基础工程复习资料

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9. 烧结护壁;10.冷冻等其它方法护壁.
12.基坑排水有哪些方法?分别如何进行?
基坑排水:
目前常用:表面排水法和井点降低水位法两种方法。(坑外排水法、坑内排水法)
㈠ 表面排水法(采用水泵进行)
㈡ 井点法降低地下水位法 (适用于粉质土,粉沙类土)
基本方法:在基坑开挖前预先在基坑周围(基坑外围)打入若干根井管(滤孔 2mm),各井管用集
桩的负摩擦阻力——桩的下沉速度(趋势)小于土的下沉速度(趋势),摩擦力的方向与桩
的下沉方向相同的,称为负摩擦阻力。
效应:正摩擦阻力阻止桩下沉,负摩擦阻力加速桩下沉。
减少负摩阻力的措施:
①在发生负摩擦阻力的桩段涂以处理后的沥青、油漆;
②防止表土层干缩;
③改进表层土质。
7.试述水中桩基础施工工艺?
浅水中桩基础施工
作业:9.请指出图示刚性基础的结构名称及要求?并计算基底尺寸 A、B。
构造:(一)刚性扩大基础的构造:
如(图 4-3)和(图 4-9)所示:
C1——襟边:对墩台
C1=200—500mm;
对房屋 C1=50—150mm。 α——刚性角:对于钢 筋混凝土α≤400—500; 对于砖石 5 号以下砂浆 砌体αmax≤300;对于砖
作业:14.已知桩基础的承台底面以上的竖向荷载总和 N=6696kN,
单桩容许承载力[P]=650kN,经验系数μ=1.1~1.2,桩的排列方法
T3
P3
为梅花式,试确定桩的根数 n。
10.1m 9.8m
15.用静载试验得知单桩的各向极限荷载为 Pi=1280kN,Hi=860kN.
6.3m
试确定其各向容许承载力为多少?
水管连接后再与抽水泵连接,采用抽水的办法降低基坑的地下水位。
基坑排水及水中挖基:
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排水方法:汇水井排水、井点法降水
汇水井排水法:
抽水设备:渗水量约 1.5~2.0 倍
优点:设备简单,费用低;
缺点:黏聚力小的土中易涌沙
井点降水法:
类型:轻型井点、喷射井点 、射流泵井点 、
深井泵井点
抽水:真空泵、离心泵、多级离心泵或独立泵
没有隔墙。 作用:提高沉井的刚度及强度。 特点:厚度一般小于井壁,墙底高出刃
脚底面 0.5m 以上。 如,人工挖土,隔墙应留有下端过人孔。 ④凹槽:在封底水泥层范围内沿沉井内壁设环状凹槽。
作用:利于封底混凝土与井壁有较好的接合,使封底反力更好传给井壁,或利于将井 壁的竖向荷分配给底板。
特征:凹槽深 0.15~0.25m,高约 1.0m 即可。 ⑤井孔:沉井内空腔称井孔。
②摩擦桩的入土深度一般应大于承台宽度的 2~3 倍以上,具体要进行单桩承载能力计算确
定。
③柱桩插入持力层深度不宜小于 1m,摩擦桩入土深度不宜小于 4m。
10.试述地基承载力包括哪些,分别如何确定? 11.设计桩基础时如何选定桩径? 12.如何设计承台尺寸和配筋?
P1 0.25m T1 T2
P2 0.25m
基础工程总结
桥梁基础工程研究的内容包括: 1.桥涵荷载与地基承载力; 2.天然地基上的浅基础(包括刚性基础和柔性基础); 3.桩基础(包括预制桩基础和钻孔灌注桩基础及其它桩基础); 4.沉井基础(包括一般沉井和浮运沉井基础); 5.人工地基。
第一部分:天然地基的浅基础 基础工程——指针对工程结构物的基础与地基的设计与施工技术,统称基础工程。 对基础和地基的要求:地基和基础都必须具有足够的强度、稳定性以及变形在允许范围之内。 1.什么叫基础? 基础——是直接与地层(或岩层)接触,并将上部荷载扩散传给地基的那一部分结构物。 2.什么叫地基? 地基——是承受基础传来的荷载的那一部分地层(土层或岩层)。 3.什么叫天然地基? 天然地基——不经人工改造而直接搁置基础的天然土层(岩层)。 4.什么叫人工地基? 人工地基——经人工改造后搁置基础的土层(岩层)。 5.什么叫刚性基础? 刚性基础——基础内不需配置受力钢筋,基础受力以压应力为主。 6.什么叫柔性基础? 柔性基础——基础内需配置受力钢筋,基础悬臂受弯矩作用。 7.比较刚性基础与柔性基础的区别? 刚性基础:适用于地基强度大,基础截面变化小的情况; 柔性基础:地基强度低,基础截面变化大的情况。
② 桩是柱形结构; ③ 荷载通过桩底及侧面传递给地基; ④ 耗材少、施工简便,可避免或减少水下工程。 桩基础的适用条件: ①荷载大,地基上部土层软弱。 ②河床冲刷较大、河床不稳定。 ③地基计算沉降量过大或不均匀。 ④施工水位较高,水下施工困难。 ⑤可液化地基。 是否使用桩基础,应综合考虑后确定。 2.桩的类型有哪些? 1.受力条件分: ① 端承桩;摩擦桩;端承摩擦桩;摩擦端承桩 ② 竖直桩与斜桩 ③ 桩墩(分:端承桩墩和摩擦桩墩)
2.按施工方法分 ①沉桩(预制桩):打入桩、振动下沉桩、静力压桩 ②灌注桩:钻(挖)孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩桩 ③管柱
3.钻孔灌注桩在施工过程中清孔的方法有哪些? 清孔方法: ①抽浆清孔:用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆。 ②掏渣清孔:用掏渣筒掏清孔内粗粒钻渣。 ③换浆清孔:钻孔达到设计深度后,不进钻,继续循环换浆清渣。 4.试述钻井灌注桩基础的施工过程(或基本工序)? 钻孔灌注桩的施工过程:准备工作——安装设备及护筒——建造泥浆循环系统——钻孔—— 一次清孔——装吊钢筋骨架——二次清孔——安装导管——灌注水下混凝土——检查质量 ——修桩顶——装模板——布设承台钢筋——浇筑承台。 钻孔灌注桩的施工过程中各主要环节的技术要领如下: ①平整场地:保证有足够的坚实的平地安装钻机; ②定位装护筒:定位要准确、护筒要垂直、长度适当、排渣口方位正确; ③安装钻架和钻机:能通过钻架调整钻机的定位、钻杆上的动力盘(转盘)要水平; ④制备泥浆:要保证泥浆的稠度和重度符合要求,以利排渣; 泥浆的作用是:a 提高孔内浮力,防止坍孔;b 借钻头旋转在孔壁形成胶泥,起护壁作用, 阻止孔内水外渗;c 浮渣作用;d 润滑钻头,提高钻孔的工作效率。 ⑤钻孔、排渣护壁:适当控制进钻速度、注意调整泥浆重度; ⑥清孔:先停止进钻继续循环排渣,再用适当方法(如掏渣、吸渣)完全排渣清孔; ⑦吊装钢筋笼:先拆钻机,吊入第一节,再吊第二节,依此类推…,节间实施焊接; ⑧水下灌注混凝土:掌握好第一斗的操作,连续施工。
图 3-15 正循环旋转钻孔 1-钻机;2-钻架;3-泥浆笼头;4-护筒;5-钻杆;
6-钻头;7-沉淀池;8-泥浆池;9-泥浆泵 5.试述挖孔灌注桩基础的施工过程(或基本工序)? 挖孔灌注桩(适用于无水、少水、密实土、桩径>1.4m,孔深<20m) 基本工艺过程:开挖桩孔(同时通风照明排水)——护壁和支撑——吊装钢筋骨架——灌注 桩身混凝土。 6.摩擦力问题,什么叫桩的负摩擦力?它对桩的承载力有何影响? 桩的正摩擦阻力——桩的下沉速度(趋势)大于土的下沉速度(趋势),摩擦力的方向与桩 的下沉方向相反的,称为正摩擦阻力。
8.指出下列刚性基础的各部分尺寸、角度参数名称及要求? 刚性扩大基础尺寸的拟定,如(图 4-9):
1.底边长:横桥向(长度)
顺桥向(宽度)
a [a] 2.刚性角:a(实际计算时用放射角<刚性角,(即:

a 300
对砖,片石,块石,粗料石砌体:
a 35 当用 5 号以下沙浆砌筑时:
0
a 40 当用 5 号以上沙浆砌筑时:
方法一:先围堰,后沉桩,在围堰上或临时桩上搭设
脚手架施工。
方法二:在桥位旁修建施工便桥, 在便桥上搭设脚手架
施工。
深水中桩基础施工
常采用:笼架围堰施工;吊箱施工。
8.钻孔过程中遇到流沙或孔壁塌落现象时,应采取什么措施解决?
发生塌孔时,应探明塌孔的位置,将砂和黏土的混合物回填到塌孔位置 1~2m,如塌孔严重,
水中挖基:
抓土斗、空气吸泥机
13.对于刚性扩大基础,提高基础稳定性的措施有哪些? 提高稳定性的措施: ①桥台后倾法(适用于梁式桥台)(如图 2-15) ②基底设槛法(适用于拱桥台)(如图 2-16a) ③基底斜面法(适用于拱桥台)(如图 2-16b) ④换土加固法(适用于局部软弱地基) ⑤改用桩基法(适用于软弱地基)
c c l(d)
t
H
t
a
A(B)
石 5 号以上砂浆砌体αmax≤350。
t—台阶高:一般情况 t=500—1000mm。
(二)单独和联合基础(三)条形基础(四)筏板和箱形基础
10.试述刚性扩大基础的施工过程(或基本工序)?
基本工序:
对于旱地:①清理、平整工作场地;②准备机具;③开挖基坑;④护壁;⑤排水;
⑥平整地基;⑦砌筑基础;⑧回填。
对于水下:①清理、平整岸边工作场地;②准备机具;③围堰;④排水;⑤开挖基坑;
⑥护壁;⑦排水;⑧平整地基;⑨砌筑基础;⑩回填。
11.请指出开挖基坑的护壁方法有哪些?
基坑护壁的常见方法:1. 放坡护壁;2. 喷射混凝土护壁;3. 钢筋网喷射混凝土护壁;
4. 板桩墙护壁;5. 桩板墙护壁;6. 混凝土围圈护壁;7. 地下连续墙护壁;8. 泥浆护壁;
4.请标注图示沉井的构造名称并说明其作用? 沉井基础的构造: 一般主要由:井壁、刃脚、隔墙、井孔、 凹槽、射水管、封底及盖板等组成。如图: ①井壁:井壁是沉井的主体部分。同时,在 下沉过程中还起到挡土、挡水及利用自身重 力克服土与井壁之间的摩擦阻力的作用。 ②刃脚:井壁下端形如楔状的部分称为刃脚。
作用:在沉井自重作用下切土下沉。 结构特点如(图 4-7): ③隔墙:井内孔间分隔结构称隔墙,单孔沉井
作用:是挖土排土的通道。宽度一般不小于 3m。 ⑥射水管:埋置于井壁的小水管用于射水,称射水管。
作用:当沉井下沉困难或下沉不均匀时,根据需要在射水管接入高压水(一般水压不 小于 600kPa),进行射水控制下沉或控制下沉方向,或纠正井体垂度。 ⑦封底、盖板: 封底——井体沉到预定标高后,在井底浇注一层混凝土,称封底。
0
对混凝土浇筑时(砼):
3.襟边:C=20—30cm(墩台)
C=5—15cm(房屋)(常用 5cm,8cm,12cm;10cm,15cm)
4.台阶厚度:t(按比例计算)t=ctg‧ C
基础的类型:按埋置深度分:①浅基础——埋置深度≤5m 的基础。②深基础——埋置深 度>5m 的基础。③深水基础——埋置深度≤5m,但在水下的基础。按材料分:①混凝土基 础;②钢筋混凝土基础;③片石基础;④木结构基础;⑤钢木结构基础。 基础类型选择的原则:①安全可靠;②施工方便;③经济合理。
第三部分:沉井基础
1.沉井的类型有哪些? 沉井的分类
P4 3.1m
a 按施工方法分:
①一般沉井:就地制造,挖土下沉。
②浮运沉井:岸边浇筑(制造),浮运就位下沉。
b 按沉井的形状分:
平面特征:1.圆形沉井:(常单孔)2.矩形沉井:(单、双多孔)3.圆端形沉井:(单、双多孔)
立面特征:1.竖直式沉井:2.倾斜式沉井:3.台阶式沉井: c 按沉井的建筑材料分: ①混凝土沉井:适用于圆形,4~7m 深的软土层中。 ②钢筋混凝土沉井:广泛应用,深度可达数十米以上,可分段预制。 ③竹筋混凝土沉井:实际需配适量钢筋,后期竹筋无效,少用。 ④钢沉井:强度大,重量轻,易于浮运,易于拼装,但用钢量大。(国内也少用) 2.什么叫沉井基础? 沉井——是井筒状的结构物。 沉井基础——是从沉井内挖土,依靠沉井自身重力克服井壁摩阻力下沉到设计标高,然后经 混凝土封底并填塞井孔(中间),加井盖而成的基础。 3.沉井基础的主要验算内容有哪些?分别应满足什么条件?
作业:14.某桥墩为混凝土实体墩刚性扩大基础,荷载组合控制设计:支座反力 P1=840kN 及 P2=930kN;桥墩及基础自重 P3=5480kN;设计水位以下墩身及基础浮力 P4=1200kN;制动力 H1=84kN;墩帽与墩身风力分别为 H2=2.1kN 和 H3=16.8kN。结构尺寸如图(基底宽 3.1m, 长 9.9m),已知土质持力层地基容许应力为[fa]=485kPa。试验算地基持力层强度和基底偏心 距是否满足要求? 第二部分:桩基础 1.桩基础由哪几部分组成及适用条件? 组成:由承台和桩两部分组成 特点:① 承台将各桩联成整体;
应全部回填,等回填物沉积密实再重新钻孔。(钻孔过程易发生问题及处理方法,详见课本
P85)
9.试述桩基础设计时,如何确定桩长?
桩径拟定:参见前面所讲的桩的结构
结合各类桩的特点、常用尺寸、施工条件、地质情况、钻机、钻头条件、桩数及其布置要求
等综合考虑而确定。
桩长拟定:
①柱桩的长度,以伸入强度较高的持力层为原则,最好到岩层。