基礎(chǔ)工程緒論及設(shè)計原則PPT

1、基 礎(chǔ) 工 程 （緒論和第1章） 主要內(nèi)容 緒論第1章 地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則 1-1 概述 1-2 地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1. 地基基礎(chǔ)的概念與特點2. 學(xué)科發(fā)展概況3. 本課程的特點和學(xué)習(xí)要求 4. 學(xué)習(xí)安排緒 論1地基基礎(chǔ)的概念與特點一個完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三個部分 。它們有著各自的功能。上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸并經(jīng)過了特殊處理的結(jié)構(gòu)部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷載并維持建筑物穩(wěn)定的巖土體。請看圖例。 圖 1 房屋建筑體系的組成樓層（上部結(jié)構(gòu)）基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）地基圖 2 橋梁建筑體系的組成橋跨（上部結(jié)構(gòu)）橋墩（下部結(jié)構(gòu)

2、）地基地基基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）地基的特點地基的功能是承受建筑物的荷載并保持建筑物穩(wěn)定。 受建筑物影響最大的那一部分地基稱為地基持力層（也稱為主要受力層）；位于持力層之下的地基稱為下臥層。特別地，當(dāng)下臥層的土性明顯比持力層軟弱時則將該層稱為軟弱下臥層。地基的基本特點： 1） 隱蔽性； 2） 離散性； 3） 低強度； 4） 變形復(fù)雜。 基礎(chǔ)的特點基礎(chǔ)位于地下，也具有隱蔽性，同時基礎(chǔ)的施工環(huán)境一般較差，所以其施工質(zhì)量通常較難控制，容易成為建筑體系中的薄弱環(huán)節(jié)。另外，由于地基基礎(chǔ)都具有隱蔽性，發(fā)生問題時不易發(fā)現(xiàn)，糾正起來也十分困難?；A(chǔ)工程的各個環(huán)節(jié)（勘察、設(shè)計、施工和檢測）均將直接影響建筑物的安全、經(jīng)濟

3、和正常使用。所以在工程中必須重視并嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。大量的工程經(jīng)驗和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情況，經(jīng)過精心設(shè)計與施工并進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量檢測，才能保證基礎(chǔ)工程的經(jīng)濟合理與安全可靠。 幾個典型工程實例介紹1）成功的典型 2）失敗的典型成功的典型之一趙州橋 趙州橋又名安濟橋，位于河北省趙縣城南2.5km處。該橋由隋代工匠李春主持修建（公元595605年間），橋長50.82m，寬9.6m，凈跨為37.02m，矢跨比為1：5。趙州橋橋身造型典雅，拱曲線流暢自然，極具觀賞價值。古人贊譽此橋為“奇巧固護，甲于天下”。美國土木工程師協(xié)會也于1991年將趙州橋選為國際歷史土木工程第12個里程碑。

4、該橋的地基為較密實的砂黏土。從現(xiàn)代技術(shù)的角度看，能用粘性土作為地基修筑推力極大的拱橋，而且地基承載力的利用恰到好處，確實令人嘆服。趙州橋建成已1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，特別是1966年邢臺發(fā)生的7.6級地震，而邢臺距趙州橋僅有40多公里。 趙州橋成功的典型之二上海龍華古塔 龍華塔位于上海市龍華公園南側(cè)，直徑8.0m，7層，高40.40m。該塔建于北宋（公元977年），距今已有1000多年歷史。龍華塔的塔基使用了大量的木樁，值得稱道的是建塔者用三合土對木樁進(jìn)行了很好的隔離防腐處理，木樁因之保存千年而不腐，使龍華古塔至今風(fēng)光依然。 上海龍華古塔失敗的典型之一特朗斯康谷倉 加

5、拿大的特朗斯康谷倉建成于1913年，谷倉的平面為矩形，長59.44m，寬23.47m，高度為31m，由65個圓柱形筒倉組成，采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。設(shè)計時對地基未作勘察，不了解基底下有厚達(dá)15m左右的軟粘土層，僅根據(jù)對鄰近建筑的調(diào)查決定了地基承載力。建成后于當(dāng)年9月開始均勻地向谷倉內(nèi)裝載谷物，至10月發(fā)現(xiàn)谷倉產(chǎn)生大量快速沉降，1小時內(nèi)的垂直沉降量竟達(dá)到30.5cm，在其后的24小時內(nèi)谷倉傾倒，傾倒后谷倉的西側(cè)下沉達(dá)7.32m，東側(cè)則抬高了1.53m，整體傾斜達(dá)2653。因谷倉整體性很強，筒倉本身完好無損。 特朗斯康谷倉失敗的典型之二比薩斜塔 世界著名的意大利比薩斜塔于1173年動工，1370年

6、竣工，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，為我國虎丘塔的傾斜值的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，傾斜尚有加速跡象，已成了一座名副其實的危塔。 比薩斜塔3. 本課程的特點和學(xué)習(xí)要求 本課程是土木工程專業(yè)的主干課程，主要內(nèi)容是各類地基和基礎(chǔ)的設(shè)計與施工。本門課程的許多內(nèi)容涉及到工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工等課程，綜合性、理論性和實踐性很強。本課程除了基本理論和知識外，還要引入大量的相關(guān)

7、技術(shù)要求和具體規(guī)定。學(xué)習(xí)本課程的時候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多動手做題，通過習(xí)題和課程設(shè)計培養(yǎng)自己解決實際問題的能力。地基基礎(chǔ)問題具有強烈的區(qū)域性特征。所以在基礎(chǔ)工程領(lǐng)域除需要扎實的理論知識外，還需要豐富的工程實踐經(jīng)驗。注意規(guī)范的使用，尤其是不要混用不同體系的規(guī)范。 4. 學(xué)習(xí)安排教學(xué)內(nèi)容：淺基，樁基，沉井的設(shè)計（1、2、3、4、5章的部分，施工部分只簡單提及），以建筑工程為主線。習(xí)題每章交一次。 課程設(shè)計答疑： 第 1 章 地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則1-1 概述1-2 地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1-1 概 述1地基基礎(chǔ)的設(shè)計等級（表7-1）與狀況2地基基礎(chǔ)設(shè)計的任務(wù)2. 地基基礎(chǔ)的設(shè)計任務(wù)根據(jù)上

8、部結(jié)構(gòu)的受力特點和使用要求，綜合考慮地質(zhì)條件、施工條件、經(jīng)濟造價和環(huán)境保護等因素，尋求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理而且實際可行的地基基礎(chǔ)方案并進(jìn)行必要的力學(xué)檢算，使之滿足安全、合理、經(jīng)濟和環(huán)保的總體設(shè)計目標(biāo)。1-2 地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則1-2-1 概率極限狀態(tài)設(shè)計法與設(shè)計原則1-2-2 地基基礎(chǔ)設(shè)計資料1-2-3 地基基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)定1-2-1 概率極限狀態(tài)設(shè)計法與設(shè)計原則1概率極限狀態(tài)設(shè)計法簡介2地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則概率極限狀態(tài)設(shè)計法簡介 概率極限狀態(tài)設(shè)計法以概率論為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)（或失效概率）表示結(jié)構(gòu)的可靠程度，采用與傳統(tǒng)形式近似的分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式，以分項系數(shù)代替過去的安全系數(shù)，是一種先進(jìn)的設(shè)計方法。 先進(jìn)性：比較充分地考慮各種設(shè)計因素的變異性。 但在地基基礎(chǔ)的設(shè)計中，由于資料收集的困難，目前對于設(shè)計變量的變化規(guī)律掌握不夠，以及由于數(shù)學(xué)上的一些困難，全面采用該法尚不成熟。地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則（1）兩種極限狀態(tài)