基础工程 第1章绪论

基 础 工 程主讲：何春保参考书目: 1、基础工程 (第三版) 中国建筑工业 出版社，华南理工大学、浙江大学、湖南 大学，莫海鸿主编 2、建筑地基基础设计规范 GB 50007- 2011中华人民共和国国家标准 2011年 3、建筑桩基技术规范JGJ 2008-2012 4、建筑地基处理技术规范（JGJ79- 2012）v个人资料： 姓名：何春保 籍贯：湖南岳阳 毕业院校：西南交通大学（19921996）本科工程力学专业华南理工大学（20012006）硕士、博士结构工程专业 职称：副教授 执业资格：注册土木工程师（岩土） 主讲：基础工程、建筑结构、工程质量事故分析、基 坑设计方法等课程 联系电话：13570297608邮箱：hnhcb163.comQQ ：19938780 课程要求 v成绩评定：平时50，考勤；作业;回答问题。期末考试50，(闭卷)本课程解决的关键问题 v第二章 浅基础2.1 地基承载力计算2.2 基础底面尺寸2.3 基础沉降2.4 软弱下卧层2.5 地基稳定性计算2.6 无筋扩展基础2.7 扩展基础设计 v第三章 连续基础v 3.1 条形基础与交叉梁基础v 3.2 倒楼盖与静定分析法v第四章 桩基础v 4.1 桩的竖向承载力与抗拔承载力v 4.2 桩的沉降v 4.3 桩的负摩擦v 4.4 桩的水平承载力v 4.5 桩承台的设计v第五章 地基处理v 5.1 垫层法v 5.2 排水固结v 5.3 刚性桩复合地基v第七章 挡土墙v 7.1 土压力计算v 7.2 挡土墙设计原理v第八章 基坑工程v 8.1 围护结构形式及适用范围v 8.2 基坑设计内容v基础的作用：将上部结构承受的各种荷载安全传递 至地基，并使地基在建筑物允许的沉降变形值内正 常工作，从而保证建筑物的正常使用。v基础按埋置深度、施工方法分为：1、 浅基础：墙下条形基础、柱下单独基础、 柱下条形基础、十字交叉基础、筏板基础、高层结 构的箱形基础。2、 深基础：桩基础、沉井基础、地下连续墙 深基础。11 概述第1章 绪 论12 基础工程内容v基础工程包括基础的设计、施工和监测。v本课程主要介绍地基与基础的设计原理，以 及一些必要的施工知识；v基础工程设计包括：v（1）基础设计；（2）地基设计；12 基础工程内容v基础的设计的三个基本要求； 1、强度要求；承载力满足，不发生破坏； 2、变形要求（刚度要求）；变形不超过容许值，满足正常使用要求； 3、上部结构的其它要求满足上部结构对基础强度、刚度和耐久性的要求。12 基础工程内容v基础工程事故三类 1、承载力不足，发生滑移破坏如：加拿大特朗斯康仓库，美国北达科他州的Fargo 装运 谷仓等； 2、变形过大，超过容许值，严重影响正常使用要 求；如：比萨斜塔，墨西哥城某建筑，上海展览中心馆等； 3、未整体考虑上部结构地基基础刚体作用问 题，结构布局不当。如:某火车站服务楼等。右图是加拿大特右图是加拿大特 朗斯康谷仓地基破坏朗斯康谷仓地基破坏 情况。该谷仓建于情况。该谷仓建于 19111911年，年，19131913年秋完年秋完 工，工，9 9月装谷。月装谷。1010月月 1717日发现日发现1 1小时内竖小时内竖 向沉降达向沉降达30.5cm30.5cm，结结 构物向西倾斜并在构物向西倾斜并在2424 小时内倾倒。谷仓西小时内倾倒。谷仓西 端下沉端下沉7.32m7.32m，东端东端 上抬上抬1.52m1.52m，仓身倾仓身倾 斜斜2727度。度。事故原因为谷仓地基因超载发生强度事故原因为谷仓地基因超载发生强度 破坏而滑动。破坏而滑动。1 1。建筑物地基滑动。建筑物地基滑动加拿大某容量为 2500t 的饲料筒仓，建于黏土地基上。在首次 使用时，填料太快，由于地基土层尚未充分固结，地基发生破 坏。美国北达科他州的Fargo 装运谷仓（ 10 个筒仓） 1955 年 因地 基破坏而倒塌。2. 2.建筑物倾斜建筑物倾斜（1）意大利比萨斜塔：1173年9月动工，至1178年建至第四层 中部，高度约29米时，因塔身明显倾斜而 停工。94年后，于1272年复工，经6年时间 ，建完第7层，高48米，再次停工中断82年 。于1360年再复工，至1370年竣工。全塔 共8层，高度为55米。塔身为圆筒形，1-6层为优质大理石砌成，顶 部7-8层采用砖和轻石料。1590年伽利略做落 体实验，创建了物理学上著名的落体定律。比萨斜塔比萨斜塔地基持力层为 粉砂，下面为粉土 和粘土层。目前塔 向南倾斜，南北两 端沉降差1.80米， 塔顶偏离中心线已 达5.27米，倾斜 5.50，1990年1月14 日被封闭。（2）苏州虎丘塔此塔位于苏州市虎丘 公园山顶，落成于宋太祖 建隆二年（公元961年）， 距今已有1036。全塔7层， 高47.5米。平面呈八角形 。青砖砌筑。1980年时，塔身已向 东北方向严重倾斜，塔顶 离中心线已达2.31米。底 层塔身出现不少裂缝。宝塔倾斜为地基覆盖 层相差悬殊等原因造成。墨西哥城某建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。 该地基土层为深厚的湖相沉积层，天然含水量高达 650 ，液 限 500 ， 塑性指数 350 ，孔隙比 15 ，具有极高的压缩性。上 海 音 乐 厅 倾 斜 后 被 纠 偏软基上水闸的变形涵洞产生波浪形路面3. 3. 建筑地基严重下沉建筑地基严重下沉造成建筑地基严重下沉的因素很多，就地基而言，多 为高压缩性软弱土。会造成室内外连接困难及交通不便，内外网管道也会 造成破坏。3. 3. 建筑物墙体开裂建筑物墙体开裂持力层土质压缩性相差悬殊或不同类型基础基底压力相差较 大，引起不均匀沉降，导致墙体开裂。相邻荷载影响亦可引起附加应力增加，导致地基下沉，墙体 开裂。地基差异沉降造成4. 4. 建筑物基础开裂建筑物基础开裂地基压缩性相差悬殊， 导致基础底板断裂。5. 5. 建筑物地基熔蚀建筑物地基熔蚀引起地基塌陷6. 6. 建筑物地基液化失效建筑物地基液化失效地震引起砂土地基液化，丧失地基承载力。（1）日本新泻：1964年，7.5级地震。（2）唐山地震 液化“砂火山”口液化造成地基沉陷, 房屋严重裂缝砂土液化造成建筑物严重倾斜或倾倒砂土液化造成桥梁地基及结构破坏液化后汽车陷入土中7. 7. 土坡滑动土坡滑动断层所造成的边坡滑动使民宅横向移动10m,垂直落差约6m福建罗长高速某段路基通车2年后突然垮塌。调查表明山谷相沉积的淤泥质土，CFG桩处理。某铁路复合地基处理的路堤在施工期就发生破坏巴东崖崩造成房屋墙体开裂姊归县边坡治理汶川漩口中学地震破坏漩口中学2008年5月16日航（选自新华网，新华社记者 陈树根摄） a 南面 b 南面东侧5层已倒塌至地面 c 北面中央楼梯间东侧走廊倒塌破坏 d 北面中央楼梯间西侧走廊倒塌破坏 教学楼A的震害照片 教学楼B的震害照片 a 南面，1层走廊柱向南偏东倒塌 b 2-5层走廊柱向北倒塌 “楼歪歪”2009年7月16、17日，成都下了两 天大雨。17日早晨，家住“校园春天”7栋 1单元1号的张先生起床后，按照惯例走 到阳台，准备打开窗户透气，可连推了 几下都没有推开。张先生向外一看，旁 边6栋2单元4号的阳台靠在了自家阳台的 窗框上，窗框被压变形。 再抬头向上一看，张先生发现6栋和 7栋两栋楼越向上贴得越近。他大吃一惊 ，交房不到5年的楼居然倾斜了。 两栋楼的业主们恐慌万分，因为害 怕楼房会倒塌，有人甚至准备了遗书。 经过分析，业主们认为是隔壁“德馨 苑”小区开挖基坑，影响了“校园春天”楼 房的稳定性。“楼脆脆”2009年6月27日6时左右，上海闵行区莲花南路罗阳路口“莲花河 畔景苑”小区一幢13层在建商品楼发生倾覆倒塌事故。12 基础工程内容v基础设计资料 1、地质资料；土层分布、地下水、周围环境、地下管线等； 2、上部结构资料基础荷载计算基础：建筑物最底下扩 大的这一部分。地基：承受由基础传来 荷载的土层（或岩层） 。 持力层：位于基础底面 下的第一层土。下卧层：持力层下的土 层。v基础工程必须满足的稳定性和变形要求 1、埋深足以防止基础底面下的物质向侧面挤 出，对单独基础和筏型基础尤为重要； 2、埋深应在冻融和季节性植物生长引起的季 节性体积变化以下； 3、体系在抗倾覆、转动、滑动和防止土破坏 （抗剪强度破坏）方面必须是安全的； 4、体系对土中有害物质引起的锈蚀或腐蚀方 面必须是安全的；5、体系足以对付以后在场地或施工几何尺寸方面出现的某些变化，并在万一变化时能便于变更 ；6、基础造价必须是经济的；7、地基总沉降量和沉降差必须未基础构件和上部结构容许；8、基础及其施工满足环境保护标准要求；13 基础工程发展概况v相关学科内容 1、土力学 2、基础 3、桩 4、边坡、基坑 5、复合地基 6、土工合成材料等14 本课程的特点和学习要求v1、本课程包括：浅基础、连续基础、桩基础、地 基处理、土工合成材料、挡土墙、基坑工程、特殊 土地基以及动力机械基础v2、本课程涉及土力学、弹性力学、结构设计、施 工等课程内容。v3、地质资料是基础，结合土工试验，理论联系实 际，掌握基础设计和优化方法。v主要讲授：浅基础、连续基础、桩基础、地基处理 、挡土墙、基坑工程v学习要求：理论联系实际，重在实践。