《地基與基礎(chǔ)工程》習(xí)題課(課堂PPT)

1、第1頁,一柱下獨立基礎(chǔ)尺寸為2.52.0m2, Fk=835kN,Qk=14kN， Mk=57.7kN.m, 粉質(zhì)粘土層為持力層，其下為淤泥質(zhì)土層，經(jīng)查表法確定其承載力特征值為84KPa，根據(jù)圖中的各項資料驗算下臥層的承載力是否滿足要求。(注：r為浮重度，Gk=20KN/m3),作業(yè)1淺基礎(chǔ)下臥層驗算,第2頁,軟弱下臥層： 承載力顯著低于持力層的高壓縮土層. 驗算公式： Pz+Pczfaz Pz 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值； Pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值； faz 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值。,4. 軟弱下臥層承載力驗算,第3頁,驗算公式

2、： Pz+Pczfaz Pz 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值； Pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值； faz 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值。,解法：,第4頁,當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,由載荷試驗、其它原位測試、經(jīng)驗值確定的地基承載力特征值要進(jìn)行基礎(chǔ)寬度和深度修正。,對軟弱下臥層承載力特征值的修正,三個關(guān)鍵點： 1、基礎(chǔ)底面為2.5m2m，寬度應(yīng)為？ 2、深度修正時，深度應(yīng)取多大？ 3、土的容重如何確定？,第5頁,作業(yè)2剛性基礎(chǔ)設(shè)計,某住宅外承重墻厚370mm，基礎(chǔ)受到上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為250KN/m,彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為50KN

3、.m/m.土層分布如圖所示，基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)。試分別設(shè)計磚基礎(chǔ)、素混凝土基礎(chǔ)。,粉土：1=19.5kN/m3, 粘粒含量20% e=0.85, fak=180kPa,粘性素填土：1=17.4kN/m3,2.0m,1.3m,地下水,第6頁,淺基礎(chǔ)設(shè)計的基本流程,第7頁,當(dāng)偏心矩e l/6時 式（1）： 式（2）: 說明： 采用通過靜載荷試驗等規(guī)范規(guī)定的其他方法確定的f a ，應(yīng)同時滿足式(1)、(2)。 由Vesic或Hansen等一類理論公式和規(guī)范5.2.5條規(guī)定的公式計算的地基承載力特征值f a，已考慮偏心影響，只須滿足式(1)。,偏心荷載作用時的承載力驗算公式,第8頁,剛性基礎(chǔ)的剛性角限定

4、值,第9頁,淺基礎(chǔ)選型,某擬建7層建筑上部結(jié)構(gòu)為框架，柱的平面位置及柱荷載如圖所示。該建筑場地的地質(zhì)條件可 簡單表述為：表層為1.5m厚的填土層，其下為深厚的承載力特征值fak=160kPa的土層，試根據(jù)以上條件合理選用該建筑的基礎(chǔ)型式。（答案） 如地基承載力改變?yōu)閒ak=110kPa，此時選用何種基礎(chǔ)型式合適？（答案） 如地基承載力改變?yōu)閒ak=80kPa，此時選用何種基礎(chǔ)型式合適？（答案）,第10頁,柱的平面位置及柱荷載分布圖,第11頁,承載力特征值fak=160kPa,由題意，基礎(chǔ)埋深宜選為D=1.5m，根據(jù)淺基礎(chǔ)設(shè)計理論大致確定底面尺寸?；A(chǔ)面積A=F / (fa-D)，其中fa 為修

5、正后地基承載力設(shè)計值，基礎(chǔ)選型時可初步估算 fa （1.01.1） fak 180kPa。 計算基礎(chǔ)的底面積如下表：,本工程場地地質(zhì)條件較好，柱荷載相對較小，柱間距相對較大，結(jié)合前述方案選擇的次序，可初步選為柱下獨立基礎(chǔ)。,第12頁,承載力特征值fak=110kPa,由于土層相對較弱，從上表可以看出柱間距相對較小，基礎(chǔ)會出現(xiàn)重疊情況，此時應(yīng)修改設(shè)計，改選為柱下條基。根據(jù)所給的柱平面位置圖，可設(shè)計成三個條基，由于兩邊對稱，選用基底寬度相同，設(shè)為b1，中間為b2，則： b1Fk / (f -D)= (500+700+800)2/30/(120-201.5)=1.48m b2Fk / (f -D)=

6、 (700+900+1000)2/30/(120-201.5)=1.93m 因此，兩邊的基礎(chǔ)寬度設(shè)計為1.5m； 中間的基礎(chǔ)寬度設(shè)計為2.0m。,如仍選用柱下獨立基礎(chǔ)，則設(shè)計的基礎(chǔ)底面積如下表：（圖）,第13頁,承載力特征值fak=80kPa（軟土）,由上面計算可知：本例土層更軟弱，故基礎(chǔ)底面積設(shè)計值必定更大，沉降及差異沉降也會更大。 由于場地尺寸限制和基礎(chǔ)受力不合理等，增加條基的長度往往是不可能和不恰當(dāng)?shù)?，但如果單純增加基礎(chǔ)寬度，勢必會造成條基間距過小，因此條基是不合理的。 故考慮交叉條形基礎(chǔ)。,第14頁,某一級建筑柱下樁基，荷載效應(yīng)基本組合時樁基豎向荷載設(shè)計值F=6000KN。建筑場地地層

7、條件，土層剖面如圖所示。承臺底面尺寸4m4m,埋深2.0m，擬采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，樁徑800mm。,根據(jù)上述資料，確定樁長，單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮承臺效應(yīng),承臺及其上填土重度取20KN/cm3）。 根據(jù)荷載條件初步確定樁數(shù)。,例題：樁的初步設(shè)計,第15頁,選擇持力層，確定樁長。 選礫石層作為樁端持力層，樁端進(jìn)入礫石層2m，則樁長l為14m。 確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk。 該樁為大直徑灌注樁，根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)公式 Quk=Qsk+Qpk = usiqsikli+pqpkAP（查表得si、p等于1） =3.140.8(10252601202)3.140.422500 =2788.3KN

8、先不考慮群樁效應(yīng)，確定單樁極限承載力設(shè)計值R，估算樁數(shù)n R= Qsk/s+Qpk/p(查表s=p=1.67) = 1669.6KN 估算樁數(shù) n(F+G)/R=(6000+20442）/1669.6=3.98根， 初步確定樁數(shù)為4根。 樁基礎(chǔ)驗算：沉降計算、群樁效應(yīng)、樁身強(qiáng)度設(shè)計 承臺和樁身設(shè)計：承臺效應(yīng)樁和承臺的抗沖切、抗剪驗算.,解：,第16頁,地基處理方法,1）置換法墊層置換+土質(zhì)樁置換； 2）加密法 （1）淺層壓（振）密法 機(jī)械壓（振）密；重錘夯實； （2）深層壓（振）密法 強(qiáng)夯；砂石樁法；預(yù)壓固結(jié)法；爆破壓密法；高壓灌漿壓密 3）膠結(jié)法 （1）灌漿法水泥粘土灌漿，化學(xué)灌漿 （2）冷

9、熱處理法凍結(jié)法或燒結(jié)法 4）加筋法： （1）土工合成材料加筋法 （2）土釘與錨桿加筋法法,第17頁,軟弱土地基處理方法分類表,第18頁,某建筑場地表以下土層依次為： (1)中砂，厚2.0m，天然重度為20kNm3 ，飽和重度為21kNm3，潛水面在地表下1m處； (2)粘土隔水層厚2.0m，重度為19kNm3；,(3)粗砂，含承壓水，水位高出地表2.0m(取w9.80kNm3)。 問：基坑開挖深達(dá)0.6m時，坑底有無隆起開裂的危險?若基礎(chǔ)埋深d1.5m，施工時除將中砂層內(nèi)地下水面降到坑底外，還須設(shè)法將粗砂層中的承壓水位至少降低幾米才行?,例題：基坑降水設(shè)計,第19頁,開挖深度為0.6m時，基坑

10、底部至承壓含水層頂部土的總覆蓋壓力 izi =200.4+21119267 kPa 承壓含水層頂部的靜水壓力u u =wh =9.8658.8 KPa 由此/u=1.13 1.1，基坑無隆起開裂危險。 當(dāng)基坑開挖深度為1.5m時,基坑底部至承壓含水層頂部土的總覆蓋壓力 izi =210.519248.5 kPa 若使基坑無隆起危險，需使/u 1.1, 需降水？m。,解：,第20頁,基坑支護(hù)方案的比選,1. 開挖深度6m （一層地下室） 1.1軟土地區(qū)軟弱土層、地下水位較高時 方案1：攪拌樁（格構(gòu)式）擋土墻； 方案2：灌注樁后加攪拌樁或旋噴樁止水，設(shè)一道支撐； 方案3：環(huán)境允許，鋼板樁或預(yù)制混凝

11、土板樁，設(shè)1-2道支撐； 方案4：狹長的排管工程采用主柱橫檔板或打設(shè)鋼板樁設(shè)支撐 方案5：可應(yīng)用SMW 工法,第21頁,基坑支護(hù)方案的比選,1. 開挖深度6m （一層地下室） 1.2 地質(zhì)條件較好、地下水位較低時 方案1：場地允許可放坡開挖； 方案2：以挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁做成懸臂式擋墻，需要時亦可設(shè)一道拉錨或錨桿； 方案3：土層適于打樁，同時環(huán)境又允許打樁時，可打設(shè)鋼板樁,第22頁,基坑支護(hù)方案的比選,2. 開挖深度611m （二層地下室） 2.1軟土地區(qū)軟弱土層、地下水位較高時 方案1：灌注樁后加攪拌樁或旋噴樁止水，設(shè)一至二道支撐； 方案2：圍護(hù)結(jié)構(gòu)作永久結(jié)構(gòu)的可采用設(shè)支撐的地連墻； 方

12、案3：環(huán)境條件允許時，可打設(shè)鋼板樁，設(shè)二至三道支撐； 方案4：可應(yīng)用SMW 工法； 方案5：較長排管工程，采用鋼板樁，設(shè)3-4道支撐，或灌注樁后加必要的降水帷幕，設(shè)3-4道支撐,第23頁,基坑支護(hù)方案的比選,2. 開挖深度611m （二層地下室） 2.2 地質(zhì)條件較好、地下水位較低時 方案1：挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁加錨桿或內(nèi)支撐； 方案2：鋼板樁支撐并設(shè)數(shù)道拉錨； 方案3：較陡的放坡開挖，坡面用噴錨混凝土及錨桿支護(hù)，亦可用土釘墻,第24頁,基坑支護(hù)方案的比選,3. 開挖深度1114m （三層地下室） 3.1 軟土地區(qū)軟弱土層、地下水位較高時 方案1：灌注樁后加攪拌樁或旋噴樁止水，設(shè)三至四道支撐

13、； 方案2：對于環(huán)境要求高的，或要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作永久結(jié)構(gòu)的，采用設(shè)支撐的地下連續(xù)墻，可逆筑法，半逆筑法施工； 方案3：可應(yīng)用SMW工法； 方案4：對于特種地下構(gòu)筑物，在一定條件下可采用沉井（箱）.,第25頁,基坑支護(hù)方案的比選,3. 開挖深度1114m （三層地下室） 3.2地質(zhì)條件較好、地下水位較低時 方案1：挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁加錨桿或內(nèi)支撐； 方案2：局部地區(qū)地質(zhì)條件差，環(huán)境要求高的可采用地下連續(xù)墻作臨時圍護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可兼作永久結(jié)構(gòu)，采用順筑法或逆筑法，半逆筑法施工； 方案3：可研究應(yīng)用SMW工法,第26頁,基坑支護(hù)方案的比選,4. 開挖深度14m （四層以上地下室或特殊結(jié)構(gòu)） 4.1軟土地區(qū)軟弱土層、地下水位較高時 方案1：有支撐的地下連續(xù)墻作臨時圍護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可兼作主體結(jié)構(gòu)，采用順筑法或逆筑法，半逆筑法施工；