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地基基础的设计原则作业(附答案)
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地基基础的设计原则作业(附答案)
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单项选择题按《建筑地基基础设计规范》（GB），划分地基基础设计等级的原则中，不考虑的是（）。
A.地基的复杂程度
B.建筑物的规模和功能特征
C.地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度
D.建筑物基础的类型
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B.因地制宜，就地取材
C.安全适用，技术先进，经济合理，确保质量，保护环境
D.因地制宜，就地取材，保护环境和节约资源
A.地基-基础-上部结构间的共同作用
B.地基-基础-上部结构间的变形协调和静力平衡
C.地基-基础-上部结构间的荷载传递的静力平衡
D.地基-基础-上部结构间的变形协调　　地基基础设计的基本原则：
　　地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全等级、平面布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和 地基岩土条件，结合施工条件以及工期、造价等各方面要求，合理选择地基基础方案，因地制宜、精心设计，以保证建筑物的安全和正常使用。
　　以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。 责任编辑：tracy
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　　3、本网站欢迎积极投稿。@地基基础的设计原则：地基基础设计时，需要综合考；@刚性基础（无筋扩展基础）：砖基础、毛石基础、灰；@刚性基础通过限制刚性角来限制基础的尺寸；@柔性基础：对无筋拓展基础而言，钢筋混凝土基础属；1.浅基础：即采用较简便的施工方法及常规的基坑开；2.深基础：基底埋深一般大于5m，或者采用特殊方；@常规设计方法有何缺陷应如何避免？；对于软弱地基上单层砖石砌体承重结
@地基基础的设计原则：地基基础设计时，需要综合考虑场地地质条件、建筑物的重要性及使用功能、上部结构的类型、荷载大小及分布、施工条件及对周围邻近建筑物的影响等众多因素之后，合理选择地基处理方案，因地制宜，精心设计，以确保建筑物的安全和正常使用。对某一具体建筑物，可能有多种设计方案可供选择。基础设计的各方面内容都要密切联系、相互制约，故很难一次考虑周详。因此，地基基础设计工作往往需要反复多次才能取得满意的结果。设计人员可根据具体工程情况，采用优化设计方法，以提高设计质量。
@刚性基础（无筋扩展基础）：砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础等均属刚性基础，也称无筋拓展基础。基础自身的抗压强度远大于其抗拉、抗剪强度，能承受较大的竖向荷载，但不能承受挠曲变形而产生的拉应力和剪应力。
@刚性基础通过限制刚性角来限制基础的尺寸。
@柔性基础：对无筋拓展基础而言，钢筋混凝土基础属柔性基础。它不仅具有一定的抗压强度，能承受较大的竖向荷载，且具有一定的抗拉、抗弯曲强度，能承受挠曲变形及其所产生的拉应力和剪应力，因而能抵抗一定的不均匀沉降。柔性基础不受刚性角限制。
1.浅基础：即采用较简便的施工方法及常规的基坑开挖排水措施即可施工的基础，基底埋深一般不大于5m，一般的独立基础，条形基础及较多的连续基础均属浅基础。
2.深基础：基底埋深一般大于5m，或者采用特殊方法才能施工的基础，如：地下连续墙、沉井、桩基均属深基础。
@常规设计方法有何缺陷应如何避免？
对于软弱地基上单层砖石砌体承重结构、条形基础，按常规计算与实际差别较大。 对于钢筋混凝土排架结构类的敏感结构下的条形基础，上述常规计算结果与实际不同。 对于刚层建筑剪力墙结构下箱型基础置于一般土质天然基础的工程，常规计算方法夜不能令人满意。
避免：地基、基础与上部结构三者相互连接成整体，共同承担荷载而产生相应的变形。
三者之间同时满足静力平衡和变形协调两个条件
三者都各自的刚度，对相互的变形产生制约作用，因而制约整个体系的内力、基底反力和结构变形及地基沉降发生变化。
需要建立正确反映结构刚度影响的理论
需要要就合理反映土的变形特性的地基计算模型及其参数
总之 了解地基、基础与上部结构共同工作的概念，有助于掌握各类基础的性能，更好地设计地基基础的方案。
@上部结构刚度的影响？
1.上部结构完全柔性
上部柔性结构的变形与地基的变形一致。地基的变形对上部结构不产生附加应力，上部结构没有调整地基不均匀变形的能力，对基础的挠度没有限制作用。即上部结构不参加地基、基础的共同工作。
2.上部结构绝对刚性
在中心荷载作用下，均匀地基的沉降量相同，基础不发生挠曲。刚性上部结构具有调整地基应力、使沉降均匀的作用。
3.上部结构为敏感性结构
@天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤？
1.充分掌握拟建造场地的工程地质条件和地质勘查资料。
2.在研究地基勘查资料的基础上，结合上部结构的类型，荷载的性质、大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建基础对原有建筑设施或环境的影响，并充分了解当地建筑经验、施工条件、材料供应、保护环境、先进技术的推广应用等其他有关情况，综合考虑选择基础类型和平面布置方案。
3.选择地基持力层和基础埋置深度
4.确定地基承载力
5.按地基承载力（包括持力层和柔软下卧层）确定基础底面尺寸
6.进行必要的地基稳定性和变形验算，使地基的稳定性得到充分保证，并使地基的沉降不致引起结构的损坏、建筑倾斜与开裂，或影响其正常使用和外观
7.进行基础的结构设计，按地基结构布置进行结构的内力分析、强度计算，并满足构造设计要求，以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性
8.绘制基础施工图，并提出必要的技术说明
上述各方面内容密切关联、相互制约，很难一次考虑周详。因此，地基基础设计工作往往需反复多次才能取得满意的结果。设计人员可根据具体工程情况，采用优化设计工作，以提高设计质量
@基础埋置深度的选择影响？
1.工程地质和水文地质条件
2.建筑物的用途类型及荷载大小性质的影响
3.相邻基础埋深的影响
4.季节性冻土的影响
5.施工技术条件等因素
对某一具体工程来说，往往是其中一二种因素起决定性作用，所以设计时应该从实际出发，抓住主要因素，确定合理的埋置深度
@刚性基础设计计算步骤？
1.初步选定基础高度H0
2.基础宽度b的确定。先根据地基承载力条件初步确定基础宽度。再按下列公式进一步验算基础的宽度：b≤b0+2H0tanα
如验算符合要求，则可采用原先选定的基础宽度和高度，否则应调整基础的高度重新验算，直至满足要求为止
3.当无筋拓展基础由不同材料叠加而成时，应对接触部分做抗压验算
4.对混凝土基础，当基础底面的平均压力超过300kpa时，尚应对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算
vs≤0.366ftA
地基变形特征：沉降量
弹性地基梁是超静定结构
弹性地基梁
搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁
局部弹性地基模型
半无限体弹性地基模型
@文克勒地基模型
p(x,y)=k、w（x,y）
比例常数（简称为基床系数）KN/m3
作用在地基上的压力
地基沉降 m
地基产生单位沉陷所产生的压强
@文克勒地基模型忽略了地基中的剪力
这是与实际情况不符合的，因为只有剪应力的存在，地基中的附加应力才能向旁扩散，使地基以外地表发生沉降。这种模型适用于抗剪强度很低的软土或厚度不大的薄压缩层地基中
文克勒地基上某点的沉降只与该点上作用的压力有关，与其他点的压力无关，所以实质上就是把地基看成是无数分割开的土柱组成的体系。进一步用弹簧代替小柱，则又变成一群不想连的弹簧体系了，这就是著名的文克勒地基模型
Λ=4√ks/4EcI
它是反映梁挠曲刚度和地基刚度之比的系数 梁刚为1/m
故其倒数1/Λ 称为特征长度 @倒楼盖法如同倒梁法，是将筏形基础看作为一个放置在地基上的楼盖，柱、墙视为该楼盖的支座，地基静反力视为作用在该楼盖上的外荷载，按混凝土结构中的单向或双向梁板的肋梁楼盖、无梁楼盖方法进行计算。按倒楼盖法进行计算时，一般只计算局部弯曲，并假定基底反力为直线分布（或平面分布）进行计算;如果地基地质比较均匀，上部结构和基础的刚度足够大，这种假设才认为是合理的。对柱下梁板式筏型基础，如果框架柱网在两个方向刚度足够大，这种假设才认为是合理的。
@防止沉降措施？
1.建筑措施
（1）建筑体型力求简单“L”“⊥”型，体型复杂沉降量会大于其他部分，建筑体型分平面 立面
（2）设置沉降缝
从建筑物檐口到基底将建筑物分成若干个独立具有调整不均匀沉降能力的单元
（3）控制长高比及合理布置墙体
（4）控制相邻建筑物间距
2.结构措施
（1）增加砖石结构建筑物刚度和强度
（2）减轻自重量
（3）调整基底尺寸
3.施工措施（先重后轻）
@按荷载传递方式分类
摩擦型桩：摩擦型
摩擦端承型
端承桩：端承桩
摩擦端承桩
按桩的使用功能分类
竖向抗压桩
竖向抗拔桩
水平受荷桩 斜桩与交叉桩
复合受荷桩
按桩的材料分类
木桩 CFG桩 钢筋混凝土桩
组合材料装
@按照施工方法分类
@按照成桩方法分类
非挤压土桩
挤压土桩 部分挤土桩
@按照桩径大小与形状分类
中等直径桩
非等直径桩
@单桩轴向荷载的传递机理？
柱在轴向压力荷载作用下，桩顶将发生轴向位移，它为桩身弹性压缩和柱底一下土层压缩之和。置于土中的桩与其侧面土是紧密接触的，当桩相对于土向下位移时就产生土对桩向上作用的桩侧摩阻力。桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，要不断得客服这种摩阻力，桩身轴向力随深度逐渐减小，传至桩底的轴向力也即桩底支撑反力，它等于桩顶荷载减去全部桩侧摩阻力。桩顶荷载是桩通过桩侧摩阻力和桩底阻力传递给土体。因此，单桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥的过程。桩顶荷载通过发挥出来的侧阻力传递到桩周土层中区，从而使桩身轴力与桩身压缩变形随深度递减。一般来说，靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，侧阻力先于端阻力发挥。
@单桩竖向荷载作用下的破坏形式？
整体剪切破坏
@单桩竖向承载力
是指单桩在竖向荷载作用下
不丧失稳定性，不产生过大变形时，单桩所能承受的最大荷载
主要取决于桩的支持力 及桩身材料的强度
@单桩竖向承载力确定的方法
静载荷试验
在同一条件下，进行静载荷试验的桩数不宜少于总桩数的百分之1，且不应少于3根
单桩竖向静载荷试验的极限承载力必须进行统计分析，计算出各试验桩极限承载力的平均值。当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力，当极差超过平均值的30%时，应增加试桩数并分析差离过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。
将单桩竖向承载力标准值除以安全系数k(k=2),作为单桩竖向承载力特征值Ra
Rn 群桩竖向承载力设计值 KN
N 群桩中的桩数
单桩竖向承载力设计值
群桩效应系数
@桩的负摩阻力
桩侧土体相对于桩向下发生位移时，土对桩产生的向下作用的摩阻力
桩侧土体因某种原因而下沉，其下沉量大于桩的沉降
@桩基础的设计流程？
.桩基设计应符合安全、合理和经济的要求。对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度和耐久性，对地基来说，要有足够的承载力和不产生过量的变形，考虑到桩基相应于地基破坏的极限承载力很高，因此，大多数桩基的首要问题在于控制沉降量，即桩基设计应按桩基变形控制。
1.必要的资料准备
设计前应根据建筑物的特点和相关要求，进行岩土工程勘察和场地施工条件等资料的搜索工作，在提出工程地质勘察任务书时，应说明拟议中的桩基方案
2.选定桩型，确定单桩竖向和水平承载力
桩的类型、截面和桩长的选择
承台地面标高
单桩竖向承载力和水平承载力
3.桩的平面布置及承载力验算
桩在平面上的位置
桩顶荷载计算 Qk=（Fk+Gk）/n
4.单桩承载力验算
5.桩基柔弱下卧层承载力验算
6.桩基沉降验算
7.桩基负摩阻力验算
@基坑工程的特点
系统性 时空效应
@重力式支护结构
基坑底土地隆起
作用在支护上的荷载 土压力 水压力
墙后地面荷载引起的附加荷载
基坑内水位
基坑外水位
计算方法 砂性土 水土分算
@单支点支护结构计算方法
1）取一延米支护长度分析，对于排桩则以每根桩的控制宽度作为分析单位
桩的有效嵌固深度t，根据对支点A的力矩平衡条件求出t、
3) 确定桩基在基坑底以下最小插入深度tc
4) 确定支点A处的水平力R 根据水平力平衡求出R
5) 根据最大弯矩截面的剪力等于零
可求得最大弯矩截面距土压力零点的距离x
6) 然后求出最大弯矩
1确定正负弯矩反弯点
假设反弯点就在净土压力为零处o点
根据平衡计算支点反力R和
O点剪力 Oh
2.取桩下段为隔离体
求出有效嵌固深度t
基坑底下最小插入深度tc
3.算出最大弯矩
地下连续墙及喷射注浆、深层搅拌或注浆形成具有一定强度和抗渗性能的截水墙或底板，从而阻止地下水流入基坑的方法，包括竖向隔水和水平封底隔水
设置竖向止水帷幕
水平止水帷幕
天然水位 到要求水位的高差
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