《基礎(chǔ)工程》第1講解析課件

1、基 礎(chǔ) 工 程主講： 謝勝華（2.275.8）教材：三校合編，基礎(chǔ)工程 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.9第二版。第1頁(yè)，共54頁(yè)。主要內(nèi)容：第一章： 緒 論； （2）第二章： 淺基礎(chǔ)； （13）第三章： 連續(xù)基礎(chǔ)； （5）第四章： 樁基礎(chǔ)； （10）第五章： 地基處理； （3）第六章： 土工合成材料； （1）第七章： 擋土墻； （4）第八章： 基坑工程。 （2）機(jī)動(dòng)（總復(fù)習(xí)） （0）第2頁(yè)，共54頁(yè)?；A(chǔ)工程第1講：緒 論地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則第3頁(yè)，共54頁(yè)。主要內(nèi)容緒 論；地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則1.1 概 述； 1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則；1.3 地基類(lèi)型；1.4 基礎(chǔ)類(lèi)型。第4頁(yè)，共54頁(yè)。緒 論

2、 1. 地基基礎(chǔ)的概念與特點(diǎn)； 2. 學(xué)科發(fā)展概況； 3. 本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求； 4. 學(xué)習(xí)安排。第5頁(yè)，共54頁(yè)。一地基基礎(chǔ)的概念與特點(diǎn)：一個(gè)完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基 礎(chǔ)和地基三個(gè)部分 。它們有著各自的功能。 上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計(jì)預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)； 基礎(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸并經(jīng)過(guò)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(qǐng)看圖例。 第6頁(yè)，共54頁(yè)。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)）地基第7頁(yè)，共54頁(yè)。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)）地基地基基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）第8頁(yè)，共54頁(yè)

3、。地基的特點(diǎn):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(chēng)為地基持力層（也稱(chēng)為主要受力層）；位于持力層之下的地基稱(chēng)為下臥層。特別地，當(dāng)下臥層的土性明顯比持力層軟弱時(shí)則將該層稱(chēng)為軟弱下臥層。 地基的基本特點(diǎn)： 1） 隱蔽性； 2） 離散性； 3） 低強(qiáng)度； 4） 變形復(fù)雜。第9頁(yè)，共54頁(yè)。FdG主要受力層持力層（受力層）下臥層條形基礎(chǔ) 3b獨(dú)立基礎(chǔ) 1.5b且 5m （二層以下民用建筑除外）主要受力層深度：第10頁(yè)，共54頁(yè)。基礎(chǔ)的特點(diǎn)： 基礎(chǔ)位于地下，也具有隱蔽性，同時(shí)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，

4、由于地基基礎(chǔ)都具有隱蔽性，發(fā)生問(wèn)題時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，糾正起來(lái)也十分困難。 基礎(chǔ)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)（勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)）均將直接影響建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)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(yàn)和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情況，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)與施工并進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量檢測(cè)，才能保證基礎(chǔ)工程的經(jīng)濟(jì)合理與安全可靠。 第11頁(yè)，共54頁(yè)。二. 學(xué)科發(fā)展概況1. 漫長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)積累階段(p4) ；2. 學(xué)科體系的建立(p4) ；3. 現(xiàn)代發(fā)展階段(p4) ；4. 幾個(gè)典型工程實(shí)例介紹； 1）成功的典型： 2）失敗的典型：第12頁(yè)，共54頁(yè)。成功的典型之一趙州橋趙州橋又名安濟(jì)橋，位于

5、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(zhǎng)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(xiàn)流暢自然，極具觀賞價(jià)值。古人贊譽(yù)此橋?yàn)椤捌媲晒套o(hù)，甲于天下”。美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)也于1991年將趙州橋選為國(guó)際歷史土木工程第12個(gè)里程碑。該橋的地基為較密實(shí)的砂黏土?，F(xiàn)驗(yàn)算其基底壓力為500600kPa，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(shí)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(tái)發(fā)生的7.6級(jí)地震，而邢臺(tái)距趙州橋僅有4

6、0多公里。第13頁(yè)，共54頁(yè)。趙州橋第14頁(yè)，共54頁(yè)。第15頁(yè)，共54頁(yè)。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(chēng)道的是建塔者用三合土對(duì)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。第16頁(yè)，共54頁(yè)。上海龍華古塔第17頁(yè)，共54頁(yè)。失敗的典型之一特朗斯康谷倉(cāng)加拿大的特朗斯康谷倉(cāng)建成于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，采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)地基

7、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)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(kāi)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)2653。因谷倉(cāng)整體性很強(qiáng)，筒倉(cāng)本身完好無(wú)損。 第18頁(yè)，共54頁(yè)。 特朗斯康谷倉(cāng)第19頁(yè)，共54頁(yè)。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(dòng)工，1370年竣工，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

8、開(kāi)鉛垂線(xiàn)的距離已達(dá)5.27m，為我國(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，傾斜尚有加速跡象，已成了一座名副其實(shí)的危塔。第20頁(yè)，共54頁(yè)。比薩斜塔第21頁(yè)，共54頁(yè)。三、本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求本課程是土木工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，主要內(nèi)容是各類(lèi)地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工。 本門(mén)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(jì)與施工等課程，綜合性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。本課程除了基本理論和知識(shí)外，還要引入大量的相關(guān)技術(shù)要求和具體規(guī)定。學(xué)習(xí)本課程的時(shí)候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多動(dòng)手做

9、題，通過(guò)習(xí)題和課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 地基基礎(chǔ)問(wèn)題具有強(qiáng)烈的區(qū)域性特征。所以在基礎(chǔ)工程領(lǐng)域除需要扎實(shí)的理論知識(shí)外，還需要豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 注意規(guī)范的使用，尤其是不要混用不同體系的規(guī)范。第22頁(yè)，共54頁(yè)。四、學(xué)習(xí)安排 教學(xué)內(nèi)容： 淺基礎(chǔ)，連續(xù)基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)，地基處理（1、2、3、4、5章的部分，施工部分只簡(jiǎn)單提及），以建筑工程為主線(xiàn)； 習(xí)題每章（或每周）交一次； 課程設(shè)計(jì) （樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)）； 答疑（課后或集中時(shí)間）。第23頁(yè)，共54頁(yè)。第2章 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則2.1 概 述； 2.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則；2.3 地基類(lèi)型；2.4 基礎(chǔ)類(lèi)型。第24頁(yè)，共54頁(yè)。2.1 概 述 1結(jié)

10、構(gòu)的安全等級(jí)（表2-1，2-2）； 2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限（表2-6）； 3地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)（表2-3）與狀況； 4地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的任務(wù)。 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和使用要求，綜合考慮地質(zhì)條件、施工條件、經(jīng)濟(jì)造價(jià)和環(huán)境保護(hù)等因素，尋求技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理而且實(shí)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(mǎn)足安全、合理、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)。 第25頁(yè)，共54頁(yè)。2.2 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則一、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與設(shè)計(jì)原則; 二、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料; 三、地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)規(guī)定。第26頁(yè)，共54頁(yè)。一、 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與設(shè)計(jì)原則1概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)介;2地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則;第27頁(yè)，共54頁(yè)。1.

11、 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)介概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)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(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式，以分項(xiàng)系數(shù)代替過(guò)去的安全系數(shù)，是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。 先進(jìn)性：比較充分地考慮各種設(shè)計(jì)因素的變異性。 但在地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，由于資料收集的困難，目前對(duì)于設(shè)計(jì)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。第28頁(yè)，共54頁(yè)。2. 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則（1）兩種極限狀態(tài)（p8） 1）承載能力極限狀態(tài) 2）正常使用極限狀態(tài) （2）概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則（p8）第29頁(yè)，共54頁(yè)。二、 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)資料 (略)1荷載資料（p9）;2勘

12、察資料（p10）;3原位測(cè)試資料（p11）。三、 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定1. 基本規(guī)定（p12）;2. 荷載的組合與選?。╬13）。第30頁(yè)，共54頁(yè)。第31頁(yè)，共54頁(yè)。2.3 地基與基礎(chǔ)的類(lèi)型 1. 地基的類(lèi)型 ; 2. 基礎(chǔ)的類(lèi)型 ;第32頁(yè)，共54頁(yè)。1. 地基的類(lèi)型:第33頁(yè)，共54頁(yè)。2. 基礎(chǔ)的類(lèi)型:第34頁(yè)，共54頁(yè)。1）淺基礎(chǔ)分類(lèi): 按材料分: 磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、砼及毛石砼 基礎(chǔ)、 鋼筋砼基礎(chǔ)、灰土及三合土基礎(chǔ)； 按構(gòu)造分:單獨(dú)基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)（十字交叉、筏 形、箱 形）、條形基礎(chǔ); 按受力性能分:剛性(無(wú)筋擴(kuò)展)基礎(chǔ)、柔性(擴(kuò)展)基礎(chǔ)。第35頁(yè)，共54頁(yè)。 無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)：磚基

13、礎(chǔ)：低層建筑墻下基礎(chǔ)。砌筑方便，強(qiáng)度低抗凍性差。砌法：二一間隔收（1/4磚）。 MU10磚 M5砂漿大放腳第36頁(yè)，共54頁(yè)。毛石基礎(chǔ)：砌筑較方便，抗凍性好，適于6層及以下墻承重結(jié)構(gòu)。砌法：錯(cuò)縫搭接。 MU20毛石 M5砂漿每階兩皮200 400第37頁(yè)，共54頁(yè)。砼與毛石砼基礎(chǔ)：強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均較好，適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。摻入毛石要求：占體積2030%，尺寸300 。摻入毛石 節(jié)約水泥柱下砼基礎(chǔ)墻下砼基礎(chǔ)第38頁(yè)，共54頁(yè)。（有筋）擴(kuò)展基礎(chǔ)（鋼筋砼基礎(chǔ)） 適用條件： 在砼優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，更具良好的抗彎和抗剪性能。相同條件下基礎(chǔ)高度小，適于荷載大或土質(zhì)軟的情況下采用。第39頁(yè)，共5

14、4頁(yè)。條形基礎(chǔ)：不帶肋與帶肋 墻翼板柱肋梁砼墊層(1) 墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ):柱下條形基礎(chǔ)：帶肋第40頁(yè)，共54頁(yè)。結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)底板配筋結(jié)構(gòu)柱 配筋 臺(tái)階形: 施工支模、澆筑簡(jiǎn)單，用材相對(duì)多。（2）柱下鋼筋砼單獨(dú)基礎(chǔ)：第41頁(yè)，共54頁(yè)。基礎(chǔ)底板配筋結(jié)構(gòu) 柱 配筋 錐形：受力與用材合理，施工澆注成型較難。（2）柱下鋼筋砼單獨(dú)基礎(chǔ)：第42頁(yè)，共54頁(yè)。 分為單支與雙支（視柱情況）；低杯口與高杯口。（2）預(yù)制柱下鋼筋砼單獨(dú)杯口基礎(chǔ)：第43頁(yè)，共54頁(yè)。（3）柱下十字交叉基礎(chǔ)：柱基礎(chǔ)底板梁第44頁(yè)，共54頁(yè)。十字交叉基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)的變種第45頁(yè)，共54頁(yè)。（4）筏形基礎(chǔ)（板式與梁板式）梁柱底板第46頁(yè)，共54頁(yè)。4 筏形（筏板）基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)施工圖第47頁(yè)，共54頁(yè)。第48頁(yè)，共54頁(yè)。第49頁(yè)，共54頁(yè)。第50頁(yè)，共54頁(yè)。（5）箱形基礎(chǔ)柱頂板底板梁隔板第51頁(yè)，共54頁(yè)。底板外墻內(nèi)墻5、箱形基礎(chǔ)由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好第52頁(yè)，共54頁(yè)。（6）殼體基礎(chǔ)：高聳建