复试-基础工程

2008/09年长安大学岩土硕士研究生基础工程笔试试卷：

1、刚性扩大基础、桩基础、沉井基础的特点及适用条件。

2、影响埋置深度的因素、地基埋置深度对地基承载力和沉降的

影响。

3、横轴向荷载计算内力和位移的原理和方法。

4、简述钻孔灌注桩的施工步骤。

5、桩侧负摩阻力产生的条件及影响。

6、什么叫湿陷性黄土？什么叫软土？软土地基的处理方法并简

述换土垫层法处理软弱地基的原理和作用。

2008/09年长安大学岩土硕士研究生基础工程笔试试卷答案：

1、刚性扩大基础、桩基础、沉井基础的特点及使用条件？

答：1）刚性扩大基础特点：

优点：稳定性好、施工简便、能承受较大荷载

缺点：自重大并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积有一定的限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正常使用。

适用条件：适用于浅层土质优良，适宜做为持力层的土层。

2）桩基础特点：

优点：桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简便等特点。在深水河道中，可避免（或减少）水下工程，简化施工设

备和技术要求，加快施工速度并改善工作条件。

缺点：成本高

适用条件：1）荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上，经济上不合理。

2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷，如采用浅基础不能保证基础安全。

3）地基计算沉降过大或建筑物上部结构对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软土层，将荷载传到坚实土层，以减少建筑物沉降并使沉降叫均匀。

4）当建筑物承担较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时。

5）当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不方便或经济上不合理时。

6）地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力，桩基础能穿越可液化土层并深入下部密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。

3）沉井基础特点：

优点：埋深可以很大，整体性强，稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土围岩结构物，施工工艺必不复杂；施工时对临近建筑物影响较小且内部空间可资利用。

缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到大孤石、树干和井底岩层倾斜过大，均会给施工带来一定困难。适用条件：1）上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理。

2）在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大或河中有较大软石不便桩基础施工时。

3）岩石表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深采用扩大基础施工围堰有困难时。

2、影响埋置深度的因素、埋置深度对地基承载力和沉降的影响。

答：1）确定基础埋置深度时，必须综合考虑地基的地质和地形条件、河流冲刷

程度、当地的冻结深度、上部结构形式以及保证持力层稳定所需的最小

埋深和施工技术条件、造价等因素。

2）从基础形式上讲，对于浅基础和端承桩基础，埋深对其承载力和沉降影响不大。对于摩擦桩，基础埋深越大承载力越高，且基础埋深越大，基底土所受附加应力也会增大，从而影响地基沉降。

从其影响形式上看，可分为直接影响和间接影响。直接影响：基础埋深增大，

基础底面以上自重也随之增大，这对阻止基底下地基土在荷载作用下的挤出有

利，因而地基承载力增加，沉降减小。根据国内外试验资料的分析，当h/b≤4

时，地基承载力随深度成直线比例增长，当4＜h/b＜10时，地基承载力虽然随

着埋深的增加有所增长，但比较缓慢，当h/b≥10时地基承载力几乎为一常数。

间接影响：在特殊土地区，基础埋深的高低会影响到基础的稳定性，当偏离规范值时，基础将产生破坏，间接影响基础承载力和沉降。

3、横轴向荷载计算内力和位移的原理和方法。

答：1）原理：

我国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定（梁身任意

一点的土抗力和该点的位移成正比）进行求解，简称弹性地基梁法。

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σZX,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。σZX即指深度Z处的横向土抗力。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。

2）方法：

假定土的横向土抗力符合文克尔假定，即σZX=CX Z

C---地基系数（KN/m3） X Z---深度Z处桩的横向位移（m）

地基系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。

常用的地基系数分布规律相应的基桩内力和位移计算方法如下：

“m”法：假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mZ，m称为地基系数随深度变化的比

例系数。

桩顶若与地面平齐（Z=0）且已知桩顶作用有水平荷载Q0及弯矩M0此时桩将发生弹性挠曲，桩侧土将产生横向土抗力σZX梁的挠曲微分方程为EI d4xdz4=?q

EI d4xdz4=?q=?σzx b1=?mZX z b1 整理的d4x z dz4+mb1EI ZX z=0/d4x z dz4+ a5ZX z=0 （幂级数求解）一次求导为转角二次求导为挠度三次求导为剪力 E、I---桩的弹性模量及截面惯性矩σZX ---桩侧土压力，σZX= CX Z= mZX z，C为地基系数

b1 ---桩的计算宽度

X Z ---桩在深度Z处的横向位移（即桩的挠度）

4、简述钻孔灌注桩的施工步骤？

答：1、准备工作 1）准备场地 2）埋置护筒 3）制备泥浆 4）安装钻机或钻架；

2、钻孔 1）旋转钻进成孔 2）冲击钻进成孔 3）重抓钻进成孔

3、清孔及吊装钢筋骨架 1）抽浆清孔 2）淘渣清孔 3）换浆清孔

4、灌注水下混凝土

5、桩侧负摩阻力产生的条件及影响？

答：1、条件：1）在桩附近地面大量堆载，引起地面沉降。

2）土层中抽取地下水或其它原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉。

3）桩穿过欠压密土层，土层产生自重固结下沉。

4）桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉。

5）在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。

2、影响：负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，因此负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，若有负摩阻力的发生，则桩上的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大，若产生负摩擦力时还会有桥台背和路堤填土间的摩擦问题和影响桩基础的不均匀沉降问题

6、什么是湿陷性黄土？什么是软土？软土地基的处理方法并简述换土垫层法处

理地基的原理和作用。

答：1）凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生

显著的湿陷变形，强度也随之降低。

2）河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具有孔隙比大（一

般大于1），天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-2>0.5MPa-1）

和强度低的特点，多数还具有高灵敏度的结构。

3）置换法：换土垫层法、振冲、强夯置换法、碎石桩法、石灰桩法、EP S轻填法。

排水固结：加载预压法、超载预压法

振密挤密：强夯法、振冲密实法、挤密碎（砂）石桩法、土灰土桩法

加筋：加筋土法、锚固法、竖向加固体复合地基法

化学固化：深层搅拌法、灌浆或注浆法

4）原理：采用开挖后换强度高压缩性低的土回填的方法；对于厚度较小的

淤泥质土层；亦可采用抛石挤淤法；地基浅层性能良好的垫层与下卧层

形成双层地基，垫层可有效的扩散基底压力提高地基承载力和减少沉降

量。

作用：提高地基承载力；减小地基沉降量；加速软土的排水固结；防止

冻胀；消除膨胀土的胀缩性。

2010年长安大学岩土硕士研究生基础工程笔试试卷：

1、刚性扩大基础、桩基础、沉井基础的特点及适用条件(15分)

2、影响埋置深度的因素、对单一地基埋置深度对地基承载力和

沉降的影响、验算基地合力偏心距的目的(15分)

3、横轴向荷载计算内力和位移的原理和方法。(20分)

4、简述钻孔灌注桩的施工步骤。(15分)

5、桩侧负摩阻力产生的条件及影响。(15分)

6、什么叫软土？软土地基的处理方法并简述换土垫层法处理软

弱地基的目的以及软土垫层长度宽度和厚度的确定？(20分)