土力學(xué)1214章new課件

第十二章地基設(shè)計Chapter12Foundationdesign第一節(jié)概述Section1Introduction一、水工建筑物地基的特點(自學(xué))

CharacteristicsofHydraulicstructures

二、水工建筑物地基設(shè)計原則(自學(xué))

Principlesoffoundationdesignofhydraulicstructures三、水工建筑物地基設(shè)計內(nèi)容和程序(自學(xué))

ContentsandproceduresoffoundationdesignofhydraulicstructuresSection2Foundationinvestigationandcollectionofinformationofengineeringgeology一、地基設(shè)計所需的地質(zhì)資料（自學(xué)）

Geology

informationneededforfoundationdesign二、地基勘察(Foundation

investigation)1.一般要求

(Generalrequest)（自學(xué)）2.勘察范圍及勘探點的布置

Investigationrangeandarrangementofexploratorypoint3.勘察方法(Investigationmethod)第二節(jié)地基勘察與工程地質(zhì)資料的收集1.按基礎(chǔ)剛度分類

Classifiedbyfootingrigidity（1）剛性基礎(chǔ)(Rigidfooting)（圖12-2）第三節(jié)基礎(chǔ)形式的選擇及埋置深度、平面尺寸的確定Section3Choiceoffootingtypeanddeterminationofembeddeddepthandplanesizeoffooting一、水工建筑物常見基礎(chǔ)的類型及選用

Commontypesandapplicationoffootingforhydraulicstructures（2）柔性基礎(chǔ)(Flexiblefooting)2.按基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式分類

Classifiedbystructuraltype

offooting（1）淺基礎(chǔ)(shallowfoundation)①單獨基礎(chǔ)(Singlefooting)（圖12-3）②條形基礎(chǔ)(Stripfooting)（圖12-4）③浮筏基礎(chǔ)及箱式基礎(chǔ)（圖12-5和圖12-6）Floatingfoundationandboxfoundation④倒拱底板基礎(chǔ)(Inversearchboard)（圖12-7）(2)深基礎(chǔ)（D>5m）Deepfoundation

樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等Pilefoundation，caisson，boxcaisson，diaphragmwall

Determinationoffoundationembeddeddepthandplanarsize1.

埋深的概念

(Conceptofembeddeddepth)2.埋深的確定(Determinationofembeddeddepth)（1）考慮使用要求（2）持力層有足夠的承載能力（3）必須低于凍結(jié)深度0.25m（4）必須低于水流的沖刷線3.基礎(chǔ)的平面尺寸Determinationofplansizeoffoundation依據(jù)上部結(jié)構(gòu)的布置和尺寸、荷載的大小以及地基的承載能力確定二、基礎(chǔ)埋深和平面尺寸的確定擬定的基礎(chǔ)尺寸應(yīng)滿足地基強度要求為防止產(chǎn)生過大不均勻沉降，最大、最小基底壓力還應(yīng)滿足下列條件對粘性土地基對砂性土地基(12-1，b)(12-1，a)1.水平滑動（Horizontalslide）（1）沿基礎(chǔ)地面的水平滑動驗算（圖12-9）

(12-2)（2）擋土墻墻后有填土的水平滑動驗算

（圖12-10）

（3）帶裙板或抗滑樁建筑物的水平滑動驗算1）沿

abef

滑動時（圖12-11）

(12-3)(12-4)PaPp2）當(dāng)沿abcdef滑動時（圖12-11）3）帶抗滑樁的底板（圖12-12）Pa圖12-12(12-5)(12-6)圖12-13(二)基礎(chǔ)沉降驗算1、要求：沉降s≤[s]沉降差△s≤[△s]2、幾個基礎(chǔ)沉降特征值（名詞解釋或填空）：沉降、沉降差、傾斜、局部傾斜第五節(jié)現(xiàn)場觀測（自學(xué)）

Section5Fieldobservation地基設(shè)計兩大要求：1、控制變形沉降s≤[s]沉降差△s≤[△s]2、控制穩(wěn)定P計算≤Pb（地基承載力）天然地基人工地基第一節(jié)概述Section1Introduction1.地基類型的采用(Adoptionoffoundationtypes)2.水工建筑物常用的地基處理方法（P346表14-1）

CommonfoundationimprovementmethodsusedinhydraulicstructuresSection2Foundationtreatmentforsoftclayeysoil一、置換拌入法(Replacementmethods)

1.換土墊層法(Exchangedcushionmethod)（1）適用范圍：厚度不大的軟弱土層地基（2）施工步驟：挖出—換填（3）砂墊層的主要作用(Mainfunctionsofcushion)①提高地基的承載力②減小沉降量③加速軟弱土層的排水固結(jié)④防止凍脹及消除膨脹土地基的脹縮作用第二節(jié)軟粘土地基處理③承載力的確定④變形計算（4）砂墊層的施工（自學(xué)）（5）土墊層和灰土墊層（自學(xué)）（6）土工布在墊層中的作用

(Vibroflotationreplacementmethod)（1）方法簡介(Methodintroduction)①原理和應(yīng)用②適用土質(zhì)：加固軟粘土③振沖器（圖14-2）和制樁步驟（圖14-3）④樁的直徑和平面布置一般樁徑0.6～1.0m，孔距1～3m2.振沖置換法

振沖法施工示意振沖法施工照片振沖法施工

(Vibroflotationreplacementmethod)（1）方法簡介(Methodintroduction)①原理和應(yīng)用②適用土質(zhì)：加固軟粘土③振沖器（圖14-2）和制樁步驟（圖14-3）④樁的直徑和平面布置一般樁徑0.6～1.0m，孔距1～3m2.振沖置換法①加固范圍(Improvedscope)適當(dāng)超出基礎(chǔ)面積：1～2排樁，3～4排樁②樁位布置（Arrangementofpilelocation）樁距1.5～2.5m；正方形或梅花形③樁長的確定（Determinationofpilelength）≥4m；樁長的確定須考慮硬層深度④承載力計算（Calculationofbearingcapacity）承載力由復(fù)合地基載荷試驗確定，也可按下列計算：對小型工程、初步設(shè)計無現(xiàn)場資料時，可按下式計算(14-5)（2）設(shè)計與計算（Designandcalculation）(14-6)⑤變形計算（圖14-4）Deformationcalculation

（3）振沖置換法施工（自學(xué)）

(14-7)圖14-4

Highpressurejetgrouting(Revolvejetmethod)（1）原理(Principle)（2）施工工序(Constructionprocedure)（圖14-5）（3）分類(Classification)（P353表14-3）（4）適用范圍及優(yōu)點(Applicablescopeandmerit）水利水電工程中的常用方法，主要用于形成防滲墻和對堤、壩進行防滲加固

用于較軟土層，但對砂類土、粘性土、黃土和淤泥均可酌情使用3.高壓噴射注漿法（旋噴法）圖14-5高壓噴射注漿高壓噴射注漿（1）原理(Principle)（圖14-6）（2）施工工藝(Constructionprocedure)（圖14-7）（3）適用土類及優(yōu)點(Applicablesoilandmerit)4.深層攪拌法

(Deepsoilmixing)圖14-7深層攪拌機圖14-6二、排水固結(jié)法(P355)Drainedconsolidationmethod1、原理2、適用范圍：透水性低的軟粘土。加壓系統(tǒng)排水系統(tǒng)3、分類堆載預(yù)壓真空預(yù)壓砂井預(yù)壓袋裝砂井塑料排水板砂井預(yù)壓法的施工步驟真空預(yù)壓法堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法的區(qū)別圖14-12圖14-13三、反壓法(Loadingbermmethod)1.簡介

(Introduction)（圖14-13）2.反壓臺尺寸的確定Determinationofsizeoftheloadingberm四、土工合成材料的應(yīng)用Applicationofgeosynthetics1.特點

(Features)（1）輕質(zhì)、柔性、高強、耐腐蝕（2）批量生產(chǎn)、成本低、運輸和施工方便（3）適應(yīng)性強2.作用

(Function)（1）過濾作用(Filtration)（2）加筋作用(Reinforcing)（3）排水作用(Drainage)（4）隔離作用(Isolation)（5）防護作用(Protection)（6）封閉作用(Closing)Section3Foundationtreatmentforloosesoil第三節(jié)松散土地基處理一、重錘夯實法1、原理：利用落錘擊實功使基土壓密2、使用范圍：透水性較好的基土，淺層加固3、夯實機具：小型起重機、夯錘重15-30kN，落距3-4m二、強夯法1、原理：非飽和土與重錘夯實法相同，但飽和土機理完全不同。是利用高沖擊功，使基土產(chǎn)生沖擊波和很大的動應(yīng)力，土的結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)改變，土層液化，土質(zhì)變密，達到加密和提供強度的效果2、使用范圍：透水性較好的基土，深層加固；對加密飽和砂土的效果最顯著。3、夯實機具：高噸位起重機、巨錘重80-300kN，最重達2000kN，高落距8-20m，也有高達40m圖13-18圖14-145.強夯法與重錘夯實法的區(qū)別（P363表14-4）Differencebetweendynamiccompactionandheavyhammercompaction1.原理

(Principle)2.適用范圍

(Applicablescope)3.振沖孔位的布置

Arrangementofvibroflotationhole三、振沖擠密法(Vibro-compaction)振沖孔間距可按下式計算：式中V為原地基達到規(guī)定密實度單位體積所需的填料量，可按下式計算：（4）與碎石