基礎(chǔ)工程概述PPT課件

1、（5）橋跨與墩臺(tái)構(gòu)造形式：橋跨結(jié)構(gòu)的類型、跨度、梁高、支座形式、墩臺(tái)類型與尺寸等。（6）施工力量：施工單位的人力、物力、技術(shù)水平等。（7）當(dāng)?shù)厍闆r：建筑材料可共使用狀況，地方交通，生活用水、生產(chǎn)用水與電力供應(yīng)情況第1頁(yè)/共36頁(yè)二、基礎(chǔ)位置二、基礎(chǔ)位置（1）基礎(chǔ)位置不應(yīng)設(shè)置在軟硬不均勻的地基上，軟硬不均勻土層是由于河床沖刷和沉積反復(fù)交替形成的，如果一個(gè)基礎(chǔ)的地基有兩種土，其物理力學(xué)性質(zhì)不同、壓縮性有差異、容易引起基礎(chǔ)的不均勻沉降，不可將基礎(chǔ)設(shè)置在這些土層相交處。（2）墩臺(tái)位置應(yīng)盡量避開石灰石溶洞及溶溝（3）墩臺(tái)位置應(yīng)盡量避開斷層、擠壓破碎帶，由于地層受到力的作用，形成的斷層、擠壓破碎帶對(duì)墩臺(tái)的

2、穩(wěn)定不利，因此應(yīng)避免把墩臺(tái)基礎(chǔ)置于斷層、擠壓破碎帶上。（4）在陡峭的山坡上修筑墩臺(tái)時(shí)，應(yīng)注意橋基的穩(wěn)定。第2頁(yè)/共36頁(yè)（5）靠近陡峭巖壁下河槽處的橋墩，應(yīng)盡量避免基礎(chǔ)經(jīng)水下河床的山坡落石堆積層。（6）在巖面傾斜且抽水困難的地基上，不宜采用明挖基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)。（7）在黃土區(qū)，建于溝谷岸坡上的墩臺(tái)應(yīng)盡量避開陷穴和暗洞（8）在寒冷地區(qū)設(shè)計(jì)橋涵基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)考慮地基土的凍脹性第3頁(yè)/共36頁(yè)三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算項(xiàng)目三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算項(xiàng)目（1）地基強(qiáng)度（2）偏心（3）穩(wěn)定性（4）基礎(chǔ)沉降（5）墩臺(tái)頂水平位移（6）基礎(chǔ)本身強(qiáng)度第4頁(yè)/共36頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 地基與基礎(chǔ)的分類地基與基礎(chǔ)的分類一、基礎(chǔ)工程基本概念基礎(chǔ)工

3、程基本概念 受建筑物影響的那一部分地層稱為地基地基。建筑物與地基接觸的部分稱為基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 橋梁上部結(jié)構(gòu)為橋跨結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)及其基礎(chǔ) 。 基礎(chǔ)工程包括建筑物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工。第5頁(yè)/共36頁(yè)基基 礎(chǔ)礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)地地 基基建筑物三部分示意圖建筑物三部分示意圖第6頁(yè)/共36頁(yè)圖7-1 橋梁結(jié)構(gòu)各部分立面示意圖1-下部結(jié)構(gòu)；2-基礎(chǔ)；3-地基；4-橋臺(tái)；5-橋墩；6-上部結(jié)構(gòu)第7頁(yè)/共36頁(yè)l地基：承受建筑物荷載應(yīng)力與應(yīng)變不能忽略的土層。（有一定深度和范圍）l基礎(chǔ)：埋入土層一定深度并將荷載傳給地基的建筑物下部結(jié)構(gòu)。 持力層 ：直接支撐建筑物基礎(chǔ)的土層。 下臥層(軟弱) ：

4、持力層下部的土層。第8頁(yè)/共36頁(yè)結(jié)構(gòu)荷載基底壓力第9頁(yè)/共36頁(yè)二、二、地基基礎(chǔ)在工程中的重要性地基基礎(chǔ)在工程中的重要性 隱蔽工程，處理困難，事故危害大； 工程造價(jià)高，占20-25%； 設(shè)計(jì)上應(yīng)做方案比較。 比薩斜塔、虎丘塔（地基不均勻沉降）； 加特朗斯康谷倉(cāng)、巴樁基大廈（地基破壞）； 上海錦江飯店整體下沉、香港寶成大廈失穩(wěn)。特點(diǎn)實(shí)例第10頁(yè)/共36頁(yè)軟弱地基軟弱地基 整體破壞整體破壞地基土承載力低，產(chǎn)生強(qiáng)度破壞第11頁(yè)/共36頁(yè)地基不均勻沉降， 建筑傾斜基巖基巖不均勻不均勻 軟土層軟土層第12頁(yè)/共36頁(yè)第13頁(yè)/共36頁(yè)案例一：比薩斜塔 世界著名的比薩斜塔于1173年動(dòng)工，1370年竣工

5、，塔身高約55m，建成后因地基壓縮層產(chǎn)生不均勻沉降，使塔的北側(cè)下沉近1m，南側(cè)下沉近3m，塔身傾斜約5.5，塔頂離開鉛垂線的距離已達(dá)5.27m，是我國(guó)虎丘塔的傾斜值的2.3倍。幸虧該塔使用的大理石材質(zhì)優(yōu)良，在塔身嚴(yán)重傾斜的情況下尚未出現(xiàn)裂縫。比薩斜塔建成后曾經(jīng)數(shù)次加固，但效果甚微，每年仍下沉約1mm，傾斜尚未有加速跡象，已成為一座名副其實(shí)的危塔。第14頁(yè)/共36頁(yè) 加拿大的特朗斯康谷倉(cāng)建于1913年，谷倉(cāng)的平面為矩形，長(zhǎng)59.44m,寬23.47m，高度為31m，由65個(gè)圓柱形筒倉(cāng)組成，采用鋼筋混凝土閥板基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)地基未作勘察，不了解基底下有厚達(dá)15m左右的軟粘土層，僅根據(jù)對(duì)臨近建筑的調(diào)查

6、判定地基承載力。建成后于當(dāng)年9月開始均勻地向谷倉(cāng)內(nèi)裝載谷物，至10月發(fā)現(xiàn)谷倉(cāng)產(chǎn)生大量快速沉降，1小時(shí)內(nèi)的垂直沉降量竟達(dá)到30.5cm，在其后的24小時(shí)內(nèi)谷倉(cāng)傾倒，傾倒后谷倉(cāng)的西側(cè)下沉達(dá)7.32m，東側(cè)則抬高了1.53m，整體傾斜達(dá)盡27度。因谷倉(cāng)整體性很強(qiáng)，筒倉(cāng)本身完好無損。案例二：加拿大特朗斯康谷倉(cāng)第15頁(yè)/共36頁(yè)案例三：墨西哥城某建筑 第16頁(yè)/共36頁(yè)天然地基：沒有經(jīng)過人為處理，直接修建。 人工地基：承載力低，高壓縮性地基，人工處人工地基：承載力低，高壓縮性地基，人工處理后才能修建。地基地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)深基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)單獨(dú)和聯(lián)合基礎(chǔ)單獨(dú)和聯(lián)合基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)筏板和箱形基礎(chǔ)

7、筏板和箱形基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)三、地基與基礎(chǔ)的分類三、地基與基礎(chǔ)的分類第17頁(yè)/共36頁(yè)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)墻下獨(dú)立基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ) 第18頁(yè)/共36頁(yè)柱下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ) 第19頁(yè)/共36頁(yè)箱形基礎(chǔ)第20頁(yè)/共36頁(yè)樁基礎(chǔ)第21頁(yè)/共36頁(yè)沉井基礎(chǔ)第22頁(yè)/共36頁(yè)四、基礎(chǔ)工程的現(xiàn)狀四、基礎(chǔ)工程的現(xiàn)狀 基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老的工程技術(shù)，發(fā)展到今天已成為一門專門的科學(xué)。隨著巖土工程及其它相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)工程在設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法、施工技術(shù)和機(jī)械設(shè)備等方面都有長(zhǎng)足的進(jìn)展。 第23頁(yè)/共36頁(yè) 目前，基礎(chǔ)工程的關(guān)注點(diǎn)之一是在設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法方面的研究探討，包括考慮上部結(jié)構(gòu)、基

8、礎(chǔ)與地基共同工作的理論和設(shè)計(jì)方法，概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論和方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，數(shù)值分析方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等。 第24頁(yè)/共36頁(yè) 另外，隨著高層建筑和大跨度大空間結(jié)構(gòu)的涌現(xiàn)、地下空間的開發(fā)等，與之密切相關(guān)的兩種技術(shù)也得到極大的重視。 其一為樁基礎(chǔ)技術(shù)，其中樁土共同工作理論，新的樁基設(shè)計(jì)控制理論變形控制理論，樁基非線性分析和設(shè)計(jì)方法，樁基承載力和沉降的合理估算，新的樁型例如大直徑成孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁、套筒樁、微型樁等的研究開發(fā)，后注漿技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用，樁基礎(chǔ)的環(huán)境效應(yīng)等都成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。 第25頁(yè)/共36頁(yè) 其二是深基坑開挖問題，研究的重點(diǎn)放在土、水壓力的估算，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理論和

9、方法的深化優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、考慮時(shí)空效應(yīng)的方法等；新的基坑支護(hù)方法例如復(fù)合土釘墻、作為主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用的地下連續(xù)墻、錨桿擋墻等的開發(fā)研究；基坑開挖對(duì)環(huán)境的影響；逆作法技術(shù)的應(yīng)用等。 第26頁(yè)/共36頁(yè) 在地基處理方面，進(jìn)一步完善復(fù)合地基理論，對(duì)各類地基處理方法機(jī)理的深化研究以及施工及檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)也是基礎(chǔ)工程關(guān)心的問題。對(duì)于深水和復(fù)雜地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)工程，例如在大型橋梁、水工結(jié)構(gòu)、近海工程中，重要的是深入研究地震、風(fēng)和波浪沖擊的作用，以及發(fā)展深水基礎(chǔ)（超長(zhǎng)大型水下樁基、新型沉井等）的設(shè)計(jì)和施工方法。 第27頁(yè)/共36頁(yè)1 1、按基礎(chǔ)剛度分類、按基礎(chǔ)剛度分類 根據(jù)受力后基礎(chǔ)的變形情況，基

10、礎(chǔ)分為剛性和柔性基礎(chǔ)剛性和柔性基礎(chǔ)。 受力后，不發(fā)生繞曲變形的基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)。 容許發(fā)生較大繞曲變形的基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)或彈性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)或彈性基礎(chǔ)。 在橋梁工程中，一般情況下用剛性基礎(chǔ)2、按埋置深度分類、按埋置深度分類 埋置深度小于5m的為淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)，埋置深度大于5m的為深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)。第28頁(yè)/共36頁(yè) 當(dāng)淺層巖土層承載力較大時(shí)，可采用埋置深度較小的淺基礎(chǔ)。 淺基礎(chǔ)施工方便，通常采用明挖法從地面開挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、澆筑基礎(chǔ)，是橋梁基礎(chǔ)的首選方案。 深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工較復(fù)雜，但具有良好的適應(yīng)性和抗震性，因此現(xiàn)在高速公路上也普遍應(yīng)用。常見的有沉井、管柱和樁基礎(chǔ)3、按構(gòu)造形式分

11、類、按構(gòu)造形式分類 對(duì)于橋梁基礎(chǔ)來說，按構(gòu)造形式可以歸納為實(shí)體式和樁柱式兩類。第29頁(yè)/共36頁(yè) 當(dāng)整個(gè)基礎(chǔ)都由圬工材料筑成時(shí)，稱為實(shí)體式基礎(chǔ)實(shí)體式基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是基礎(chǔ)整體性好，自重較大。 有多個(gè)基樁或小型管柱組成，并用承臺(tái)連結(jié)成為整體的基礎(chǔ)，稱為樁柱式基礎(chǔ)。樁柱式基礎(chǔ)。其特點(diǎn)是圬工體積小，自重較輕，對(duì)地基強(qiáng)度要求相對(duì)較低。4、按施工方法進(jìn)行分類、按施工方法進(jìn)行分類 可以分為明挖法、沉井、沉箱、沉樁、沉管灌注樁、就地鉆孔灌注樁等。其中明挖法最簡(jiǎn)單。第30頁(yè)/共36頁(yè)5 5、按基礎(chǔ)的材料分類、按基礎(chǔ)的材料分類 按基礎(chǔ)的材料分為混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、砌石基礎(chǔ)、木結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 目前我國(guó)

12、公路構(gòu)造物基礎(chǔ)大多采用混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，少部分采用鋼結(jié)構(gòu)。第31頁(yè)/共36頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 作用于基礎(chǔ)上的荷載作用于基礎(chǔ)上的荷載一、荷載（作用）分類與計(jì)算一、荷載（作用）分類與計(jì)算 根據(jù)其性質(zhì)分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載（一）永久荷載（一）永久荷載 又稱為恒載，指在設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其變化值與平均值比可忽略不計(jì)的荷載。第32頁(yè)/共36頁(yè)（二）可變荷載 在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其量值和作用位置隨時(shí)間變化，且其變化值和平均值比不可忽略荷載。按其對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)的影響程度，又可分為基本可變荷載和其他可變荷載。（三）偶然荷載 在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。第33頁(yè)/共36頁(yè)二、荷載組合原則二、荷載組合原則 組合組合：有恒載中的一種或幾種與活載中的一種或幾種組合，也稱為主要組合。 組合組合：由恒載中的一種或幾種與活載中的一種或幾種以及其他可變荷載中的一種相組合。 組合組合：由平板掛車或履帶車與結(jié)構(gòu)重力、