基础工程第一章绪论

常用符号与单位

A 根底底面面积，m2

Ap 桩身的横截面面积，m2

a 土的压缩系数，MP-1a

a1~2 当土样上的压力从100kPa至200kPa区间土的压缩系数，MP-1a

b 条形根底宽度，矩形根底短边，m

Cc 土的压缩指数

Cu 土的不均匀系数

Cv 土的固结系数，cm2/ac土的粘聚力，kPaD扩底桩底端直径，mDr土的相对密实度d天然地面下根底埋深，m;桩身直径，mmds土粒相对密度(比重)d60土的限定粒径，mmd10土的有效粒径，mmE土的变形模量，MPaEs土的压缩模量，MPae土的孔隙比，偏心距，me0土的初始孔隙比fa修正后的地基承载力特征值，kPafak地基承载力特征值，kPaG根底及其上回填土之总重力，kNGD动水力，kN/m2H土层厚度，m;土样高度，cm;挡土墙高度，mHg自地面算起的建筑物高度，mh根底高度，mIL土的液性指数Ip土的塑性指数i水力坡降K平安系数;基床系数，kN/mKa主动土压力系数K0静止土压力系数Kp被动土压力系数k土的渗透系数，cm/sL房屋长度或沉降缝分隔的单元长度，ml根底底面长度，mlp桩身长度，mM作用于根底底面的力矩，kN·mN作用于根底顶面的垂直荷载，kN;桩顶轴向荷载，kNNc,ND,Nq承载力系数N10锤重10kg的轻便触探试验锤击数N(N63.5)锤重63.5kg的标准贯入试验锤击数n土的孔隙度，％;桩的数量F集中荷载，kNPa总主动土压力，kNP0总静止土压力，kNPp总被动土压力，kNp根底底面平均压力，kPapa单位面积主动土压力，kPapcr地基的临塑荷载，kPap0根底底面平均附加压力，kPa;单位面积静止土压力，kPapp单位面积被动土压力，kPaps静力触探比贯入阻力，kPapu地基极限荷载，kPaQ根底承受的剪力，kN;单桩所受竖向力设计值，kNqpa桩端土的承载力特征值，kPaqsa桩周土摩擦力特征值，kPaqu无侧限抗压强度，kPaR土坡稳定圆弧法圆弧半径，mRa单桩竖向承载力特征值，kNs地基最终沉降量，mm;土体中某点任意面上的抗剪强度，kPas′计算的地基变形值，mmsc地基的固结沉降量，mmsd地基的瞬时沉降量，mmsr土的饱和度u饱和土中孔隙水压力，kPa;桩周边长度，mup桩身周长，mV体积，cm，mv渗透速度，cm/sW截面抵抗矩，m;重力，kNw土的含水量，％wL液限，％wP塑限，％ws缩限，％z根底底面至地基中某点的距离，mzn地基压缩层沉降计算深度，mα角度;集中荷载作用下地基附加应力系数αc矩形面积均布荷载作用下地基附加应力系数αtc矩形面积三角形分布竖向荷载作用下地基附加应力系数αs条形面积均布荷载作用下地基附加应力系数αts条形面积三角形分布竖向荷载作用下地基附加应力系数α地基平均附加应力系数β土的变形模量与压缩模量之比值;挡土墙填土面倾斜角，(°);边坡坡角，(°)。γ土的重度，kN/m3γd土的干重度，kN/m3γ0基底水平面以上土的加权平均重度，kN/m3γsat土的饱和重度，kN/m3γw水的重度，kN/m3γ′土的有效重度，简称浮重度，kN/m3γ根底及其上填土的平均重度，kN/m3δ土对挡土墙墙背的摩擦角，(°)θ地基的附加压力扩散角，(°)μ土的泊桑比，侧膨胀系数；土对挡土墙基底的摩擦系数ξ土的侧压力系数σ土体中某点任意面上的法向应力，kPaσc土的自重压力，kPaσcd根底底面处土的自重压力，kPaσz基底下深度z处地基附加应力，kPaσ饱和土中有效应力，kPaσ1土体中某点主平面上的最大主应力，kPaσ3土体中某点主平面上的最小主应力，kPaτ土体中某点任意面上的切向应力，kPaτf土的抗剪强度，kPaφ土的内摩擦角φ′土的有效摩擦角ηb根底宽度的承载力修正系数ηd根底埋深的承载力修正系数ψs沉降计算经验系数ψt采暖对冻深的影响系数第1章绪论

1.1概述根底工程可以定义为共同运用土力学、结构力学以及工程经验解决工程问题的系统科学。图1.1地基与根底示意根底工程占建筑物工程造价的20%~30%，工期占总工期的25%~30%。地基和根底是建筑物的根基，统称为根底工程。为了保证建筑物的平安和正常使用，在地基根底设计中，必须满足以下两个技术条件：①地基的强度条件要求作用于地基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基具有足够的防止整体破坏的平安储藏。

②地基的变形条件要求建筑物的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜不能大于地基容许的变形值。1.2地基根底工程问题的主要类型与典型实例根底工程中的问题主要可分为5类，即：①由于地基根底问题引起的上部结构倾斜、墙体破坏；②根底自身的破坏；③地基承载力缺乏发生整体滑动破坏或沉降量过大；④边坡丧失稳定性；⑤其他特殊不良地质条件引起的地基失效。1.2.1地基根底问题引起的上部结构倾斜、墙体破坏

建筑物的地基由于土质不均匀或是上部结构荷载不均匀，都会造成地基不均匀沉降，整体导致建筑物发生倾斜。这一类问题在工程中是十分常见的，意大利比萨斜塔(图1.2)就是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例。图1.2意大利比萨斜塔当建筑物地基产生不均匀沉降超过一定的限度时，建筑物墙体就会开裂。1.2.2根底破坏开裂建筑物地基软硬不均匀，必然产生不均匀沉降。当一幢建筑物的地基软硬突变时，软硬地基交界处往往使根底发生开裂。1.2.3建筑物地基滑动

在天然地基上建造各类建筑物后，由建筑物上部结构荷重传到根底底面的接触应力数值，如果超过持力层地基土的抗剪强度，那么地基将产生滑动。典型的工程实例是加拿大特朗斯康谷仓(图1.5)。图1.5加拿大谷仓地基滑动倾倒1.2.4边坡稳定性问题现代建筑工程中经常遇到土坡稳定问题，例如依山的城市，由于平地已无建筑场地，城市开展，新建工程只好利用山坡地。海港码头为船只停泊需修筑岸墙，横跨江河的桥梁与边岸连接处需做边墩，都要分析岸坡的稳定性。至于铁路公路，穿越山岭，更经常遇到路边山坡稳定问题。典型的工程事故实例是香港宝城大厦(图1.7)。香港地区人口稠密，市区建筑密集。新建住宅只好建在山坡上。1972年7月，香港发生一次大滑坡，数万立方米残积土从山坡上下滑，巨大的冲击力正好通过一幢高层住宅——宝城大厦，顷刻之间，宝城大厦被冲毁倒塌。图1.7香港宝城大厦废墟

1.2.5其他特殊不良地质条件引起地基失效当建筑物地基为砂土或粉土时，地下水位埋藏浅，可能产生振动液化，使地基土呈液态，失去承载能力，导致工程失事。

新泻市位于日本本海，市区存在大范围砂土地基。1964年6月16日，当地发生7．5级强烈地震，使大面积砂土地基液化，丧失地基承载力。新泻市机场建筑物震沉915mm，机场跑道严重破坏，无法使用。据统计，1964年新泻市大地震，共毁坏房屋2890幢，3号公寓(图1.8)为其中之一，上部结构完好。图1.8日本新泻市3号公寓图在石灰岩地区，由于长期地下水的作用，可能产生溶洞。在山区，残积土或坡积土颗粒大小相差悬殊，在地下水作用下，可能产生溶蚀。在矿产采空区，在地下水作用下可能产生地表塌陷。在地下水流动区域，如土质级配不良，那么细的土颗粒可能被冲走，而产生管涌。建筑物地基由于地下水活动造成地基的各类事故，必然危及上部建筑物的平安。1.4根底工程的开展概况地基根底工程的开展趋势：(1)地基处理方面①选用地基处理方案时采用多因素优选法。

②重视复合地基设计计算理论的研究。③进一步开发出把地基处理和消纳工业废料结合起来的新技术。④地基加固机械向自动化方向开展。(2)根底工程方面①桩基技术逐渐成为现代化根底工程体系的主流之一，桩型向多样化方向开展。②地下连续墙向大深度、高精度方向