地基基础.docx

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地基基础

地基基础模拟试题（A）参考答案

一、填空题（每空1分，共50分）

01.粘性土按含水量不同具有不同的状态，包括固态、半固态、可塑状态、流动状态。

02.若砂土的天然孔隙比与其所能达到的最大孔隙比相等，则该土处于最最疏松的状态

03.基础底面与地基之间产生的接触应力称为基底压力，而建筑物新增加于基础底面的压力称为基底附加压力，后者可以通过在建筑物建造后的基底压力中扣除基底标高处原有的土中自重应力得到。

04.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是密实度。

05.土的三相组成是，土中的固体颗粒、土中的水、土中的气。

06.若土的压缩曲线（e—p曲线）较陡，则表明土的压缩性土的压缩性较大。

07.如图所示，若采用角点法计算基础甲中心点0下附加应力，则当计算由本基础产生的附加应力时，0点取为4个相等小矩形oabc的公共角点；当计算由相邻基础乙产生的附加应力时，0点取2个相等小矩形oafg和2个与oaed相同的矩形的公共角点。

07题图

09．文克尔地基模型适用于_抗剪__强度很低的地基，因为该模型忽略了地基的_剪力__。

10．桩按挤土效应可分为挤土桩、小量挤土桩和非挤土桩。

11．如果因为建筑方面的原因，建筑物的平面造型复杂，这时可以通过设置__沉降缝___来避免建筑物的不均匀沉降产生的结构应力。

12．各级建筑物的基础底面积均应按地基承载力进行计算。

13．基础设计除了要满足基础本身的___承载力____要求之外，还要满足地基_承载力_和_变形_的要求。

14．大面积地面堆载使桩周土层压密，使桩侧产生负摩擦力。

15．竖向抗压桩桩侧的负摩擦阻力会_增大_桩身内力，__增大_桩顶沉降。

16．上部结构荷载在柱下十字交叉基础节点上的分配，一般要求满足_静力平衡__和_变形协调_条件。

17．设计筏板基础底面时，应尽可能使_荷载合力的作用点_和__筏基底面形心_重合，或者通过筏板__外挑长度__来减小偏心。

当不能重合时，在永久荷载与可变荷载准永久组合下，矩形基底的偏心距宜小于或等于_1/60_的基础宽度。

18．控制地基变形的指标有沉降量沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

对于框架结构，地基变形一般由沉降差控制。

19．粘性土的天然结构受到破坏时会导致强度降低。

土的这种结构性对其强度的影响用灵敏度来表达。

20．桩端进入硬持力层的深度，对于粘性土，不宜小于2倍桩径；对于砂土，不宜小于1.5倍桩径。

21．根据土的压缩试验确定的压缩模量，表达了土在侧限条件下竖向压力和竖向应变之间的定量关系。

22．群桩基础中的单桩称为基桩。

23.单桩轴向承载力的确定有时取决于桩本身的材料强度。

24．端承桩是指在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部由桩端阻力承受的桩。

二、名称解释（6分）

25．桩的负摩阻力（3分）；

当土层相对于桩侧向下位移时，产生于桩侧的向下的摩阻力称为负摩阻力

26．基础刚性角（3分）

基础台阶的宽高比（挑出部分的宽度与其对应高度之比）限值对应的角度，取决于材料强度等级和地基反力大小。

三、名词辨析（10分）

27．桩的摩阻与端阻（5分）；

在桩顶竖向荷载或其他因素作用下，桩身相对于土的位移产生的桩侧表面摩阻力，称为桩的摩阻。

桩底持力层因受压引起的桩端反力，称为端阻。

28．梁板式筏基与平板式筏基（5分）；

都是钢筋混凝土板式基础，梁板式筏基在基础板上部或下部设置肋梁，而平板式筏基一般为等厚度板。

四、问答题（22分）

29．简述柱下条形基础倒梁法的适用条件和计算步骤（7分）；

倒梁法计算简图要点：

把柱下条形基础视为上部结构柱为铰支座的、倒置的连续梁；地基反力按直线分布；考虑基础跨越作用，边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩计算值宜乘以1.2系数作为设计值。

倒梁法的适用条件：

地基土比较均匀；上部结构刚度较大，荷载分布均匀；条形基础的高度不小于1/6柱距。

满足上述条件的条形基础内力按连续梁计算，否则，宜按弹性地基梁计算。

倒梁法计算步骤：

确定基础梁的形心位置及底面长度；按地基承载力确定基础梁底面宽度；按抗剪承载力确定基础梁的翼板高度，按抗弯承载力计算横向受弯钢筋；按连续梁计算肋梁截面内力，根据截面抗弯、抗剪承载力计算纵向配受弯钢筋和抗剪箍筋。

30．简述地基基础规范的分层总和法的要点（7分）；

采用侧限条件下的压缩性指标计算沉降；采用了平均附加应力系数的概念；按沉降大小规定了地基沉降计算深度zn的标准；提出了地基沉降计算经验系数，使计算结构更接近实际值。

31．简述桩设计的基本步骤和内容（8分）；

步骤：

（1）选择桩型、截面和长度；

（2）确定桩竖向承载力标准值；（3）初步确定桩数、布置桩位；（4）确定竖向承载力设计值；（5）桩顶作用效应验算；（6）对需要计算变形的建筑物进行沉降验算；（7）对于预制桩，按施工、使用阶段内力进行桩身结构强度设计。

对于灌注桩，按使用阶段内力进行桩身结构强度设计；（8）承台设计；（9）绘制施工图。

以上步骤（5）若不满足则返回第（3）调整桩数、桩位布置；步骤（6）不满足，则需返回步骤

（1），重新选择桩型、截面和长度。

五、计算题（12分）

32.有一钢筋混凝土基础，上部传来的轴向力N＝600kN，柱子截面尺寸at＝bt＝350mm，基础埋深d＝1.8m，地基承载力特征值fa＝180kN／m2，钢筋选HPB235，fy＝210N／mm2，混凝土用C25，ft＝1.3N／mm2，试计算基础底面尺寸并进行承载力验算（包括基础冲切承载力验算和配筋计算），画出基础配筋简图。

提示：

采用锥形基础、正方形底面

32题图

解：

确定基础底尺寸，采用正方形截面

地基净反力

基础有效高度h0

确定基础高度h

基础计算高度h＝235＋40＝275mm

取基础高度h＝300mm，设置垫层的厚度为100mm，则基础有效高度h0＝300－40＝260mm

计算底板配筋

采用锥形基础，因为取正方形截面，故MⅠ＝MⅡ

所得的AsⅠ是整个长度l＝b＝2m内应配置的钢筋，单位长度所需要的钢筋数量

As＝AsⅠ／l＝1506mm2／2m＝753mm2／m

即在1m长度内应配置753mm2面积的钢筋。

选φ12@140，钢筋根数1000/140＝7.1，取7

As＝7×π/4×144＝791.6mm2／m＞753mm2／m，符合要求

基础简图如下，

地基基础模拟试题（B）参考答案

一、填空题（每空1分，共50分）

01.通过建筑物基础作用于地基表面的压力，称为基底压力。

02.土中的自重应力指任意深度处水平面上的竖向自重应力和竖直面上的侧向自重应力。

03.土的压缩系数是评价地基土压缩性高低的重要指标。

04.地基土（岩）在工程上分为岩石、碎石类土、砂类土、粉土、粘性土、特殊土。

05．计算基桩的竖向承载力设计值时，端承型桩和桩数不超过3根非端承桩基可不虑群桩效应和承台效应。

06．土的基本指标指土粒的比重ds、含水量w、和密度ρ,其它指标可以通过土的三相比例关系由基本指标可以导出。

07.淤泥和淤泥质土的天然含水量大于液限。

08．我国地基基础设计规范规定，当基础宽度大于__3_米或埋置深度大于__0.5_米时，地基承载力应进行宽度修正或埋深修正。

09.土在侧限条件下的压缩性可以用孔隙比e和压力p的关系曲线来表示。

10．选择基础埋置深度，一般应根据三个方面综合考虑确定：

_上部结构_；__地下水埋深__；__地基冻融条件__；

11．目前国内常用的计算地基沉降的方法有分层总和法和《建筑地基基础设计规范》推荐的方法。

12．直接支撑基础的土层称为___持力层___，其下的土层称为__下卧层____。

13.地基承载力标准值作埋深修正时，对于地下室，如采用分离式基础，埋深应从室内地面标高算起算起。

14．桩基按受力特点分为端承桩和摩擦桩，当基岩或密实的卵砾石层埋藏不很深时，应首先考虑采用_端承桩_桩。

若基岩埋置很深时（如100米），则只能考虑采用_摩擦桩_桩，但必须使桩很好地支撑于具有足够厚度、性能良好的持力层，即__砂_土层或__密实的粘_土层，以免产生过大的沉降。

15.建筑物建造后，通过基础新增加于地基表面的压力称为__基底附加压力____。

16．上部结构荷载在柱下十字交叉基础节点上的分配，一般要求满足_静力平衡__和_变形协调_条件。

17．地基土在压力作用下体积减小的性质，称为土的压缩性性。

18.孔隙比是表示土的密实程度的一个重要指标

19．无筋基础的截面尺寸通过限制材料强度等级和台阶宽高比的要求来满足基础承载力的要求。

20．受建筑物荷载影响的那一部分地层称为地基，基础底面至地面的距离，称为基础埋深，直接支承基础的地层称为持力层。

22．基础可分为两大类，浅基础和深基础。

23．浅基础包括扩展基础、条形基础、筏形基础等。

二、名称解释（6分）

24．地基净反力（3分）

由建筑物荷载作用产生的作用于基础地面的地基反力，其值应扣除基础自重和覆土重。

25．基础刚性角（3分）

基础台阶的宽高比（挑出部分的宽度与其对应高度之比）限值对应的角度，取决于材料强度等级和地基反力大小。

三、名词辨析（10分）

26．桩的正摩擦力与负摩擦力（5分）；

桩与桩周土之间相对位移产生的桩表面的摩擦力，其中摩擦力方向向上为正摩擦力，向下为负摩擦力。

27．浅基础与深基础（5分）；

通常把埋置深度不大，只需经过挖槽、排水等普通施工工序就可以建造起来的基础统称为浅基础。

对于浅层土质不良，需要利用深处良好地层的承载能力，而采用专门的施工方法和机具建造的基础，称为深基础。

四、问答题（22分）

28．简述文克尔地基梁的适用条件和分类（7分）；

文克尔地基梁采用了文克尔地基模型。

文克尔地基模型忽略了地基的剪切强度，适用于抗剪强度很低的半液态土〔如淤泥、软粘土等）地基或基底下塑性区相对较大的地基，以及厚度不超过梁或板的短边宽度之半的薄压缩层地基。

文克尔地基梁可按特征长度u分类：

（1）无限长梁，只要梁足够长，荷载离梁端距离大于3u，则此荷载对梁端的影响基本消失，这种梁称为无限长梁。

（2）半无限长梁：

当荷载离一端距离小于3u，而另一端离端部大于等于3u，这种梁称为半无限长梁。

（3）有限长梁：

若荷载离两端距离都小于3u，则此梁称为有限长梁（或称为短梁）。

29．简述地基分层总和法的要点（7分）；

计算时假定地基土压缩时不发生侧向变形，即采用侧限条件下的压缩性指标．取基底中心点下的附加应力进行计算。

分层总和法计算步骤如下：

（1）按分层厚度h≤0.4b（b为基础宽度）或1～2m将基础下土层分成若干薄层，成层土的层面和地下水面是当然的分层面。

（2）计算基底中心点下各分层界面处的自重应力σc和附加应力σz。

当有相邻荷载影响时，σz应包含相邻荷载的影响。

（3）确定地基沉降计算深度zn。

在该深度处应符合σz＜0.2σc，若其下方还存在高压缩性土，则要求σz＜0.1σc。

（4）计算各分层的自重应力平均值

和附加应力平均值

，取

。

（5）从相应土层的e—p曲线上查得与

、

相对应的孔隙比

、

。

（6）计算各分层土在侧限条件下的压缩量。

30．简述预制混凝土桩设计的基本步骤和内容（8分）；

步骤：

（1）选择桩型、截面和长度；

（2）确定桩竖向承载力标准值；（3）初步确定桩数、布置桩位；（4）确定竖向承载力设计值；（5）桩顶作用效应验算；（6）对需要计算变形的建筑物进行沉降验算；（7）对于预制桩，按施工、使用阶段内力进行桩身结构强度设计。

（8）承台设计；（9）绘制施工图。

以上步骤（5）若不满足则返回第（3）调整桩数、桩位布置；步骤（6）不满足，则需返回步骤

（1），重新选择桩型、截面和长度。

五、计算题（12分）

31.一钢筋混凝土内柱截面尺寸为300mm×300mm，作用在基础顶面的轴心荷载设计值F＝400kN。

表层为素填土，厚度1m，重度

，其下为细砂层，地基承载力特征值fa＝140kN／m2，地下水位在地表下1.6m处。

钢筋选HPB235，fy＝210N／mm2，混凝土用C20，ft＝1.1N／mm2，试计算基础底面尺寸并进行承载力验算（包括基础冲切承载力验算和配筋计算），画出基础配筋简图。

提示：

采用锥形基础、正方形底面

解：

确定基础埋深及地基承载力设计值

由于地下水位在地表下1.6m深处，为避免造成施工困难，基础埋深宜在1.0m至1.6m之间，现取埋深d＝1.0m。

查教材得细砂持力层

，承载力设计值为：

确定基础底面尺寸

取正方形基底，

，取

计算基底净反力设计值

确定基础高度

基础有效高度h0

确定基础高度h

基础计算高度h＝209＋40＝249mm

取基础高度h＝300mm，设置垫层的厚度为100mm，则基础有效高度h0＝300－40＝260mm

计算底板配筋

采用锥形基础，因为取正方形截面，故MⅠ＝MⅡ

所得的AsⅠ是整个长度l＝b＝1.7m内应配置的钢筋，单位长度所需要的钢筋数量

As＝AsⅠ／l＝850.8mm2／1.7m＝500.4mm2／m

即在1m长度内应配置500.4mm2面积的钢筋

选φ10@160，钢筋根数1000/160＝6.2，取7

As＝7×π/4×102＝549.7mm2／m＞500.4mm2／m，符合要求

基础简图如下

地基基础模拟试题（C）参考答案

一、填空题（每空1分，共50分）

01砂土、碎石土统称为无粘性土，这类土的密实度对其工程性质有重要的影响。

02粘性土由可塑状态转到流动状态状态的界限含水量称为液限；由半固态（或坚硬状态）转到可塑状态的界限含水量称为塑限。

03省去％符号后的液限和塑限的差值称为塑性指数。

液性指数则是粘性土的天然含水量和塑限的差值（除去％号）与塑性指数之比，它是判别粘性上软硬状态状态的指标。

04碎石土是粒径大于2mm的颗粒超过总质量50％的土，碎石土的分类依据是颗粒

级配及形状。

05粘性土是指塑性指数大于10的土。

粘性上按塑性指数分为粉质粘上和粘土。

06土的工程性质具有的特点是压缩性大、强度低、渗透性大。

07土的三相比例指标中由试验直接测定的基本指标是密度、比重、含水量。

08已知地基中某点的竖向自重应力为σcz，静止侧压力系数为K0，则该点的侧向自重应力为K0σcz。

09计算地下水位以下土层的自重应力时，必须以有效重度代替该土层的天然重度。

10土在侧限条件下的压缩性可以用孔隙比e和压力p的关系曲线来表示。

11按软弱下卧层承载力标准值确定其承载力设计值时，只需进行深度修正。

12根据地基损坏造成建筑物破坏后果的严重性．将建筑物分为三个安全等级，20层以上的高层建筑的安全等级为一级、其破坏后果很严重。

13各级建筑物的基础底面积均应按地基承载力进行计算，建造在斜坡上的建筑物应验算其稳定性。

14浅基础的类型按常用基础材料可分为砖基础，毛石基础，灰土基础，三合土基础，混凝土基础，毛石混凝土基础．钢筋混凝土基础。

15调整不均匀沉降能力较强的基础类型主要有条形基础、交梁基础、筏板基础、箱形基础。

16一般规定，基础的最小埋深为0.5m，基础顶面至少应低于设计地面0.1m。

17在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩称为摩擦端承桩；桩顶荷载全部由桩端阻力承受的桩称为端承桩，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受的桩称为端承摩擦桩；桩顶荷载全部由桩侧阻力承受的桩称为摩擦桩。

18规范规定，桩数少于9根的挤土预制桩的最小中心距为3d（d为桩径）。

19单桩竖向承载力的确定取决于两个方面：

其一，取决于桩本身的材料强度；其二，取决地层的支承力。

20计算桩基沉降时，桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基可视作实体深基础，并按分层总和法计算。

二、名称解释（6分）

21．基础埋深（3分）；

基础底面距设计地面标高的距离。

22．软弱地基（3分）

持力层主要由软弱土组成的地基称为软弱地基。

三、名词辨析（10分）

23．摩擦桩与摩擦型桩（5分）；

在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受的桩称为摩擦型桩；桩顶荷载全部由桩侧阻力承受的桩称为摩擦桩。

24．筏形基础与箱形基础（5分）；

筏形基础是连续的板式基础，其中带肋梁为梁板式筏基，不带肋梁者为平板式筏基。

由于底面积大，筏板基础可以减小地基上单位而积的压力（即基底压力），同时可以提高地基承载力．并能有效地增强基础的整体性，调整不均匀沉降。

箱形基础是内钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外墙组成的整体空间结构。

其特点是具有很大的抗弯刚度，只能产生大致均匀的沉降或整体倾斜．从而基本上消除了因地基变形而使建筑物开裂的可能性。

箱形基础的钢筋、水泥用量很大，施工技术要求也高。

四、问答题（22分）

25．简述矩形均布荷载下计算附加应力的角点法（7分）。

利用角点应力表达式，可以求算平面上任意点O（可以在矩形面积之外）下任意深度处的竖向应力，这种方法称为角点法。

角点法公式为

，式中，Kc角点附加应力系数，可查表取用，

为均布荷载集度。

角点法求任意计算点O的附加应力步骤是：

（1）划分荷载面，把计算点变为角点；

（2）按叠加原理计算分布荷载在计算点的附加应力。

具体作法是通过O点作一些辅助线．使从成为几个矩形的公共角点，角点以下z深度的应力

就等于这几个矩形在该深度引起的应力之总和。

根据O点位置不同，可分下列几种情况，如下图所示。

O点在荷载面边缘O点在荷载面内部

O点在荷载面边缘外侧O点在荷载面角点外侧

Ⅰ－ofbgⅡ－ofahⅠ－ohceⅡ－ohbf

Ⅲ－oecgⅣ－oedhⅢ－ogdeⅣ－ogaf

26．简述无筋扩展基础承载力设计的主要内容（7分）；

无筋扩展基础设计的主要内容：

（1）基础形式的选择；

（2）基础埋置深度的选择；（3）根据地基承载力确定基底平面尺寸。

对于由不同材料叠合组成基础，还要根据下层承载力验算上层基底尺寸；（4）基础断面计算，基础高度由台阶宽高比容许值确定；（5）基础施工图绘制。

27．简述桩承台设计的主要内容（8分）；

（1）确定承台尺寸。

根据桩数n及布桩情况决定承台的平面尺寸，承台应宽出边桩外缘不少于1d（d为桩径）。

承台的厚度则由抗冲切要求决定，但至少为300mm。

承台厚度应满足柱的向下冲切和角桩的向上冲切承载力要求。

（2）计算承台配筋。

承台内钢筋直径一般不宜小于12mm，间距不大于200mm。

对于矩形承台，钢筋应按双向均匀通长布置；对于三角形承台，钢筋应按三向板带均匀布置。

钢筋截面面积应满足弯曲承载力要求，并根据计算所得的弯矩来确定。

五、计算题（12分）

28.有一承重外墙，厚度为360mm，上部结构传来的设计荷载为N＝240kN／m，内外高差为0.45m，室外基础埋深d＝1.3m（从室外地面算起），地基承载力设计值fa＝155kN／m2，混凝土强度等级C20，fc=10N／mm2，钢筋HPB235，fy＝210N／mm2，试设计此基础。

28题图

解：

确定基础埋深

沿纵向取单位长度1m，确定基础宽度b

，取b＝2.0m

求地基净反力pj

求最大剪力V，砖墙，悬臂长度取至墙边

求有效高度h0

计算底板高度

底板下设100mm垫层，取保护层40mm，预设钢筋直径d＝14mm

取h＝200mm，则h0＝200－40＝160mm

底板最大弯矩

底板受弯钢筋

底板受弯钢筋选用

构造要求：

≥φ10@200，选用φ14@120

根数：

1000/120＝8.3，取9根

A's＝9×π/4×142＝1385mm2／m＞As＝1334mm2／m，符合要求

底板分布钢筋选用

构造要求：

≥φ8@300，选用φ8@300

根数：

b/250＝1000/250＝4，取7根

A分布＝4×π/4×82＝201.0mm2／m＞As/10＝133.4mm2／m，符合要求

配筋简图如下。