基礎(chǔ)工程第3章課后習(xí)題答案

1、1. 試述樁的分類。一按承臺位置分類?？煞譃楦邩冻信_根底與低樁承臺根底 ，簡稱高樁承臺與 低樁承臺。二按施工方法分類。可分為沉樁預(yù)制樁、灌注樁、管樁根底、鉆埋空心 樁。三按設(shè)置效應(yīng)分類。可分為擠土樁、局部擠土樁與非擠土樁。四按樁土相互作用特點分類?？煞譃樨Q向受荷樁 摩擦樁、端承樁或柱樁、橫向受荷樁主動樁、被動樁、豎直樁與斜樁、樁墩端承樁墩、摩擦 樁墩。五按樁身材料分類?？煞譃槟緲栋ㄖ駱?、混凝土樁含鋼筋與混凝土樁 與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁、鋼樁與組合樁。2. 樁基設(shè)計原那么就是什么？樁基設(shè)計應(yīng)力求做到平安適用、經(jīng)濟合理、主要包括收集資料與設(shè)計兩局部。1收集資料1進行調(diào)查研究，了解結(jié)構(gòu)的平面布置、上

2、部荷載大小及使用要求等 ；2工程地質(zhì)勘探資料的收集與閱讀，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掌握施工條件與施工方法，如材料、設(shè)備及施工人員等；2. 設(shè)計步驟1確定樁的類型與外形尺寸，確定承臺埋深；2確定單樁豎向承載力特征值與水平承載力特征值 ；3初步擬定樁的數(shù)量與平面布置；4 確定單樁上的豎向與水平承載力，確定群樁承載力；5 必要時驗算地基沉降；6 承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計；7 繪制樁與承臺的結(jié)構(gòu)及施工圖；3. 設(shè)計要求?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?(GB 50007 2021)第8 5、2條指出，樁基設(shè)計 應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：(1) 所有樁基均應(yīng)進行承載力與樁身強度計算。對預(yù)制樁，尚應(yīng)進

3、行運輸、吊裝 與錘擊等中的強度與抗裂驗算。(2) 樁基沉降量驗算應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)第 8、5、15條規(guī)定。(3) 樁基的抗震承載力驗算應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)?建筑抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?(GB500112021)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， 不宜采用局部摩擦樁與局部端承樁。(6) 由于欠固結(jié)軟土、濕陷性土與場地填土的固結(jié) ，場地大面積堆載、降低地下 水位等原因，引起樁周土的沉降大于柱的沉降時，應(yīng)考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力對樁基承載 力與沉降的影響。(7) 對位于坡地、岸邊的樁基，應(yīng)進行樁基的整體穩(wěn)定性驗算。樁基應(yīng)與邊坡

4、工 程統(tǒng)一規(guī)劃，同步設(shè)計。(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，應(yīng)對巖溶進行施工勘探。(9) 應(yīng)考慮樁基施工中擠土效應(yīng)對樁基及周邊環(huán)境的影響；在深厚飽與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，坑底土回彈隆起對樁受力及樁承載力的影響。(11) 樁基設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗考慮樁、土、承臺的共同作用。(12) 在承臺及地下室周圍的回填土中，應(yīng)滿足填土密實度要求。3. 什么就是單樁？說明樁側(cè)極限摩阻力的影響因素就是什么。單樁:即采用一根樁(通常為大直徑樁)以承受與傳遞上部結(jié)構(gòu)

5、(通長為 柱)荷載的獨立根底。極限摩阻力的影響因素：(1)樁周土的性質(zhì)；(2) 樁、土相對位移；(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？樁的破壞就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 曲線反響出來。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. 說明單樁靜載實驗曲線的形式。1. 根據(jù)沉降量隨荷載的變化特征值 Qu。對于陡降型Q-s曲線,可取曲線發(fā)生 明顯陡降的起始點對應(yīng)的荷載為 Quo該方法的作圖缺點就是做圖比例將影響Q-s曲線的斜率與所選的Q

6、u,因此宜按一定的作圖比例，一般可取整個圖形比例橫： 豎=2:3。2、根據(jù)沉降量確定Qu。對于緩變型Q-s曲線，一般可取s=40-60mm對應(yīng)的 荷載值作為Qu。對于大直徑樁可取s=(0、03-0、06)d(d為端莊直徑)所對應(yīng)的 荷載值(大樁徑取低值，小樁徑取高值)，對于細(xì)長樁(l/d>80),可取s=60-80mm對 應(yīng)的荷載。6. 什么就是樁側(cè)負(fù)摩阻力？其產(chǎn)生條件就是什么?樁側(cè)負(fù)摩阻力就是指，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，在樁側(cè)外表的一局部外表積上將出現(xiàn)向下的摩阻力 ，稱其為負(fù)摩阻力。產(chǎn) 生條件:(1)在莊附近地面大量堆載，引起地面下沉。(2) 土層

7、中抽取地下水或其她原因，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，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. 單樁豎向承載力確實定方法有哪些？根據(jù)?建筑根底技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(JGJ 94- 2021)與?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)? (GB 50007-2021)設(shè)計采用的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：(1) 設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗確定(2) 設(shè)計等級為乙級得建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單

8、時，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試與經(jīng)驗參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)通過單樁靜 載試驗確定；(3) 設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試與經(jīng)驗參數(shù)綜合確定。8. 單樁水平承載力確實定有幾種方法？其求解方法有三種：一種就是直接用數(shù)學(xué)方法解樁在受荷后的彈性撓曲微分方 程，再從力的平衡條件求出樁的內(nèi)力與位移(這就是當(dāng)前廣泛采用的一種)；另一種 就是將樁分成有限段，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；第三種那么就是將樁劃分為有限單元的離散體，然后根據(jù)力的 平衡與位移協(xié)調(diào)條件，解得樁的各局部內(nèi)力與位移的有限元法。9. 樁根底設(shè)計原那么與設(shè)計的主要

9、步驟就是什么？樁根底設(shè)計原那么：做到平安適用、經(jīng)濟合理，設(shè)計過程中主要包括收集資料與 設(shè)計兩局部。主要步驟:(1)確定樁的類型與外形尺寸，確定承臺埋深；(2)確定單樁豎向承載力特征值與水平承載力特征值；(3) 初步擬定樁的數(shù)量與平面布置；(4) 計算單樁的豎向與水平荷載，確定群樁承載力；(5) 必要時驗算地基沉降；(6) 承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計；(7 )繪制樁與承臺的結(jié)構(gòu)以及施工圖。10. 樁基承載力驗算有那幾方面內(nèi)容？什么情況下驗算群樁根底的地基沉降？內(nèi)容包括：1、樁頂作用效應(yīng)計算(詳見P142-P143)2、樁基豎向承載力計算。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)計計 算時會

10、驗算地基沉降問題。11. 單樁受荷過程中，樁端阻力與樁側(cè)阻力同時發(fā)揮作用，此種說法就是否正 確？這種說法就是不正確的：柱頂在豎向荷載作用下的 傳遞規(guī)律就是：(1) 樁側(cè)摩阻力就是自上而下逐漸發(fā)揮的，而且不同深度的土層的樁側(cè)摩阻力就 是異步發(fā)揮的；(2) 當(dāng)樁土相對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 其抗剪強度有峰值低落至剩余強度，亦即滑移局部的樁側(cè)土產(chǎn)生軟化；(3) 樁頂阻力與樁側(cè)阻力就是異步發(fā)揮的，只有當(dāng)樁身軸力傳到樁端并對樁端土 產(chǎn)生壓縮時才會產(chǎn)生樁端阻力，而且一般情況下(當(dāng)樁端土較堅硬時),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就是指竟在試驗

11、時單樁樁頂所能承受的最大試驗荷 載。12. 軸向荷載作用下的豎直單樁，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 壓縮之與置于土中的樁與其側(cè)面土就是緊密接觸的，當(dāng)樁相對于土向下位移時就 產(chǎn)生土對樁向上作用的樁側(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. 樁身中性點深度的影響因素就是什么？影響因素有以下幾點：(1) 樁周土的壓縮性與持力層的剛度；(2) 樁、土沉降的穩(wěn)定時間；14. 什么就是群樁根

12、底？ 什么就是基樁？什么就是群樁效應(yīng)？ 群樁承載力 影響因素就是什么？群樁根底就是指:有兩根以上的樁組成的樁基。基樁就是指：由基樁與連接于樁頂?shù)某信_共同組成，為打根底而打下的裝柱。群樁效應(yīng)就是指:豎向荷載作用下，由于承臺、樁、地基土的相互作用，群樁根底 中的一根樁單獨受荷時的承載力與沉降性狀，往往與相同地質(zhì)條件與設(shè)置方法 的同樣單樁有明顯差異，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)、樁的長徑比、樁長與承臺寬度比、 成樁類型與排列方式等。15. 群樁中的基樁與單樁在承載力與沉降量方面有何差異？單樁在承載力：取決于土對樁的支承阻力與樁身材料強度，一般由土對樁的支承 力控制，對

13、于端承樁、超長樁與樁身質(zhì)量有缺陷的樁，可由樁身材料強度控 制。群樁中的基樁承載力：基樁承載力受群樁效應(yīng)影響，群樁根底受豎向荷載后，由于 承臺、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與。沉降量方面的何差異：單樁的沉降量主要有以下三個局部組成(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)荷載水平的影響承臺設(shè)置方式的影響，由所有 的單樁共同作用。16題:單樁豎向極限

14、承載力為：Qu 618kN(3-64)單樁豎向承載力特征值為：Ra Qu / K 618/2 309kN20 2 3 2240kN承臺及上方土總重：G Ad 按軸心受壓確定樁的數(shù)量：Ra2850 240 10根30918題解：縱向受力鋼筋的總截面面積為：2查4根22的鋼筋面積:A 0.00152m樁身混凝土的截面面積為：2Ac = Ap-At 0.35 0.35 0.00152 0.121m查表3-1與表3-2的C35的混凝土的抗壓強度特征值fc 16.7MPa，余熱處理鋼筋的抗壓強度特征值fr 360MPa,取c 0.75,代入式(3-7)得:Q (0.121 16.7 0.00152 360) 1000 0.751925.9