05～06基础工程(2003级)广州大学考试试卷答案

广州大学2005~2006 学年第 2 学期考试卷课程基础工程考试形式（开/闭卷，考试/查）
学院土木工程专业土木工程年级
班级学号姓名
一、名词解释（20分，每小题4分）
1.地基与基础：
地基：指支承基础的土体或岩体。

基础：将上部结构所承受的各种作用传递到地基上的建筑物下部结构。

2.持力层与下卧层：
持力层：直接承受基础荷载的地层。

下卧层：位于结构物基础持力层以下，并处于压缩层范围内的各土层。

3.沉降量与倾斜：
沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心点的沉降量。

倾斜：独立基础在倾斜方向上两端的沉降差与其距离的比值。

4.群桩效应与负摩阻力：
较小时，由于桩、土的相互作用，出对于摩擦型群桩基础，若桩的中心距S
a
现桩端及桩周土应力叠加，导致其基桩的承载力和沉降性状往往与相同地质条件和设臵方法的同样单桩有显著差，这种现象称为群桩效应。

负摩阻力：指桩周围的土体由于某些原因发生下沉，且变形量大于相应深度处桩的下沉量，即桩侧土相对于桩产生向下的位移，土体对桩产生向下的摩擦力。

5.摩擦端承桩与端承摩擦桩：
摩擦端承桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大。

如桩端为密实砂类、碎石类土层中时的桩。

端承摩擦桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大。

如桩端为坚实的粘性土、粉土和砂类土时的桩。

二、选择题（10分，每题2分）
1.对于四层框架结构，地基表层存在4m厚的“硬壳层”，其下土层土的承载力明显低于“硬壳层”承载力。

下列基础形式中较为合适的是：（2）柱下钢筋混凝土独立基础。

（1）柱下混凝土独立基础；（2）柱下钢筋混凝土独立基础；（3）灰土基础；（4）砖基础
2.某墙下条形基础底面宽度b＝1.2m，基础埋深d＝1.2m，墙体传至地表的竖向荷载标准值F k＝180kN/m，弯矩标准值M k＝36kN·m/m，则最大、最小基底压力值分别为（2）324kPa，24kPa。

（1）260kPa，34kPa；（2）324kPa，24kPa；
（3）365kPa，56kPa；（3）310kPa，26kPa。

3.以下属于桩基础设计内容的是：（1）（2）（3）（4）。

（1）确定桩的数量；（2）承台设计；
（3）基桩受力验算；（4）群桩沉降验算。

4.桩基承台发生冲切的原因是：（2）承台的有效高度不足。

（1）底板配筋不足；（2）承台的有效高度不足；（3）钢筋保护层厚度不足；（4）承台平面尺寸过大。

5.某桩穿越深厚的软弱土层，进入较硬的持力层，如果桩的长径比非常大，则此桩视为（1）摩擦桩。

（1）摩擦桩；（2）端承桩；（3）端承摩擦桩；（4）摩擦端承桩。

三、简述题（30分，每题5分）
1.举出5种以上（含5种）不同机理的地基处理方法，指出各自适用土层条件。

答：
换土垫层法：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等的不良地基的浅层处理。

排水固结法（真空预压法、堆载预压法）：饱和软粘土
强夯法：各种填土、湿陷性黄土、碎石、低饱和度的粘土与粉土
振冲碎石桩法：砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等
深层搅拌桩法：淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力特征值不大于120KPa的软粘土
灌浆法：各类岩土
2.试述上部结构、基础、地基共同工作的概念。

答：地基、基础和上部结构组成了一个完整的受力体系，三者在接触处既传递荷载又相互约束、相互作用，即三者都按各自的刚度、对相互的变形产生制约作用，因而制约着整个体系的内力、基底反力、结构变形及地基沉降，三者之间同时满足静力学平衡和变形协调两个条件。

因此在地基基础设计过程中应考虑三者的相互作用。

3.如何来确定偏心荷载作用下矩形底面基础的底面尺寸？ 答：
(1) 先按中心荷载作用下的公式预估基础底面面积A 0或宽度b 0；
(2) 考虑荷载偏心影响，根据偏心距的大小将A 0或b 0增大10%-40%作为首次试算尺寸A 或b ；
(3) 根据A 的大小初步选定矩形基础的底面连长l 和b ；
(4) 根据已选定的l 和b 验算偏心距e 和基底边缘最大压力；
(5) 如满足a f k P 2.1max 或稍有富余，则选定的l 和b 合适；若不满足则
重新调整l 和b 再进行验算，直至满足，即可得合适的尺寸。

4.水泥桩墙的破坏模式有几种？
答：水泥桩墙的破坏模式通常有整体滑动破坏、墙体向外倾覆破坏、墙体水平滑移破坏、地基承载力不足导致变形过大而失稳、挡土墙墙身强度不够导致墙体断裂破坏等五种形式。

5.地基与基础的震害有那些？
答：地基震害：震陷、地基土液化、地震滑坡、地裂
基础震害：沉降、不均匀沉降与倾斜，水平位移、受拉破坏
6.如何验算桩基软弱下卧层的承载力？
答：当桩平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层验算。

根据下卧层发生强度破坏的可能性，分为整体冲剪破坏和基桩冲剪破坏两种情况，验算时要求
q w uk z z q z γγσ/≤+
式中z σ－作用于软弱下卧层顶面的附加应力，可按两种情况求取； z γ－软弱层顶面以上各土层容重加权平均设计值；
z －地面到软弱下卧层顶面的距离；
w uk q －软弱下卧层经深度修正的地基极限承载力标准值；
q γ－地基承载力分项系数，可取q γ＝1.65。

（1）对于桩距S a ≤6d 的群桩基础，一般按整体冲剪破坏考虑，即将
群桩当作一整体来考虑：
⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅++-+=∑θθγσtan 2tan 2)(2)(00000t b t a l q b a G F i
sik z
（2）对于桩距S a ＞6d 且各桩端的压力扩散线不相交于硬持力层中时
的群桩基础及单桩基础，一般按基桩冲剪破坏考虑，即考虑单
根基桩的情况：
()20tan 24θπγσ⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∑t d l q u N e i sik i z
（注：只需答到原理，下两个公式可不作要求）
四、计算题（40分）
1.某柱下独立钢筋混凝土矩形底面等厚基础，基础埋深1.5m ，基础高度为h = 540mm ，底板双向配筋中心至基础底面的平均距离为
40mm ，上部结构传至基础顶面（地表处，标高为±0.0m ）的竖向荷载为550kN ，水平剪力为30kN ，弯矩为60kN ·m 。

柱子尺寸为400mm ×600mm 。

在勘探深度范围内，从地表向下有两层土层：① 杂填土：0.0～－1.5m ，重度18kN/m 3；② 粘土：－1.5m 以下，重度18.5 kN/m 3，f ak ＝150kN ，ηb ＝0，ηd ＝1.0。

试确定基础底面尺寸（6分）；
解：
假设b ＜3m
()()()kPa d b f f m d b ak a 1685.05.1180.101505.03=-⨯⨯++=-+-+=γηγη299.35
.120168550m d f F A G a k =⨯-=-≥γ 考虑偏心：取A A )4.1~1.1(=，则28.499.32.1m A =⨯=,取m l m b 4.22==　， 4.06
4.261
5.08.45.1205505.13060==<=⨯⨯+⨯+=+=l G F M e kPa f kPa l e A G F P a k
6.2012.11682.1199)4.215.061(8.45.18.420550)61(max =⨯=<=⨯+⨯⨯+=++=
254.22m A =⨯=,取m l m b 4.22==　，满足要求。

2.某框架结构柱，截面尺寸为450mm ×600mm 。

柱下采用独立承台（等厚）桩基础（二级建筑桩基），承台底埋深1.3m ，承台厚度800mm ，双向配筋截面至承台底的平均距离为85mm 。

上部结构传至地表处的荷载设计值为：F ＝3600kN ，M ＝200kN ·m 。

现拟采用桩径为350mm 的预制桩，桩长10m ，穿越厚度l 1＝3m 的粘土层（q s1k ＝40kPa ），进入密实的中砂层（l 2＝7m ，q s2k ＝60kPa ， q pk
＝5000kPa）。

若群桩效应系数：ηc＝0，ηs＝ηp＝ηsp＝1.0，抗力分项系数：γs＝γp＝γsp＝1.65。

试：
（1）确定单桩极限承载力标准值（3分）；
（2）确定基桩竖向承载力设计值（3分）；
（3）初选桩数和承台尺寸（要求画出示意图）（3分）；
（4）计算桩顶荷载效应(3分)；
（5）计算承台弯矩设计值（3分）。

3.某基坑开挖深度为6m。

土层重度为20kN/m3，内摩擦角为30o，粘聚力为0kPa，地面超载为20kPa。

现拟采用悬臂式排桩支护，试确定桩的最小长度（15分）。