承载力拟定基础底面积时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；计算基础内力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。
48. 减轻不均匀沉降损害的措施：①采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础；②采用桩基或其他深基础；③采用各种地基解决方法；④建筑、结构、施工方面的常用措施。
49. 减轻不均匀沉降损害的结构措施：①设立沉降缝；②控制相邻建筑物基础的间距；③减轻建筑物自重；④设立圈梁；⑤减小或调整基底附加压力；⑥上部结构采用非敏感性结构形式。
50. 减轻不均匀沉降损害的施工措施：①合理安排施工顺序；②注意施工方法；③保持地基土的原状结构。

第三章 、桩基础与深基础
1. 基桩的作用：穿越软基-坚硬岩层；承台的作用：承上启下、整体；桩基础的优点：承载力高、稳定性好、沉降小
2. 桩基础按承台位置分类：①高桩承台基础；②低桩承台基础。
3. 桩基础按施工方法分类：①沉桩（预制桩）（打入桩（锤击桩）、振动下沉桩、静力压桩）；②灌桩注（钻、挖孔灌注桩、沉管灌注桩）；③管柱基础。
4. 打入桩(锤击桩)施工方法：是通过锤击(或以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。合用：桩径较小(一般直径在0.6m以下，但国内最大管桩直径已达lm)，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。问题：有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。
5. 振动下沉桩施工方法：将大功率的振动打桩机安装在桩顶，一方面运用振动以减小土对桩的阻力，另方面用向下的振动力使桩沉入土中。合用： 可塑状的粘性土和砂土，用于土的抗剪强度受振动时有较大减少的砂土等地基和自重不大的钢桩，其效果更为明显。沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩。
6. 静力压桩施工方法：借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中的桩。合用：较均质的可塑状粘性土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。优缺陷：静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但较长桩分节压入时受压桩架高度的限制，使接头变多会影响压桩的效率。
7. 灌注桩——钻孔灌注桩：钻孔灌注桩系指用钻（冲）孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。特点：施工设备简朴、操作方便。适应范围：各种砂性土、粘性土，也适应于碎、卵石类土层和岩层。
8. 灌注桩——挖孔灌注桩：特点：不受设备限制，施工简朴、桩径较大，一般大于1.4m。合用范围：①适应于无水或渗水量小的地层；②对也许发生流沙或含较厚的软粘土层地基施工较困难（需要加强孔壁支撑）；③在地形狭窄、山坡陡峻处可以代替钻孔桩或较深的刚性扩大基础。
9. 灌注桩——沉管灌注桩：特点：①合用于粘性土、砂性土、砂土地基；②可以避免钻孔灌注桩施工中也许产生的流砂、坍孔 的危害和由泥浆护壁所带来的排渣等弊病；③桩的直径较小；④在软粘土中易出现混凝土桩缩颈现象
10. 管柱基础：特点：①没有水下作业、不受季节限制；②施工动力规定较高；③在一般公路桥梁中很少采用。
11. 桩基础按设立效应分类：①挤土桩；②部分挤土桩；③非挤土桩。
12. 挤土桩：在锤击或振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开（一般把用这类方法设立的桩称为打入桩），因而使土的结构严重扰动破坏（重塑）。粘性土由于重塑作用使抗剪强度减少（一段时间后部分强度可以恢复）；而本来处在疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。桩型：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩。
13. 部分挤土桩：打桩时对桩周土稍有排挤作用，但对土的强度及变形性质影响不大。由原状土测得的土的物理、力学性质指标一般仍可用于估算桩基承载力和沉降。桩型：底端开口的钢管桩、型钢桩和薄壁开口预应力钢筋混凝土。
14. 非挤土桩：先钻孔后打入以及钻（冲、挖）孔桩在成孔过程中将孔中土体清除掉，不会产生成桩时的挤土作用。但桩周土也许向桩孔内移动，使得非挤土桩的承载力常有所减小。
15. 桩基础按桩土互相作用特点分类：①竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）；②横向受荷桩（积极桩、被动桩）；③变截面桩（支盘桩、支盘桩。
16. 摩擦桩：穿过并支承在各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。
17. 端承桩：桩穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层（砂、砾石、卵石、坚硬老粘土等）或岩层中，且桩的长径比不太大时，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩。
18. 桩基础按桩身材料分类：①木桩；②钢桩；③钢筋混凝土桩。
19. 钢桩：型式：重要的有钢管型和H型钢桩，常用的是钢管桩。优点：强度高，能承受强大的冲击力和获得较高的承载力；其设计的灵活性大，壁厚、桩径的选择范围大，便于割接，桩长容易调节；轻便，易于搬运，沉桩时贯入能力强、速度较快，可缩短工期，且排挤土量小，对邻近建筑影响小，也便于小面积内密集的打桩施工。缺陷：用钢量大，成本昂贵，在大气和水土中钢材具有腐蚀性。
20. 承台的构造及桩与承台的连接：①平面尺寸和形状：应根据上部结构（墩、台身）底截面尺寸和形状以及基桩的平面布置而定，一般采用矩形和圆端形。②承台厚度：应保证承台有足够的强度和刚度，公路桥梁墩台多采用钢筋混凝土或混凝土刚性承台（承台自身材料的变形远小于其位移），其厚度不宜小于1.5m。混凝土强度等级不宜低于C15。③桩和承台的连接：钻（挖）孔灌注桩桩顶主筋宜伸入承台，桩身伸入承台长度一般为150~200mm（盖梁式承台，桩身可不伸入）。伸入承台的桩顶主筋可作成喇叭形（约与竖直线倾斜15°；若受构造限制，主筋也可不作成喇叭形。
21. 钻孔灌注桩的施工：①准备工作；②准备场地；③埋置护筒；④制备泥浆；⑤安装钻机或钻架。
22. 钻孔方法和钻具：①旋转钻进成孔；②冲击钻进成孔；③冲抓钻进成孔。
23. 钻孔过程中容易发生的质量问题及解决方法 ：①塌孔；②缩孔；③斜孔。
24. 钻孔注意事项：①始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外1~1.5m的水位差和护壁泥浆的规定，以起到护壁固壁作用，防止坍孔；②应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度，以防止坍孔及钻孔偏斜、卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生；③钻孔宜一气呵成，不宜半途停钻以避免坍孔。
25. 清孔及装吊钢筋骨架：①抽浆清孔；②掏渣清孔；③换浆清孔
26. 挖孔灌注桩的施工：①开挖桩孔；②护壁和支撑（1、现浇混凝土护圈；2、沉井护圈（(a)在护圈保护下开挖土方；（b）支模板浇注混凝土护圈；(c)浇注桩身混凝土）；3、钢套管护圈）；③吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土。
27. 按土的支承力拟定单桩轴向允许承载力：①静载实验法；②经验公式法；③静力触探法；④动测试桩法；⑤静力分析法。
28. 垂直静载实验法即在桩顶逐级施加轴向荷载，直至桩达成破坏状态为止，并在实验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析拟定单桩轴向允许承载力。P-S曲线明显转折点法、S-logt法（沉降速率法）。
29. 经验公式法（摩擦桩）：①打入桩；②钻（挖）孔灌注桩；③管柱受压允许承载力拟定④单桩轴向受拉允许承载力拟定。
30. 静力触探法是借触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与受压单桩在土中的工作状况相似的特点，将探头压入土中测得探头的贯入阻力，并与试桩结果进行比较，建立经验公式。测试时，可采用单桥或双桥探头。
31. 动测试桩法：①锤击贯入法（简称锤贯法）；②波动方程法。
32. 静力分析法：①桩底极限阻力的拟定；②桩侧极限摩阻力的拟定（α法、β法——有效应力法）；③单桩轴向允许承载力的拟定。
33. 群桩效应：竖向荷载作用下，由于承台、桩、土互相作用，群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设立方法的同样独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。
34. 端承型群桩基础：端承型群桩桩的荷载传递桩底持力层刚硬，桩的贯入量小。群桩承载力＝各单桩承载力之和，不必考虑群桩效应。
35. 摩擦型群桩基础：桩顶作用荷载通过侧阻传至桩周土体，并经扩散使桩底压力分布范围比桩身截面大很多。当桩距小于某距离时（一般为6d），桩底应力扩散面积交叉重叠，与本来单桩端应力叠加，使群桩桩底地基所受压力比单桩大，故群桩承载力小于各单桩承载力之和。
36. 桩的负摩阻力：桩土之间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位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。
37. 引起桩侧负摩阻力的条件是：桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。
38. 产生负摩阻力的条件：①桩侧大范围减少地下水，如大面积抽水，基坑降水等；②桩侧地面大面积堆载；③桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；④冻土区升温引起桩侧土沉陷。后果：使桩的竖向承载力减小，而桩身轴力加大。
39. 中性点：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。在某深度处桩周土与桩截面沉降相等；或两者无相对位移发生；或其摩阻力为零。特点：在中性点处桩身轴力达成最大值。
40. 中性点位置的拟定：中性点的位置取决于桩－土间的相对位移：当桩侧压缩变形大，桩地下土层坚硬，抗下沉量小，→下移；反之，中性点位置上移。中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法：（0.7～1.0）l0，l0—桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。
41. 减小负摩阻力的工程措施：对也许出现负摩阻力的桩基，宜按下列原则设计：①对于填土建筑场地，先填土并保证填土的密实度，待填土地面沉降基本稳定后再成桩；②对于地面大面积堆载的建筑物，采用预压等解决措施，减少堆载引起的地面沉降；③对位于中性点以上的桩身进行解决，以减少负摩阻力；④对于自重湿陷性黄土地基，采用强夯、挤密土桩等先行解决，消除上部或所有土层的自重湿陷性；⑤采用其他有效而合理的措施。
42. 减小负摩阻力的措施：①在预制桩表面涂一薄层沥青；②对钢桩再加一层厚度为3mm的塑料薄膜(兼作防锈蚀用)；③对现场灌注桩也可在桩与土之间灌注斑脱土浆等方法，来消除或减少负摩阻力的影响。
43. 单桩的竖向极限承载力：是指单桩在竖向荷载作用下，到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所相应的最大荷载。
44. 单桩的竖向极限承载力重要取决于两方面：①地基土对桩的支承能力；②桩身的材料强度。
45. 单桩水平承载力作用机理：水平荷载(力和弯矩）作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用。
46. 单桩在水平力下破坏模式：①刚性桩(ah≤2.5)：桩身刚体转动破坏，承载力重要由桩的水平位移和倾斜控制；②柔性桩(ah≥2.5)：桩身发生扰曲变形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失稳，承载力由桩身水平位移及最大弯矩值控制。
47. 土的弹性抗力：桩基础在荷载（涉及轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（涉及竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力δzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。δzx即指深度为Z处的横向（X轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。
48. 地基系数：地基系数k表达单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。如能测得xz并知道k值，δzx值即可解得。地基系数k值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测xz及szx后反算得到。
49. 根据桩身直径的大小：可以分为小桩、中档直径桩、大直径桩。小桩是指桩径 d≤250mm的桩，一般用于基础加固和复合基础。中桩直径是指桩径250<d<800mm的桩，建筑桩基应用较多。大直径桩是指桩径d≥800mm的桩，特点是单桩承载力较高，常用于上部结构荷载特别大的基础。
50. 桩基础的设计环节：①结构与地质资料；②桩型、桩长、桩距；③拟定桩数n=P/R；④桩基中单桩承载力验算；⑤实体深基础验算；⑥软弱下卧层验算；⑦沉降计算；⑧承台设计。
51. 桩的荷载传递过程实质上就是桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。
52. 承台下土对荷载的分担作用：复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。条件：桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。特性：承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增强，桩身弹性压缩产生桩土相对位移也使承台底反力增。通常，台底分担荷载的比例可从百分之十几直至百分之三十。
53.

第四章 、地基解决与复合地基
1. 地基解决的目的：①提高土的强度-地基承载力；② 增长土的刚度-减少地基沉降量；③改善地基土的水力特性:(1)防渗,堤坝,闸基,池(湿陷,膨胀性土)；(2)排水:软基固结渗流,挡土墙排水；(3)渗透稳定性:长江大堤的管涌,流土.采用反滤；(4)抗冻性:实质是渗透性,减少毛细现象,加强排水；④改善抗震性能:(1)液化:加密,围封（水床）;(2)震陷:干松砂和溶洞。
2. 哪些土需要解决？①淤泥土与淤泥质土；②泥炭、泥炭质土；③填土、回填土；④松砂；⑤区域性土。
3. 地基解决原理及方法：地基解决方法的分类可有多种多样。如：准时间可分为临时解决和永久解决；按解决深度可分为浅层解决和深层解决；按解决土性对象可分为砂性土解决和粘性土解决，饱和土解决和非饱和土解决；按地基解决作用机理可分为置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋等解决方法。其中最本质的是根据地基解决作用机理进行分类，其具体分类以及加固原理、合用范围见表4-2。
4. 常见的地基解决方法：①换填法；②排水固结法（砂井堆载预压法、塑料板排水预压法、真空预压法）；③ 强夯法；④灌浆法（压力灌浆、硅化法）；④挤密桩法（挤密法、振冲法）；⑤深层搅拌法（粉喷桩法、浆喷桩法）；⑥高压喷射注浆法；⑦CFG法。
5. 地基解决方法选用原则：技术先进、经济合理、安全合用、保证质量。
6. 选择地基解决方法环节：①根据上部结构及建筑场地条件和环境，初步选定几种可供考虑的解决方案；②对初步选定的各种地基解决方案进行综合分析，进行技术经济分析和对比，拟定最佳的地基解决方案；③对已拟定的地基解决方案，在有代表性的场地上进行相应的现场实验或实验性施工及必要的测试，以期达成最佳解决效果。
7. 复合地基是由基体（天然地基土体）和增强体（桩体或带形体）两部分组成，共同承受上部结构荷载并协调变形的人工地基。
8. 复合地基有两个基本特点：①复合地基是由两种刚度（或模量）不同的材料（增强体和基体）两部分组成，是非均质和各向异性的；② 复合地基在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载并协调变形。
9. 复合地基可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基。竖向增强体复合地基可分为柔性桩（砂石桩、振冲桩、土挤密桩、石灰桩）和半刚性桩（灰土挤密桩、CFG桩、夯实水泥桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩）。水平向增强体复合地基有加筋体复合地基。
10. 复合地基作用机理：①桩体作用；②排水固结；③挤密作用；④加筋作用。
11. 复合地基作破坏模式：①刺入破坏；②鼓胀破坏；③整体剪切破坏；④滑动破坏。.
12. 面积置换率m：桩体截面积Ap与其承担的复合地基面积A之比，m=Ap/A.
13. 桩土应力比n：桩体竖向应力sp与桩间土竖向平均应力ss之比，n=σp/σs。
14. 复合模量Eps：将加固区视为一均质复合土体，则与原复合地基等价的均质复合土体模量称为复合模量。Eps=mEp+（1-m）Es=[1+m(n-1)]Es。
15. 复合地基承载力的计算：①应力比法（合用于柔性桩）；②面积比法（合用于半刚性桩）。
16. 复合地基变形s计算：S=S1+S2，S为复合地基的沉降；S1为复合地基加固区的压缩量；S2为地基压缩层厚度内加固区下卧层的压缩量。总沉降量：复合地基加固区变形量和加固区下卧层变形量。加固区下卧层的变形计算一般采用分层总和法。加固区的变形计算可采用复合法模量。
17. 换土垫层法：定义——当软弱地基土层承载力和变形不能满足规定，且层厚不很大时，可将基底下一定范围内的软弱土部分或所有挖去后分层换填并压实强度大、性能稳定、无侵蚀性的材料。分类：砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。合用土层：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的不良地基的浅层解决。
18. 换土垫层法换填的材料：①砂石；②粉质粘土；③灰土；④粉煤灰；⑤矿渣；⑥工业废渣。有强度高、压缩性低、稳定性好和无侵蚀性等良好的工程特性。
19. 垫层的重要作用：①提高地基承载力；②减少地基沉降量；③加速排水固结；④消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；⑤防止土的冻胀作用；⑥改善土的抗液化性能。
20. 垫层厚度z：根据垫层底面自重压力与附加压力之和小于或等于该处下卧土层的承载力规定拟定。
21. 垫层厚度的拟定仅考虑了应力扩散的作用，忽略了垫层约束作用和排水固结对地基承载力提高的影响，所以实际的承载力比考虑深度修正后的天然地基承载力大。对重要工程，建议通过现场载荷实验来拟定。
22. 垫层宽度的拟定：规定：满足基础底面应力扩散的规定，防止垫层向两侧挤压。（便于压实机械施工、防侧向挤压(淤泥) ）垫层顶面每边超过基础底边不宜小于300mm。
23. 垫层材料的选用：①砂石。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm的部分不应超过总重的45％），应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm；②粉质粘土。土料中有机质含量不得超过5％，当具有碎石时，粒径不宜大于50mm；③其他材料如灰土、 粉煤灰、 矿渣等。在有可靠实验结果或成功工程经验时，对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等均可用于填筑换填垫层。也可由土工合成材料与地基土构成加筋垫层。注意：砂垫层不宜用于解决湿陷性黄土地基
24. 垫层施工要点：①关键是如何将砂土加密到设计规定的密实度。加密方法可采用机械碾压法、重锤夯实法和平板振动法。应根据不同的换填材料选择施工机械；②分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过实验拟定。一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200～300mm；③基坑开挖时应避免坑底土层受扰动；④作好基坑的排水工作，必要时应采用减少地下水位的措施。采用振实时，应保证水源补给与 排水畅通，水面宜保持与砂面齐平。可用作垫层的材料很多，除砂和碎石外，尚有素土、灰土垫层，以及粉煤灰垫层等。国外还在垫层中铺设塑料网片（加筋）来提高垫层的强度。
25. 排水固结法原理：通过在饱和软粘土中设立竖向排水体，对地基施加预压荷载，使孔隙水排出，土体逐渐固结，提前完毕或基本完毕地基沉降，以达成增大地基承载力，减小地基沉降的目的。
26. 用排水固结原理加固地基的方法：排水固结法的实行有两个方面：①施加预压荷载；②在地基中做排水通道。适宜：饱和软粘土，但具体方法又各有差异：砂井预压法：特别合用有薄砂层地基。但若土太软，则荷载加不上。此外，因砂井只增大主固结，故对有机质土和泥炭等次固结土不宜，此时可用超载解决。真空预压法：适合大面积均匀深厚软土地基加固。
27. 排水固结原理加固地基的方法：排水固结法系统由排水系统和加压系统组成，排水系统分为竖向排水系统（普通砂井、袋装砂井、塑料排水带）和水平向排水系统（砂垫层），加压系统分为堆载法、真空法、减少地下水位法、电渗法、联合法。
28. 排水固结法可解决