基础工程简答题与参考答案完整版Word文档格式.docx

1、23、由于地基不均匀变形引起的建筑物裂缝有什么规律？24、减轻建筑物不均匀沉降危害的措施有哪些？三、简答1、答（1）在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应有足够的安全度。（2）控制地基的特征变形量不超过规范允许值，（3）满足基础结构的强度、刚度和耐久性。2、答常规分析方法仅考虑了地基、基础和上部结构之间满足静力平衡条件，忽略了彼此之间的变形协调条件；而合理的分析方法以三者同时满足静力平衡和变形协调两个条件为前提。3、答刚性基础能跨越基础底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象叫作基础的“架越作用”。其影响因素为基础和地基的相对刚度、土的压缩性以及基底下的塑性区大小。4、答（ 1

2、）柔性结构：以屋架一柱一基础为承重体系的木结构和排架结构，它对基础的不均匀沉降有很大顺从性，沉降差一般不会引起主体结构的附加应力。 （ 2 ）敏感性结构：砖石砌体承重的结构和钢筋混凝土框架结构，对基础不均匀沉降反应很敏感，它们在调整地基不均匀沉降的同时，会引起结构中的次应力，甚至会在构件、墙体中产生裂缝。 （ 3 ）刚性结构：烟囱、水塔等高耸结构物之下，整体配置的独立基础和上部结构浑然一体，使整个结构体系有很大刚度，当地基不均匀沉降时，基础转动倾斜，但几乎不会发生相对挠曲；此外，体形简单、长高比很小，通常采用框架剪力墙或筒体结构的高层建筑，其下常配置相对挠曲很小的箱形基础、桩基及其他形式的深基

3、础，也可作为刚性结构考虑。5、答无筋扩展基础采用的材料一般有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等，具有较好的抗压性能但抗拉、抗剪强度不高；设计时通过对基础构造的限制即限制刚性角来保证基础内应力和剪应力不超过相应的材料强度基础的相对高度较大，几乎不发生挠曲变形。6、答地基是为支承基础的土体或岩体，基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，天然地基是在基础建造时未经加固处理的天然土层。7、答由于不同类型的建筑物对地基变形的适应性不同，所以在验算地基变形时，要考虑对不同建筑物采用不同的地基变形特征来进行比较控制。8、答先重（高）后轻（低）施工顺序。以防止重的建筑物对轻的建筑物产生附加沉降。

4、9、答设计刚性基础时，地基承载力越大，刚性角越小。因为地基承载力大，则基底反力大，在基础内产生的内力大，所以，减小基底尺寸，可减小内力，防止开裂，故刚性角小。10、答单独基础、条形基础、柱下十字形基础、片筏基础、箱形基础等11、答（1）当地层温度降至0 以下时，土体孔隙中的水分开始冻结，体积增大，形成冰晶体，未冻结区水分的迁移使冰晶体进一步增大，形成冻胀。（2）危害：如冻胀产生的上抬力大于作用在基底的竖向力，会引起建筑物开裂至破坏；当土层解冻时，冰晶体融化，土体下陷，会出现融陷现象，这会引起地基的不均匀沉降，降低土体承载力。（3）地基土冻胀分类要考虑土的种类和颗粒级配、冻前天然含水量、冻结期间

5、地下水位距冻结面的最小距离、平均冻胀率等因素；（4）基础不一定埋在冰冻深度以下，基底下允许冻土层厚度满足规范要求12、答基底平均压力用于进行地基承载力计算；平均附加压力用于进行地基沉降计算；平均净反力用于计算基础内力及配筋。13、答（1）当地下水位变化在基础底面以上时，影响不大，（2）地下水位在基础底面以下压缩层范围内变化时，可直接影响建筑物安全。水位上升，使土体强度降低，建筑物产生较大沉降和不均匀沉降，对于湿陷性黄土、膨胀土，则更为严重；水位下降，会增加土自重应力，引起基础附加沉降和不均匀沉降；在开挖基坑时，尤其应注意降水对邻近建筑物的影响； （3）在有地下结构物建筑工程中，地下水的上升必将

6、对结构物产生浮托作用，使结构物整体上浮或底板开裂，甚至破坏。另外对地下结构物的防潮、防湿不利；（4）地下水位变化会直接影响到河谷、岸边或边坡岩土体的稳定；（5）地基土的冻胀、融陷，使建筑物发生过大沉降及不均匀沉降，危及建筑物安全和正常使用。14、答地基承载力特征值是指由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。15、答地基土的标准冻深是指在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于 10 年的实测最大冻深的平均值。16、答刚性基础通常是指基础材料（砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等）具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高基础的外伸宽度

7、和高度的比值在一定限度内足以避免发生在基础内的拉应力和剪应力超过其材料强度设计值；基础几乎不会发生弯曲变形。柔性基础主要是指钢筋混凝土基础，不仅具有较好的抗剪能力，面且具有较好的抗弯能力。17、答基础的埋置深度是指基础底面到天然地面的垂直距离。影响基础埋深的因素很多，主要有：建筑物的用途类型及荷载大小性质、工程地质和水文地质、相邻建筑物基础埋深、地基土冻胀和融陷及是否需要补偿等，应综合考虑以上因素后加以确定。18、答补偿基础是指用挖去基坑内的土体以减小基底附加应力的方法降低拟建建筑物的沉降量。若作用在基础底面的附加压力等于零，即建筑物的重力等于基坑挖去的总土重，这样的基础称为全补偿基础；若基底

8、附加应力大于零，即建筑物的重力大于基坑挖去的总土重，则称为部分补偿基础；以上二者统称为补偿基础19、答根据对荷载效应和地基承载力的取值方法不同主要有容许承载力方法、安全系数方法和分项系数方法。20、答在持力层以下受力层范围内存在软土层，其承载力比持力层承载力小得多，该软土层称为软弱下卧层。验算软弱下卧层的强度时，要求传递到软弱下卧层顶面处的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值。21、答一级建筑物及部分二级建筑物需要进行地基变形验算，这里，一级建筑物是指重要的工业和民用建筑、 20 层以上的高层建筑、体形复杂的 14 层以上的高层建筑、对地基变形有特殊要求的建筑物和单桩承受的

9、荷载在 4000kN 以上的建筑物；二级建筑物是指二般的工业和民用建筑。变形控制特征有：沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜、平均沉降和相对弯曲。22、答将地基、基础和上部结构三者作为一个整体，在计算其内力和变形时考虑接触部位的变形协调作用，称为上部结构和地基基础共同作用。23、答如果基础的中部沉降大，墙体发生正向弯曲，裂缝和主拉应力垂直，裂缝呈正八字形开展；反之，两端沉降大，墙体反向弯曲，则裂缝呈倒八字形裂缝首先在墙体刚度削弱的窗角发生，而窗洞就是裂缝的组成部分24、答减轻建筑物不均匀沉降危害的措施通常有：采用桩基础或其他深基础，以减轻地基总沉降量对地基进行处理，以提高地基的承载力和压缩模量。在建

10、筑、结构和施工中采取措施具体说来，建筑措施主要有：建筑物的体形力求简单、增强结构的整体刚度、设置沉降缝、和相邻建筑物基础保持合适的净距、调整某些设计标高以防止过大的建筑物沉降影响建筑物的使用功能等结构措施主要有设置圈梁选用合适的结构形式，减轻建筑物和基础的自重，减小或调整基底附加压力，加强基础刚度。施工措施主要有：先建重（高）建筑、后建轻（低 建筑的程序建筑物施工前使地基预先沉降，注意沉桩、降水对邻近建筑物的影响，基坑开挖坑底土的保护。1、地基反力分布假设有哪些？其适用条件各是什么？2、简述基础结构设计的主要内容。3、试比较刚性基础、墙下条形基础和柱下条形基础在截面高度确定方法上的区别。4、试

11、述倒梁法计算柱下条形基础的过程和适用条件。5、如何区分无限长梁和有限长梁？文克勒地基上无限长梁和有限长梁的内力是如何6、简述用有限单元法计算弹性地基梁和弹性地基板内力和变形的主要步骤。7、为什么倒梁法计算肋梁内力时，“支座”反力和柱轴向力不等？8、十字交叉基础轴力分配和弯矩分配的原则是什么？9、试述地基基础设计的一般步骤。10、常用的地基计算模型有哪几种？分别说明各自的原理。地基反力分布应根据基础形式和地基条件等确定。主要有直线分布法和弹性地基梁法，对墙下条形基础和柱下独立基础，地基反力通常采用直线分布；对柱下条形基础和筏板基础等，当持力层土质均匀、上部结构刚度较好、各柱距相差不大、柱荷载分布

12、较均匀时，地基反力可认为符合直线分布，基础梁的内力可按直线分布法计算；当不满足上述条件时，宜按弹性地基梁法计算。根据浅基础的建造材料不同，其结构设计的内容也不同。由砖、石、素混凝土等材料建造的刚性基础，在进行设计时，采用控制基础宽高比的方法使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。由混凝土材料建造的扩展基础，截面设计的内容主要包括基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。刚性基础的高度由基础的高宽比确定；墙下条形基础的高度由混凝土的抗剪切条件确定。而柱下条形基础的截面高度由馄凝土的抗冲切和抗弯条件确定。倒梁法是将基础梁视作倒置的多跨连续梁，以地基净反力及柱角处的

13、弯矩当作基础梁上的荷载，用弯矩系数法来计算其内力，然后通过逐次调整支座反力和柱子的作用力的差值来消除这种不平衡力，再用弯矩分配法或弯矩系数法计算调整荷载引起的内力和支座反力，并重复计算不平衡力，直至其小于计算容许的最小值，将逐次计算的结果叠加即为最终的内力计算结果。倒梁法适用于上部结构刚度很大、各柱之间沉降差异很小的情况。无限长梁和有限长梁的区分由柔性指数确定，当基础梁的柔性指数大于或等于二时为无限长梁；当柔性指数在/4到之间时为有限长梁。文克勒地基上无限长梁和有限长梁的内力是先假定地基每单位面积上所受的压力和其相应的沉降量成正比，而地基是由许多互不联系的弹簧所组成，某点的地基沉降仅由该点上作

14、用的荷载所产生，再通过求解弹性地基梁的挠曲微分方程得出计算内力值。 （ l ）将梁以若干节点分成等长度的若干个梁单元，每个节点有挠度和转角两个自由度，相应的节点力为剪力和弯矩；设各子域的地基反力为均匀分布，则可得每个单元上的地基反力的合力，并将其以集中反力的形式作用于节点上。（2）建立联系节点力和节点位移的单元刚度矩阵；（3）建立梁单元节点力和结点位移之间的关系；（4）把所有的单元刚度矩阵根据对号人座的方法集合成梁的整体刚度矩阵，将单元列向量集合成总荷载列向量，将单元节点位移集合成位移列向量，建立梁的整体平衡方程； （5）引人基床系数假定，并考虑地基沉降和基础挠度之间的位移连续性条件，将单元节

15、点处地基沉降集合成沉降列向量；（6）求解整体平衡方程，可得任意截面处的挠度和转角，从而可计算出相应的弯矩和剪力分布。地基反力的直线分布假定和视柱端为铰支座假定和实际不符柱轴向力计算没有考虑建筑物（包括基础）的整体刚度以及地基的可压缩性。十字交叉基础的突出特点是它在两个方向上都由连续梁来承担柱荷载，工程设计中是按变形协调原则将柱的竖向荷载沿两个方向进行分配或按刚度分配原则进行分配，力矩荷载不再分配，仍由作用方向上的梁承受。然后，将它们分为相互独立的条形基础，按柱下条形基础的内力计算方法分别计算内力。地基基础设计的一般步骤如下：（1）充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。（2）综合考虑选择

16、基础类型和平面布置方案；（3）确定地基持力层和基础埋深，（4）确定地基承载力特征值；（5）按地基承载力特征值确定基础底面尺寸（持力层和下卧层承载力验算） , （6）进行必要的地基稳定性和变形特征验算；（7）进行基础的结构设计。常用的地基计算模型有三种：文克勒地基模型、弹性半空间地基模型、分层地基模型。（1）文克勒地基模型原理：假定地基上任一点所受的压力强度 p 仅和该点的地基沉降 S 成正比，而和其他点上的压力无关。 P=ks（k为基床系数）。（2）弹性半空间地基模型原理：以均质弹性半空间的应力或位移解答为基础，用于分层总和法的地基模型。（3）分层地基模型原理：即我国规范中用以计算地基沉降的分

17、层总和法，地基沉降等于压缩层范围内各计算分层在完全侧限条件下的压缩量之和。1、桩侧极限摩阻力和桩端极限摩阻力均随深度线性增加，此说法是否正确？2、单桩受荷过程中，桩端阻力和桩侧阻力同时发挥作用，此说法是否正确？3、说明单桩静载试验曲线的形式。4、什么是高承台桩？什么是低承台桩？各自的适用条件是什么？5、单桩的破坏模式有几种？6、轴向荷载作用下的竖直单桩，按荷载传递方式不同，可分为几类？7、什么是桩侧负摩阻力？其产生条件是什么？8、什么是桩侧阻的时效性？说明粘性土和砂土的时效有何差异，为什么？9、桩身中性点深度的影响因素是什么？10、决定单桩竖向承载力的因素是什么？11、在什么情况下会出现承台底

18、面脱地情况？12、什么是复合桩基？1 答否。在一定深度范围内，桩的侧阻和端阻随深度线形增加深度达到某一临界时不再增加，侧阻和端阻的临界深度之比可变动于0.3-1.0之间，这叫做侧阻和端阻的深度效应。2 答单桩受荷过程中，桩端阻力发挥滞后于桩侧阻力，且其充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩阻力到达极限所需的桩身截面位移值大得多。3 答单桩静载试验曲线有陡降和缓变两类形式。当桩底持力层不坚实，桩径不大，破坏时桩端刺入持力层的桩，荷载一沉降试验曲线为陡降型，有明显的破坏特征点，据之可确定单桩极限承载力，对桩底为非密实砂类土或粉土，清孔不净残留虚土，桩底面积大，桩底塑性区随荷载增长逐渐扩展的桩，荷载一沉降

19、试验曲线为缓变型，无明显特征点，极限承载力根据建筑物所能承受的最大沉降确定。4 答桩基础由桩和承台两部分组成。当桩承台底面位于地基中时，称低承台桩基；当桩承台底面高出土面以上时，称高承台桩基。低承台桩基常用于一般的房屋建筑物中，高承台桩基常用于港口、码头、海洋工程及桥梁工程中。5 答单桩破坏模式有五种；桩身材料屈服（压曲）；持力层整体剪切破坏；刺人剪切破坏；沿桩身侧面纯剪切破坏；在上拔力作用下沿桩身侧面纯剪切破坏。6 答（1）端承型桩：端承桩：桩顶极限荷载大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力忽略不计。摩擦端承桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大。（2）摩擦型桩：摩擦桩

20、：桩顶极限荷载大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力忽略不计。端承摩擦桩：桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大。7 答（1）在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。（2）产生条件：位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结；大面积堆载使桩周土层压密；在正常固结或弱超固结的软粘土地区，由于地下水位全面降低，致使有效应力增加，引起大面积沉降；自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷；打桩时，使已设置的邻桩抬起。8 答桩的侧阻大小和搁置时间有关，并非固定不变，即为侧阻的时效性。（2）粘性土在打桩时，由于结构扰动和孔隙水压力升高，将使桩间土强度降低；打桩停止后

21、经过一段时间，随着孔隙水压力的逐渐消散，土体不断固结，再加上触变作用使土的结构得到恢复，使桩周附近土的强度回复甚至超过土的原有强度。即在粘性土中，打桩过程对侧阻的影响是先降低后提高。在砂土中打桩，主要使桩周土挤密，侧阻提高；打桩停止后，靠近桩表面的土的挤密效应会由于应力调整而部分丧失，故侧阻先增加，后降低。9 答中性点深度和桩周土的压缩性和变形条件以及桩和持力层的刚度等因素有关，例如：桩尖沉降越小，中性点深度越大，当桩尖沉降等于零时，则中性点深度等于桩长故对于支承在岩层上的端承桩，负摩擦力可分布于全桩身。10 答决定单桩竖向承载力的因素：（1）桩身的材料强度；（2）地层的支承力；二者取小值。一

22、般，桩的承载力主要由后者决定材料强度往往不能充分利用，只有端承桩、超长桩及桩身质量有缺陷的桩，才能由桩身材料强度来控制桩的承载力。11 答 （1）承受经常出现的动力作用，如铁路桥梁的桩基（2）承台下存在可能产生负摩擦力土层，如湿陷性黄土、欠固结土、新填土、高灵敏度软土及可液化土等；或由于降水地基土固结而和承台脱开；（3）在饱和软土中沉人密集桩群，引起超静孔隙水压力和土体隆起，随着时间推移，桩间土逐渐固结下沉而和承台脱离。12 答摩擦型群桩基础承台底面贴地，通过承台底面反力分担部分桩基荷载，使承台兼有浅基础作用，称为复合桩基。1.地基处理的重要性及地基失事的影响：基础工程属于底下隐蔽工程，它的勘

23、察、设计和施工质量，直接关系到建筑物的安全。一旦地基基础发生事故，补救非常困难，财力花费大，有些几乎无法补救。2.地基基础工程问题的主要类型有：由于地基基础问题引起的上部结构倾斜、墙体破坏基础自身的破坏地基承载力不足发生整体滑动破坏或沉降量过大边坡散失稳定性其他特殊不良地质条件引起的地基失效。3.为保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中必须满足：一地基的强度条件，二地基的变形条件。4.地基基础设计的基本原则：地基基础应具有足够的安全度，防止地基土体强度破坏及散失稳定性应进行必要的地基变形计算，使之不超过规定的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损伤或影响建筑物的正常使用。基础的材料形

24、式，构造和尺寸，除应能适应上部结构，符合使用要求，满足上述地基承载力，稳定性和变形要求外，还应满足基础的结构的强度，刚度和耐久性的要求。5.天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤：充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘查资料选择基础类型和平面布置方案确定地基治理层和基础埋置深度确定地基承载力按地基承载力确定基础底面尺寸进行必要的地基稳定性和地基变形计算进行基础结构设计绘制基础施工详图。6.选择基础埋深的原则：保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋以便节省投资，方便施工。7.在成层的地基中，有时在持力层以下有高压缩性的土层，将此土称为软弱下卧层。满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保

25、证了上腹持力层将不发生冲剪破坏8.浅基础的施工要点：浅基础的施工关键是需要形成一个安全、方便的施工条件。根据基坑的深度和土质条件采用放坡或支挡的方法来保持基坑的稳定性。在地下水位比较高的地方，还需要降低地下水位，使基坑土质干燥，以便施工。9.基础埋深的选择主要考虑的因素：建筑物的使用条件、结构形式、荷载大小和性质；工程地质和水文条件；环境条件，建筑物周围排水沟的布置。10.什么是地基特征值，其确定方法？：地基特征值是荷载试验或其他原位测试，公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定的值。方法：按修正公式确定按土的抗剪强度指标，用理论公式确定按荷载试验确定。11.按荷载试验确定地基承载力特征值的

26、方法：当载荷试验PS曲线上有明显的比例极限时，去该比例极限所对应的荷载值P1当极限荷载Pu确定，且Pu2PL时，取荷载极限值Pu的一半不能按上述两种方法确定时，对低压缩性土和砂土，可取S/b=0.010.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。12.为什么要验算软弱下卧层的强度：满足软弱下卧层验算的要求实质上也就是保证了上覆持力层就爱那个不发生冲剪破坏。如果软弱下卧层不满足要求，应考虑增大基础底面积或改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础设计的地基基础方案。13.基础的分析法分类：不考虑共同作用的简化分析方法考虑基础地基共同作用的分析方法考虑上部结构基础地基共同作用的分析方法。1

27、4.解决地基不均匀沉降的方法有：采用刚度较大基础形式采用各种地基处理方法综合选择合理的建筑、结构、施工方案。还包括建筑措施，结构措施，和施工措施15.减轻地基不均匀沉降的措施：一建筑措施建筑物体型力求简单控制建筑物长高比及合理布置纵横墙设置沉降缝控制相邻建筑物基础的间距调整建筑物的局部标高。二结构措施减轻建筑物自重设置圈梁减小或调整基底附加应力增强上部结构刚度或采用非敏感性结构；三施工措施，合理安排施工程序，注意施工方法。16.沉降缝的位置选择：平面形式复杂的建筑物的转折部位建筑物的高度或荷载突变处长高比较大的建筑物适当部位地基土压缩性显著变化处建筑结构类型不同处分期建造房屋的交界处。17.相

28、邻房屋的影响主要发生在：同期建造的两相邻建筑物之间的影响原有建筑物受邻近新建重型或高层建筑物的影响。18.桩基础的适用性：地基的上层土质差而下层土质较好或地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求需要长时间保存、具有重要历史意义的建筑物处承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载、水平荷载、动力或周期性荷载的作用上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感；或建筑物受到大面积底面超载的影响；或地基土性特殊。19.桩基础设计原则：所有桩基础均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：桩基础的竖向承载力和水平承载力计算；桩端平面以下软弱下卧层承载力验算；桩基础抗震承载力验算；承台及桩身承载力计算下列桩

29、基础尚应进行变形验算：桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基础的沉降验算；承受较大水平荷载或对水平变为要求严格的一级建筑桩基础的水平变位验算对不允许出现裂缝或许限制裂缝宽度的砼桩身和承台，还进行抗裂或裂缝宽度验算。20.桩的分类：按承载性状分：摩擦型桩（摩擦桩；端承摩擦桩）端承型桩（端承型；摩擦端承型）按施工方法分：预制桩；灌注桩。21.竖向荷载下单桩的工作性能：桩的承载传递桩侧摩阻力和桩端阻力单桩的破坏模式。22.单桩竖向承载力的确定方法：按材料强度确定，静载荷试验方法，静力触探法，经验公式法，动力试桩法。23.单桩在竖向荷载下的工作性能以及其破坏性状：工作性能：桩的荷载的传递桩身发生弹性压缩变形桩底土层发生压缩变形桩侧土对桩产生侧摩阻力。破坏性状：24.确定单桩竖向极限承载力标准值应满足规定：一级建筑桩基应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算，并参照地质条件相同的试验桩资料综合确定。无可参照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定三级建筑桩基，如无原位测试资料，可利用承载力试验三叔估算。25.桩侧负摩阻力: