基础工程与边坡工程PPT课件.ppt

基础工程与边坡工程 工程硕士课程 讲授概要 1 课程分析 一般岩土工程硕士生分成两门课上基础工程 40学时 边坡工程 40学时 现合为一门 共30学时 主要内容 岩土工程研究生讲述 基础工程 地基计算模型 2 2 弹性地基梁及地基板分析3 箱型基础4 地基与基础共同作用5 高层建筑桩基等 边坡工程 边坡分析基础力学边坡稳定分析方法边坡稳定防治措施边坡稳定监测 3 根据本门课程的特殊性 考虑到诸位的具体情况本门课程主要讲授与建筑地基稳定性相关的基础工程及边坡工程问题 共分五个专题 专题一 高层建筑基础工程科技发展现状与展望专题二 边坡工程稳定与防治综述专题三 边坡稳定分析方法综述专题四 边坡监测与稳定预报专题五 港渝两地边坡支护对比研究 4 专题一 高层建筑基础工程科技发展现状与展望 5 1 概述1 1高层建筑发展概况 18世纪后期产业革命后 钢铁 水泥 混凝土的出现加上科技进步和社会经济的发展 发展了高层建筑 1871年美国芝加哥发生大火 全市近二万幢建筑物化为灰烬 重建 扩建时 为提高利用率和发展的需要 建筑物向高层方面发展 6 1885年芝加哥家庭保险公司共10层 高55m 属世界上第一幢具有现代意义的高层建筑 是第一幢高层钢结构建筑 20世纪高层大量兴建和不断往上攀升 1902年 美国辛辛那提建造了16层的登格尔斯大楼 他也是世界上第1幢高层钢筋混凝土建筑 1907年 纽约建成了帝国州大厦 高381m 102层 从此高层建筑进入了超高层领域 20世纪40年代 因二战建造趋高层的势头受阻 二战后 美国与世界各国竞相修建高层建筑 7 二战后世界各国修建高层建筑情况表 8 9 我国高层建筑发展情况表2 10 1 2高层建筑基础工程的基本特点与发展进程 1 基本特点 对建筑物的安全与寿命影响举足轻重造价与工期占建筑物土建总造价和总工期的1 3高层建筑基础工程包括二部份 地下结构 或基础 基坑工程 这是二大密切相关的部分 11 1 高层建筑的地基基础必须能提供较大的竖向承载力和水平向承载力 50层钢混凝土结构 基底总压力可达1MPa 风荷载与地震作用引起的倾力矩成倍增长 2 基坑深度大 挖土体量大 基坑工程复杂 地下空间开发利用的被重视 基坑深度有增加趋势 3 基坑施工或桩基施工对周围环境影响范围大 声音 振动 降水危及相邻建筑物 如何采取合理而有效的环保措施 是高层建筑基础工程设计的重要组成部分 4 基础结构大体积混凝土施工难度大 a 数千乃至数万m3混凝土的一次性施工组织 b 养护期间和后期可能产生温度裂缝 收缩裂缝 12 2 高层建筑基础工程发展的重要标志 1 有难题 工程界 学术界 结合工程实践 现场实测 室内试验 系统理论研究 推动设计 施工 检测 监控技术的进步 2 标准化工作的不断完善 是基础工程发展的宏观标志 高层建筑箱形基础设计与施工规程 原国家建工总层标准 JGJ6 80 第一部国家标准 抗震设计规范 国家标准 GBJ11 89 93年局部修订 目前新规范已经修订 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 行业标准 JGJ3 91 13 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 第一部按概率极限状态设计原则编制的地基基础规范 高层建筑岩土工程勘察规范 行业标准 JGJ72 96 14 2 在基坑方面 97 99二年间相继颁布 建筑基坑工程技术规范 行业标准 YB9259 97 建筑基坑支护技术规程 行业标准 JGJ120 99 高层建筑箱形与筏形基础技术规范 新行业标准JGJ6 99取代JGJ6 80 3 各地 部门等均有较多的规范 规程及标准 4 规范 规程及标准集中反映和高度概括基础工程领域的科研成果和工程应用经验 15 1 3高层建筑基础工程设计施工当前的主要热点难点技术问题 1 高层建筑上部结构与地基基础共同作用设计理论的进一步研究与工程应用 特别是体型日益复杂的带裙房高层建筑基础工程的设计计算问题及地下连续墙作为主体结构应用时的设计计算等 2 各种新桩型的开发研究及其施工工艺和机械设备的创新问题 对各类桩基的承载力与沉降的合理确定或估算问题 16 3 深基坑支护结构的合理计算 优化设计以及土方开挖的时空效应问题 基坑开挖引起的环境问题的监控保护 4 基础底板大体积混凝土的施工技术问题 5 工程监理 场地评价与抗震分析 以及地下空间的进一步合理开发利用等问题 17 2 高层建筑基础工程研究现状2 1设计理论与分析计算方法 1 共同作用设计理论及其应用 邓安福 陈希昌等 2 地下连续墙作为主体结构设计 王卫东 上海现代设计集团 3 地基处理 基础选型与设计 新技术 新方法 新机械 专家系统 神经网络引入等 18 4 基础抗浮设计a 设计足够厚隔水层b 设置水平隔渗封底c 降低承压水头d 设永久性抗浮锚桩 5 科学可视化与虚拟现实技术a 设计可视化b 开挖仿真c 现场监视等 19 2 2桩基础 材料 型式 工艺等已有较大的差异 并不只是方园 钢管桩最大桩深达83m D 1 2M 我国主要应用于22 90m层的高层建筑或高耸塔架 目前累计已经有7万根以上 最大桩深用于上海金茂大厦钻 冲孔灌注桩最大桩深达104m D 4 0M 我国主要应用于12 47层高层建筑或高耸塔架 基坑深6 18m 目前年用量已经有50万根以上 最大桩深用于厦门昌林大厦 20 人工挖孔桩最大桩深达53m D 4M 我国主要应用于12 52m层的高层建筑或高耸塔架 基坑深3 14m 广东惠州等地用量达50 以上 预制钢筋混凝土桩最大桩深达75m 600见方 我国主要应用于8 42m层的高层建筑或高耸塔架 基坑深6 9m 浙江温州预制桩的桩长 截面达140 21 预应力混凝土管桩最大桩深达65m D 0 8M 我国主要应用于8 42m层的高层建筑或高耸塔架 基坑深6 9m 年生产能力仅广东就达1200万m 沉管灌注桩最大桩深达35m D 0 7M 我国主要应用于3 25m层的多层或高层建筑或高耸塔架 基坑深4 7m 我国累计已经达到数亿平方米 22 目前全国钻 冲孔桩40 预制钢筋混凝土桩25 人工挖孔桩20 钢管桩5 壁桩的兴起 或称 壁板桩 异形桩 矩形桩 23 工程结构的可靠性 指结构在规定时间内 在规定条件下完成预定功能的能力 预定功能包括 1 安全性 2 适用性 3 耐久性 桩基适用性 指桩基的沉降不致影响建筑物的正常使用 桩基安全性 指桩基的承载能力和整体稳定性 强度和变形 桩基耐久性 指桩基在地下水位变化 地下水腐蚀 冻胀等作用下能保证桩基础安全性和适用性的能力 24 4 人工挖孔桩设计与施工 重庆常用 最深30余米 不安全 5 桩的施工工艺与施工方法 不同地震条件 不同桩型 以提高工效 提高承载能力 减小沉降为目的 6 新型桩的开发利用 7 施工机械技术创新 1 桩基与复合桩基的承载能力 2 桩基与复合桩基沉降分析 3 嵌