《地基基础工程(第2版)》第四章教材习题答案[2页]

4.1 何谓刚性基础？刚性基础有什么特点？

答：刚性基础指用砖、石、灰土、混凝土等抗压强度大而抗弯、抗剪强度小的刚性材料制作的基础（受刚性角的限制）。这种基础抵抗变形的能力较小，容易产生裂缝，用于地基承载力较好、压缩性较小的中小形桥梁和民用建筑中。其特点是稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。

4.2 浅基础按构造形式分为有哪几种类型？

答：刚性扩大基础、独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础。

4.3 确定基础埋置深度应考虑哪些因素？

答：确定基础的埋置深度时，必须综合考虑地基的地质、地形条件、河流的冲刷程度、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。

4.4 地基承载力如何确定？

答：地基承载力基本容许值应首先考虑由现场荷载试验或其他原位测试取得，其值不应大于地基极限承载力的1/2；对中小桥、涵洞，当受到现场条件限制，或载荷试验和原位测试确定确有困难时，可根据岩土类别、状态及物理力学特征指标，查表确定。

4.5 什么是刚性角？请说明刚性基础的厚度与基底宽度之间应满足什么关系？

答：自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角αmax ，称为刚性角。基础底面长宽尺寸与高度有如下的关系式。

⎭

⎬⎫+=+=ααtan 2)(tan 2)(H d b H l a 顺桥向宽度横桥向长度 4.6 水中基坑开挖的围堰形式有哪几种？它们各自的适用条件和特点是什么？

答：水中围堰的种类有很多，有土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰和地下连续墙围堰等。

在水深较浅（2m 以内），流速缓慢，河床渗水较小的河流中修筑基础，可采用土围堰或草袋围堰；当水较深时，可采用钢板桩围堰。钢板桩围堰一般适用于河床为砂土、碎石土和半干硬性黏土，并可嵌入风化岩层。围堰内抽水深度最大可达20m 左右。在深水中修建桥梁基础还可以采用双壁钢围堰。双壁钢围堰一般做成圆形结构，它本身实际上是个浮式钢沉井。井壁钢壳是由有加劲肋的内外壁板和若干层水平钢桁架组成，中空的井壁提供的浮力可使围堰在水中自浮，使双壁钢围堰在漂浮状态下分层接高下沉。在两壁之间设数道竖向隔舱板将圆形井壁等分为若干个互不连通的密封隔舱，向隔舱不等高灌水，来控制双壁围堰下沉及调整下沉时的倾斜。井壁底部设置刃脚，以利切土下沉。

4.8 有一桥墩墩底为矩形2m×8m ，刚性扩大基础（C20混凝土）顶面设在河床下1m ，作用于基础顶面荷载：轴心垂直力N=5200kN ，弯矩M=840kN·m ，水平力H=96kN 。地基土为

一般黏性土，第一层厚2m （自河床算起）3L 190kN/m 0908.,e .,I .,γ===第二层厚5m ，

3L 195KN/m 045035

.,e .,I .γ===低水位在河床1m （第二层下为泥质页岩），请确定基础埋置

深度及尺寸，并经过验算说明其合理性。

答：

（1）初定基底面积

以第二层为持力层，两级台阶，每级台阶0.5m 高，襟边和台阶均选0.4m 宽，因此，初定基底面积为3.6m ×9.6m ，经地基强度验算不满足要求时在调整尺寸。

基础用C15混凝土浇注，混凝土的刚性角αmax =40°，基础的扩散角为α=arctan0.8/1.0=38.66°＜αmax =40° （满足要求）

（2）持力层强度验算

基础重量：W=3.6×9.6×2×10 =691.2kN

将荷载简化到基底分别为:

ΣP=5200+691.2=5891.2kN

ΣM=840+96×1=936kN.m 基底应力分别为：kPa 30.125kPa 69.215min

max =∑±∑=W M A P P 第一层粘性土，一般粘性土，e=0.9，I L =0.8，查表得[σ01]=160kPa ，因此不宜作为持力层。第二层为持力层，属一般粘性土，e=0.45，I L =0.35，查表得[σ02]=410kPa ，因基础埋深为原地面下2.0m （＜3.0m ），不考虑深度修正；虽宽度b=3.6m ＞2m ，但对粘性土地基，宽度修正系数k 1=0，不需进行宽度修正。

k[σ]=k [σ02]=1.25×410kPa=512.5kPa ＞p max =215.6kPa （满足强度要求）

（3）合力偏心距验算

荷载组合Ⅱ，非岩石地基偏心距应满足e 0＜ρ

ρ=W/A=b/6=0.6m

e 0=936/5891.2=0.16m ＜ρ=0.6m （满足要求）

（4）基础稳定性验算

1）抗滑动稳定验算

基底处为硬塑状态粘土，查表得摩擦系数f=0.3。

k c =0.3⨯5891.2/96=18.4＞1.3 （满足要求）

2）倾覆稳定性验算

y=b/2=1.8，e 0=0.15m

k 0=y/e 0=1.8/0.15=12＞1.3 （满足要求）

施工员、建造师考试习题

4.1 C 4.2 A 4.3 B 4.4 C 4.5 C 4.6 D 4.7 D 4.8 D 4.9 ABC 4.10 ABD

4.11 AD 4.12 ACDE 4.13 ACDE

4.14错误 4.15 正确 4.16 错误 4.17 正确