基礎(chǔ)工程-第3章課后習(xí)題答案

1、1. 試述樁的分類。（一） 按承臺(tái)位置分類?？煞譃楦邩冻信_(tái)基礎(chǔ)和低樁承臺(tái)基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱高樁承臺(tái)和低樁承臺(tái)。（二） 按施工方法分類?？煞譃槌翗叮A(yù)制樁）、灌注樁、管樁基礎(chǔ)、鉆埋空心樁。（三） 按設(shè)置效應(yīng)分類?？煞譃閿D土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁。（四） 按樁土相互作用特點(diǎn)分類。可分為豎向受荷樁（摩擦樁、端承樁或柱樁）、橫向受荷樁（主動(dòng)樁、被動(dòng)樁、豎直樁和斜樁）、樁墩（端承樁墩、摩擦樁墩）。（五） 按樁身材料分類?？煞譃槟緲叮òㄖ駱叮?、混凝土樁（含鋼筋和混凝土樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁）、鋼樁和組合樁。2. 樁基設(shè)計(jì)原則是什么？樁基設(shè)計(jì)·應(yīng)力求做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、主要包括收集資料和設(shè)計(jì)兩部分

2、。1. 收集資料（1） 進(jìn)行調(diào)查研究，了解結(jié)構(gòu)的平面布置、上部荷載大小及使用要求等；（2）工程地質(zhì)勘探資料的收集和閱讀，了解勘探孔的間距、鉆孔深度以及土層性質(zhì)、樁基確定持力層；（3） 掌握施工條件和施工方法，如材料、設(shè)備及施工人員等；2. 設(shè)計(jì)步驟（1） 確定樁的類型和外形尺寸，確定承臺(tái)埋深；（2） 確定單樁豎向承載力特征值和水平承載力特征值；（3） 初步擬定樁的數(shù)量和平面布置；( 4 )確定單樁上的豎向和水平承載力，確定群樁承載力；( 5 )必要時(shí)驗(yàn)算地基沉降；( 6 )承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；( 7 )繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工圖；3. 設(shè)計(jì)要求建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007 2011）第8.

3、5.2條指出，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)范：（1）所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載力和樁身強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)預(yù)制樁，尚應(yīng)進(jìn)行運(yùn)輸、吊裝和錘擊等中的強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算。（2）樁基沉降量驗(yàn)算應(yīng)符合規(guī)范第8.5.15條規(guī)定。（3）樁基的抗震承載力驗(yàn)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500112010）的相關(guān)規(guī)定。（4）樁基宜選用中、低壓縮性土層作為樁端持力層。（5）同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的樁基，不宜選用壓縮性差異較大的土層作為樁端持力層，不宜采用部分摩擦樁和部分端承樁。（6）由于欠固結(jié)軟土、濕陷性土和場(chǎng)地填土的固結(jié)，場(chǎng)地大面積堆載、降低地下水位等原因，引起樁周土的沉降大于柱的沉降時(shí)，應(yīng)考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力對(duì)樁基承載力和沉降的影響

4、。（7）對(duì)位于坡地、岸邊的樁基，應(yīng)進(jìn)行樁基的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。樁基應(yīng)與邊坡工程統(tǒng)一規(guī)劃，同步設(shè)計(jì)。（8）巖溶地區(qū)的樁基，當(dāng)巖溶上覆土層的穩(wěn)定性有保證，且樁端持力層承載力及厚度滿足要求，可利用覆土層作為樁端持力層。當(dāng)必須采用嵌巖樁時(shí)，應(yīng)對(duì)巖溶進(jìn)行施工勘探。（9）應(yīng)考慮樁基施工中擠土效應(yīng)對(duì)樁基及周邊環(huán)境的影響；在深厚飽和軟土中不宜采用大片密集有擠土效應(yīng)的樁基。（10）應(yīng)考慮深基坑開挖中，坑底土回彈隆起對(duì)樁受力及樁承載力的影響。（11）樁基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮樁、土、承臺(tái)的共同作用。（12）在承臺(tái)及地下室周圍的回填土中，應(yīng)滿足填土密實(shí)度要求。3. 什么是單樁？ 說明樁側(cè)極限摩阻力的影響因素是什么

5、。單樁: 即采用一根樁（通常為大直徑樁）以承受和傳遞上部結(jié)構(gòu)（通長(zhǎng)為柱）荷載的獨(dú)立基礎(chǔ)。極限摩阻力的影響因素:（1）樁周土的性質(zhì)；（2）樁、土相對(duì)位移；（3）樁的直徑的影響；（4）樁-土界面條件的影響；（5）黏性土液性指數(shù)IL的影響。4. 單樁的破壞模式有幾種?樁的破壞是指喪失承載能力的狀態(tài)，其破壞狀態(tài)的種種特征往往通過試樁曲線反應(yīng)出來。破壞模式大體歸納為以下三種·。（1） 樁身材料屈服。（2） 持力層土整體剪切破壞。（3） 沖入剪切破壞。5. 說明單樁靜載實(shí)驗(yàn)曲線的形式。1根據(jù)沉降量隨荷載的變化特征值Qu 。對(duì)于陡降型Q-s曲線，可取曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載為Qu。該方法

6、的作圖缺點(diǎn)是做圖比例將影響Q-s曲線的斜率和所選的Qu，因此宜按一定的作圖比例，一般可取整個(gè)圖形比例橫：豎=2:3。 2. 根據(jù)沉降量確定Qu 。對(duì)于緩變型Q-s曲線，一般可取s=4060mm對(duì)應(yīng)的荷載值作為Qu 。對(duì)于大直徑樁可取s=（0.030.06）d（d為端莊直徑）所對(duì)應(yīng)的荷載值（大樁徑取低值，小樁徑取高值），對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁（l/d>80）,可取s=6080mm對(duì)應(yīng)的荷載。6. 什么是樁側(cè)負(fù)摩阻力?其產(chǎn)生條件是什么？樁側(cè)負(fù)摩阻力是指，當(dāng)樁周土應(yīng)某種原因發(fā)生下沉，其沉降變形大于樁身的沉降變形時(shí)，在樁側(cè)表面的一部分表面積上將出現(xiàn)向下的摩阻力，稱其為負(fù)摩阻力。產(chǎn)生條件：（1）在莊附近地面大

7、量堆載，引起地面下沉。（2） 土層中抽取地下水或其他原因，引起地下水位下降，使土層產(chǎn)生自重固結(jié)下沉。（3） 樁穿過欠密土層（如填土）進(jìn)入硬持力層，土層產(chǎn)生自重固結(jié)下沉。（4）樁數(shù)很多的密集群樁打樁時(shí)，樁周土中產(chǎn)生很大的超孔隙水壓力，打樁停止后樁周土再固結(jié)引起下沉。（5）在黃土、凍土中的樁，應(yīng)黃土濕陷、凍土融化產(chǎn)生地面下沉。7. 單樁豎向承載力的確定方法有哪些？根據(jù)建筑基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JGJ 942008）和建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500072011）設(shè)計(jì)采用的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下列規(guī)范：（1）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定；（2）設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)得建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)

8、條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參考地質(zhì)條件相同的試柱資料，結(jié)合靜力觸探等原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定；（3）設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑樁基，可根據(jù)原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定。8. 單樁水平承載力的確定有幾種方法？其求解方法有三種: 一種是直接用數(shù)學(xué)方法解樁在受荷后的彈性撓曲微分方程，再?gòu)牧Φ钠胶鈼l件求出樁的內(nèi)力和位移（這是當(dāng)前廣泛采用的一種）；另一種是將樁分成有限段，用差分式近似代替樁的彈性撓曲微分方程中的各階導(dǎo)數(shù)式而求解的有限差分法；第三種則是將樁劃分為有限單元的離散體，然后根據(jù)力的平衡和位移協(xié)調(diào)條件，解得樁的各部分內(nèi)力和位移的有限元法。9. 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)的主要步驟是什么？樁基

9、礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則：做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)過程中主要包括收集資料和設(shè)計(jì)兩部分。主要步驟：（1）確定樁的類型和外形尺寸，確定承臺(tái)埋深； （2）確定單樁豎向承載力特征值和水平承載力特征值；（3）初步擬定樁的數(shù)量和平面布置；（4）計(jì)算單樁的豎向和水平荷載，確定群樁承載力；（5）必要時(shí)驗(yàn)算地基沉降；（6）承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);( 7 )繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)以及施工圖。10. 樁基承載力驗(yàn)算有那幾方面內(nèi)容？什么情況下驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)的地基沉降？?jī)?nèi)容包括：1. 樁頂作用效應(yīng)計(jì)算（詳見P142P143）2. 樁基豎向承載力計(jì)算。 在地質(zhì)條件分布不均勻、地下水異常的情況下，在施工圖樁基摩阻設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)會(huì)驗(yàn)算地基沉降問題。11.

10、 單樁受荷過程中，樁端阻力與樁側(cè)阻力同時(shí)發(fā)揮作用，此種說法是否正確？這種說法是不正確的：柱頂在豎向荷載作用下的 傳遞規(guī)律是： （1）樁側(cè)摩阻力是自上而下逐漸發(fā)揮的，而且不同深度的土層的樁側(cè)摩阻力是異步發(fā)揮的；（2）當(dāng)樁土相對(duì)位移大于各種土性的極限位移后，樁土之間要產(chǎn)生滑移，滑移后其抗剪強(qiáng)度有峰值低落至殘余強(qiáng)度，亦即滑移部分的樁側(cè)土產(chǎn)生軟化；（3）樁頂阻力和樁側(cè)阻力是異步發(fā)揮的，只有當(dāng)樁身軸力傳到樁端并對(duì)樁端土產(chǎn)生壓縮時(shí)才會(huì)產(chǎn)生樁端阻力，而且一般情況下（當(dāng)樁端土較堅(jiān)硬時(shí)），樁端阻力隨著樁端位移的增大而增大。（4）單樁豎向極限承載力是指竟在試驗(yàn)時(shí)單樁樁頂所能承受的最大試驗(yàn)荷載。12. 軸向荷載作用

11、下的豎直單樁，按荷載傳遞方式不同，可分為幾種？樁在軸向壓力荷載作用下：樁頂將發(fā)生軸向位移（沉降）=樁身彈性壓縮+樁底土層壓縮之和置于土中的樁與其側(cè)面土是緊密接觸的，當(dāng)樁相對(duì)于土向下位移時(shí)就產(chǎn)生土對(duì)樁向上作用的樁側(cè)摩阻力。樁頂荷載沿樁身向下傳遞的過程中，必須不斷地克服這種摩阻力，樁身軸向力就隨深度逐漸減小，傳至樁底的軸向力也就是樁底支承反力：樁底支承反力=樁頂荷載-全部樁側(cè)摩阻力。13. 樁身中性點(diǎn)深度的影響因素是什么？影響因素有以下幾點(diǎn)：（1） 樁周土的壓縮性和持力層的剛度；（2） 樁、土沉降的穩(wěn)定時(shí)間；14. 什么是群樁基礎(chǔ)？ 什么是基樁？ 什么是群樁效應(yīng)？ 群樁承載力影響因素是什么?群樁基

12、礎(chǔ)是指：有兩根以上的樁組成的樁基。基樁是指：由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成，為打基礎(chǔ)而打下的裝柱。群樁效應(yīng)是指：豎向荷載作用下，由于承臺(tái)、樁、地基土的相互作用，群樁基礎(chǔ)中的一根樁單獨(dú)受荷時(shí)的承載力和沉降性狀，往往與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣單樁有明顯差別，這種現(xiàn)象成為群樁效應(yīng)。群樁承載力影響因素有：土性、樁距、樁數(shù)、樁的長(zhǎng)徑比、樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比、成樁類型和排列方式等。15. 群樁中的基樁和單樁在承載力和沉降量方面有何差別？單樁在承載力: 取決于土對(duì)樁的支承阻力和樁身材料強(qiáng)度，一般由土對(duì)樁的支承力控制，對(duì)于端承樁、超長(zhǎng)樁和樁身質(zhì)量有缺陷的樁，可由樁身材料強(qiáng)度控制。群樁中的基樁承載力: 基樁承

13、載力受群樁效應(yīng)影響，群樁基礎(chǔ)受豎向荷載后，由于承臺(tái)、樁、土相互作用使其樁側(cè)阻力、樁端阻力、沉降等性狀發(fā)生變化而與單樁明顯不同，承載力往往不等于各單樁承載力之和。沉降量方面的何差別：?jiǎn)螛兜某两盗恐饕幸韵氯齻€(gè)部分組成（1）樁身本身的壓縮量；( 2 )由于樁側(cè)摩阻力向下傳遞，引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降；（3）由于樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降。而群樁沉降量主要由 （1）土性質(zhì)的影響；（2）柱間距的影響；（3）荷載水平的影響（4）承臺(tái)設(shè)置方式的影響，由所有的單樁共同作用。16題:解：?jiǎn)螛敦Q向極限承載力為：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值為： (3-64)承臺(tái)及上方土總重：按軸心受壓確定樁的數(shù)量：18題解：縱向受力鋼筋的總截面面積為：查4根22的鋼筋面積：