福建農(nóng)林大學(xué)地基與基礎(chǔ)工程.doc

第8章 淺基礎(chǔ)1. 根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征，以及由于地基問(wèn)題可能造成建筑物破壞或 影響正常使用，將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)劃分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，即甲級(jí)、乙級(jí)、丙級(jí)。2. 對(duì)地基計(jì)算的要求 （1）所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定。 （2）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)；3. 關(guān)于作用效應(yīng)和抗力限制的規(guī)定 （1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面上的作用效應(yīng)或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)或 承臺(tái)底面上的作用效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下作用的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采 用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。 （2）計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的作用效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下作用的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。4. 擴(kuò)展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)），包括柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。5. 補(bǔ)償效應(yīng) 箱形基礎(chǔ)埋深較大，基礎(chǔ)中空，從而使開挖卸去的土重部分抵償了上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載（補(bǔ)償效應(yīng)），因此與一般實(shí)體基礎(chǔ)相比，它能顯著減小基底壓力，降低基礎(chǔ)沉降量。6. 除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m。7. 基礎(chǔ)的埋深的確定 首先考慮的是建（構(gòu)）筑物在使用功能和用途方面的要求，例如必須設(shè)置地下室或設(shè)備層的建筑物、半埋式結(jié)構(gòu)物、須建造帶封閉側(cè)墻的筏形基礎(chǔ)、帶有地下設(shè)施的建筑物、具有地下部分的設(shè)備基礎(chǔ)等。確定冷藏庫(kù)或高溫爐窯這類建筑物的基礎(chǔ)埋深時(shí)，應(yīng)考慮熱傳導(dǎo)引起地基土的低溫凍脹或高溫干縮效應(yīng)。當(dāng)基礎(chǔ)范圍內(nèi)有管道或坑溝等地下設(shè)施通過(guò)時(shí)，基礎(chǔ)頂板原則上應(yīng)低于這些設(shè)施的底面，否則應(yīng)采取有效措施，消除基礎(chǔ)對(duì)地下設(shè)施的不利影響。8. 在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度（不計(jì)樁長(zhǎng)）不宜小于建筑物高度的1/18。9. 場(chǎng)地環(huán)境條件 新建建筑物的基礎(chǔ)深埋不宜大于原有建筑基礎(chǔ)。當(dāng)深埋大于原有建筑物的基礎(chǔ)時(shí)，兩者間距應(yīng)保持一定的距離L。如不能滿足要求則在基礎(chǔ)施工期間應(yīng)采取有效措施，例如新建條形基礎(chǔ)分段開挖修筑；基坑壁設(shè)置臨時(shí)加固支撐；事先打入板樁或設(shè)置其他的擋土結(jié)構(gòu)；對(duì)原有建筑物地基進(jìn)行加固，等。10. 地基承載力特征值 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，從荷載實(shí)驗(yàn)等方法確定的地基承載力特征值fak尚應(yīng)按下式進(jìn)行修正：fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) 11. 房屋基礎(chǔ)地面尺寸的確定 （1）軸心受壓基礎(chǔ) 對(duì)于矩形基礎(chǔ)，在求出A之后，一般按l / b1.2來(lái)確定l、b。最后確定的基礎(chǔ)尺寸l 、b均應(yīng)為100mm的倍數(shù)。對(duì)于墻下條形基礎(chǔ)，沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向，取l=1m作為計(jì)算單元，則基礎(chǔ)寬度b為 Fk為基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向1m范圍內(nèi)，相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向值（KN/m）（2）偏心受壓基礎(chǔ)12. 剛性角 自墩（臺(tái)）身邊緣處的垂線與基底邊緣的連線間的最大夾角max稱為剛性角。13. 地基軟弱下臥層承載力計(jì)算 驗(yàn)算要求是作用在軟弱下臥層頂面處總的壓應(yīng)力（包括自重應(yīng)力及附加應(yīng)力）不超過(guò)其承載力。 軟弱下臥層強(qiáng)度不足采取的措施：（1）增大基礎(chǔ)底面積 （2）減小基礎(chǔ)埋深14. 房屋建筑的地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜。15. 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)造要求：（1）錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于200mm，且兩個(gè)方向的坡度不宜大于1:3； 階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300500mm。 （2）墊層的厚度不宜小于70mm， 墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C10。16. 現(xiàn)澆柱的縱向鋼筋可以通過(guò)插筋錨入基礎(chǔ)中。插筋數(shù)量、直徑以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)縱向鋼筋相同。17. 墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 18. 墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)較小，基礎(chǔ)內(nèi)不配箍筋和彎起鋼筋，基礎(chǔ)高度由混凝土的受剪承載力決定。19. 基礎(chǔ)底板配筋。懸臂板“支座”截面的最大彎矩設(shè)計(jì)值M=1/2 pj b1220. 鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的高度及臺(tái)階尺寸取決于基礎(chǔ)混凝土的沖切承載力或抗剪承載力。21. 對(duì)于矩形基礎(chǔ)，顯然柱短邊一側(cè)沖切破壞的危險(xiǎn)性較柱長(zhǎng)邊一側(cè)大，所以只需要根據(jù)短邊一側(cè)的沖切破壞條件確定基礎(chǔ)高度。22. 當(dāng)基礎(chǔ)剖面為階梯式時(shí)，除進(jìn)行柱邊沖切驗(yàn)算外，還須進(jìn)行變階處沖切驗(yàn)算。第9章 樁基礎(chǔ)1. 樁基礎(chǔ)的工程應(yīng)用一般來(lái)說(shuō)，下列情況可考慮采用樁基礎(chǔ)：（1） 高層建筑、高聳構(gòu)筑物及重型廠房等結(jié)構(gòu)荷載很大，若采用天然地基，承載力和變形 不能滿足要求；（2） 天然地基承載力基本滿足要求，但沉降量過(guò)大，需利用樁基減少沉降的建筑物，如軟 土地基上的多層住宅建筑，或在使用上、生產(chǎn)上對(duì)沉降限制嚴(yán)格的建筑物；（3） 因施工方法、經(jīng)濟(jì)條件及（或）工期等因素制約，不適于進(jìn)行地基處理的情況；（4） 地基存在震陷性、濕陷性、膨脹性等不良土層，或上覆土層強(qiáng)度低、壓縮性高的軟弱 土層，不能滿足建（構(gòu)）筑物地基要求的（5） 作用有較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)，或需以樁承受水平力或上拔力的其他 情況；（6） 需要減弱其振動(dòng)影響的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)，或以樁基作為地震區(qū)建筑物的抗震措施的；（7） 處于流動(dòng)水域中的橋梁基礎(chǔ)，可能因沖刷深度較大而危及基礎(chǔ)穩(wěn)定的情況；（8） 需穿越水體和軟弱土層的港灣和海洋的構(gòu)筑物基礎(chǔ)，如棧橋、碼頭、海上采油平臺(tái)及 輸油、輸氣管道支架等。2. 樁按施工方法分類有預(yù)制樁和灌注樁。 按樁的承載性狀分類有摩擦型樁和端承型樁 按成樁方法和成樁過(guò)程的擠土效應(yīng)，樁可分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁、非擠土樁。3. 擠土效應(yīng) 預(yù)應(yīng)力管樁施工中會(huì)遇到一種稱為擠土效應(yīng)的現(xiàn)象。這是由于沉樁時(shí)使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)而產(chǎn)生的。4. 單樁軸向荷載傳遞 單樁軸向荷載由樁側(cè)摩阻力和樁底摩阻力組成。，隨著荷載增加，摩阻力隨之增加，樁身摩阻力達(dá)到極限后，荷載再增加，樁端阻力增加，當(dāng)樁端阻力達(dá)到了極限，即達(dá)到了樁的極限承載力。5. 影響單樁軸向荷載傳遞的因素（1）樁端土與樁周土的剛度比Eb/Es。其值越小軸力沿深度衰減越快。（2）樁土剛度比Ep/Es（樁身剛度與樁側(cè)土剛度之比）越大，傳遞到樁端的荷載越大。（3）樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑之比D/d。越大，樁端阻力分擔(dān)的荷載比越大。（4）端的長(zhǎng)徑比L/d。隨L/d的增大，傳遞到樁端的荷載越小。6. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：在同一條件下，進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根。（需靜置一段時(shí)間，由于打樁對(duì)樁周土有影響，存在孔隙水壓力，有效應(yīng)力提高，與實(shí)際情況相近）7. 初步設(shè)計(jì)時(shí)，單樁豎向承載力特征值Ra可按下式估算：8. 群樁效應(yīng) 由兩根以上的樁組成的樁基稱為群樁基礎(chǔ)。在豎向荷載作用下，由于承臺(tái)、樁、土相互作用，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)條件和相同設(shè)置方法的獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。 群樁效應(yīng)系數(shù)以樁的承載性狀為最主要因素，其次是樁距和樁數(shù)。9. 端承型群樁基礎(chǔ)的=1，摩擦型群樁基礎(chǔ)110. 承臺(tái)效應(yīng)摩擦型群樁基礎(chǔ)，當(dāng)其承受豎向荷載而沉降時(shí)，承臺(tái)底必定會(huì)產(chǎn)生土反力，從而分擔(dān)了一部分荷載，樁基承載力隨之提高的現(xiàn)象。11. 負(fù)摩阻力 當(dāng)樁周土體因某種原因發(fā)生下沉，其沉降變形大于樁身的沉降變形時(shí)，在樁側(cè)表面的全部或一部分面積上將出現(xiàn)向下作用的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。12. 負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因 （1）在樁附近地面大量堆載引起底面沉降； （2）土層中抽取地下水或其他原因，地下水位下降，使土體產(chǎn)生自重固結(jié)下沉； （3）樁穿過(guò)欠壓密土層（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)，使樁周土產(chǎn)生很大的超孔隙水壓力，打樁停止后樁周 土的再固結(jié)作用引起下沉； （5）在黃土、凍土中的樁，因黃土濕陷、凍土融化產(chǎn)生地面下沉。13. 中性點(diǎn) 中性點(diǎn)正摩阻力與負(fù)摩阻力變換處的位置。對(duì)于下端為巖石的端承樁可能產(chǎn)生全負(fù)摩阻 力。中性點(diǎn)的穩(wěn)定深度是隨著樁端持力層強(qiáng)度和剛度增大而增大的。14. 依據(jù)樁、土相對(duì)剛度的不同，水平荷載作用下的樁可分為剛性樁、半剛性樁和柔性樁。半剛性樁和柔性樁統(tǒng)稱為彈性樁。15. 剛性樁 當(dāng)樁很短或樁周土很軟弱時(shí)，樁、土的相對(duì)剛度很大，屬剛性樁。彈性樁半剛性樁（中長(zhǎng)樁）和柔性樁（長(zhǎng)樁）的樁土的相對(duì)剛度較低。16. 樁的類型選擇 在同一樁基礎(chǔ)中不宜同時(shí)采用端承樁和摩擦樁。樁類型的選擇主要根據(jù)地質(zhì)和受力情況決定。當(dāng)基巖埋深較淺時(shí)，應(yīng)考慮采用端承樁。 樁長(zhǎng)、樁徑的選擇樁的長(zhǎng)度主要取決于樁持力層的選擇。樁的截面尺寸選擇應(yīng)考慮的主要因素是成樁工藝和結(jié)構(gòu)的荷載情況。17. 承臺(tái)設(shè)計(jì)樁基承臺(tái)的設(shè)計(jì)，包括構(gòu)造設(shè)計(jì)以及抗沖切、抗剪切、抗彎承載力和局部受壓等設(shè)計(jì)計(jì)算。承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于500mm,其最小厚度不應(yīng)小于300mm。18. 樁基承臺(tái)厚度應(yīng)滿足柱（墻）對(duì)承臺(tái)的沖切和基樁對(duì)承臺(tái)的沖切承載力的要求。19. 當(dāng)承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算柱下或樁上承臺(tái)的局部受壓承載力。第10章 樁基礎(chǔ)1. 沉井基礎(chǔ)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷 載和水平荷載； （2）沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋水的圍堰結(jié)構(gòu)物； （3）沉井施工時(shí)相對(duì)鄰近建筑物影響較小且內(nèi)部空間可以利用。 沉井基礎(chǔ)具有以下缺點(diǎn)： （1）施工工期較長(zhǎng)，； （2）對(duì)粉細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流沙現(xiàn)象，造成沉井傾斜； （3）沉井下沉過(guò)程中若遇到大塊石、樹干或井底巖石表面傾斜過(guò)大等情況時(shí)，均會(huì)給施 工帶來(lái)一定困難。2. 沉井基礎(chǔ)分類 沉井基礎(chǔ)按施工方法不同可以分為一般沉井和浮運(yùn)沉井兩種。一般沉井是指制造下沉的 沉井，在基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)位置上制造后而挖土下沉。如基礎(chǔ)位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉。當(dāng)在深水區(qū)施工不便或不經(jīng)濟(jì)，或妨礙交通，或河水流速較大，可采用岸邊澆筑浮運(yùn)就位下沉的方法，這類沉井就叫做浮運(yùn)沉井。3. 沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造沉井主要由井壁、刃腳、內(nèi)隔墻、 取土井、凹槽、封底、頂板等組成。第11章 地基處理1. 地基處理目的： 改變土的特性（滲透、強(qiáng)度、變形）2. 墊層厚度確定 墊層的厚度應(yīng)根據(jù)需要置換軟弱土的深度或下臥土層的承載力確定 砂墊層的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m 墊層底面的平面尺寸應(yīng)滿足基地底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求3. 排水固結(jié)法的條件 （1）足夠的預(yù)壓荷載 （2）良好的排水條件和充足的排水時(shí)間4. 在軟土頂層設(shè)置橫向排水砂墊層的作用：借此縮短排水距離，增加排水通道，改善地基滲透性能。5. 強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力密實(shí)法。6. 強(qiáng)夯法加固地基三種不同的加固機(jī)理：動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)和動(dòng)力置換。各種加固機(jī)理的特性取決于地基土的類別和強(qiáng)夯施工工藝。7. 動(dòng)力密實(shí)的機(jī)理：用沖擊型動(dòng)力荷載使土體中的孔隙體積減小，土體變得密實(shí)，從而提高地基土的強(qiáng)度。適用于無(wú)粘性土。 動(dòng)力固結(jié)機(jī)理：巨大的沖擊能在土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力波，破壞土體的原有結(jié)構(gòu)，使土體局部產(chǎn)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，使孔隙水順利逸出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié)，土的強(qiáng)度得以提高。動(dòng)力置換：分為整體置換和樁式置換。8. 強(qiáng)夯法的適用范圍：強(qiáng)夯法適用于碎石類土、砂類土、雜填土、低飽和粉土和黏土、濕陷性黃土等地基的加固。9. 砂石樁擠密法的加固機(jī)理：對(duì)松散的砂土層，砂樁的加固機(jī)理有擠密作用、排水減壓作用和砂土地基預(yù)振作用；對(duì)于松軟粘性土地基，主要通過(guò)樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結(jié)，并形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力學(xué)性質(zhì)。10. 振沖法加固機(jī)理：振沖密實(shí)和振沖置換兩種，分別適用于砂類土和黏性土。 振沖密實(shí)的加固機(jī)理：振沖器在砂土中振沖的主要作用就是振動(dòng)密實(shí)和振動(dòng)液化。砂土在振動(dòng)液化與振沖器在砂土中的振動(dòng)加速度有關(guān)，而振動(dòng)加速度又隨離振沖器的距離增大而衰減。按振動(dòng)加速度的大小將劃分為流態(tài)區(qū)、過(guò)渡區(qū)和擠實(shí)區(qū)外為彈性區(qū)。在過(guò)渡區(qū)和擠實(shí)區(qū)的振沖起加密作用；在流態(tài)區(qū)內(nèi)砂土不易密實(shí)，甚至產(chǎn)生液化，反而由密變松；在彈性區(qū)無(wú)加密的需效果。所以在砂土中應(yīng)設(shè)法減少流態(tài)區(qū)和過(guò)渡區(qū)的范圍，使之獲得更好的振沖擠密效果。 振沖置換加固機(jī)理：通過(guò)振沖成孔，以碎石置換并振動(dòng)密實(shí)，形成碎石樁體。與地基土共同作用，提高地基的承載能力，改善其變形性質(zhì)。11. 化學(xué)加固法：灌漿法、水泥土攪拌樁法、高壓噴射注漿法。第12章1. 場(chǎng)地：在抗震設(shè)計(jì)中，場(chǎng)地指具有相似的反應(yīng)譜特征的房屋群體所在地，不僅僅是房屋基礎(chǔ)下的地基土，類似于廠區(qū)、居民和自然村，平坦地區(qū)面積一般不下于1km。2. 宏觀震害和地震反應(yīng)分析表明，山包山梁和懸崖、陡坎等局部凸顯出地形對(duì)地震作用有放大效應(yīng)。3. 場(chǎng)地土對(duì)建筑物震害的影響，主要與場(chǎng)地土的堅(jiān)硬程度和土層的組成有關(guān)。 覆蓋層厚度是指底面到堅(jiān)硬土地面的距離。國(guó)內(nèi)外地震資料表明，覆蓋層越厚，地震所造成的危害越大。4. 液化的機(jī)理：在地震作用下，飽和砂土和粉土顆粒在強(qiáng)烈振震動(dòng)下發(fā)生相對(duì)位移，顆粒結(jié)構(gòu)趨于壓實(shí)，顆粒間空隙水來(lái)不及排泄而受到擠壓，因?yàn)槭箍紫端畨毫眲≡龃?。根?jù)有效應(yīng)力原理，土顆粒通過(guò)接觸點(diǎn)傳遞有效應(yīng)力則相對(duì)減小，當(dāng)有效應(yīng)力完全消失時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)中，這