基础工程
2002---2003学年第一学期末考试试题（A）卷答案及评分标准
一、名词解释
1．单桩容许承载力：单桩载荷载作用下，地基和状体的强度和稳定性及变形均能得到满足，而所能承受的最大荷载，称之为单桩承载力。
2．土的横向弹性抗力：桩体发生水平向位移及转角，则桩挤压桩测土体，在弹性范围内，桩测土对桩体的作用力，称之为土的横向弹性抗力。
3．软弱下卧层：基础底面持力土层下不软弱的土层，称之为软弱下卧层。
4．复合地基：有两种不同港督的材料组成的地基，它们共同承担外部荷载，共同变形。
5．非自重湿陷性黄土：在上土层资中应力作用下，遇水增湿不发生湿陷变形；在外部荷载合资中应共同作用下则产生湿陷变形的黄土。
二、填空题
1．使用上安全、技术上可行、经济上合理；
2．基桩、承台、把外部荷载传递给桩周土、把外部荷载分配给每一桩基础，且把群桩连成一个整体；
3．换浆清孔、抽浆清孔、陶渣清孔、清除空地的孔渣与淤泥，保证桩身混凝土的质量；
4．井筒状、挖土、自重、土的策摩阻力、基础、挡水与挡土的围堰结构物；
5．单位面积的土层在弹性范围内发生单位变形所需要的力、桩周土的性质、土层的埋深、KN/m3；
6．挠曲破坏、整体剪切破坏、刺入剪切破坏；
7．强度、变形、较高。
三、回答问题
（一）性扩大基础设计计算时应验算哪些内容，写出相应的主要计算公式？
答：刚性扩大基础设计计算时应验算的内容及公式：
1．地基承载力验算
持力层强度的验算：
[]σσ≤±=
W
M A N min max 软弱下卧层承载力验算：
()[]z h z h h z h ++≤-++=σγσαγσ)(21
2．地合力偏心距的验算 A
N
e m i n 01σρ
-= 3．基础稳定性和地基稳定性验算 （1） 基础稳定性验算
（2） 基础滑动稳定性验算
4．基础沉降验算
（二） 沉井在施工中应验算哪些内容？
答：1.沉井自重下沉验算； 2．第一节沉井的竖向挠曲验算； 3．沉井的刃脚受力验算 4．井壁受力验算；5．混凝土封底技盖板受力计算。
(三) 基础工程设计与施工主要调查那些资料？
答：1、桥位平面图、拟建上部结构及墩台型式、总体构造及有关设计资料；
2、桥位工程地质勘测报告及桥位地质纵剖面图
3、地基土质调查试验报告
4、水文调查资料
（四） 桩产生负摩阻力的条件什么；如何判断弹性状和刚性桩？
答：桩产生负摩阻力的条件是桩体相对于桩周土体产生向上的位移，桩侧摩阻力的方向则向下。
主要在以下几种种情况下产生负摩阻力：①桩周土大量堆载，引起桩周土产生大量的位移；②大量的抽取地下水，引起地表的沉降；③桩穿越软土层，桩底在坚硬土层上时；④对于湿陷性黄土增湿时。
判别弹性桩和刚性桩的依据为：
弹性桩： α5.2≤h 刚性桩：α
5.2≥h 式中：α为变形系数。
（五） 计算沉井基础墩台顶面水平位移的公式为：()02210δωδ++h K K Z ，试说明公式的符号的物理含义。
答：δ---墩台顶面的水平位移；Z 0---转动中心离地面的距离； K 1---αh ,λ/h 的函数；K 2---αh,λ/h 的函数；h 2---地面到墩台顶面的距离；ω---顿神轴线和地面的转角；δ0---h 2范围内敦身挠曲变形引起的墩顶的水平位
移。
（六） 地基处理的目的什么？
答：在桥涵、路基和一般建筑物的工程实践中，经常会遇到地基持力层为松软土层的情况。
当地基持力层为上述松软土层时，常需采用地基加固的方法对其进行处理。
地基处理的目的是针对上述地基上建造结构物可能产生的问题，采取人工的方法提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力；改善地基土的压缩特性，减少沉降和不均匀沉降；改善土的动力特性，防止液化；消除或减少特殊土的不良工程特性如黄土的湿陷性、膨胀土的膨胀性等。
（七） 桩基础内的基桩，在平面上如何布置才能对基桩的受力有利？ 答：为使各桩受力均匀，充分发挥每根桩的承载能力，设计布置时，应尽可能使桩群横截面的重心与荷载合力作用点重合或接近，通常桥墩桩基础中的基桩采取对称布置，而桥台多排桩桩基础视受力情况在纵桥向采用非对称布置。
当作用于桩基的弯矩较大时，宜尽量将桩布置在离承台形心较远处，采用外密内疏的布置方式，以增大基桩对承台形心或合力作用点的惯性距，提高桩基的抗弯能力。
此外，基桩布置还应考虑使承台受力较为有利。
（八） 软弱地基处理的排水固结法有哪些加荷及加固措施？
答：1．砂井（普通砂井、袋装砂井、塑料排水板）预压法
2．天然地基堆载预压法
3．真空预压法
4．降低水位法
5．电渗法
（九） 钻孔灌注桩由哪些成孔方法，各使用什么条件？
答： （1）旋转钻进成孔；一般适用于较细、软的土层，如各种塑状的粘性土、砂土、夹少量粒径小于100～200mm 的砂卵土层。
（2）冲击钻进成孔；冲击钻孔适用于含有漂卵石、大块石的土层及岩层，也能用于其它土层。
成孔深度一般不宜超过50m 。
（3）冲抓钻进成孔；冲抓成孔适用于粘性土、砂性土及夹有碎卵石的砂砾土层。
成孔深度宜小于30m 。
（十） 在外荷载作用下，高桩承台基桩桩顶的轴向和横轴向位移分别有那
几部分组成？
答： 高桩承台基桩桩顶的轴向位移主要有两部分组成：桩身材料的及其桩体的沉降
高桩承台基桩桩顶横轴向位移的主要组成：桩在地面处的水平位移
0x 、
地面处转角0ϕ所引起的桩顶的水平位移00l ϕ、桩露出地面段作为悬臂梁桩顶在水平力Q 作用下产生的水平位移Q x 以及在M 作用下产生的水平位移m x 。
四、 计算题
某桥墩拟采用竖直、钻孔灌注桩，桩的设计直径为1.0米，成孔直径为1.1米，以纵桥向、低水位时双空重载控制设计，已算得作用于承台的形心处的荷载为： N=8850KN 、 H=147 KN 、 M=740KN-m
试估算该桩基的根数。
河床地址及水文资料如图：
各层土的物理力学指标为： 1、亚粘土： I L =0.4、 υ=200、γ=18KN/m 3、γsat =19.6KN/m 3、τ=60kPa ；
2、中密砂： τ=50kPa 、 υ=300、γ=18.5KN/m
3、γ
sat =19.2KN/m 3
[σ0]=350 kPa 。
（ 参数：m 0=0.6、 λ= 0.7 、 k 2= 4.0 、桩数的提高系数为：1.2）
亚粘土
中密砂
解：单桩容许承载力计算公式为：
)}3(]{[21
][2200-++=∑h K A m l U P i i γσλτ
将已知条件代入公式得：
=][P 1503.25+424.31.26=1927.56 kPa 每根桩上的竖向荷载为：
n N
P i 2.1=
解之得： n = 5.5≈6 (根) 经估算该桩基的基桩根数为：6根。
