7基礎(chǔ)工程資料

7基礎(chǔ)工程資料第一頁，共47頁。7.1工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察的目的主要是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑地區(qū)作出工程地質(zhì)評價。工程地質(zhì)勘察的任務(wù)是按照不同勘察階段的要求，正確反映場地的工程地質(zhì)條件及巖土體性狀的影響，并結(jié)合工程設(shè)計、施工條件，以及地基處理等工程的具體要求，進行技術(shù)論證和評價，提出巖土工程問題及解決問題的決策性具體建議，并提出基礎(chǔ)、邊坡等工程的設(shè)計準則和巖土工程施工的指導(dǎo)性意見，為設(shè)計、施工提供依據(jù)，服務(wù)于工程建設(shè)的全過程。

選址勘察、初步勘察、詳細勘察第二頁，共47頁。7.1.1工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪就是填繪工程地質(zhì)圖，根據(jù)野外調(diào)查綜合研究勘察區(qū)的地質(zhì)條件，填繪在適當比例尺地形圖上加以綜合反映。工程地質(zhì)測繪方法有實地測繪法和像片成圖法。地形圖測繪

用經(jīng)緯儀配合小平板儀施測水準測量

用水準儀和水準標尺

測定兩點間的高差第三頁，共47頁。精密水準儀光學(xué)經(jīng)緯儀第四頁，共47頁。工程地質(zhì)測繪方法有實地測繪法和像片成圖法。像片成圖法是利用地面攝影或航空（衛(wèi)星）拍攝的像，先在室內(nèi)解釋，并結(jié)合所掌握的區(qū)域地質(zhì)資料，確定出地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水系及不良地質(zhì)現(xiàn)象等，描繪在單張像片上。然后在像片上選擇需要調(diào)查的若干點和路線，據(jù)此去實地進行調(diào)查、校對修正，繪成底圖。最后，將結(jié)果轉(zhuǎn)繪成工程地質(zhì)圖。右圖為航空攝影測量示意。第五頁，共47頁。7.1.2工程地質(zhì)勘探方法在工程地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，為了進一步查明地表以下的工程地質(zhì)問題，取得深層地質(zhì)資料而進行的?？碧降姆椒ǎ嚎印⒉厶?，鉆探，地球物理勘探等。7.1.3一般工業(yè)與民用建筑巖土工程勘察7.1.4高層建筑巖土工程勘察7.1.5公路工程地質(zhì)勘察7.1.6橋梁工程地質(zhì)勘察7.1.7隧道工程地質(zhì)勘察第六頁，共47頁。第七頁，共47頁。7.2淺基礎(chǔ)基礎(chǔ)多埋置于地面以下，但諸如碼頭樁基礎(chǔ)、橋梁基礎(chǔ)、半地下室箱形基礎(chǔ)等均有一部分在地表之上。通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過5m，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)），統(tǒng)稱為天然地基上的淺基礎(chǔ)。在橋梁結(jié)構(gòu)中，對于無沖刷河流，埋置深度是指河底或地面至基礎(chǔ)底面的距離；有沖刷河流是指局部沖刷線至基礎(chǔ)底面的距離。第八頁，共47頁。如果地基屬于軟弱土層（通常指承載力低于100kPa的土層），或者上部有較厚的軟弱土層，不適于做天然地基上的淺基礎(chǔ)時，也可將淺基礎(chǔ)做在人工地基上。天然地基上的淺基礎(chǔ)埋置深度較淺，用料較省，無需復(fù)雜的施工設(shè)備，在開挖基坑、必要時支護坑壁和排水疏干后對地基不加處理即可修建，工期短、造價低，因而設(shè)計時宜優(yōu)先選用天然地基。當這類基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)較差的地基條件時才考慮采用大型或復(fù)雜的基礎(chǔ)形式，如連續(xù)基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)或人工處理地基。第九頁，共47頁。正是由于地基土質(zhì)較差，基礎(chǔ)埋置較淺，僅3.05米,在建到第三層時,基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。塔頂中心點偏離中心線2.1米,現(xiàn)已偏離5.2米,終成斜塔。比薩斜塔第十頁，共47頁。7.2.1淺基礎(chǔ)的類型（按基礎(chǔ)剛度的不同）（1）剛性基礎(chǔ)由磚、石、素混凝土或灰土等材料做成的基礎(chǔ)。第十一頁，共47頁。（2）擴展基礎(chǔ)

當剛性基礎(chǔ)不能滿足力學(xué)要求時，可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)，稱為擴展基礎(chǔ)。柱下擴展基礎(chǔ)和墻下擴展基礎(chǔ)一般做成錐形和臺階形。對于墻下擴展基礎(chǔ)，當?shù)鼗痪鶆驎r，還要考慮墻體縱向彎曲的影響。這種情況下，為了增加基礎(chǔ)的整體性和加強基礎(chǔ)縱向抗彎能力，墻下擴展基礎(chǔ)可采用有肋的基礎(chǔ)形式。第十二頁，共47頁。第十三頁，共47頁。7.2.1淺基礎(chǔ)的類型（按構(gòu)造類型不同分）（1）單獨基礎(chǔ)：在建筑中，柱的基礎(chǔ)一般是單獨基礎(chǔ)（2）條形基礎(chǔ)：墻的基礎(chǔ)通常連續(xù)設(shè)置成長條形，稱為條形基礎(chǔ)。第十四頁，共47頁。（3）筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)：當柱子或墻傳來的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)都不能滿足地基承載力要求時，往往需要把整個房屋底面（或地下室部分）做成一片連續(xù)的鋼筋混凝土板，作為房屋的基礎(chǔ)，稱為筏板基礎(chǔ)。為了增加基礎(chǔ)板的剛度，以減小不均勻沉降，高層建筑往往把地下室的底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻一起構(gòu)成一個整體剛度很強的鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，稱為箱形基礎(chǔ)。第十五頁，共47頁。（4）殼體基礎(chǔ)：為改善基礎(chǔ)的受力性能，基礎(chǔ)的形式可不做成臺階狀，而做成各種形式的殼體，稱做殼體基礎(chǔ)。正、倒錐組合殼基礎(chǔ)第十六頁，共47頁。7.2.2減少不均勻沉降的措施地基的不均勻沉降會造成建筑物的開裂，影響其使用功能的發(fā)揮，因此，設(shè)計中必須考慮如何防止或減輕不均勻沉降造成的危害。

淺基礎(chǔ)設(shè)計和計算應(yīng)該兼顧地基和基礎(chǔ)兩方面進行，主要內(nèi)容包括：

1．天然地基設(shè)計：選擇基礎(chǔ)埋置深度；確定地基承載力；驗算地基變形和地基穩(wěn)定性。

2．基礎(chǔ)設(shè)計：選擇基礎(chǔ)類型和材料；計算基礎(chǔ)內(nèi)力；確定基礎(chǔ)各部分尺寸、配筋和構(gòu)造。

減少沉降的措施：建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、施工措施第十七頁，共47頁。（1）建筑措施

①建筑物體型應(yīng)力求簡單當?shù)鼗浫鯐r，建筑物的緊接高差以不超過一層為宜第十八頁，共47頁。②控制建筑物的長高比

二層以上的砌體承重房屋，當預(yù)估的最大沉降量超過120mm時，長高比不宜大于2.5。第十九頁，共47頁。③合理布置縱橫墻

外縱墻多次轉(zhuǎn)折，內(nèi)縱墻中斷的建筑物地基不良時，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通第二十頁，共47頁。④設(shè)置沉降縫

(a)、(b)適用于砌體承重結(jié)構(gòu)房屋；(c)適用于框架結(jié)構(gòu)房屋第二十一頁，共47頁。⑤合理安排建筑物間的距離原有的一幢二層房屋，在新建五層大樓影響下開裂⑥控制與調(diào)整建筑物的各部分標高第二十二頁，共47頁。（2）結(jié)構(gòu)措施①減輕建筑物的自重②在墻體內(nèi)設(shè)置圈梁③減小和調(diào)整基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力④采用非敏感結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)尺寸不妥當引起的損壞圈梁中斷時的處理第二十三頁，共47頁。（3）施工措施

①保持地基土的原狀結(jié)構(gòu)

②選擇合理的施工方法

③合理安排施工順序第二十四頁，共47頁。7.3深基礎(chǔ)位于地基深處承載力較高的土層上，埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)，如樁基、地下連續(xù)墻、墩基和沉井等。深基礎(chǔ)的兩種類型——樁基礎(chǔ)與墩基礎(chǔ)第二十五頁，共47頁。7.3.1樁基礎(chǔ)（分類）

樁可根據(jù)樁身材料、施工方法、成樁過程中擠土效應(yīng)、承載性狀及使用功能等進行分類。①按樁身材料分類

按樁身材料不同，可將樁劃分為木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁、其它組合材料樁。a.木樁b.預(yù)制混凝土樁c.預(yù)制混凝土管樁g.復(fù)合樁第二十六頁，共47頁。地面②按施工方法分類

按施工方法可分為預(yù)制樁、灌注樁兩大類。沉管灌注樁施工過程:就位——沉套管——開始灌注混凝土——下鋼筋骨架——繼續(xù)澆灌混凝土——拔管成型d.e.f.混凝土灌注樁第二十七頁，共47頁。③按成樁過程中擠土效應(yīng)分類

隨著樁的設(shè)置方法（打入或鉆孔成樁等）的不同，樁周土所受的排擠作用也很不相同。擠土作用會引起樁周土天然結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)的變化，從而影響土的性質(zhì)和樁的承載力。

對樁按設(shè)置效應(yīng)分為三類：擠土樁、小量擠土樁和非擠土樁。④按承載性狀分類

軸向荷載作用下的豎直樁，按達到承載力極限狀態(tài)時的荷載傳遞主要方式，可分為(a)端承型樁和(b)摩擦型樁兩大類，如下圖所示。第二十八頁，共47頁。7.3.2地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻的優(yōu)點是剛度大,既擋土又擋水,施工時無振動,噪音低,可用于任何土質(zhì)。施工過程：利用專用的挖槽機械在泥漿護壁下開挖一定長度（一個單元槽段）——挖至設(shè)計深度并清除沉渣——插入接頭管——吊入鋼筋籠——導(dǎo)管澆注混凝土——待混凝土初凝后拔出接頭管——逐段施工。地下連續(xù)墻在成槽之前先要沿設(shè)計軸線施工導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的作用是挖槽導(dǎo)向、防止槽段上口塌方、存蓄泥漿和作為測量的基準。第二十九頁，共47頁。7.3.2地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻的優(yōu)點是剛度大,既擋土又擋水,施工時無振動,噪音低,可用于任何土質(zhì)。施工過程：利用專用的挖槽機械在泥漿護壁下開挖一定長度（一個單元槽段）——挖至設(shè)計深度并清除沉渣——插入接頭管——吊入鋼筋籠——導(dǎo)管澆注混凝土——待混凝土初凝后拔出接頭管——逐段施工。地下連續(xù)墻在成槽之前先要沿設(shè)計軸線施工導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的作用是挖槽導(dǎo)向、防止槽段上口塌方、存蓄泥漿和作為測量的基準。第三十頁，共47頁。7.3.3沉井基礎(chǔ)

為了滿足結(jié)構(gòu)物的要求，適應(yīng)地基的特點，在土木工程結(jié)構(gòu)的實踐中形成了各種類型的深基礎(chǔ)，其中沉井基礎(chǔ)，尤其是重型沉井、深水浮運鋼筋混凝土沉井和鋼沉井，在國內(nèi)外已有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，如我國的南京長江大橋。公路鐵路兩用雙層鋼架連續(xù)橋梁，跨度160米，鐵路橋總長6,772米，

1968年建成，該橋的建成是中國修建深水基礎(chǔ)橋梁工程的一項重大突破。第三十一頁，共47頁。第三十二頁，共47頁。沉井按下沉方式分類：

（1）就地制造下沉的沉井

這種沉井是在基礎(chǔ)設(shè)計的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基礎(chǔ)位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉。

（2）浮運沉井

在深水地區(qū)，筑島有困難或不經(jīng)濟，或有礙通航，或河流流速大，可在岸邊制筑沉井拖運到設(shè)計位置下沉，這類沉井叫浮運沉井。第三十三頁，共47頁。沉井按外觀形狀分類，在平面上可分為單孔或多孔的圓形、矩形、圓端沉井及網(wǎng)格形沉井。圓形沉井受力好，適用于河水主流方向易變的河流。矩形沉井制作方便，但四角處的土不易挖除，河流水流也不順。圓端形沉井兼有兩者的優(yōu)點也在一定程度上兼有兩者的缺點，是土木工程中常用的基礎(chǔ)類型。第三十四頁，共47頁。沉井豎直剖面外形主要有豎直式、傾斜式及階梯式等。采用哪種形式主要視沉井需要通過的土層性質(zhì)和下沉深度而定。沉井施工過程:基坑開挖——鋪砂墊層和承墊木——沉井制作——抽取承墊木——挖土下沉——封底回填——澆筑其它部分結(jié)構(gòu)。

第三十五頁，共47頁。7.4地基處理地基處理的歷史可追溯到古代，我國勞動人民在地基處理方面有著極其寶貴的豐富經(jīng)驗，許多現(xiàn)代的地基處理技術(shù)都可在古代找到它的雛型。寶貴經(jīng)驗：軟土中夯入碎石等壓密土層的夯實法；灰土和三合土的墊層法；分期填筑的方法。第三十六頁，共47頁。7.4.1地基處理的對象與目的

（1）地基處理的對象

地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。我國的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ7－89）中明確規(guī)定：“軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基”。特殊土地基帶有地區(qū)性的特點，它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。第三十七頁，共47頁。（2）地基處理的目的地基處理的目的是采用各種地基處理方法以改善地基條件，這些措施包括以下五個方面的內(nèi)容。1.改善剪切特性

地基的剪切破壞表現(xiàn)在建筑物的地基承載力不夠；使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或土方開挖時邊坡失穩(wěn)；使臨近地基產(chǎn)生隆起或基坑開挖時坑底隆起。因此，為了防止剪切破壞，就需要采取增加地基土的抗剪強度的措施。2.改善壓縮特性

地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大，因此需要采取措施提高地基土的壓縮模量。

第三十八頁，共47頁。3.改善透水特性

地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎(chǔ)產(chǎn)生的地基滲漏；基坑開挖過程中產(chǎn)生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。4.改善動力特性

地基的動力特性表現(xiàn)在地震時粉、砂土將會產(chǎn)生液化；由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振動特性以提高地基抗震性能的措施。5.改善特殊土的不良地基的特性

主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。第三十九頁，共47頁。7.4.2地基處理的方法與方案選擇（1）換填法

當建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對地基的要求時，常采用換土墊層來處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強度較大的砂、碎石或灰土等，并夯實至密實。第四十頁，共47頁。（2）預(yù)壓法

預(yù)壓法是一種有效的軟土地基處理方法。該方法的實質(zhì)是，在建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場地上施加或分級施加與其相當?shù)暮奢d，使土體中孔隙水排出，孔隙體積變小，土體密實，提高地基承載力和穩(wěn)定性。堆載預(yù)壓法處理深度一般達10m左右，真空預(yù)壓法處理深度可達15m左右第四十一頁，共47頁。第四十二頁，共47頁。（3）強夯法

強夯法是法國L·梅納（Menard）1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，即用幾十噸重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對地基進行強力夯實。實踐證明，經(jīng)夯擊后的地基承載力可提高2～5倍，壓縮性可降低200～500％，影響深度在10m以上。（4）振沖法

振沖法是振動水沖擊法的簡稱，按不同土類可分為振沖置換法和振沖密實法兩類。振沖法在粘性土中主要起振沖置換作用，置換后填料形成的樁體與土組成復(fù)合地基；在砂土中主要起振動擠密和振動液化作用。振沖法的處理深度可達10m左右。。第四十三頁，共47頁。（5）土或灰土擠密樁法

土樁及灰土樁是利用沉管、沖擊或爆擴等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內(nèi)夯填素土或灰土成樁。成孔時，樁孔部位的土