基礎(chǔ)工程PPT課件

1、基底面基礎(chǔ)地基FGHM室外標(biāo)高（天然地面）室內(nèi)標(biāo)高（設(shè)計地面）層土層土層土埋深d持力層下臥層B層土第1頁/共48頁7.2 地基類型及分類7.2.1 地基的類型7.2.2 天然地基分類7.2.3 人工地基分類第2頁/共48頁 7.2.1 地基的類型第3頁/共48頁7.2.2天然地基分類第4頁/共48頁第5頁/共48頁第6頁/共48頁第7頁/共48頁第8頁/共48頁第9頁/共48頁第10頁/共48頁 在地震中很多建筑因飽和砂土或輕亞粘土液化（liquefaction）而發(fā)生裂縫、傾斜乃至倒塌。 多年凍土是指溫度連續(xù)3年或以上保持在攝氏零度或零度以下，并含有冰的土層。多年凍土地基的表層常覆蓋有季節(jié)性

2、凍土（或稱融凍層）。 濕陷性黃土指在一定壓力作用下受水浸濕時，其結(jié)構(gòu)迅速破壞，并發(fā)生顯著的附加下沉。它的顆粒成分主要由親水性礦物組成，并具有顯著的吸水膨脹和失水收縮變形的特性。第11頁/共48頁7.2.3人工地基分類第12頁/共48頁 7.3 基礎(chǔ)的作用 基礎(chǔ)為傳遞上部結(jié)構(gòu)（或機器設(shè)備等）荷載至地基上的結(jié)構(gòu)。 基礎(chǔ)一般設(shè)置在 天然地基（natural base）。 人工地基（如樁基礎(chǔ) pile foundation）。 基礎(chǔ)造價占總造價的比重。一般高層建筑基礎(chǔ)造價在15以內(nèi)，在有地下層并采用樁基礎(chǔ)時，則可達25。地下層的用鋼量占總用鋼量可能達20一30。第13頁/共48頁 建于1174年，高5

3、4.5m的意大利比薩斜塔即因奠基不慎造成塔身傾斜，現(xiàn)在這座經(jīng)歷了8個多世紀(jì)的斜塔仍有繼續(xù)傾斜的趨勢，塔上楣梁亦出現(xiàn)裂縫，因此予1991年已停止開放，并進行搶救。第14頁/共48頁 2001年12月15日，隨著7聲清脆洪亮的銅鐘聲響，糾偏扶“正”和關(guān)閉長達4359天的意大利比薩斜塔重新向游客開放。始建于1174年的比薩斜塔于1350年在傾斜的狀況下完工。該塔建成時塔頂中心點就偏離垂直中心線2.1米，后傾斜不斷加劇，最嚴(yán)重時達5.2米，成為舉世無雙的建筑奇觀。通過這次拯救性糾偏扶“正”，比薩斜塔被扳“正”43.8厘米，還傾斜4.5米，但基本上達到了預(yù)期的效果第15頁/共48頁 7.4 基礎(chǔ)的型式第

4、16頁/共48頁 7.4.1 墻下條形基礎(chǔ) 在墻下可做成條形基礎(chǔ)（strip foundation），通常稱為“大方腳”（Offset footing），第17頁/共48頁7.4.2 柱下獨立基礎(chǔ) 在層數(shù)不多的房屋中柱下常設(shè)置獨立基礎(chǔ)。第18頁/共48頁7.4.3 柱下條形基礎(chǔ)及整片基礎(chǔ) 當(dāng)柱距較密而荷載又很大時，或處在松軟而非勻質(zhì)的土壤上時，則獨立基礎(chǔ)的尺寸將很大，特別是在地震區(qū)，為了增強結(jié)構(gòu)的整體性，可做成條形基礎(chǔ)。當(dāng)荷載更大時，則在兩個方向布置條形即成為十字形基礎(chǔ)（cross foundation），當(dāng)荷載更大時，十字形基礎(chǔ)中兩個方向的帶幾乎連到一起，則做成整片的筏式基礎(chǔ)（raft fo

5、undation）稱“滿堂紅”基礎(chǔ)。 需設(shè)地下室（如考慮人防和停車等用途時），則可做成箱形基礎(chǔ)（box foundation）。箱形基礎(chǔ)由地下室（basement）縱橫墻、底板及上面樓板組成。第19頁/共48頁第20頁/共48頁7.5 軟弱地基的處理 軟弱地基的處理可分為四類： 強使密實； 在地基表層上進行處理； 在基土層內(nèi)進行處理； 換置墊層； 排水固結(jié)； 化學(xué)加固；第21頁/共48頁7.5.1 強行密實 基土表層處理一般采用： 機械碾壓（rolled）法是用壓路機等壓實機械來壓實松散土的方法。 強夯法是用重錘（一般840t），從高（一般640m）處自由落下，對土進行夯實的地基處理方法。 振

6、動壓實（vibrating compaction）法是采用振動壓實機在地基表面施加振動動力以振實淺層松散土的方法。第22頁/共48頁 基土層內(nèi)處理可采用： 擠密砂樁是采用沉管法的機械和方法，通過沖擊和振動，將破擠入土中而將地基擠密， 振沖樁是以加固砂土的。施工主要設(shè)備為類似插入式混凝土振搗器的機具，稱為振沖器。第23頁/共48頁 7.5.2 換置墊層 當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部荷載對地基的要求時，可采用換土的辦法 砂墊層（sand cushion course） 碎石墊層 素土墊層第24頁/共48頁 7.5.3 排水固結(jié) 在荷載作用下，飽和軟土產(chǎn)生排水固結(jié)（consolida

7、tion by drainage），堆載預(yù)壓就是利用這個原理來處理軟土地基的一種方法。第25頁/共48頁 7.5.4 化學(xué)加團 利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，通過壓力灌注或攪拌混合等措施，將土粘膠結(jié)起來的地基處理的方法， 水泥漿液 高壓旋噴法 旋轉(zhuǎn)攬拌法 水玻璃（Water glass) 漿液 硅化加固法(consolidation by silication) 電硅化法加固法。第26頁/共48頁 7.6 樁基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ)由設(shè)置在土中的樁和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺（bearing table）組成。通過承臺將各根樁在上端聯(lián)成一體，成為群樁（grouped piles）。承臺也可利用地下室的底板或筏片基礎(chǔ)的底板

8、，甚至可用條形基礎(chǔ)。第27頁/共48頁 樁在平面內(nèi)可布置成 方形或 矩形網(wǎng)格； 三角形； 梅花形； 等間距的； 不等間距的。 個別情況下一個承臺承接一根樁， 樁基礎(chǔ)中的樁一般為豎直的，有時也設(shè)置斜樁。第28頁/共48頁 按受力條件分為 端承樁（end bearing pile） 摩擦樁（friction pile)。 按施工方法分為， 預(yù)制樁 灌注樁第29頁/共48頁7.6.1 預(yù)制樁 預(yù)制樁為在工廠或施工現(xiàn)場制作的 按使用的材料分為 鋼筋混凝土樁 鋼樁 木樁 按沉樁（Sinking of pile）方式。 錘擊，振動打入 靜 力 壓 樁 （ s t a t i c p r e s s u r

9、 e penetration） 旋入第30頁/共48頁7.6.2 灌注樁 鉆孔擴底樁（drilled pile with eXpanded base），樁身較細（d300400mm），擴大頭直徑D(23)d，是以端承為主的摩擦支承樁。 大直徑鉆孔樁（hored或drilled pile with large diameter)，它是為了適應(yīng)橋梁和高層建筑對樁承載力提出更高要求而發(fā)展起來的，直徑可達800mm以上，。第31頁/共48頁 沉管灌注樁（cast insitu pile with driven casing） 內(nèi)夯式灌注樁（franki pile)第32頁/共48頁 端夯擴灌注樁（ra

10、mmed cast insitu pile） 擴大擠密灌注樁（redrived cast in-situ pile with high displacement） 沖擴樁 平底大頭沉管灌注樁 組合樁 微型樁（micropile）。第33頁/共48頁7.6.3 管柱基礎(chǔ) 管柱基礎(chǔ)是一群下端插入基巖的巨型管柱。管柱的直徑一般為1m以上，每節(jié)長610m，法蘭盤接頭 施工時用大型振動沉錘沿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)振動下沉（以高壓射水和吸泥配合）到基巖，然后在管住內(nèi)鉆巖成孔，下鋼筋籠，灌注混凝土，將管柱與巖層牢固連接。 是大型橋梁深水基礎(chǔ)的有效型式，特別是水下巖面不平、無覆蓋或覆蓋層較厚的地域，它都能適用。第34頁/共

11、48頁 7.7 沉 井（caisson） 在橋梁工程、大型地下泵站以及其它各類建筑中，沉井常用作深基礎(chǔ)（及地下構(gòu)筑物）。 沉井工程包括沉井制作和沉井下沉兩個主要部分。第35頁/共48頁 沉井是一種四周有壁、下部無底、上部元蓋、側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物。通常用鋼筋混凝土制成。 它是通過從井孔內(nèi)挖土，借助自身重量克服井壁摩擦力下沉至設(shè)計標(biāo)高，再用混凝土封底并填塞井孔，便可成為橋梁墩臺的整體式深基礎(chǔ)。第36頁/共48頁陸上沉井的施工步驟第37頁/共48頁第38頁/共48頁第39頁/共48頁第40頁/共48頁 沉井最適宜用于在弱透水的土層中下沉，因為這時可不用排水下沉，速度快而方向易控制。 沉井在下

12、沉過程中不必采取很深的用以支撐坑壁的防水圍堰而節(jié)約大量支撐費用，這是沉井法的突出優(yōu)點。目前我國采用過的沉井下沉深度超過100m。面積數(shù)百平方米的大型橋梁墩臺沉井下沉深度已超過50m；國外沉井下沉深度超過200m。第41頁/共48頁 沉井的下沉方法視沉井穿過的土層而定，一般分為； 排水（或不灌水）挖土下沉，當(dāng)土質(zhì)透水性很低或漏水量不大的穩(wěn)定土層，其涌水量不超過lm3/h 。排水不會產(chǎn)生流砂，其優(yōu)點是挖土簡單，易控制，下沉較均衡且易糾偏。 不排水（或灌水）挖土下沉，當(dāng)穿過的土層有較厚的亞砂土或粉砂層，且含水量大時，這時將出現(xiàn)流砂。第42頁/共48頁 沉井基礎(chǔ)的特點是埋深大、整體性強、穩(wěn)定性好，能承受較大的豎向作用和水平作用， 沉井井壁既是基礎(chǔ)的一部分，又是施工時擋土和檔水結(jié)構(gòu)，施工工藝也不復(fù)雜。因此這種結(jié)構(gòu)形式在橋梁基礎(chǔ)中得到廣泛使用，隨著施工 技術(shù)的提高，還將得到更大的發(fā)展。第43頁/共48頁沉箱基礎(chǔ) 工作原理是：當(dāng)沉箱在水下就位后，將壓縮空氣壓人沉箱室內(nèi)部，排出其中的水，這樣施工人員就能在箱內(nèi)進行挖土施工，并通過升降筒和氣閘，把土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重作用下逐步下沉至設(shè)計標(biāo)高，最后用混凝土填實工作室，即成為沉箱基礎(chǔ)。由于施工過程中都通