地基与基础答案

地基与基础教材习题参考答案第1章 绪论1.什么是地基？什么是基础？它们各自的作用是什么？地基：我们将受建筑物影响在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那部分土层称为地基。作用：承受基础传来的荷载，并将荷载向土层深处传递。基础：建筑物的下部通常要埋入土层一定深度，使之坐落在较好的土层上。我们将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构，称为基础。作用：基础位于建筑物上部结构和地基之间，承受上部结构传来的荷载，并将荷载传递给下部的地基，因此，基础起着上承和下传的作用。2.什么是持力层？什么是下卧层？地基是有一定深度和范围的，当地基由两层及两层以上土层组成时，通常将直接与基础底面接触的土层称为持力层；在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层（当下卧层的承载力低于持力层的承载力时，称为软弱下卧层）。3.什么是天然地基？什么是人工地基？良好的地基应该具有较高的承载力和较低的压缩性，如果地基土较软弱，工程性质较差，需对地基进行人工加固处理后才能作为建筑物地基的，称为人工地基；未经加固处理直接利用天然土层作为地基的，称为天然地基。4.什么是浅基础？什么是深基础？对一般房屋的基础，若土质较好，埋置深度不大（d5m），采用一般方法与设备施工的基础，称为浅基础，如独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础及壳体基础等；如果建筑物荷载较大或下部土层较软弱，需要将基础埋置于较深处（d5m）的好土层上，并需采用特殊的施工方法和机械设备施工的基础，称为深基础。5.简述地基与基础设计的基本要求。（1） 地基承载力要求：应使地基具有足够的承载力（基础底面的压力），在荷载作用下地基不发生剪切破坏或失稳。（2）地基变形要求：不使地基产生过大的沉降和不均匀沉降（建筑物的允许变形值），保证建筑的正常使用。（3）基础结构本身应具有足够的强度和刚度，在地基反力作用下不会发生强度破坏，并且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。6.简述与地基基础有关的工程事故主要有哪些。苏州市虎丘塔、意大利比萨斜塔、墨西哥市艺术宫、日本新泻市公寓等。第2章 土的物理性质及工程分类1、选择题（1）C；（2）A；（3）D；（4）C；（5）C；（6）C；（7）C2、简答题 略3、案例分析（1）答案：1.09，40.4% ，12.9（2）答案：31%，0.87，47%，97%（3）答案：19.4， 16.88, 67.5%；2086m3 ；704Kn， 0.534（4）粘土，2.67（5）粉质粘土 A：可塑，B：坚固第3章 地基土中的应力计算一、选择题1B 2B 3D 4A 5B 6B 7B 8A 二、简答题1、什么是自重应力？什么是附加应力？二都计算时采用的是什么理论？做了哪些假设？自重应力是指土的有效重量在土中产生的应力，始终存在于土体之中。附加应力是由建筑物建造后由荷载作用产生的应力。自重应力和附加应力采用弹性理论计算自重应力计算的基本假设：水平方向及地面以下都是无限延伸的半无限空间体，各处均匀、连续，土体在自重应力作用下，只产生竖向变形，而无侧向位移及剪切变形。附加应力计算的基本假设：地基土是均质、连续、各向同性的线弹性半无限空间体。2、地下水位的升降对自重应力有何影响？当地下水位变化时，计算中如何考虑？地下水位的升降会引起土中自重应力的变化。当水位下降时，原水位以下自重应力增加，增加值可做为附加应力，因此会引起地表或基础的下沉；当水位上升时，对设有地下室的建筑或地下建筑工程地基的防潮不利，对粘性土的强度也会有一定影响。3、以条形基础为例，说明附加应力的在地基中传播、扩散规律。条形基础下附加应力在地基中传播、扩散规律：（1）在条形基础中心线下，在基底处最大，随着深度的增大，逐渐减小；（2）深度为的任一水平面上，在基础中心线下最大，并向两侧逐渐减小；（3）在条形基础外任一竖直线上，在处，随着深度的增大，先增大后减小。4、怎样计算矩形均布荷载作用下地基内任意点的附加应力？矩形荷载作用下地基中任意点的附加应力。如下图所示的荷载平面，求点深度为z处M点的附加应力时，可通过o点将荷载面积划分为几块小矩形，并使每块小矩形的某一角点为点，分别求每个小矩形块在M点的附加应力，然后将各值叠加，即为点的最终附加应力值。矩形均布荷载作用下地基内任意点可分为以下四种情况：点矩在形荷载边缘上（如图a）则 点在矩形荷载面内（如图b），则点在矩形荷载面边缘外侧（如图c），此时，荷载面可以看成由与之差和与之差合成的，则点在矩形荷载面角点外侧（如图d），把荷载面看成由和两个面积中扣除与而成的，则三、应用案例1、解：（1）无地下水时：（2）有地下水时：2、解： 粗砂层为透水层，采用效重度计算： 粘土层液性指数，处于坚硬状态，因此，粘土层为不透水层，计算时应按天然重度计算，并考虑上覆水的自重。 3、解：附加应力具体计算见下表：00.91.82.73.64.55.46.37.28.11.300.781.572.353.133.914.705.486.267.041.00.8460.5250.3190.2070.1430.1020.0780.0600.048148.5125.678.047.430.721.215.111.68.97.1第4章 地基的变形一、选择题1A 2A 3A 4B 5B 6B 7A 8C 9D 二、简答题1、土的压缩性指标有哪些？简述这些指标的定义及其测定方法？土的压缩性指标有：压缩系数、压缩指数、压缩模量、变形模量。压缩系数：侧限压缩试验结果用e-P曲线表示，当压力变化范围不大时，曲线段可近似地以割线代替，此割线的斜率称压缩系数，可用公式表示。压缩指数：侧限压缩试验的结果用e-lgP曲线表示，e-lgP 曲线后半段接近直线，它的斜率称压缩指数，可用公式表示。压缩模量：是指在完全侧限条件下，土的竖向附加应力与相应应变的比值，可由式求得。变形模量：无侧限条件下应力与应变的比值。其中压缩系数、压缩指数、压缩模量可由室内侧限压缩试验测得，变形模量由现场载荷试验测定。室内侧限压缩试验方法：先用环刀切取原状土样，放入上下有透水石的压缩仪内，并分级加载。在每级荷载作用下，压缩至变形稳定，测出土样的变形量，然后加下一级荷载。根据每级荷载下的稳定变形量算出相应压力下的孔隙比，称侧限压缩试验。现场载荷试验方法：在试验点挖一试坑，宽度为承压板宽度或直径的三倍，深度与待测土层相同，通过承压板对土体施加荷载。荷载应逐级增加，每级加载后，每隔一定时间测读一次沉降量，直至沉降稳定，可加下一级荷载，直至达到终止加载的标准。根据各级荷载及相应的稳定观测数值绘制荷载（）-沉降（）关系曲线。2、何谓土层前期固结压力？如何确定？如何判断土层一点的固结状态？土层前期固结压力：天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力。土层前期固结压力可按卡萨格兰德经验作用图法确定，具体步骤如下：1）从曲线上找出曲率半径最小的一点，过点作水平线和切线2）作的平分线，与曲线中直线段延长线相交于点3）点所对应的有效应力就是前期固结压力。土层一点的固结状态，可由前期固结压力与现有土的自重应力之间的相对关系来判别：1）正常固结的土：；2）超固结的土：； 3）欠固结的土：。3、分层总和法计算地基的最终沉降量有哪些基本假设？基本假设：（1）地基土是均质、各向同性的半无限空间体；（2）地基土在竖向附加应力作用下只产生竖向压缩变形 , 不发生侧向膨胀变形。（3）采用基底中心点下的附加应力计算地基变形量。4、分层总和法计算地基的最终沉降量与规范推荐法有何异同？试从基本假定、分层厚度、采用的计算指标、计算深度和结果修正等方面加以说明。分层总和法和规范推荐法计算地基的最终沉降量的相同点：（1）基本假定相同；（2）采用的计算指标相同，都采用侧限压缩试验指标、计算沉降量。分层总和法和规范推荐法计算地基的最终沉降量的不同点：（1）分层厚度不同： 分层总和法分层厚度需满足：a） (b为基底宽度 )；b）压缩性不同的天然土层、地下水界面需分层；规范推荐法厚度需满足：压缩性不同的天然土层需分层。（2）计算深度不同：分层总和法计算深度的确定：一般土层取处，对于高压缩性土层可取处；规范推荐法计算深度的确定：取深度满足处。（3）结果修正：分层总和法：不进行结果修正；规范推荐法：考虑实际情况对计算值乘以沉降经验系数进行结果修正。5、简述固结度的定义？固结度的大小与哪些因素有关？土的固结度：地基土在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形（压缩）量与最终变形（压缩）量之比。固结度的大小与土的渗透系数、孔隙比、压缩系数、水的重度、最大渗透距离、固结时间、附加应力的分布情况等因素有关。固结度随着渗透系数、孔隙比和固结时间的增大而增大，随着最大渗透距离、压缩系数的增大而减小。三、应用案例1、解：（1）计算（2）确定，计算估算：考虑到持力层下有软弱下卧层，计算深度应比估算较大些，取，求各分层，具体计算见下表：-01.501.03.23.20.58941.88611.8861732.35.45.40.40702.19780.3117312.544.85.75.70.39022.22410.026331.145.9, 满足要求。（3）确定查表4-2（当时），2、解：（1） 单面排水时：最大渗透距离 双面排水时：最大渗透距离 （2）将代入式中，解得：单面排水时：，解得：双面排水时：，解得：第5章 土的抗剪强度与地基承载力1选择题（1）B；（2）B；（3）A；（4）A；（5）D2简答题（1）粘性土与无粘性土的库仑定律有何不同？答案：粘性土与无粘性土的库仑定律主要不同在于抗剪强度的组成不同 ，粘性土的抗剪强度由两个部分组成，一个是土颗粒间的咬合摩擦，一个是粘粒间的粘结作用，；无粘性土的抗剪强度由土颗粒间的咬合摩擦引起，。（2）若受剪面处于极限平衡状态，如何改变其应力（或）能使该受剪面更安全？若受剪面上已有>f，是否可以调整应力或使其更安全？答案：若受剪面处于极限平衡状态，可以减小该点处的最大主应力1，或增大该点处的最小主应力3，可以使该受剪面更安全。但最大主应力不可以减小至小于原最小主应力，同样最小主应力不可以增大至大于原最打主应力；若受剪面上已有>f， 则改点已经破坏。（3）最大剪应力max如何计算？作用在哪个面上？答案：，当a=45°时，剪应力最大max=（1-3），作用在与最大主应力平面成45°夹角的斜面上。（4）三轴剪切试验有哪些优缺点？答案：三轴试验优点是能够控制排水条件以及可以量测土样中孔隙水压力的变化；三轴试验中试件的应力状态也比较明确，剪切破坏时的破裂面在试件的最弱处，不像直接剪切仪那样限定在上下盒之间；三轴压缩仪还可用以测定土的其他力学性质，如土的弹性模量。常规三轴压缩试验的主要缺点是：试样所受的力是轴对称的，也即试件所受的三个主应力中，有两个是相等的，但在工程际中土体的受力情况并非属于这类轴对称的情况；三轴试验的试件制备比较麻烦，土样易受扰动。（5）土体剪切破坏经历哪几个阶段？破坏形式有哪几种？答案：土体剪切破坏经历3个阶段，弹性变形阶段（ps曲线上初始的直线段）、塑性变形阶段（ps曲线上直线段后面的弧线段）、破坏阶段（ps曲线上弧线段后的竖直向下段）。破坏形式有3种，整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲切破坏。（6）如何根据现场载荷试验得到的ps曲线，确定承载力特征值ak？答案：根据ps曲线，确定承载力特征值ak的规定如下当ps曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。当极限荷载小于比例界限荷载值的2倍时，取其极限荷载值的一半。当不能按以上方法确定时，可取s/d=O.010.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值ak。（7）太沙基地基极限承载力公式的假定前提是什么？答案：太沙基假定基础是条形基础，均布荷载作用，且基础底面是粗糙的。当地基发生滑动时，滑动面分成3个区：区在基底底面下的三角形土楔，区对称位于区左右下方，其滑动面是对数螺旋曲线。区对称位于区左右，呈等腰三角形，是朗金被动状态区，滑动面与水平面成（45°-j/2）角。（8）什么是地基承载力特征值？如何对地基承载力特征值进行修正？答案：建筑地基基础设计规范（GB500072002）规定，地基承载力的特征值是指由载荷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。地基承载力特征值修正公式为 式中 a修正后的地基承载力特征值； ak 地基承载力特征值；hb、hd 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5-7取值； g 基底以下持力层土的天然重度，地下水位以下取有效重度g； b 基础底面宽度，当b<3m按3m取值，当b>6m按6m取值；gm 基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度； d 基础埋置深度，当d<0.5m按0.5m取值。一般自室外地面标高算起。3案例分析（1）某土样承受1=200kPa，3=100kPa的应力，土的内摩擦角j=30°，c=10kPa，试计算最大剪应力及最大剪应力面上的抗剪强度。解：已知土中一点最大、最小主应力时，该点某个斜截面上的应力状态为： 当sin2a=1时，即a=45°的斜截面上剪应力最大：tmax=0.5(s1-s3)=0.5(200-100)=50kPas=0.5(s1+s3)+0.5(s1-s3)cos90°= 0.5(200+100)+0=150kPatf=stanj+c=150tan30°+10=96.6kPa（2）对某土样进行直剪试验，在法向应力为50kPa、100kPa、200kPa和300kPa时，测得抗剪强度tf分别为31.2kPa、62.5kPa、125.0kPa和187.5kPa，试用作图法确定该土样的抗剪强度指标。解：由上图得知：c=0kPa由tf=stanj+c187.5=300tanj+0j=arctan(187.5/300)= arctan0.625=32°（3）已知某无粘性土的c=0，j =30°，若对该土取样做试验，如对土样施加大小主应力分别为200kPa和100kPa，式样会破坏吗？若使小主应力保持不变，大主应力是否可以增加到400kPa？为什么？解：由摩尔库伦极限平衡条件： =100×3+2×0×tan60° =300 kPa s1=200 kPa不会发生破坏。由得当s1=300kPa，s3=100kPa 时莫尔应力圆与库仑直线相切，土体处于极限平衡状态，当s1s1f时土体将发生破坏。 大主应力不能增加到400 kPa（4）某建筑物地基土的天然重度g=19kN/m3，内聚力c=25kPa，内摩擦角j=30°，如果设置宽度b=1.20m，埋深d=1.50m 的条形基础，地下水位与基底持平，基础底面以上土的加权平均重度gm=18kN/m3，计算地基的临塑荷载：pcr和临界荷载p1/4。 解：临塑荷载 临界荷载（5）已知某条形基础，宽度b=1.80m，埋深d=1.50m。地基土为干硬粘土，其天然重度g=18.9kN/m3，gm=g，内聚力c=22kPa，内摩擦角j=15°。试用太沙基公式计算极限承载力pu。 解：由j=15°，查表5-4，得：Ng=1.8，Nq=4.45，Nc=12.9（6）某条形基础承受中心荷载，其底面宽b=1.5m，埋置深度d=2m，地基土的容重g=20kN/m3,内摩擦角j=30°，粘聚力c=20kPa,试计算地基的临塑荷载、临界荷载并用太沙基公式计算极限荷载。（答案：pcr=382.15kPa，p1/4=416.53kPa，pu=1971kPa）解：临塑荷载 临界荷载极限荷载由j=30°，查表5-4，得：Ng=21.8，Nq=22.5，Nc=37.2第6章 土压力与土坡稳定 1.填空题：1）墙后填土中有地下水水时，作用于墙背的主动土压力将 减小 。2）土坡的坡角越小，其稳定安全系数 越大 。3）挡土墙设计的验算包括：稳定性验算、地基承载力验算、墙身材料强度验算。4）根据挡土墙的 位移情况 和墙后土体所处的应力状态，土压力可以分为三种。2.简答题：1） 试述静止、主动、被动土压力产生的条件，并比较三者的大小？静止土压力产生的条件：如果挡土墙在土压力作用下，不产生任何方向的位移（移动和转动）而保持原有位置，墙后土体处于弹性平衡状态。主动土压力产生的条件：当挡土墙在土压力作用下离开土体向前位移，墙后土体达到主动极限平衡状态（填土即将滑动）时。被动土压力产生的条件：当挡土墙在外力作用下推挤土体向后位移，墙后土体处于被动达极限平衡状态（填土即将滑动）时。三者的关系 2） 对比朗肯土压力理论和库仑土压力理论的基本假定和适用条件。朗肯土压力理论的基本假定和适用条件：墙为刚体，墙背垂直、光滑，填土表面水平。库仑土压力理论的基本假定和适用条件：墙后填土是均质的散粒体，当墙发生位移时，墙后的滑动土楔随挡土墙的位移而达到主动或被动极限平衡状态，同时有滑裂面产生，滑裂面是通过墙踵的平面; 库仑土压力理论适用于砂土或碎石土,可以考虑墙背倾斜、填土面倾斜以及墙面与填土间的摩擦等各种因素的影响。3） 挡土墙有那些类型及其适用范围。挡土墙按其结构型式可分为三种类型：重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙。重力式挡土墙:一般宜用于高度小于6 m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物的地段。悬臂式和扶壁式挡土墙:在市政工程以及厂矿贮库中较常用. 4） 导致土坡失稳的因素有哪些？ 土坡作用力发生变化：例如在边坡上挖方，尤其在坡脚附近不恰当的位置挖方；在坡顶堆放材料或建造建筑物使坡顶受荷；或由于打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动改变了原来的平衡状态； 土抗剪强度的降低：例如土体中含水量或孔隙水压力的增加； 5） 减小土压力的措施有哪些？a)选择合适的填料工程中在允许的条件下，可以选择内摩擦角大的土料，如粗砂、砾、块石等可以显著降低主动土压力；可以选择轻质填料，如炉渣、矿渣等的内摩擦角不会因浸水而降低很多。b)改变墙体结构和墙背形状采用中间凸出的折线形墙背，或在墙背上设置减压平台；采用悬臂式的钢筋砼结构以增大墙体的稳定。c)减小地面堆载减少地面堆载，可使土压力减少。3.计算题：1）挡土墙高4m，墙背直立光滑，填土表面水平，填土的物理指标：，试求： a.计算主动土压力及其作用点的位置，并绘出土压力分布图形。b.地表作用有20Kpa均布荷载时，计算主动土压力及其作用点的位置，并绘出土压力分布图形。答案：a.b.2)挡土墙高5m，墙背直立光滑，填土表面水平，地下水位距填土表面2m， ，试绘出主动土压力和静水压力分布图，求总的侧压力。答案：3) 挡土墙高6m，墙背直立光滑，填土表面水平且作用有10Kpa的均布荷载，填土分为两层，上层填土的物理指标：。下层填土的物理指标：。试绘出主动土压力分布图，计算主动土压力的合力及其作用点的位置。答案：4) 条件同习题1)a.墙顶宽0.8m,底宽1.8m，挡土墙底摩擦系数，砌体的重度为22KN/m3 ,试验算该挡土墙的稳定性。答案：由计算题1）a.计算得土压力合力为 土压力作用点距墙趾距离为 1）.挡土墙的自重和重心距墙趾的距离将挡土墙按图分成一个三角形和一个矩形，则自重为；G1 、G2 作用点距墙趾O点的水平距离分别为：2）. 倾覆稳定性验算3）. 滑动稳定性验算该挡土墙的抗倾覆稳定，抗滑动稳定。第7章 建筑场地的工程地质勘察 一、判断：1. 正确2. 错误3. 错误4. 正确5. 正确二、简答1问什么要进行工程地质勘察，中小工程荷载不大是否可省略勘察？答：不同的地区建筑场地的工程地质条件可能存在很大的差别，像山区以基岩为主，岩性坚硬，力学性质较强，褶皱、断层及节理的地质构造发育，常发生泥石流、滑坡、岩体崩塌、岩溶等不良地质现象；而平原地区以土层为主，力学性质较弱，以土层相互组合成的各种形态的层理构造为主，其地下水埋藏较浅，特殊区域土的影响较大。工程地质勘察的目的是使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料，继而保证上部结构的稳定。2.勘察为什么要分段进行，详细勘察阶段应完成哪些工作？答：工程地质勘察等级的划分，有利于对其各个工作环节按等级区别对待，确保工程质量和安全。因此，它也是确定各个勘察阶段工作内容、方法以及详细程度的标准。建筑工程的设计分为场址选择、初步设计和施工图设计三个阶段，为了对应各阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应的分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、 基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作：(1)搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度，地基允许变形等资料；(2)查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议；(3)查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力；(4)对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征； (5)查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；(6)查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度；(7)在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度；(8)判定水和土对建筑材料的腐蚀性。3.技术钻孔与探查孔有何区别，技术钻孔应占总钻孔的多大比例？答：技术钻孔指深度超过基础应力影响深度范围的钻孔，一般超过基底应力影响深度以下，都为取样钻孔。一般性探查孔包括原为测试钻孔和鉴别孔，用于查明场地范围内基础应力影响范围内的地层性质和分布情况。目前对于这两类勘探孔的布置，根据不同的建筑物和地层的复杂情况以及不同行业对勘察的要求都有一定的要求。基本上技术钻孔大约占总数的1/3。4.工程地质勘察的常用方法有哪些，试比较各种方法的优缺点和适用条件？答：工程地质勘察的方法很多，下面就常用的几种方法作以介绍。(1) 坑探坑探是在建筑场地用人工开挖探井、探槽或平洞，直接观察了解槽壁土层情况或取原状土样从而获取土层物理力学性质资料的一种方法，不需要使用专门的机具。而且当场地地质条件比较复杂时，可以直接观察地层的结构和变化，通常坑探所能达到的深度较浅。坑探是在钻探方法难以准确查明地下情况时，采用探井、探槽进行勘探。(2) 钻探钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分底层，沿孔深分层取土，测定岩土的物理力学性质。钻进方法有回转、冲击、振动与静压四种。(3) 触探触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并量测各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。通过触探，可划分土层，了解土层的均匀性，也可估计地基承载力和土的变形指标。由于触探法不需要取原状土样，对于水下砂土、软土等地基，更显其优越性。但触探法无法对地基土命名、绘制地质剖面图，所以无法单独使用，通常与钻探法配合，可提高勘察的质量和效率。5.如何阅读和使用工程地质勘察报告，阅读和使用工程地质勘察报告重点要注意哪些问题？答：对工程地质勘察报告的阅读和使用是非常重要的工作，阅读勘察报告应该熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察报告提出的结论和岩土物理力学性质参数的可靠程度，从而判断勘察报告中的建议对拟建工程的适用性，以便正确使用勘察报告。在分析时需要将场地的工程地质条件及拟建建筑物具体情况和要求联系起来，进行综合的分析，既要从场地工程地质条件出发进行设计施工，同时在设计施工中发挥主观能动性，充分利用有利的工程地质条件。(1)地基持力层的选择选择地基持力层，关键是根据工程地质勘察报告提供的数据和资料，合理地确定地基的承载能力，地基承载力的取值可以通过多种测试手段，并结合实践经验来确定，而单纯依靠某种方法确定承载力值不一定十分合理。通过对勘察报告的阅读，再熟悉场地各土层的分布和性质的基础上，初步选择适合上部结构特点和要求的土层作为持力层，经过试算或方案比较后最终作出决定。(2)场地稳定性评价在地质条件复杂的地区，首要任务是场地稳定性的评价，然后是地基承载力和地基沉降问题的确定。场地的地质构造、不良地质现象、地层成层条件和地震等都会影响场地的稳定性，在勘察报告中必须说明其分布规律、具体条件、危害程度等。在阅读和使用工程地质勘察报告时，应该注意报告所提供的资料的可靠性。有时由于勘察的详细程度有限、地基土的特殊工程性质以及勘探手段本身的局限性，勘察报告不可能充分地、准确地反映场地的主要特征，或者在测试工作中，由于仪器设备和人为的影响，都可能造成勘察报告成果的失真从而影响报告数据的可靠性。所以，在阅读和使用报告的过程中，应该注意分析发现问题，并对有疑问的关键性问题进行进一步查清，尽量发掘地基潜力，确保工程质量。 6.完成工程地质勘察成果报告后为何还要验槽，验槽包括哪些内容，应注意什么问题？答:验槽是在基槽开挖时，根据施工揭露的地层情况，对地质勘察成果与评价建议等进行现场的检查，校核施工所揭露的土层是否与勘察成果相符，结论和建议是否符合实际情况，如果不符，应该进行补充修正，必要时应该做施工勘察。(1)验槽的目的验槽是一般工程工程地质勘察工作中的最后一个环节。当施工单位挖完基槽普遍钎探后，由甲方约请勘察、设计、监理与施工单位技术负责人，共同到工地验槽。验槽的主要目的为：检验工程地质勘察成果及结论建议是否与基槽开挖后的实际情况一致，是否正确；挖槽后地层的直接揭露，可为设计人员提供第一手的工程地质和水文地质资料，对出现的异常情况及时分析，提出处理意见；当对勘察报告有疑问时，解决此遗留问题，必要时布置施工勘察，以便进一步完善设计，确保施工质量。(2)验槽的内容校核基槽开挖的平面位置与基槽标高是否符合勘察、设计要求；检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同，参加验槽的四方代表要下到槽底，依次逐段检验，若发现可疑之处，应用铁铲铲出新鲜土面，用野外土的鉴别方法进行鉴定；当发现基槽平面土质显著不均匀，或局部存在古井、菜窖、坟穴、河沟等不良地基，可用钎探查明平面范围与深度；检查基槽钎探情况，钎探位置：条形基坑宽度小于80cm时，可沿中心线打一排钎探孔；基坑宽度大于80cm时，可打两排错开钎探孔，钎探孔间距1.5m2.5m。(3)验槽时的注意事项：验槽前必须完成合格的钎探，并有详细的钎探记录，必要时进行抽样检查；基坑土方开挖后，应立即组织验槽；在特殊情况下，要采取相应措施，确保地基土的安全，不可形成隐患；验槽时要认真仔细查看土质及分布情况，是否有杂填土、贝壳等，是否已挖到老土，从而判断是否需要加深处理；槽底设计标高若位于地下水位以下较深时，必须做好基槽排水，保证槽底不泡水；验槽结果应填写验槽记录，并由参加验槽的四方代表签字，作为施工处理的依据及长期存档保存的文件。第8章 浅基础设计一、填空题1、高层建筑、高耸建筑或挡土墙；斜坡上2、400；2003、4、25005、按计算配筋全部贯通；1/36、2；粗砂二、简答题1、地基基础设计有哪些要求和基本规定？地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全等级，建筑布置和上部结构的类型，充分考虑建筑场地条件和地基岩土性状，并结合施工方法以及工期、造价等各方面的因素，合理地确定地基基础方案，因地制宜，精心设计，以保证建筑物的安全和正常使用。根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定。(1) 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 对轴心受压基础，应符合下列要求，公式为 (8-1)式中 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值，kPa；修正后的地基承载力特征值，kPa。 偏心受压基础，应符合下列要求，即1.2 (8-2)0 (8-3)=(+)/2 (8-4)式中 、相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最大、最小压力值，kPa。(2) 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； (8-5)式中 s地基变形计算值，mm；s地基变形允许值，mm。(3) 表8-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不做变形验算。2、影响基础埋深的主要因素有哪些？为什么基底下面可以保留一定厚度的冻土层？建筑物的用途及基础的构造、作用在地基上的荷载大小及性质、工程地质和水文地质条件、相邻建筑物基础埋深的影响、地基土冻胀和融陷的影响。3、在轴心荷载及偏心荷载作用下，基础底面积如何确定？当基底面积很大时，宜采用哪一种基础？在轴心荷载作用下， 基础底面积为在偏心荷载作用下的基础，基础底面受力不均匀，考虑偏心荷载的影响，需加大基础底面积。基础底面积的确定常采用试算法，其具体步骤如下：(1) 先假定基础底宽b3m，进行地基承载力特征值的深度修正，初步确定地基承载力特征值；(2) 按轴心荷载作用，用式(8-8)初步计算基础底面积；(3) 考虑偏心荷载的影响，根据偏心距的大小，将基础底面积扩大10%40%，即；(4) 确定基础的长度和宽度；(5) 进行承载力验算，要求：，。若地基承载力不能满足上述要求，需要重新调整基底尺寸，直到符合要求为止。当基础底面积很大时，宜采用筏板基础。4、当有软弱下卧层时如何确定基础底面积？如果地基变形计算深度范围内存在软弱下卧层时，基础底面尺寸按8.4节确定后，还应验算软弱下卧层的地基承载力。要求作用在软弱下卧层顶面处的附加压力与自重压力值不超过软弱下卧层的承载力，即5、简述墙下钢筋混凝土条形基础的设计计算步骤。以轴心受压为例：(1) 计算基础宽度b。(2) 计算地基净反力。基底处地基净反力为= (3) 确定基础底板厚度h。基础底板如同倒置的悬臂板，在地基净反力作用下，在基础底板内将产生弯矩M和剪力V，如图8.23所示，在基础任意截面处的弯矩M和剪力为=基础内最大弯矩和剪力实际发生在悬臂板的根部。图8.23 墙下条形基础计算示意对于基础底板厚度h的确定，一般根据经验采用试算法，即一般取hb/8(b为基础宽度)，然后进行抗剪强度验算，要求：V (4) 计算基础底板配筋。基础底板配筋一般可近似按下式计算，即 6、简述减少基础不均匀沉降可以采取哪些有效措施。通常的方法有：采用桩基础或其他深基础以减少地基总沉降量；对地基进行处理，以提高地基的承载力和压缩模量；在建筑结构和施工中采取措施。总之，采取措施的目的是为了减少建筑物的总沉降量以及不均匀沉降，另一方面也可增加上部结构对沉降和不均匀沉降的适应能力。三、案例分析1某柱下钢筋混凝土独立基础，作用在基础顶面相应于荷载效应标准组合时的竖向力=300kN，基础埋深为1.0m，地基土为砂土，其天然重度为18，地基承载力特征值=280kPa，试计算该基础底面尺寸。解（程序计算）：1基础类型及计算形式基础类型：锥型柱基计算形式：程序自动计算 2依据规范建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）3几何数据及材料特性自动计算所得尺寸：B1 = 800mm, W1 = 800mmH1 = 250mm, H2 = 0mm B = 400mm, H = 400mm埋深 d = 1000mmas = 80mm材料特性：混凝土： C25钢筋： HRB335(20MnSi)4荷载数据（1）作用在基础顶部的基本组合荷载竖向荷载 F = 300.00kN基础自重和基础上的土重为:G = Ks×m×l×b×d = 1.35×20.0×1.60×1.60×1.00 = 69.12kNMx = 0.00kN·mMy = 0.00kN·mVx = 0.00kNVy = 0.00kN（2）作用在基础底部的弯矩设计值绕X轴弯矩: M0x = Mx - Vy×(H1 + H2) = 0.00 - 0.00 ×(0.25 + 0.00) = 0.00kN·m绕Y轴弯矩: M0y = My + Vx×(H1 + H2) = 0.00 + 0.00 × (0.25 + 0.00) = 0.00kN·m（3）折减系数Ks = 1.355修正地基承载力修正后的地基承载力特征值 fa = 320.00 kPa6轴心荷载作用下地基承载力验算pk = (FkGk)/A其中：A = 1.60×1.60 = 2.56m2Fk = F/Ks = 300.00/1.35 = 222.22kN Gk = G/Ks = 69.12/1.35 = 51.20kN pk = 106.81 kPa fa, 满足要求7基础抗冲切验算计算公式：按建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）下列公式验算：Fl 0.7bhp ft am h0m = (atab)/2Fl = pj Al柱子对基础的冲切验算：X方向：pjx = F/A + Mx/Wy = 300.00/2.56 + 0.00/0.68 = 117.19kPaAlx = 0.5031m2Flx = pj×Alx = 117.19 × 0.5031 = 58.96kNab = Minbc + 2×h0, b = Min0.40 + 2×0.17, 1.60 = 0.74mamx = (at+ab)/2 = (0.40 + 0.74)/2 = 0.57mFlx 0.7×hp×ft×amx×h0 = 0.7×1.00×1.27×0.57×0.17×1000= 86.14kN, 满足要求Y方向：pjy = F/A + Mx/Wy = 300.00/2.56 + 0.00/0.68 = 117.19kPaAly = 0.5031m2Fly = pj×Aly = 117.19 × 0.5031 = 58.96kNab = Minac + 2×h0, a = Min0.40 + 2×0.17, 1.60 = 0.74mamy = (at+ab)/2 = (0.40 + 0.74)/2 = 0.57mFly 0.7×hp×ft×amy×h0 = 0.7×1.00×1.27×0.57×0.17×1000= 86.14kN, 满足要求8基础局部受压验算计算公式：混凝土结构设计规范Fl 1.35×c×l×fc×Aln局部荷载设计值：Fl = 300.00kN混凝土局部受压面积：Aln = bc×hc = 0.40×0.40 = 0.16m2混凝土受压时计算底面积：Ab = 1.44m2混凝土受压时强度提高系数：bl = 3.001.35×bc×bl×fc×Aln = 1.35×1.00×3.00×11900.00×0.16 = 7711.20 kN > Fl = 300.00 kN 满足要求！9受弯计算结果柱根部受弯计算：轴心荷载作用下截面基底反力设计值：p = (F + G)/A = (300.00 + 69.12)/2.56 = 144.19kPa-截面处弯矩设计值：a1 = 1.60/2 - 0.40/2 = 0.60MI = 25.31kN·mX方向计算面积：508.30mm2根据规范第9.5.2条，取最小配筋率为0.15,X方向构造配筋面积：600.00mm2-截面处弯矩设计值：a1 = 1.60/2 - 0.40/2 = 0.60MII = 25.31kN·mY方向计算面积：508.30mm2根据规范第9.5.2条，取最小配筋率为0.15,Y方向构造配筋面积：600.00mm2 X方向弯矩计算结果:计算面积：600.00mm2采用方案：12B8实配面积：603.19mm2 Y方向弯矩计算结果:计算面积：600.00mm2采用方案：12B8实配面积：603.19mm210施工配筋图2某墙下条形基础(内墙)，上部结构传至基础顶面相应于荷载效应标准组合时的竖向力，基础埋深1.8m，土层分布为：第一层为杂填土，深0.5m，天然重度=17kN/m3，第二层为粘性土，深3m，天然重度=19kN/m3，孔隙比，液性指数，地基承载力特征值，试计算基础的宽度。解（程序计算）：1设计资料基础类型：墙下条基计算形式：程序自动计算自动计算所得尺寸：B1 = 1400(mm), B = 400(mm)H1 = 250(mm), H2 = 0(mm)埋深 d = 1800(mm)材料特性：混凝土：C25钢筋：HPB235(Q235)荷载数据(每延长米)：竖向荷载F = 220.00kN土自重G = 136.08kNM = 100.00kN·m V = 0.00kN2作用在基础底部的弯矩设计值M0 = M + V×d = 100.00 + 0.00×1.80 = 100.00kN·m3修正地基承载力修正后的地基承载力特征值 fa = 180.00 kPa4轴心荷载作用下地基承载力验算按建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)其中：A = 1.00×2.80 = 2.80m2Fk = F/Ks = 220.00/1.35 = 162.96kN Gk = G/Ks = 136.08/1.35 = 100.80kN pk = (Fk + Gk)/A = ( 162.96 + 100.80 ) / 2.80 = 94.20 kPa fa = 180.00 kPa满足要求5偏心荷载作用下地基承载力验算按建筑地基基础设计规范（GB 50010-2002）下列公式验算：当e b/6时当e > b/6时受弯计算:Mk = M0/Ks = 100.00/1.35 = 74.07kN×mFk = F/Ks = 220.00/1.35 = 162.96kNGk = G/Ks = 136.08/1.35 = 100.80kN 偏心矩exk = Myk/(Fk + Gk) = 74.07/(162.96 + 100.80) = 0.28基础底面抵抗矩 Wy = b×a×a/6= 1.00×2.80×2.80/6= 1.31m3e = 0.28 < b/6 = 0.47，小偏心受压pkmax = ( 162.96 + 100.80 ) / 2.80 + 74.07 / 1.31= 150.89 kPa 1.2×fa = 1.2×180.00 = 216.00 kPa, 满足要求6受弯计算结果计算公式：按建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)下列公式验算：其中：a1 = (2.80 - 0.40)/2 = 1.200ml = a¢ = 1mp = pmin + (pmax - pmin)×(l/2.0+B/2.0)/l = 50.64 + (203.70 - 50.64)×(2.80/2 + 0.40/2)/2.80 = 138.10 kPa= 95.93kN·m受力钢筋计算面积：2421.70mm2/m主筋计算结果:计算面积：2421.70mm2/m 采用方案：A10200实配面积：392.70mm2/m分布钢筋计算结果:计算面积：0.00mm2/m采用方案：A8200实配面积：251.33mm2/m3某住宅砖墙承重，外墙厚490mm，上部结构传至基础顶面相应于荷载效应标准组合时的竖向力，基础埋深d=1.6m，室内外高差为0.6m，地基土为粉土，其重度=18.5kN/m3，经修正后的地基承载力特征值fa=200kPa，基础材料采用毛石，砂浆采用M5，试设计此墙下条形基础，并绘出基础剖面图。解（程序计算）：1设计资料基础类型：刚性基础计算形式：程序自动计算自动计算所得尺寸：B1 = 950(mm), B = 400(mm)H1 = 800(mm)埋深 d = 1600(mm)荷载数据(每延长米)：竖向荷载F = 220.00kN土自重G = 82.08kNM = 0.00kN·m V = 0.00kN2作用在基础底部的弯矩设计值M0 = M + V×d = 0.00 + 0.00×1.60 = 0.00kN·m3修正地基承载力修正后的地基承载力特征值 fa = 120.00 kPa4轴心荷载作用下地基承载力验算按建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)其中：A = 1.00×1.90 = 1.90m2Fk = F/Ks = 220.00/1.35 = 162.96kN Gk = G/Ks = 82.08/1.35 = 60.80kN pk = (Fk + Gk)/A = ( 162.96 + 60.80 ) / 1.90 = 117.77 kPa fa = 120.00 kPa满足要求5刚性基础放大角验算计算公式：按混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）下列公式验算：H0 (b - b0)/2tana 混凝土刚性基础宽高比：pk = 117.77 kPa 200 kPa tana = 1.00(b - b0) / (2×tana) = (1.90-0.40 )/(2×1.00)= 0.75 m d = 0.80 m 满足要求！4某承重墙厚度为370mm，上部结构传至基础顶面相应于荷载效应标准组合时的竖向力=270KN/m，基础埋深d=1.0m，采用混凝土强度等级为C15，HPB235钢筋，试验算基础宽度及底板厚度，并计算底板钢筋面积(见图8.39)。粘土 =18.2kN/m3fak=180Kn/m2 图8.39 案例分析(4)附图解（程序计算）：1设计资料基础类型：墙下条基计算形式：程序自动计算自动计算所得尺寸：B1 = 750(mm), B = 370(mm)H1 = 200(mm), H2 = 0(mm)埋深 d = 1000(mm)材料特性：混凝土：C15钢筋：HPB235(Q235)荷载数据(每延长米)：竖向荷载F = 270.00kN土自重G = 30.00kNM = 0.00kN·m V = 0.00kN2作用在基础底部的弯矩设计值M0 = M + V×d = 0.00 + 0.00×1.00 = 0.00kN·m3修正地基承载力修正后的地基承载力特征值 fa = 200.00 kPa4轴心荷载作用下地基承载力验算按建