《基础工程》第1讲解析课件

1、基 础 工 程主讲： 谢胜华（2.275.8）教材：三校合编，基础工程 中国建筑工业出版社，2008.9第二版。第1页，共54页。主要内容：第一章： 绪 论； （2）第二章： 浅基础； （13）第三章： 连续基础； （5）第四章： 桩基础； （10）第五章： 地基处理； （3）第六章： 土工合成材料； （1）第七章： 挡土墙； （4）第八章： 基坑工程。 （2）机动（总复习） （0）第2页，共54页。基础工程第1讲：绪 论地基基础的设计原则第3页，共54页。主要内容绪 论；地基基础的设计原则1.1 概 述； 1.2 地基基础设计原则；1.3 地基类型；1.4 基础类型。第4页，共54页。绪 论

2、 1. 地基基础的概念与特点； 2. 学科发展概况； 3. 本课程的特点和学习要求； 4. 学习安排。第5页，共54页。一地基基础的概念与特点：一个完整的建筑体系包含了上部结构、基 础和地基三个部分 。它们有着各自的功能。 上部结构是完成设计预定功能的主体结构； 基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。 地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。请看图例。 第6页，共54页。图 1 房屋建筑体系的组成楼层（上部结构）基础（下部结构）地基第7页，共54页。图 2 桥梁建筑体系的组成桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）第8页，共54页

3、。地基的特点:地基的功能是承受建筑物的荷载并保持建筑物稳定。 受建筑物影响最大的那一部分地基称为地基持力层（也称为主要受力层）；位于持力层之下的地基称为下卧层。特别地，当下卧层的土性明显比持力层软弱时则将该层称为软弱下卧层。 地基的基本特点： 1） 隐蔽性； 2） 离散性； 3） 低强度； 4） 变形复杂。第9页，共54页。FdG主要受力层持力层（受力层）下卧层条形基础 3b独立基础 1.5b且 5m （二层以下民用建筑除外）主要受力层深度：第10页，共54页。基础的特点： 基础位于地下，也具有隐蔽性，同时基础的施工环境一般较差，所以其施工质量通常较难控制，容易成为建筑体系中的薄弱环节。另外，

4、由于地基基础都具有隐蔽性，发生问题时不易发现，纠正起来也十分困难。 基础工程的各个环节（勘察、设计、施工和检测）均将直接影响建筑物的安全、经济和正常使用。所以在工程中必须重视并严格控制各环节的工作质量。大量的工程经验和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情况，经过精心设计与施工并进行认真的质量检测，才能保证基础工程的经济合理与安全可靠。 第11页，共54页。二. 学科发展概况1. 漫长的经验积累阶段(p4) ；2. 学科体系的建立(p4) ；3. 现代发展阶段(p4) ；4. 几个典型工程实例介绍； 1）成功的典型： 2）失败的典型：第12页，共54页。成功的典型之一赵州桥赵州桥又名安济桥，位于

5、河北省赵县城南2.5km处。该桥由隋代工匠李春主持修建（公元595605年间），桥长50.82m，宽9.6m，净跨为37.02m，矢跨比为1：5。赵州桥桥身造型典雅，拱曲线流畅自然，极具观赏价值。古人赞誉此桥为“奇巧固护，甲于天下”。美国土木工程师协会也于1991年将赵州桥选为国际历史土木工程第12个里程碑。该桥的地基为较密实的砂黏土。现验算其基底压力为500600kPa，从现代技术的角度看，能用粘性土作为地基修筑推力极大的拱桥，而且地基承载力的利用恰到好处，确实令人叹服。赵州桥建成已1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，特别是1966年邢台发生的7.6级地震，而邢台距赵州桥仅有4

6、0多公里。第13页，共54页。赵州桥第14页，共54页。第15页，共54页。成功的典型之二上海龙华古塔龙华塔位于上海市龙华公园南侧，直径8.0m，7层，高40.40m。该塔建于北宋（公元977年），距今已有1000多年历史。龙华塔的塔基使用了大量的木桩，值得称道的是建塔者用三合土对木桩进行了很好的隔离防腐处理，木桩因之保存千年而不腐，使龙华古塔至今风光依然。第16页，共54页。上海龙华古塔第17页，共54页。失败的典型之一特朗斯康谷仓加拿大的特朗斯康谷仓建成于1913年，谷仓的平面为矩形，长59.44m，宽23.47m，高度为31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢筋混凝土筏板基础。设计时对地基

7、未作勘察，不了解基底下有厚达15m左右的软粘土层，仅根据对邻近建筑的调查决定了地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物，至10月发现谷仓产生大量快速沉降，1小时内的垂直沉降量竟达到30.5cm，在其后的24小时内谷仓倾倒，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高了1.53m，整体倾斜达2653。因谷仓整体性很强，筒仓本身完好无损。 第18页，共54页。 特朗斯康谷仓第19页，共54页。失败的典型之二比萨斜塔 世界著名的意大利比萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m，建成后因地基压缩层产生不均匀沉降，使塔的北侧下沉近1m，南侧下沉近3m，塔身倾斜约5.5，塔顶离

8、开铅垂线的距离已达5.27m，为我国虎丘塔的倾斜值的2.3倍。幸亏该塔使用的大理石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微，每年仍下沉约1mm，倾斜尚有加速迹象，已成了一座名副其实的危塔。第20页，共54页。比萨斜塔第21页，共54页。三、本课程的特点和学习要求本课程是土木工程专业的主干课程，主要内容是各类地基和基础的设计与施工。 本门课程的许多内容涉及到工程地质学、土力学、结构设计与施工等课程，综合性、理论性和实践性很强。本课程除了基本理论和知识外，还要引入大量的相关技术要求和具体规定。学习本课程的时候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多动手做

9、题，通过习题和课程设计培养自己解决实际问题的能力。 地基基础问题具有强烈的区域性特征。所以在基础工程领域除需要扎实的理论知识外，还需要丰富的工程实践经验。 注意规范的使用，尤其是不要混用不同体系的规范。第22页，共54页。四、学习安排 教学内容： 浅基础，连续基础、桩基础，地基处理（1、2、3、4、5章的部分，施工部分只简单提及），以建筑工程为主线； 习题每章（或每周）交一次； 课程设计 （桩基础设计）； 答疑（课后或集中时间）。第23页，共54页。第2章 地基基础的设计原则2.1 概 述； 2.2 地基基础设计原则；2.3 地基类型；2.4 基础类型。第24页，共54页。2.1 概 述 1结

10、构的安全等级（表2-1，2-2）； 2结构的设计使用年限（表2-6）； 3地基基础的设计等级（表2-3）与状况； 4地基基础设计的任务。 根据上部结构的受力特点和使用要求，综合考虑地质条件、施工条件、经济造价和环境保护等因素，寻求技术先进、经济合理而且实际可行的地基基础方案并进行必要的力学检算，使之满足安全、合理、经济和环保的总体设计目标。 第25页，共54页。2.2 地基基础的设计原则一、概率极限状态设计法与设计原则; 二、地基基础设计资料; 三、地基基础的设计规定。第26页，共54页。一、 概率极限状态设计法与设计原则1概率极限状态设计法简介;2地基基础的设计原则;第27页，共54页。1.

11、 概率极限状态设计法简介概率极限状态设计法以概率论为基础，以结构的可靠指标（或失效概率）表示结构的可靠程度，采用与传统形式近似的分项系数设计表达式，以分项系数代替过去的安全系数，是一种先进的设计方法。 先进性：比较充分地考虑各种设计因素的变异性。 但在地基基础的设计中，由于资料收集的困难，目前对于设计变量的变化规律掌握不够，以及由于数学上的一些困难，全面采用该法尚不成熟。第28页，共54页。2. 地基基础的设计原则（1）两种极限状态（p8） 1）承载能力极限状态 2）正常使用极限状态 （2）概率极限状态设计原则（p8）第29页，共54页。二、 地基基础的设计资料 (略)1荷载资料（p9）;2勘

12、察资料（p10）;3原位测试资料（p11）。三、 地基基础设计的基本规定1. 基本规定（p12）;2. 荷载的组合与选取（p13）。第30页，共54页。第31页，共54页。2.3 地基与基础的类型 1. 地基的类型 ; 2. 基础的类型 ;第32页，共54页。1. 地基的类型:第33页，共54页。2. 基础的类型:第34页，共54页。1）浅基础分类: 按材料分: 砖基础、毛石基础、砼及毛石砼 基础、 钢筋砼基础、灰土及三合土基础； 按构造分:单独基础、联合基础（十字交叉、筏 形、箱 形）、条形基础; 按受力性能分:刚性(无筋扩展)基础、柔性(扩展)基础。第35页，共54页。 无筋扩展基础：砖基

13、础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。 MU10砖 M5砂浆大放脚第36页，共54页。毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好，适于6层及以下墙承重结构。砌法：错缝搭接。 MU20毛石 M5砂浆每阶两皮200 400第37页，共54页。砼与毛石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入毛石要求：占体积2030%，尺寸300 。掺入毛石 节约水泥柱下砼基础墙下砼基础第38页，共54页。（有筋）扩展基础（钢筋砼基础） 适用条件： 在砼优点的基础上，更具良好的抗弯和抗剪性能。相同条件下基础高度小，适于荷载大或土质软的情况下采用。第39页，共5

14、4页。条形基础：不带肋与带肋 墙翼板柱肋梁砼垫层(1) 墙下钢筋砼条形基础:柱下条形基础：带肋第40页，共54页。结构柱基础底板配筋结构柱 配筋 台阶形: 施工支模、浇筑简单，用材相对多。（2）柱下钢筋砼单独基础：第41页，共54页。基础底板配筋结构 柱 配筋 锥形：受力与用材合理，施工浇注成型较难。（2）柱下钢筋砼单独基础：第42页，共54页。 分为单支与双支（视柱情况）；低杯口与高杯口。（2）预制柱下钢筋砼单独杯口基础：第43页，共54页。（3）柱下十字交叉基础：柱基础底板梁第44页，共54页。十字交叉基础条形基础的变种第45页，共54页。（4）筏形基础（板式与梁板式）梁柱底板第46页，共54页。4 筏形（筏板）基础筏形基础施工图第47页，共54页。第48页，共54页。第49页，共54页。第50页，共54页。（5）箱形基础柱顶板底板梁隔板第51页，共54页。底板外墙内墙5、箱形基础由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好第52页，共54页。（6）壳体基础：高耸建