大工11秋《土木工程概論》輔導(dǎo)資料十二

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院第17頁 共17頁Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.土木工程概論輔導(dǎo)資料十二主 題：第四章 第三、四、五、六節(jié) “地基的應(yīng)力和變形”，“土的抗剪強(qiáng)度和地基承載力”，“淺基礎(chǔ)設(shè)計”和“邊坡和擋土墻”輔導(dǎo)資料學(xué)習(xí)時間：2011年12月19日12月25日內(nèi) 容：本周我們將將學(xué)習(xí)有有關(guān)地基基與基礎(chǔ)礎(chǔ)工程的的相關(guān)內(nèi)內(nèi)容。一、學(xué)習(xí)要要求1、理解地地基的應(yīng)應(yīng)力和變變形；2、了解地地基變形形計算；3、理解土土的抗剪剪強(qiáng)度和和地基承承載力；4、掌握淺淺基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計；5、熟悉邊邊坡穩(wěn)定定；

2、6、掌握擋擋土墻類類型；7、掌握三三種土壓壓力。二、主要內(nèi)內(nèi)容土基除滿足足變形要要求外，還還應(yīng)滿足足強(qiáng)度要要求。地地基的強(qiáng)強(qiáng)度實質(zhì)質(zhì)上是地地基的抗抗剪強(qiáng)度度。（一）土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度及測測定方法法土的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度就是是某一受受剪面上上抵抗剪剪切破壞壞時的最最大剪應(yīng)應(yīng)力?？辜魪?qiáng)度測測定的室室內(nèi)方法法：直接剪切試試驗、三三軸剪切切試驗、無無側(cè)限抗抗壓試驗驗。現(xiàn)場原位測測試有：十字板剪切切試驗、大大型直剪剪試驗等等。根據(jù)室內(nèi)試試驗時的的排水條條件不同同分為：（1）快剪剪（不固固結(jié)不排排水剪）；（2）固結(jié)結(jié)快剪（固固結(jié)不排排水剪）；（3）慢剪剪（固結(jié)結(jié)排水剪剪）。（二）地基基的塑性性荷載與與極限荷荷載1、

3、地基的的變形階階段地基在垂直直荷載作作用下產(chǎn)產(chǎn)生的變變形，一一般分為為三個階階段：（1）壓密密階段：壓力與與沉降（pps曲曲線）之之間基本本成線性性關(guān)系；（2）塑性性變形階階段：出出現(xiàn)塑性性區(qū)（3）失穩(wěn)穩(wěn)階段：塑性區(qū)區(qū)貫通。ps曲線線曲線中中的a點(diǎn)點(diǎn)所對應(yīng)應(yīng)的荷載載稱為臨臨塑荷載載；b點(diǎn)點(diǎn)所對應(yīng)應(yīng)的荷載載稱為極極限荷載載。2、地基的的塑性荷荷載建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定以塑性性荷載為為基礎(chǔ)計計算地基基承載力力設(shè)計值值。3、地基的的極限承承載力地基的極限限荷載又又稱地基基的極限限承載力力。（三）地基基承載力力的確定定方法1、由建建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定確定地地基承載載力方法法的原則

4、則（1）對一一級建筑筑物：采采用載荷荷試驗、理理論計算算及其他他原位試試驗。（2）對不不作地基基變形計計算的二二級建筑筑物：可可按室內(nèi)內(nèi)試驗、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫入入、輕便便觸探、野野外鑒別別或其他他原位試試驗。（3）對三三級建筑筑物：根根據(jù)臨近近建筑物物的經(jīng)驗驗確定。2、由現(xiàn)場場載荷試試驗確定定地基承承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（1）試驗驗設(shè)備和和目的：（2）試驗驗方法：（3）承載載力基本本值的確確定：（4）地基基承載力力標(biāo)準(zhǔn)值值的確定定：基本本值的極極差不能能超過平平均值的的30，取此此平均值值作為地地基承載載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值。3、由建建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定確定地地基承載載力設(shè)計計值（1）當(dāng)基基礎(chǔ)寬度度大于33

5、m或埋埋置深度度大于00.5mm時，除除巖石地地基外，地地基承載載力設(shè)計計值為（考考慮了埋埋深的影影響，比比標(biāo)準(zhǔn)值值要大）：（2）不滿滿足（11）中條條件時，可可按直接接確定地地基承載載力設(shè)計計值；（3）巖石石地基承承載力設(shè)設(shè)計值可可用巖基基載荷試試驗方法法直接確確定；對對微風(fēng)化化及中等等風(fēng)化的的巖石地地基承載載力設(shè)計計值，可可用室內(nèi)內(nèi)飽和單單軸抗壓壓強(qiáng)度試試驗確定定：4、工程地地質(zhì)勘察察報告包括擬建場場地概況況、勘探探點(diǎn)平面面布置圖圖、工程程地質(zhì)剖剖面圖、土土的物理理力學(xué)性性質(zhì)指標(biāo)標(biāo)及工程程地質(zhì)評評價等。四、基礎(chǔ)類類型的劃劃分一般埋深在在5m以內(nèi)能能用一般般方法施施工的基基礎(chǔ)，屬屬于淺基基礎(chǔ)

6、。埋埋深在55m以上，采采用特殊殊方法施施工的基基礎(chǔ)，屬屬于深基基礎(chǔ)。（五）基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計的的原則與與步驟1、一般原原則（需需要重點(diǎn)點(diǎn)理解）（1）基礎(chǔ)礎(chǔ)本身具具有足夠夠的強(qiáng)度度、剛度度核穩(wěn)定定性；（2）地基基也具有有足夠的的強(qiáng)度核核穩(wěn)定性性，不發(fā)發(fā)生過大大的沉降降核不均均勻沉降降。2、地基設(shè)設(shè)計的規(guī)規(guī)定（1）一級級建筑物物和部分分二級建建筑物，應(yīng)應(yīng)作地基基變形計計算，要要同時滿滿足強(qiáng)度度條件和和變形條條件。地基的強(qiáng)度度條件：軸心受壓：偏心受壓：；地基的變形形條件：（2）部分分二級建建筑物，仍仍需作地基基變形計計算。（3）其余余的二級級建筑物物和三級級建筑物物，可不不作變形形計算。3、基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計的步

7、步驟（1）提出出基礎(chǔ)類類型和地地基處理理的初步步方案，并并確定。（2）確定定基礎(chǔ)的的埋深和和地基承承載力。（3）確定定基礎(chǔ)的的底面尺尺寸，必必要時進(jìn)進(jìn)行下臥臥層強(qiáng)度度驗算。（4）對于于建筑物物等級為為一級和和特殊情情況的二二級建筑筑物，需需進(jìn)行地地基變形形驗算。（5）對于于建于斜斜坡上的的建筑物物，經(jīng)常常承受較較大水平平荷載的的構(gòu)筑物物，需進(jìn)進(jìn)行地基基穩(wěn)定性性驗算。（6）確定定基礎(chǔ)的的剖面尺尺寸，進(jìn)進(jìn)行基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計計算。（7）繪制制基礎(chǔ)施施工圖，編編制施工工說明。（六）淺基基礎(chǔ)設(shè)計計（需要要重點(diǎn)掌掌握）1、剛性基基礎(chǔ)包括磚基礎(chǔ)礎(chǔ)、毛石石基礎(chǔ)、灰灰土基礎(chǔ)礎(chǔ)、三合合土基礎(chǔ)礎(chǔ)、毛石石混凝土土基礎(chǔ)、混

8、混凝土基基礎(chǔ)等。弱點(diǎn)：抗拉拉、抗彎彎強(qiáng)度低低。限制：臺階階寬高比比的允許許值，限制基基礎(chǔ)懸臂臂長度。寬寬高比用用來表示示，稱為為允許剛剛性角。適用：層數(shù)數(shù)較少的的民用建建筑。2、擴(kuò)展基基礎(chǔ)指柱下鋼筋筋混凝土土獨(dú)立基基礎(chǔ)和墻墻下鋼筋筋混凝土土條形基基礎(chǔ)。優(yōu)點(diǎn)：整體體性好，抗抗彎強(qiáng)度度大。適用：基礎(chǔ)礎(chǔ)面積大大，必須須淺埋。分類：現(xiàn)澆澆基礎(chǔ)和和預(yù)制杯杯性基礎(chǔ)礎(chǔ)。3、柱下條條形基礎(chǔ)礎(chǔ)柱下條形基基礎(chǔ)：在在整排柱柱下做一一條鋼筋筋混凝土土地梁，將將各柱聯(lián)聯(lián)合起來來。位置：設(shè)在在房屋的的縱向。十字交叉基基礎(chǔ)：在在縱橫方方向均設(shè)設(shè)置柱下下條形基基礎(chǔ)。4、筏板基基礎(chǔ)將基礎(chǔ)底板板連成一一片，成成為筏板板基礎(chǔ)。適用

9、：地基基特別軟軟弱、荷荷載較大大、或有有地下室室。根據(jù)據(jù)是否在在柱間設(shè)設(shè)梁，分分為梁板板式筏板板基礎(chǔ)和和無梁式式筏板基基礎(chǔ)。5、箱形基基礎(chǔ)基礎(chǔ)由鋼筋筋混凝土土整體底底板、頂頂板和鋼鋼筋混凝凝土縱橫橫墻組成成的箱形形基礎(chǔ)。適用：地基基特別軟軟弱、荷荷載很大大，高層層建筑。6、殼體基基礎(chǔ)包括：正圓圓錐體、MM形組合合殼、內(nèi)內(nèi)球外錐錐組合殼殼等。優(yōu)點(diǎn)：主要要承受軸軸向力。缺點(diǎn)：胎模模制作、放放置鋼筋筋、澆筑筑混凝土土等工藝藝復(fù)雜。（七）基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置深深度在滿足強(qiáng)度度和變形形要求的的前提下下，基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)盡量量淺埋?；A(chǔ)淺埋埋的深度度（除巖巖石地基基外）不不宜小于于0.55m，基基礎(chǔ)頂面面應(yīng)低于于室外地地

10、面最小小0.11m。1、工程地地質(zhì)條件件（1）上層層地基的的承載力力大于下下層土?xí)r時，利用用上層作作為持力力層；（2）承載載力高的的土層在在地基土土的下部部時，上上層土需需經(jīng)過地地基處理理。2、地下水水影響最好基礎(chǔ)地地面埋置置在地下下水面以以上；如如果在地地下水面面以下，應(yīng)應(yīng)采取措措施；當(dāng)當(dāng)?shù)叵滤星治g蝕作用時時，基礎(chǔ)礎(chǔ)采取防防護(hù)措施施。3、相鄰基基礎(chǔ)的影影響（1）新基基礎(chǔ)不宜宜深于相相鄰建筑筑基礎(chǔ)；（2）新基基礎(chǔ)深于于相鄰建建筑基礎(chǔ)礎(chǔ)時，兩兩建筑要要保持一一定距離離；（3）否則則，應(yīng)采采取工程程措施：分段施施工、臨臨時支撐撐、筑地地下連續(xù)續(xù)墻、加加固原建建筑基礎(chǔ)礎(chǔ)。4、地下溝溝管的影影響（

11、1）地下下溝管穿穿過基礎(chǔ)礎(chǔ)時，基基礎(chǔ)應(yīng)預(yù)預(yù)留孔洞洞；（2）地下下溝管深深于基礎(chǔ)礎(chǔ)時，基基礎(chǔ)的局局部應(yīng)加加深。5、地基土土凍脹和和融陷的的影響土中水分凍凍結(jié)后，使使土體積積增大的的現(xiàn)象稱稱為凍脹脹，凍土土融化后后產(chǎn)生的的陳陷稱稱為融陷陷。后果果：強(qiáng)度度降低，壓壓縮性增增大。分四類：（1）不凍凍脹土，對對建筑物物無危害害；（2）弱凍凍脹土，對對淺埋建建筑一般般無危害害；（3）凍脹脹土：對對淺埋基基礎(chǔ)的建建筑物將將產(chǎn)生裂裂縫；（4）墻凍凍脹土，對對淺埋基基礎(chǔ)的建建筑物將將產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重破壞壞。（八）基礎(chǔ)礎(chǔ)底面積積的確定定前提：基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置深深度、地地基承載載力設(shè)計計值、基基礎(chǔ)上的的荷載。1、軸心受受壓基礎(chǔ)

12、礎(chǔ)底面積積2、偏心受受壓基礎(chǔ)礎(chǔ)底面積積（1）柱下下矩形偏偏壓基礎(chǔ)礎(chǔ)底面積積（2）墻下下條形基基礎(chǔ)偏壓壓底面積積3、基礎(chǔ)軟軟弱下臥臥層驗算算當(dāng)上層土與與下臥軟軟弱土層層的壓縮縮模量比比值大于于或等于于3時，對對條形或或矩形基基礎(chǔ)可用用壓力擴(kuò)擴(kuò)散法求求土中附附加壓力力。矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：（九）剛性性基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計（需需要重點(diǎn)點(diǎn)掌握）設(shè)計成軸心心受壓基基礎(chǔ)。基基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計應(yīng)符符合臺階階寬高比比允許值值或剛性性角要求求：設(shè)計步驟：先決定定基底面面積；再再確定基基礎(chǔ)高度度。（十）墻下下鋼筋混混凝土條條形基礎(chǔ)礎(chǔ)1、基礎(chǔ)寬寬度按第四部分分的公式式計算。2、基礎(chǔ)底底板高度度由抗剪強(qiáng)度度確定：3、基礎(chǔ)底底板配筋筋

13、底板受力鋼鋼筋沿寬寬度方向向布置，沿沿墻長度度方向設(shè)設(shè)分布筋筋，放在在受力筋筋上面。（十一）柱柱下鋼筋筋混凝土土獨(dú)立基基礎(chǔ)1、基礎(chǔ)寬寬度按第四部分分的公式式計算。2、基礎(chǔ)底底板高度度由抗沖切強(qiáng)強(qiáng)度確定定。當(dāng)沿沿柱周邊邊的基礎(chǔ)礎(chǔ)高度不不夠時，底底板將發(fā)發(fā)生沖切切破壞，形形成455斜裂面面的角錐錐體。3、基礎(chǔ)底底板配筋筋平行長度方方向的受受力鋼筋筋面積為為：；平行寬度方方向的受受力鋼筋筋面積為為：；底板受力鋼鋼筋沿寬寬度方向向布置，沿沿墻長度度方向設(shè)設(shè)分布筋筋，放在在受力筋筋上面。4、構(gòu)造要要求（1）現(xiàn)澆澆獨(dú)立基基礎(chǔ)錐形基礎(chǔ)邊邊緣高度度不宜小小于2000mmm；錐形形基礎(chǔ)的的頂部為為安裝模模板需每

14、每邊放大大2050mmm；階階基礎(chǔ)的的每階高高度宜為為30006000mmm。為與與柱連接接，基礎(chǔ)礎(chǔ)內(nèi)預(yù)留留插筋，并并配置箍箍筋。（2）預(yù)制制柱基礎(chǔ)礎(chǔ)柱的插入入深度hh1；基礎(chǔ)的杯杯底厚度度a1和和杯壁厚厚度t；杯壁配筋筋；（十二）減減少不均均勻沉降降的一般般措施（需需要重點(diǎn)點(diǎn)掌握）1、地基沉沉降產(chǎn)生生的墻身身裂縫對于磚砌體體結(jié)構(gòu)，地地基沉降降時，很很容易在在墻體上上產(chǎn)生斜斜裂縫或或踏步式式裂縫，特特別是窗窗洞的四四角部位位。裂縫縫的位置置與方向向同地基基沉降情情況有關(guān)關(guān)。墻面產(chǎn)生裂裂縫的原原因是多多方面的的，要區(qū)區(qū)別由于于穩(wěn)定變變形及材材料收縮縮變形以以及砌體體強(qiáng)度不不足而引引起的裂裂縫。2

15、、建筑措措施（1）房屋屋體形力力求簡單單（2）設(shè)置置沉降縫縫部位：平面的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折處；高度和和荷載差差異較大大處；地基土土壓縮性性有顯著著差異性性；結(jié)構(gòu)和和基礎(chǔ)類類型不同同處；分期建建造房屋屋交界處處；房屋長長高比過過大時。沉降縫構(gòu)造造要求：范圍；寬度等等。沉降縫作法法：懸挑式式；跨越式式；平行式式。（3）保持持相鄰建建筑物基基礎(chǔ)間的的凈距原因：基底底壓力相相互疊加加產(chǎn)生附附加沉降降。相鄰鄰房屋中中產(chǎn)生影影響的稱稱為影響響建筑物物，受到到影響的的稱為被被影響建建筑物。（4）控制制建筑物物標(biāo)高根據(jù)預(yù)估的的沉降量量，提高高室內(nèi)地地面和地地下設(shè)施施的標(biāo)高高。3、結(jié)構(gòu)措措施（1）加強(qiáng)強(qiáng)上部結(jié)結(jié)構(gòu)的剛剛度控

16、制房屋屋的長高高比設(shè)置圈梁梁（2）減少少基底附附加壓力力（3）加強(qiáng)強(qiáng)基礎(chǔ)剛剛度加強(qiáng)基礎(chǔ)平平面的整整體性，設(shè)設(shè)置必要要的條基基予以拉拉接，或或加設(shè)鋼鋼筋混凝凝土地梁梁。采用用不同類類型基礎(chǔ)礎(chǔ)，提高高剛度。4、施工措措施（1）施工工房屋的的次序；（2）對基基礎(chǔ)的保保護(hù)，不不受擾動動；（3）減少少房屋周周圍的地地面荷載載。（十三）邊邊坡穩(wěn)定定引起邊坡滑滑動的主主要原因因：（1）土中中剪應(yīng)力力增加（邊邊坡堆載載、建筑筑物基底底壓力、振振動等作作用下）；（2）土的的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度降低低（大氣氣變化，水水的侵入入等）。1、邊坡的的開挖邊坡開挖的的坡度應(yīng)應(yīng)符合坡坡度允許許值。必必須在坡坡頂或山山腰大量量棄土?xí)r時

17、，則應(yīng)應(yīng)進(jìn)行坡坡體穩(wěn)定定性計算算。2、坡頂上上的建筑筑位置避免基底壓壓力擴(kuò)散散而對穩(wěn)穩(wěn)定邊坡坡產(chǎn)生不不利影響響。（1）當(dāng)基基底寬度度時，基基礎(chǔ)底向向外邊緣緣至坡頂頂?shù)乃狡骄嚯x應(yīng)應(yīng)符合要要求，并并不小于于2.55m。條形基礎(chǔ)：矩形基礎(chǔ)：式中：為坡坡角；為為基礎(chǔ)埋埋深；為為基礎(chǔ)底底寬。（2）當(dāng)不不符合以以上要求求時，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行坡坡體穩(wěn)定定計算，或或設(shè)置擋擋土結(jié)構(gòu)構(gòu)。（3）當(dāng)邊邊坡坡角角或坡高高，均需需進(jìn)行坡坡體穩(wěn)定定性驗算算。（十四）擋擋土墻（需需要重點(diǎn)點(diǎn)掌握）擋土墻是防防止土體體坍塌的的建筑物物。1、擋土墻墻類型類型有：重重力式擋擋土墻、鋼鋼筋混凝凝土擋土土墻、錨錨桿擋土土墻、錨錨定板擋擋土墻、

18、板板樁墻等等。（1）重力力式擋土土墻：由由塊石砌砌筑而成成，靠自自身重力力來抵抗抗土的推推力。適用：應(yīng)用用最廣泛泛。（2）鋼筋筋混凝土土擋土墻墻：分為為懸臂式式和扶壁壁式兩種種。懸臂式擋擋土墻：由垂直直臂和底底板兩部部分組成成。扶壁式擋擋土墻：由垂直直臂、底底板和扶扶臂組成成。（3）錨桿桿擋土墻墻：由鋼鋼筋混凝凝土墻板板和錨固固于穩(wěn)定定土層中中的鋼錨錨桿組成成。適用：邊坡坡支護(hù)與與深基坑坑開挖。（4）錨定定板擋土土墻：由由鋼筋混混凝土墻墻板、鋼鋼拉桿和和錨定板板組成。適用：護(hù)岸岸工程和和護(hù)坡工工程。（5）板樁樁墻：由由通長的的鋼板樁樁或預(yù)制制鋼筋混混凝土板板樁組成成，也可可在板樁樁上加設(shè)設(shè)鋼支

19、撐撐。適用：臨時時性支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)。2、三種土土壓力作用在擋土土墻上的的側(cè)向土土推力稱稱為土側(cè)側(cè)壓力，簡簡稱土壓壓力。根根據(jù)擋土土墻受力力后的位位移，土土壓力可可分為三三類：（1）主動動土壓力力擋土墻在墻墻后土壓壓力作用用下向前前移動或或轉(zhuǎn)動，當(dāng)當(dāng)達(dá)到一一定位移移時，墻墻后土體體達(dá)到極極限平衡衡狀態(tài)，此此時作用用在墻背背上的土土壓力稱稱為主動動土壓力力。（2）靜止止土壓力力擋土墻的剛剛度很大大，在土土壓力作作用下不不產(chǎn)生移移動或轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，墻墻后土體體處于靜靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)，此時時作用在在墻背上上的土壓壓力稱為為靜止土土壓力。（3）被動動土壓力力擋土墻在外外力作用用下向后后移動或或轉(zhuǎn)動，使使土體向向后位移移，墻后后土體達(dá)達(dá)到極限限平衡狀狀態(tài)，此此時作用用在墻背背上的土土壓力稱稱為被動動土壓力力。在相同條件件下，主主動土壓壓力最小小，被動動土壓力力最大，靜靜止土壓壓力介于于兩者之之間。三、典型習(xí)習(xí)題（一）判斷斷題1、當(dāng)擴(kuò)展展基礎(chǔ)不不能滿足足力學(xué)要要求時，可可以做成成鋼筋混混凝土基基礎(chǔ)，稱稱為剛性性基礎(chǔ)。答案：錯誤誤。（二）名詞詞解釋1、基礎(chǔ)答：基礎(chǔ)：將上部部結(jié)構(gòu)荷荷載傳遞遞給地基基、連接接上部結(jié)結(jié)構(gòu)與地地基的下下部結(jié)構(gòu)構(gòu)稱為基基礎(chǔ)，地地基是指指承托基基礎(chǔ)的場場地。2、沉降縫縫答：沉降縫縫：是指指從建筑筑物的屋屋頂