2025年勘察設計注冊土木工程師考試（巖土專業(yè)知識）經典試題及答案某城市擬建設一棟28層高層住宅，結構形式為框架-剪力墻，基礎采用筏板基礎，建筑高度95m，荷載重心與基底形心重合，設計使用年限50年。場地位于河流沖積平原，地表為人工填土（厚1.2m），其下為粉質黏土（厚3.5m，γ=18.5kN/m3，e=0.85，IL=0.60），再下為中砂（厚6.8m，γ=19.2kN/m3，標貫擊數(shù)N=12擊，地下水位埋深2.5m），中砂層以下為強風化泥巖（未揭穿）。工程地質勘察階段需完成以下工作：問題1：確定該工程的巖土工程勘察等級，并說明依據。根據《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009年版）3.1.3條，勘察等級由工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級綜合確定。-工程重要性等級：28層高層建筑屬重要工程，按規(guī)范3.1.2條，定為二級（重要工程）；-場地復雜程度等級：場地為河流沖積平原，地形平坦，無斷裂、滑坡等不良地質作用，屬二級（中等復雜場地）；-地基復雜程度等級：地基由人工填土、粉質黏土、中砂和強風化泥巖組成，存在不同成因類型土層，且中砂層需進行液化判別（地下水位埋深2.5m，標貫擊數(shù)N=12擊），屬二級（中等復雜地基）。綜上，三項均為二級，故勘察等級定為乙級。問題2：針對粉質黏土層和中砂層，分別推薦2種原位測試方法，并說明選擇依據。粉質黏土層（厚3.5m，γ=18.5kN/m3，e=0.85，IL=0.60）：推薦靜力觸探試驗（CPT）和十字板剪切試驗（VST）。-靜力觸探：適用于黏性土、粉土和砂土，可連續(xù)測定錐尖阻力（qc）、側壁摩阻力（fs）和孔隙水壓力（u），結合地區(qū)經驗可評價土層承載力、壓縮性，與該層黏性土特性匹配；-十字板剪切試驗：直接測定飽和軟黏性土的不排水抗剪強度（Cu），該層IL=0.60屬可塑狀態(tài)，接近軟塑，通過Cu可評估地基穩(wěn)定性及邊坡抗滑性能。中砂層（厚6.8m，γ=19.2kN/m3，N=12擊，地下水位埋深2.5m）：推薦標準貫入試驗（SPT）和動力觸探試驗（DPT）。-標準貫入試驗：適用于砂土、粉土和一般黏性土，通過標貫擊數(shù)N可判定砂土的密實度（N=12擊屬中密）、評價地基承載力（《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011表5.2.5），并進行液化判別（需結合地下水位和上覆非液化土層厚度）；-動力觸探（重型）：砂土中重型動力觸探（N63.5）可更準確反映深部砂層的密實度，尤其當標貫試驗因孔壁坍塌難以實施時，可作為補充手段。問題3：若基礎底面埋深d=5.0m（自天然地面起算），基底尺寸為25m×30m，粉質黏土層地基承載力特征值f_ak=160kPa，計算修正后的地基承載力特征值f_a（γ_m取18.0kN/m3，η_b=0.3，η_d=1.6）。根據《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第5.2.4條，地基承載力特征值修正公式：f_a=f_ak+η_bγ(b-3)+η_dγ_m(d-0.5)式中：-f_ak=160kPa（粉質黏土層承載力特征值）；-η_b=0.3（粉質黏土e=0.85≤0.85，查表5.2.4得η_b=0.3）；-η_d=1.6（同上，η_d=1.6）；-γ=基底以下土的重度，粉質黏土層位于人工填土（1.2m）以下，地下水位埋深2.5m，故粉質黏土層頂面埋深1.2m，底面埋深1.2+3.5=4.7m，基礎底面埋深5.0m，已穿透粉質黏土層進入中砂層。但修正時γ應取基底以下持力層土的重度，此處假設持力層為粉質黏土（需驗證是否滿足下臥層驗算，本題僅計算修正值），則基底以下土的重度為天然重度（地下水位以上）或有效重度（地下水位以下）。粉質黏土層頂面埋深1.2m，地下水位2.5m，故粉質黏土層在地下水位以上的厚度為2.5-1.2=1.3m，以下厚度為3.5-1.3=2.2m。天然重度γ=18.5kN/m3，飽和重度γ_sat=γ+η_w(1+e)/e=18.5+10×(1+0.85)/0.85≈18.5+21.76=40.26kN/m3（不合理，實際應通過試驗獲取，此處假設地下水位以下取有效重度γ'=γ_sat-γ_w=19.5-10=9.5kN/m3，簡化計算取γ=18.5kN/m3（地下水位以上）和γ'=9.5kN/m3（地下水位以下），但規(guī)范中γ一般取基底以下土的天然重度，地下水位以下取有效重度。本題基底埋深5.0m，地下水位2.5m，基底位于地下水位以下2.5m，故基底以下持力層（粉質黏土）的重度應取有效重度γ'=18.5-10=8.5kN/m3（假設飽和重度γ_sat=18.5+10=28.5kN/m3，不合理，正確應為γ_sat=γ+ωγ_w，ω=w×γ_s/(1+e)，但題目未給，簡化取γ=18.5kN/m3（天然重度），因粉質黏土在地下水位以上部分較薄，且題目可能假設持力層在地下水位以上，故γ取18.5kN/m3）；-b=基底寬度，筏板基礎寬度取短邊25m，因b>6m，按6m計算（規(guī)范5.2.4條：當基礎底面寬度大于6m時按6m取值）；-d=基礎埋深5.0m；-γ_m=基底以上土的加權平均重度，人工填土厚1.2m（γ=18.0kN/m3，題目給定），粉質黏土層厚5.0-1.2=3.8m（實際粉質黏土層厚3.5m，故基底以上為人工填土1.2m+粉質黏土3.5m=4.7m，剩余0.3m為中砂層），γ_m=(1.2×18.0+3.5×18.5+0.3×19.2)/(1.2+3.5+0.3)=(21.6+64.75+5.76)/5.0=92.11/5.0≈18.42kN/m3，題目給定γ_m=18.0kN/m3，按題設取值。代入公式：f_a=160+0.3×18.5×(6-3)+1.6×18.0×(5.0-0.5)=160+0.3×18.5×3+1.6×18.0×4.5=160+16.65+129.6=306.25kPa問題4：場地中砂層需進行地震液化判別，假設地震基本烈度8度（0.2g），設計地震分組第一組，地下水位埋深d_w=2.5m，上覆非液化土層厚度d_u=2.8m（自地面至中砂層頂面），中砂層頂面埋深d_s=4.0m（地面以下），標貫擊數(shù)實測值N=12擊，臨界標貫擊數(shù)計算公式為N_cr=N_0β[ln(0.6d_s+1.5)-0.1d_w]/√ρ_c，其中N_0=12（8度第一組），β=1.0，ρ_c=3%（中砂黏粒含量），判斷該中砂層是否液化。根據《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2016第4.3.4條，液化判別步驟如下：1.計算臨界標貫擊數(shù)N_cr：N_cr=12×1.0×[ln(0.6×4.0+1.5)-0.1×2.5]/√3%=12×[ln(2.4+1.5)-0.25]/0.1732=12×[ln(3.9)-0.25]/0.1732ln(3.9)≈1.3609，故：N_cr=12×(1.3609-0.25)/0.1732=12×1.1109/0.1732≈12×6.413≈76.96擊（明顯不合理，可能公式參數(shù)錯誤，正確公式應為N_cr=N_0β[ln(0.6d_s+1.5)-0.1d_w]（當d_s≤15m時），且ρ_c對砂土取3%，但砂土ρ_c一般≤3%，規(guī)范中當ρ_c≤3%時取ρ_c=3%。實際8度第一組N_0=12，正確計算應為：d_s=4.0m（中砂層頂面埋深），d_w=2.5m（地下水位埋深），代入公式：N_cr=12×1.0×[ln(0.6×4.0+1.5)-0.1×2.5]=12×[ln(3.9)-0.25]≈12×(1.3609-0.25)=12×1.1109≈13.33擊2.比較實測擊數(shù)N=12擊與N_cr=13.33擊：N=12<N_cr=13.33，故該中砂層液化。問題5：某工程采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑d=800mm，樁長l=25m，樁端進入強風化泥巖1.5m（樁端持力層承載力特征值q_p=3000kPa），樁側土層分布及參數(shù)如下：人工填土（厚1.2m，q_si=15kPa），粉質黏土（厚3.5m，q_si=40kPa），中砂（厚6.8m，q_si=60kPa），強風化泥巖（厚13.5m，q_si=120kPa）。按《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008計算單樁豎向抗壓承載力特征值Ra。根據規(guī)范5.3.5條，單樁豎向抗壓承載力特征值Ra=q_pA_p+u_pΣq_sikl_i式中：-u_p=πd=3.14×0.8=2.512m；-A_p=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5024m2；-各土層樁側阻力：人工填土：l1=1.2m，q_si1=15kPa，貢獻=2.512×1.2×15=45.22kPa·m；粉質黏土：l2=3.5m，q_si2=40kPa，貢獻=2.512×3.5×40=351.68kPa·m；中砂：l3=6.8m，q_si3=60kPa，貢獻=2.512×6.8×60=1024.896kPa·m；強風化泥巖：l4=25-1.2-3.5-6.8=13.5m（樁長25m），q_si4=120kPa，貢獻=2.512×13.5×120=4071.36kPa·m；Σq_sikl_i=45.22+351.68+1024.896+4071.36≈5493.156kPa·m；-樁端阻力：q_pA_p=3000×0.5024=1507.2kN；故Ra=1507.2+2.512×5493.156/2（規(guī)范中特征值為極限值的一半？不，規(guī)范5.2.2條，Ra=Q_uk/2，而Q_uk=Q_sk+Q_pk=u_pΣq_sikl_i+q_pkA_p。本題直接按特征值計算，假設q_sik和q_p為極限側阻力和極限端阻力標準值，則Ra=(Q_sk+Q_pk)/2。但題目中q_si和q_p應為特征值對應的參數(shù)，可能題目表述為特征值，需明確。若q_si為極限側阻力標準值，q_p為極限端阻力標準值，則：Q_sk=u_pΣq_sikl_i=2.512×(1.2×15+3.5×40+6.8×60+13.5×120)=2.512×(18+140+408+1620)=2.512×2186=5493.23kN；Q_pk=q_pkA_p=3000×0.5024=1507.2kN；Q_uk=5493.23+1507.2=7000.43kN；Ra=7000.43/2≈3500.21kN≈3500kN（取整）。問題6：某濕陷性黃土場地，鉆探揭示土層如下：0-2.0m為素填土（非濕陷性），2.0-6.0m為自重濕陷性黃土（δ_s=0.045，δ_zs=0.030），6.0-10.0m為非自重濕陷性黃土（δ_s=0.035，δ_zs=0.015），10.0m以下為粉質黏土（非濕陷性）。地下水位埋深15.0m，計算該場地的濕陷類型和濕陷等級（附加濕陷量計算系數(shù)β=1.2，自重濕陷量計算系數(shù)β_0=1.0）。根據《濕陷性黃土地區(qū)建筑標準》GB50025-2018第4.4.3~4.4.7條：1.自重濕陷量Δ_zs=β_0Σδ_zs,ih_i（i為自重濕陷性土層）：自重濕陷性土層為2.0-6.0m（厚4.0m），δ_zs=0.030，h_i=4.0m；Δ_zs=1.0×0.030×4000=120mm（h_i單位為mm）；2.總濕陷量Δ_s=βΣδ_s,ih_i（i為濕陷性土層，0-10.0m內）：-2.0-6.0m：δ_s=0.045，h_i=4000mm，β=1.2（非自重濕陷性黃土β=1.2，自重濕陷性黃土β=1.2？規(guī)范4.4.7條：基底下濕陷性黃土層的濕陷量計算值Δ_s應按下式計算：Δ_s=Σβδ_s,ih_i，其中β對自重濕陷性黃土場地取1.2，非自重取1.0。本題需判斷場地類型：當Δ_zs>70mm時為自重濕陷性場地（規(guī)范4.4.3條），本題Δ_zs=120mm>70mm，故為自重濕陷性場地，β=1.2；-6.0-10.0m：δ_s=0.035，h_i=4000mm（厚4.0m），β=1.2（自重濕陷性場地）；Δ_s=1.2×(0.045×4000+0.035×4000)=1.2×(180+140)=1.2×320=384mm；3.濕陷等級判定（規(guī)范表4.4.7）：自重濕陷性場地（Δ_zs=120mm>70mm），Δ_s=384mm，查表得：當Δ_zs>70mm且Δ_s>300mm時，濕陷等級為Ⅲ級（嚴重）。問題7：某基坑深8.0m，采用土釘墻支護，墻面垂直，土釘傾角15°，土層為粉質黏土（c=20kPa，φ=18°，γ=19.0kN/m3），地下水埋深12.0m（低于坑底）。按《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-2012，計算頂部第一排土釘?shù)淖钚≡O計長度（安全系數(shù)K=1.6，土釘與土體界面粘結強度標準值q_s=6