基础工程复习资料

9. 烧结护壁;10.冷冻等其它方法护壁.
12.基坑排水有哪些方法？分别如何进行？
基坑排水:
目前常用:表面排水法和井点降低水位法两种方法。（坑外排水法、坑内排水法）
㈠ 表面排水法（采用水泵进行）
㈡ 井点法降低地下水位法 (适用于粉质土,粉沙类土)
基本方法:在基坑开挖前预先在基坑周围(基坑外围)打入若干根井管(滤孔 2mm),各井管用集
桩的负摩擦阻力——桩的下沉速度（趋势）小于土的下沉速度（趋势），摩擦力的方向与桩
的下沉方向相同的，称为负摩擦阻力。
效应：正摩擦阻力阻止桩下沉，负摩擦阻力加速桩下沉。
减少负摩阻力的措施：
①在发生负摩擦阻力的桩段涂以处理后的沥青、油漆；
②防止表土层干缩；
③改进表层土质。
7.试述水中桩基础施工工艺？
浅水中桩基础施工
作业：9.请指出图示刚性基础的结构名称及要求？并计算基底尺寸 A、B。
构造：（一）刚性扩大基础的构造：
如(图 4-3)和(图 4-9)所示：
C1——襟边：对墩台
C1=200—500mm；
对房屋 C1=50—150mm。 α——刚性角：对于钢 筋混凝土α≤400—500； 对于砖石 5 号以下砂浆 砌体αmax≤300；对于砖
作业：14.已知桩基础的承台底面以上的竖向荷载总和 N=6696kN，
单桩容许承载力[P]=650kN，经验系数μ=1.1~1.2，桩的排列方法
T3
P3
为梅花式，试确定桩的根数 n。
10.1m 9.8m
15.用静载试验得知单桩的各向极限荷载为 Pi=1280kN，Hi=860kN.
6.3m
试确定其各向容许承载力为多少？
水管连接后再与抽水泵连接,采用抽水的办法降低基坑的地下水位。
基坑排水及水中挖基:
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排水方法：汇水井排水、井点法降水
汇水井排水法:
抽水设备：渗水量约 1.5～2.0 倍
优点：设备简单，费用低；
缺点：黏聚力小的土中易涌沙
井点降水法:
类型：轻型井点、喷射井点 、射流泵井点 、
深井泵井点
抽水：真空泵、离心泵、多级离心泵或独立泵
没有隔墙。 作用：提高沉井的刚度及强度。 特点：厚度一般小于井壁，墙底高出刃
脚底面 0.5m 以上。 如，人工挖土，隔墙应留有下端过人孔。 ④凹槽：在封底水泥层范围内沿沉井内壁设环状凹槽。
作用：利于封底混凝土与井壁有较好的接合，使封底反力更好传给井壁，或利于将井 壁的竖向荷分配给底板。
特征：凹槽深 0.15~0.25m，高约 1.0m 即可。 ⑤井孔：沉井内空腔称井孔。
②摩擦桩的入土深度一般应大于承台宽度的 2~3 倍以上，具体要进行单桩承载能力计算确
定。
③柱桩插入持力层深度不宜小于 1m，摩擦桩入土深度不宜小于 4m。
10.试述地基承载力包括哪些，分别如何确定？ 11.设计桩基础时如何选定桩径？ 12.如何设计承台尺寸和配筋？
P1 0.25m T1 T2
P2 0.25m
基础工程总结
桥梁基础工程研究的内容包括： 1.桥涵荷载与地基承载力； 2.天然地基上的浅基础（包括刚性基础和柔性基础）； 3.桩基础（包括预制桩基础和钻孔灌注桩基础及其它桩基础）； 4.沉井基础（包括一般沉井和浮运沉井基础）； 5.人工地基。
第一部分：天然地基的浅基础 基础工程——指针对工程结构物的基础与地基的设计与施工技术，统称基础工程。 对基础和地基的要求：地基和基础都必须具有足够的强度、稳定性以及变形在允许范围之内。 1.什么叫基础？ 基础——是直接与地层（或岩层）接触，并将上部荷载扩散传给地基的那一部分结构物。 2.什么叫地基？ 地基——是承受基础传来的荷载的那一部分地层（土层或岩层）。 3.什么叫天然地基？ 天然地基——不经人工改造而直接搁置基础的天然土层（岩层）。 4.什么叫人工地基？ 人工地基——经人工改造后搁置基础的土层（岩层）。 5.什么叫刚性基础？ 刚性基础——基础内不需配置受力钢筋，基础受力以压应力为主。 6.什么叫柔性基础？ 柔性基础——基础内需配置受力钢筋，基础悬臂受弯矩作用。 7.比较刚性基础与柔性基础的区别？ 刚性基础：适用于地基强度大，基础截面变化小的情况； 柔性基础：地基强度低，基础截面变化大的情况。
② 桩是柱形结构； ③ 荷载通过桩底及侧面传递给地基； ④ 耗材少、施工简便，可避免或减少水下工程。 桩基础的适用条件： ①荷载大，地基上部土层软弱。 ②河床冲刷较大、河床不稳定。 ③地基计算沉降量过大或不均匀。 ④施工水位较高，水下施工困难。 ⑤可液化地基。 是否使用桩基础，应综合考虑后确定。 2.桩的类型有哪些？ 1.受力条件分： ① 端承桩；摩擦桩；端承摩擦桩；摩擦端承桩 ② 竖直桩与斜桩 ③ 桩墩（分：端承桩墩和摩擦桩墩）
2.按施工方法分 ①沉桩（预制桩）：打入桩、振动下沉桩、静力压桩 ②灌注桩：钻（挖）孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩桩 ③管柱
3.钻孔灌注桩在施工过程中清孔的方法有哪些？ 清孔方法： ①抽浆清孔：用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆。 ②掏渣清孔：用掏渣筒掏清孔内粗粒钻渣。 ③换浆清孔：钻孔达到设计深度后，不进钻，继续循环换浆清渣。 4.试述钻井灌注桩基础的施工过程（或基本工序）？ 钻孔灌注桩的施工过程：准备工作——安装设备及护筒——建造泥浆循环系统——钻孔—— 一次清孔——装吊钢筋骨架——二次清孔——安装导管——灌注水下混凝土——检查质量 ——修桩顶——装模板——布设承台钢筋——浇筑承台。 钻孔灌注桩的施工过程中各主要环节的技术要领如下： ①平整场地：保证有足够的坚实的平地安装钻机； ②定位装护筒：定位要准确、护筒要垂直、长度适当、排渣口方位正确； ③安装钻架和钻机：能通过钻架调整钻机的定位、钻杆上的动力盘（转盘）要水平； ④制备泥浆：要保证泥浆的稠度和重度符合要求，以利排渣； 泥浆的作用是：a 提高孔内浮力，防止坍孔；b 借钻头旋转在孔壁形成胶泥，起护壁作用， 阻止孔内水外渗；c 浮渣作用；d 润滑钻头，提高钻孔的工作效率。 ⑤钻孔、排渣护壁：适当控制进钻速度、注意调整泥浆重度； ⑥清孔：先停止进钻继续循环排渣，再用适当方法（如掏渣、吸渣）完全排渣清孔； ⑦吊装钢筋笼：先拆钻机，吊入第一节，再吊第二节，依此类推…，节间实施焊接； ⑧水下灌注混凝土：掌握好第一斗的操作，连续施工。
图 3-15 正循环旋转钻孔 1-钻机；2-钻架；3-泥浆笼头；4-护筒；5-钻杆；
6-钻头；7-沉淀池；8-泥浆池；9-泥浆泵 5.试述挖孔灌注桩基础的施工过程（或基本工序）？ 挖孔灌注桩（适用于无水、少水、密实土、桩径>1.4m,孔深<20m） 基本工艺过程：开挖桩孔（同时通风照明排水）——护壁和支撑——吊装钢筋骨架——灌注 桩身混凝土。 6.摩擦力问题，什么叫桩的负摩擦力？它对桩的承载力有何影响？ 桩的正摩擦阻力——桩的下沉速度（趋势）大于土的下沉速度（趋势），摩擦力的方向与桩 的下沉方向相反的，称为正摩擦阻力。
8.指出下列刚性基础的各部分尺寸、角度参数名称及要求？ 刚性扩大基础尺寸的拟定，如（图 4-9）：
1.底边长：横桥向（长度）
顺桥向（宽度）
a [a] 2.刚性角：a（实际计算时用放射角<刚性角，（即：
）
a 300
对砖，片石，块石，粗料石砌体：
a 35 当用 5 号以下沙浆砌筑时:
0
a 40 当用 5 号以上沙浆砌筑时:
方法一：先围堰，后沉桩，在围堰上或临时桩上搭设
脚手架施工。
方法二：在桥位旁修建施工便桥， 在便桥上搭设脚手架
施工。
深水中桩基础施工
常采用：笼架围堰施工；吊箱施工。
8.钻孔过程中遇到流沙或孔壁塌落现象时，应采取什么措施解决？
发生塌孔时，应探明塌孔的位置，将砂和黏土的混合物回填到塌孔位置 1~2m，如塌孔严重，
水中挖基:
抓土斗、空气吸泥机
13.对于刚性扩大基础，提高基础稳定性的措施有哪些？ 提高稳定性的措施： ①桥台后倾法（适用于梁式桥台）（如图 2-15） ②基底设槛法（适用于拱桥台）（如图 2-16a） ③基底斜面法（适用于拱桥台）（如图 2-16b） ④换土加固法（适用于局部软弱地基） ⑤改用桩基法（适用于软弱地基）
c c l(d)
t
H
t
a
A(B)
石 5 号以上砂浆砌体αmax≤350。
t—台阶高：一般情况 t=500—1000mm。
（二）单独和联合基础（三）条形基础（四）筏板和箱形基础
10.试述刚性扩大基础的施工过程（或基本工序）？
基本工序：
对于旱地：①清理、平整工作场地；②准备机具；③开挖基坑；④护壁；⑤排水；
⑥平整地基；⑦砌筑基础；⑧回填。
对于水下：①清理、平整岸边工作场地；②准备机具；③围堰；④排水；⑤开挖基坑；
⑥护壁；⑦排水；⑧平整地基；⑨砌筑基础；⑩回填。
11.请指出开挖基坑的护壁方法有哪些？
基坑护壁的常见方法:1. 放坡护壁;2. 喷射混凝土护壁；3. 钢筋网喷射混凝土护壁；
4. 板桩墙护壁;5. 桩板墙护壁;6. 混凝土围圈护壁;7. 地下连续墙护壁;8. 泥浆护壁;
4.请标注图示沉井的构造名称并说明其作用？ 沉井基础的构造： 一般主要由：井壁、刃脚、隔墙、井孔、 凹槽、射水管、封底及盖板等组成。如图： ①井壁：井壁是沉井的主体部分。同时，在 下沉过程中还起到挡土、挡水及利用自身重 力克服土与井壁之间的摩擦阻力的作用。 ②刃脚：井壁下端形如楔状的部分称为刃脚。
作用：在沉井自重作用下切土下沉。 结构特点如（图 4-7）： ③隔墙：井内孔间分隔结构称隔墙，单孔沉井
作用：是挖土排土的通道。宽度一般不小于 3m。 ⑥射水管：埋置于井壁的小水管用于射水，称射水管。
作用：当沉井下沉困难或下沉不均匀时，根据需要在射水管接入高压水（一般水压不 小于 600kPa），进行射水控制下沉或控制下沉方向，或纠正井体垂度。 ⑦封底、盖板： 封底——井体沉到预定标高后，在井底浇注一层混凝土，称封底。
0
对混凝土浇筑时（砼）:
3.襟边：C=20—30cm（墩台）
C=5—15cm(房屋)（常用 5cm,8cm,12cm；10cm,15cm）
4.台阶厚度：t（按比例计算）t=ctg‧ C
基础的类型：按埋置深度分：①浅基础——埋置深度≤5m 的基础。②深基础——埋置深 度>5m 的基础。③深水基础——埋置深度≤5m，但在水下的基础。按材料分：①混凝土基 础；②钢筋混凝土基础；③片石基础；④木结构基础；⑤钢木结构基础。 基础类型选择的原则：①安全可靠；②施工方便；③经济合理。
第三部分：沉井基础
1.沉井的类型有哪些？ 沉井的分类
P4 3.1m
a 按施工方法分：
①一般沉井：就地制造，挖土下沉。
②浮运沉井：岸边浇筑（制造），浮运就位下沉。
b 按沉井的形状分：
平面特征：1.圆形沉井：（常单孔）2.矩形沉井：（单、双多孔）3.圆端形沉井：（单、双多孔）
立面特征：1.竖直式沉井：2.倾斜式沉井：3.台阶式沉井： c 按沉井的建筑材料分： ①混凝土沉井：适用于圆形，4~7m 深的软土层中。 ②钢筋混凝土沉井：广泛应用，深度可达数十米以上，可分段预制。 ③竹筋混凝土沉井：实际需配适量钢筋，后期竹筋无效，少用。 ④钢沉井：强度大，重量轻，易于浮运，易于拼装，但用钢量大。（国内也少用） 2.什么叫沉井基础？ 沉井——是井筒状的结构物。 沉井基础——是从沉井内挖土，依靠沉井自身重力克服井壁摩阻力下沉到设计标高，然后经 混凝土封底并填塞井孔（中间），加井盖而成的基础。 3.沉井基础的主要验算内容有哪些？分别应满足什么条件？
作业：14.某桥墩为混凝土实体墩刚性扩大基础，荷载组合控制设计：支座反力 P1=840kN 及 P2=930kN;桥墩及基础自重 P3=5480kN；设计水位以下墩身及基础浮力 P4=1200kN；制动力 H1=84kN；墩帽与墩身风力分别为 H2=2.1kN 和 H3=16.8kN。结构尺寸如图（基底宽 3.1m， 长 9.9m），已知土质持力层地基容许应力为[fa]=485kPa。试验算地基持力层强度和基底偏心 距是否满足要求？ 第二部分：桩基础 1.桩基础由哪几部分组成及适用条件？ 组成：由承台和桩两部分组成 特点：① 承台将各桩联成整体；
应全部回填，等回填物沉积密实再重新钻孔。（钻孔过程易发生问题及处理方法，详见课本
P85）
9.试述桩基础设计时，如何确定桩长？
桩径拟定：参见前面所讲的桩的结构
结合各类桩的特点、常用尺寸、施工条件、地质情况、钻机、钻头条件、桩数及其布置要求
等综合考虑而确定。
桩长拟定：
①柱桩的长度，以伸入强度较高的持力层为原则，最好到岩层。