基础工程知识清单

必须优先掌握的考试大纲知识点

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1. 地基基础的概念及地基基础设计的一般要求。

要会区分上部结构、基础、地基。

要会说出地基设计内容和基础设计内容。

要会背地基基础设计三大要求。

2. 上部结构、基础及地基三者的共同作用。

要会解释共同作用为什么比简化分析更接近真实工程。

要会说明地基刚度、基础刚度、上部结构刚度、荷载分布和地基均匀性对共同作用的影响。

3. 《铁路桥涵设计规范》和《建筑结构荷载规范》中的荷载分类。

铁路桥涵荷载:主力、附加力、特殊荷载。

建筑结构荷载:永久荷载、可变荷载、偶然荷载、地震作用。

4. 建筑地基基础设计中的荷载组合。

按地基承载力确定基础底面积和埋深:正常使用极限状态下标准组合。

计算地基变形:正常使用极限状态下准永久组合,且不计风荷载和地震荷载。

计算基础内力、确定基础高度、配筋:承载能力极限状态下基本组合。

5. 基础埋置深度的确定原则及考虑因素。

原则一:保证最小埋深,不受冻胀、冲刷、扰动等外界因素明显影响。

原则二:尽量选择埋得较浅、强度较高、压缩性较低的土层作持力层。

原则三:埋深不能盲目加大,要兼顾施工难度和经济性。

影响因素:冻土、冲刷、工程地质、水文地质、结构条件、场地环境。

6. 房屋建筑浅埋基础及墩台浅埋基础的地基计算。

桥梁墩台浅基础重点:承载力、基底偏心、倾覆、滑动、沉降、地基稳定。

房屋浅基础重点:中心荷载、小偏心、大偏心、软弱下卧层、沉降和稳定。

7. 无筋扩展基础的基础高度确定,扩展基础剪切破坏和冲切破坏验算。

无筋扩展基础靠台阶宽高比或刚性角确定高度。

墙下条形扩展基础常由抗剪控制高度,由抗弯控制配筋。

柱下独立扩展基础常由抗冲切或抗剪控制高度,由抗弯控制配筋。

8. 地基模型。

地基模型描述地基表面压力与沉降之间的关系。

重点掌握文克勒地基模型、弹性半空间模型、有限压缩层模型。

9. 文克勒地基上无限长梁和半无限长梁分析。

文克勒模型把土体看作一组独立弹簧。

地基反力与沉降成正比:p = k s。

无限长梁、半无限长梁计算需要看边界条件。

10. 轴向压力下单桩工作特性,桩基础抗压承载力试验及计算。

单桩竖向抗压承载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担。

侧阻通常先发挥,端阻通常较晚发挥。

静载试验通过 Q-s 曲线确定极限承载力。

经验参数法:Quk = Qsk + Qpk = u Σqsik li + qpk Ap。

11. 桩基础负摩阻力的概念及产生原因。

当桩周土沉降大于桩身沉降时,桩侧摩阻力方向向下,称负摩阻力。

产生原因:大范围降水、桩侧地面大范围堆载、欠固结土或新填土、湿陷性黄土湿陷、冻土融陷。

12. 横向荷载作用下单桩的计算模型,m法和k法。

横向荷载下,桩水平位移并挤压土体,土体产生横向抗力。

工程上常假设土抗力与桩身水平位移成正比。

m法:横向抗力系数随深度线性增长,Cy = m y。

k法:数学处理较简单,在日本和美国采用较多。

13. 受压群桩的群桩效应和承台的影响。

群桩效应来自应力场、位移场叠加以及施工对桩间土性质的改变。

桩距较小时,群桩沉降通常大于单桩沉降,承载力不等于单桩承载力简单相加。

低承台桩基中承台下土可能分担荷载,形成承台效应。

14. 桩基础承台抗冲切验算。

冲切破坏可能发生在柱边、变阶处或角桩处。

基本原则:冲切破坏面以外的基桩反力或地基净反力产生的冲切力,应小于混凝土抗冲切能力。

常见形式:Fl ≤ βhp β0 um ft h0。

15. 单桩刚度系数及高承台桩基础平面分析。

ρ1:承台沿桩轴线产生单位位移时,桩顶产生的轴力。

ρ2:承台沿横向产生单位位移且无转角时,桩顶产生的剪力。

ρ3:横向位移引起的桩顶弯矩,也可表示转角引起的剪力耦合。

ρ4:承台产生单位转角且无横向位移时,桩顶产生的弯矩。

16. 群桩基础桩顶受力的简化计算方法。

竖向力分配公式要掌握:

Ni = (Fk + Gk) / n + Mxk yi / Σyj² + Myk xi / Σxj²。

水平力简化分配:

Hi = Hk / n。

17. 沉井的构造及施工过程。

一般沉井组成:井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、封底、顶板。

施工过程:制作第一节沉井、抽垫挖土下沉、沉井接高下沉、封底。

18. 沉井下沉时常见问题及处理方法。

倾斜和偏移:控制挖土、回填砂石、加重、射水、施加水平力纠偏。

下沉困难:增加自重、井内抽水、射水、泥浆套或空气幕、炮震。

突沉:控制均匀挖土,减小刃脚挖土深度,设计时增大刃脚踏面宽度或增设底梁。

19. 沉井施工过程及使用条件下的检算内容。

施工过程检算:下沉能力、底节沉井竖向挠曲、刃脚受力、井壁受力、封底和顶板。

运营期检算:基础底面应力、基础侧面水平压应力、墩台顶面水平位移或变形。