北科土木考研复试资料 基础工程

绪论1、地基：是指支撑上部结构并受上部结构荷载影响的整个地层。

地基分为天然地基和人工地基.天然地基是指不经过人工处理直接用来做建筑物地基的天然岩土层；人工地基是经过人工地基处理后满足建筑物地基基础设计要求的岩土层。

2、持力层：当地基为多层时，与基础底面相接触的土层为持力层。

3、垫层的作用：保护坑底土体不被认为扰动和雨水浸泡，同时改善基础的施工条件。

4、基础工程：研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生各种变形与稳定问题；基础工程包括地基与基础的设计、施工和监测。

基础工程设计包括基础设计和低级设计两大部分；基础设计包括基础形式的选择、基础埋置深度及基底面积大小、基础内力和断面计算。

基础设计需要满足的基本要求：强度要求、变形要求、上部结构的其他要求。

地基设计包括地基土的承载力确定、地基变形计算、地基稳定计算等。

5、三合土：由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或碎石）加水混合而成。

6、地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。

地基承载力：地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变性要求时的承载能力；其大小是由地基沉降允许值控制的。

7、基础是指结构物最下部的与地基接触的构件或部分结构，其功能是将上部结构所承担的荷载传递到地基上。

基础分为浅基础和深基础，浅基础：埋置深度小于5m的一般基础以及埋置深度虽超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础，在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，有无筋扩展基础、钢筋混凝土扩展基础、条形基础、筏形基础和箱形基础。

深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上，埋置深度大于5m或大于基础宽度。

在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响，有桩基础、沉井基础、和地下连续墙基础等。

8、桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。

9、常规设计法：是把上部结构、基础与地基三者作为彼此离散的独立结构单元进行分析。

常用浅基础体型不大、结构简单，在计算单个基础时，一般不遵循上部结构与基础变形协调条件，也不考虑地基与基础的相互作用。

合理的分析方法：原则上应该以地基、基础、上部结构之间必须同时满足静力平衡条件和变形协调两个条件为前提。

缺陷：只满足静力平衡没有满足变形协调条件，忽略了基础与地基之间的相互作用。

浅基础设计1、浅基础类型：无筋扩展基础、钢筋混凝土基础：扩展基础、柱下条形基础及柱下交叉基础、筏形基础、箱型基础、壳体基础、联合基础。

按构造类型分：独立基础、条形基础、连续基础。

无筋扩展基础：通常由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建成的无需配筋的墙下条形基础或柱下独立基础，适用于多层民用建筑和轻型厂房。

钢筋混凝土扩展基础指墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础；墙下钢筋混凝土条形基础，当地基不均匀，可以采用有肋的墙基础，增强基础的整体性和抗弯能力，消除了不均匀沉降。

2、扩展基础：配筋或者不配筋的墙下条形基础和柱下独立接触统称为扩展基础。

扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求。

无筋扩展基础，通常用于地基压力较小和地基土承载力较高的低层一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。

这种基础抗压性能好，但抗剪、抗拉强度不足，几乎不发生挠曲变形。

为避免基础内拉应力和剪应力超过材料强度设计值，设计时需加大基础的高度。

这个设计原则可以通过限制刚性角的最大允许值来实现。

材料抗拉抗剪强度设计值越小，刚性角越小，外伸跨度相应要求更小一些；基底平均压力越大，相应的外伸的宽度要求更小一些。

3、箱型基础是有钢筋混凝土顶板、底板、纵横隔墙构成的，具有一定高度的整体性结构，可以兼做地下室。

选择基础类型考虑：建筑物的性质、地基的地质情况。

联合基础：主要指同列相邻两柱公共的钢筋混凝土基础，分为矩形联合基础、梯形联合基础、连梁式基础。

柱下条形基础常用与软弱地基上框架或排架结构的一种基础形式。

筏形基础：在建筑物的柱、墙下方做成一块满堂的基础，柱下筏形基础分为平板式和梁板式，梁板式有两种形式：肋梁在平板以上和以下。

4、基础的埋置深度：基础底面距地面的距离。

其大小与以下有关：与建筑与有关的一些要求、工程地质条件、水文地质条件、地基冻融条件、场地环境条件。

5、宽基浅埋:在上部为良好土层而下部为软弱土层的地质条件下，已选择良好土层作为持力层，基础应尽量浅埋；在采用钢筋混凝土基础时，基础的高度很小，采用宽基浅埋。

6、地基变形特征：具体建筑物所需要验算的地基变形特征取决于建筑物的结构类型、整体刚度和使用要求。

地基变形特征一般分为：沉降量：基础某点的沉降值；沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；局部倾斜：砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

砌体承重结构的地基变形由局部倾斜控制；框架结构和单层排架结构由沉降差控制；高耸结构和高层建筑有建筑物的整体倾斜控制，应控制平均沉降量。

7、减小不均匀沉降的措施：（1）建筑措施：建筑物的体型应力求简单、控制长高比及合理布置墙体、设置沉降缝、控制相邻建筑物基础间的净距、调整建筑设计标高；（2）结构措施：减轻建筑物的自重、减少或调整基底附加压力、设置圈梁、采用连续基础；（3）施工措施：对高低、轻重悬殊的建筑部位或单体建筑，在施工进度和条件允许的情况下，一般按照先重后轻、先高后低的顺序进行施工；带有地下室和裙房的高层建筑，施工时应采取后浇带断开；在新建基础、建筑物侧边不宜堆放大量的建筑材料或弃土等重物；注意保护坑底土体。

8、柔性基础：抗弯刚度很小的基础。

基底反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致，均布荷载下柔性基础的基底沉降是中部大、边缘小。

若要使柔性基础的沉降趋于均匀，必须增大基础边缘的荷载，减小中部的荷载。

刚性基础：抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降后依然保持平面的基础。

架越作用：刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中的传至基底边缘的现象称为跨越作用。

基础相对刚度越大，架越作用越明显，基底压力分布与上部荷载作用分布越不一致。

架越作用的强弱取决于基础的相对刚度、土的压缩性以及基底下塑性区的大小。

9、刚性角：无筋扩展基础每个台阶的宽高比的为刚性角的正切值。

10、上部结构刚度：整个上部结构对基础不均匀沉降或挠曲的抵抗能力。

分为：柔性结构、敏感结构、刚性结构。

柔性结构：基础沉降差不会再主体结构中引起多少附加压力，木结构、排架结构。

敏感性结构：不均匀沉降会引起较大附加应力的结构，砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结构。

刚性结构：烟囱、水塔、高炉、筒仓这类刚度很大的高耸结构物，其下部常委整体配置的独立基础。

当地基不均匀或在临近建筑物荷载或地面大面积堆载的影响下，基础转动倾斜，但几乎不发生相对挠曲。

11、冲切破坏：在柱载荷作用下，如果基础高度（或阶梯高度）不足，则将沿柱周边（或阶梯高度变化处）产生冲切破坏，形成45度斜裂面的角锥体12、关于载荷取值的规定：⑴按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合⑵计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用⑶计算挡土墙土压力、地基和斜坡的稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合⑷在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合⑸由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的1.35倍13、常见联合基础包括：矩形联合基础、梯形联合基础、连梁式联合基础14、对于密实砂土、硬塑黏土等地压缩性土p-s曲线呈陡降型，规定以直线段末点所对应的压力p1作为承载力特征值，当pu＜2p1时，取0.5pu作为承载力特征值；对于松砂、填土、可塑黏土等中、高压缩性土p-s曲线呈缓变型规定可取沉降s=（0.01-0.015）b（b为承压板宽度或直径）所对应的荷载作为承载力特征值。

工程勘察1、岩土工程勘察的目的：为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然地质条件，避开或改造不利的地质条件，保证建筑物安全和正常使用。

2、岩土工程勘察等级划分：根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和低级复杂程度等级综合分析。

分为甲、乙、丙三个等级。

3、勘察工作分为选址阶段、初步勘察、详细勘察三个阶段。

详细勘察阶段的手段有常规勘探、原位测试、室内土工试验。

4、一般性勘探点与控制性勘探点的区别：前者应能控制低级的主要受力层，后者要求能控制地基压缩层的计算深度。

5、岩土工程勘探方法：地质测绘与调查、勘探、原位测试、室内试验与地球物理勘探。

勘探可分为钻探、井探、槽探、洞探和地球物理探。

钻探的钻进方式分为回转式、冲击式、振动式和冲洗式。

6、原位测试：是指在岩土层原来所处的位置上，基本保持其天然结构、天然含水量及天然应力状态下进行的测试的技术。

常用的原位测试方法有：静载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、现场直剪切试验。

7、荷载试验：是在天然地基上模拟建筑物的基础荷载条件，通过承压板向地基施加竖向荷载，借以确定在承压板下应力主要影响范围内土的承载力和变形特征。

荷载试验的主要设备有加载与传压装置、变形观测系统及承压板。

荷载试验包括平板载荷试验和螺旋板载荷试验。

平板载荷试验又可分为浅层平板试验和深层平板载荷试验。

螺旋板载荷试验实用骨深部或地下水一下的地层。

8、静力触探试验：是通过静压力讲一个内部装有传感器的触探头，以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受阻力自然也不一样。

传感器将感受到大小不同的灌入阻力，通过电信号输入到电子量测仪中。

通过灌入阻力变化情况，了解土层的工程性质。

静力触探试验适用于粘性土、粉土、砂土、及含少量碎石的土层。

静力触探设备驻澳由三部分组成：触探头、触探杆、记录器。

常用的静力触探探头可分为单桥探头和双桥探头。

9、圆锥静力触探试验:适用一定质量的重锤，以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥形探头贯入土中，根据打入土中一定工具里所需的锤击数，判定土力学的特性。

有点是设备简单、操作方便、功效高、适应性广，并且具有连续贯入的特性。

类型可分为：轻型、重型、超重型。

10、标准贯入试验：属于动力触探类型之一，不同的是触探头不是圆锥形，而是标准规格的圆筒形探头，成为贯入器。

由触探头、触探杆、穿心锤组成。

适用于砂土、粉土、和一般粘性土。

特点：设备简单，实用性广，而且可以采取扰动土样，对土进行直观鉴别描述和有关的室内土工试验。