基础工程-第3章课后习题答案解析

1.试述桩的分类。

（一）按承台位置分类。可分为高桩承台基础和低桩承台基础，简称高桩承台和低桩承台。

（二）按施工方法分类。可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空心桩。

（三）按设置效应分类。可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。

（四）按桩土相互作用特点分类。可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩墩、摩擦

桩墩）。

（五）按桩身材料分类。可分为木桩（包括竹桩）、混凝土桩（含钢筋和混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩。

2.桩基设计原则是什么？

桩基设计·应力求做到安全适用、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。

1.收集资料

（1）进行调查研究，了解结构的平面布置、上部荷载大小及使用要求等；

（2）工程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及

土层性质、桩基确定持力层；

（3）掌握施工条件和施工方法，如材料、设备及施工人员等；

2.设计步骤

（1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深；

（2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值；

（3）初步拟定桩的数量和平面布置；

( 4 )确定单桩上的竖向和水平承载力，确定群桩承载力；

( 5 )必要时验算地基沉降；

( 6 )承台结构设计；

( 7 )绘制桩和承台的结构及施工图；

3.设计要求

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范：

（1）所有桩基均应进行承载力和桩身强度计算。对预制桩，尚应进行运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。

（2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。

（3）桩基的抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》

（GB 50011—2010）的相关规定。

（4）桩基宜选用中、低压缩性土层作为桩端持力层。

（5）同一结构单元内的桩基，不宜选用压缩性差异较大的土层作为桩端持力层，不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩。

（6）由于欠固结软土、湿陷性土和场地填土的固结，场地大面积堆载、降低

地下水位等原因，引起桩周土的沉降大于柱的沉降时，应考虑桩侧负摩阻力对

桩基承载力和沉降的影响。

（7）对位于坡地、岸边的桩基，应进行桩基的整体稳定性验算。桩基应与边

坡工程统一规划，同步设计。

（8）岩溶地区的桩基，当岩溶上覆土层的稳定性有保证，且桩端持力层承载

力及厚度满足要求，可利用覆土层作为桩端持力层。当必须采用嵌岩桩时，应

对岩溶进行施工勘探。

（9）应考虑桩基施工中挤土效应对桩基及周边环境的影响；在深厚饱和软土

中不宜采用大片密集有挤土效应的桩基。

（10）应考虑深基坑开挖中，坑底土回弹隆起对桩受力及桩承载力的影响。

（11）桩基设计时，应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同作用。

（12）在承台及地下室周围的回填土中，应满足填土密实度要求。

3.什么是单桩？说明桩侧极限摩阻力的影响因素是什么。

单桩: 即采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通长为柱）荷载的独立基础。

极限摩阻力的影响因素:（1）桩周土的性质；

（2）桩、土相对位移；

（3）桩的直径的影响；

（4）桩-土界面条件的影响；

（5）黏性土液性指数I L

的影响。

4.单桩的破坏模式有几种?

桩的破坏是指丧失承载能力的状态，其破坏状态的种种特征往往通过试桩曲线反应出来。破坏模式大体归纳为以下三种·。

（1）桩身材料屈服。

（2）持力层土整体剪切破坏。

（3）冲入剪切破坏。

5.说明单桩静载实验曲线的形式。

1．根据沉降量随荷载的变化特征值Q u 。对于陡降型Q-s曲线，可取曲线发

生明显陡降的起始点对应的荷载为Q u。该方法的作图缺点是做图比例将影响Q-s曲线的斜率和所选的Q u，因此宜按一定的作图比例，一般可取整个图形比例横：竖=2:3。

2. 根据沉降量确定Q u 。对于缓变型Q-s曲线，一般可取s=40—60mm对应的荷载值作为Q u 。对于大直径桩可取s=（0.03—0.06）d（d为端庄直径）所对应

的荷载值（大桩径取低值，小桩径取高值），对于细长桩（l/d>80）,可取

s=60—80mm对应的荷载。

6.什么是桩侧负摩阻力?其产生条件是什么？

桩侧负摩阻力是指，当桩周土应某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉

降变形时，在桩侧表面的一部分表面积上将出现向下的摩阻力，称其为负摩阻力。产生条件：（1）在庄附近地面大量堆载，引起地面下沉。

（2）土层中抽取地下水或其他原因，引起地下水位下降，使土层产生自重固结下沉。

（3）桩穿过欠密土层（如填土）进入硬持力层，土层产生自重固结下沉。

（4）桩数很多的密集群桩打桩时，桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土再固结引起下沉。

（5）在黄土、冻土中的桩，应黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。

7.单桩竖向承载力的确定方法有哪些？

根据《建筑基础技术规范》（JGJ 94—2008）和《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规范：（1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；

（2）设计等级为乙级得建筑桩基，当地质条件简单时，可参考地质条件相同的试柱资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定；

（3）设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数综合确定。

8.单桩水平承载力的确定有几种方法？

其求解方法有三种: 一种是直接用数学方法解桩在受荷后的弹性挠曲微分方程，再从力的平衡条件求出桩的内力和位移（这是当前广泛采用的一种）；另一种

是将桩分成有限段，用差分式近似代替桩的弹性挠曲微分方程中的各阶导数式

而求解的有限差分法；第三种则是将桩划分为有限单元的离散体，然后根据力

的平衡和位移协调条件，解得桩的各部分内力和位移的有限元法。

9.桩基础设计原则和设计的主要步骤是什么？

桩基础设计原则：做到安全适用、经济合理，设计过程中主要包括收集资料和设计两部分。

主要步骤：（1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深；

（2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值；

（3）初步拟定桩的数量和平面布置；

（4）计算单桩的竖向和水平荷载，确定群桩承载力；

（5）必要时验算地基沉降；

（6）承台结构设计;

( 7 )绘制桩和承台的结构以及施工图。

10.桩基承载力验算有那几方面内容？什么情况下验算群桩基础的地基沉降？

内容包括：1. 桩顶作用效应计算（详见P142—P143）2. 桩基竖向承载力计算。

在地质条件分布不均匀、地下水异常的情况下，在施工图桩基摩阻设计计算时会验算地基沉降问题。

11.单桩受荷过程中，桩端阻力与桩侧阻力同时发挥作用，此种说法是否正

确？

这种说法是不正确的：

柱顶在竖向荷载作用下的传递规律是：