基礎工程第一章-緒論課件

第一節(jié)概述第二節(jié)基礎工程內容第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡史第四節(jié)本課程的特點和學習要求第一章緒論1建筑物的組成一、地基基礎的基本概念

第一節(jié)概述2圖1.1地基基礎示意圖一、地基基礎的基本概念

第一節(jié)概述3承上傳下、壓力擴散45一、地基基礎的基本概念1.地基----直接承擔建筑物的全部荷載，并在其影響下產生應力與變形的那一部分土層稱為地基。(subgrade，foundationsoils)根據地基與基礎的接觸關系，地基中的地層分為覆蓋層、持力層和下臥層。1)地基持力層是直接承托基礎底面的地層。地基基礎設計時，通常應選擇強度較高、變形較小、穩(wěn)定性較強的地層作為地基的持力層。2)覆蓋層是位于持力層以上的所有地層。3)下臥層是位于持力層以下的地層?？煞譃檐浫跸屡P層和剛性下臥層。

第一節(jié)概述6第一節(jié)概述一、地基基礎的基本概念7天然地基：當選定合適的基礎形式后，若地基不加以處理就可以滿足設計要求的地基。人工地基：指當地基強度不足或壓縮性很大而不能滿足設計要求時，需對地基進行處理，經過處理后的地基。一、地基基礎的基本概念第一節(jié)概述82.基礎

（foundation）

----建筑物向地基傳遞荷載的下部結構稱為基礎。

一、地基基礎的基本概念第一節(jié)概述淺基礎——用普通（常規(guī)）方法施工的基礎。一般基礎埋深d≤5m。深基礎——需要一定的機械設備建造的基礎。如樁基、和地下連續(xù)墻等。

埋深d≥5m?；A分類9基礎淺埋基礎獨立基礎

條形基礎

十字交叉基礎

箱形基礎

樁基礎沉井和沉箱基礎地下連續(xù)墻基礎筏板基礎

殼體基礎深埋基礎一、地基基礎的基本概念第一節(jié)概述10Individualfooting,padfoundation單獨基礎常見基礎11獨立基礎（杯形基礎）12條形基礎墻下條形基礎柱下條形基礎13縱向條形基礎橫向條形基礎柱下十字交叉基礎具有良好的調整不均勻沉降的能力14筏板基礎15箱形基礎由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好底板外墻內墻16殼體基礎殼體基礎17樁基礎18北京朝陽區(qū)望京A5區(qū)預應力管樁19預制樁施工20蘇通大橋131根灌注群樁基礎21人工挖孔樁的鋼筋籠22鋼管樁23長螺旋鉆孔樁24沉井基礎工作間梯子支護通氣桶25沉箱基礎26地下連續(xù)墻基礎273.土力學----是研究土體的應力、強度和變形，滲流規(guī)律的一門力學分支，它是本課程的理論基礎。4.基礎工程－研究下部結構結構物與巖土相互作用共同承擔上部結構物所產生的各種變形和穩(wěn)定性問題。土力學與基礎工程的關系：基礎工程學需要工程地質學和土力學的基本知識，這兩門專業(yè)基礎課是本課程的先修課程，其中土的基本特性，以及土力學中關于強度、變形、穩(wěn)定、地基承載力等課題的基本內容和地基計算方法等都是必須掌握的。本課程要求會利用上述土力學知識，結合結構計算和施工知識，合理地解決基礎工程問題。一、地基基礎的基本概念第一節(jié)概述28

建筑物的建造使地基中原有的應力狀態(tài)發(fā)生改變，這就必須運用數學力學的方法來研究在荷載作用下地基的強度和變形問題。為保證建筑物的功能需要和安全使用的目的，地基、基礎在設計計算中必須滿足以下三個條件：1）地基應具有足夠的強度

地基在建筑物荷載作用下有足夠的承載力，并在防止整體破壞方面有足夠的安全儲備；2）地基應滿足變形要求

保證地基的變形值不超過建筑物正常使用要求的范圍；3）基礎應具有足夠的強度、剛度和耐久性

基礎結構本身應滿足強度、變形和耐久性的要求。二、地基與基礎設計的基本條件地基設計基礎設計第一節(jié)概述29三、地基基礎工程的重要性

1.地基基礎是建筑工程的一個重要組成部分，是建筑物的根本，又屬于地下隱蔽工程。因此，它的工程地質勘察、設計計算和施工質量直接關系到建筑物的安危。2.大量事實證明，在建筑物失敗事故中，地基基礎問題占很大的比例，而且地基基礎事故一旦發(fā)生，進行補救就相當困難。3.此外，地基基礎工程處理是否適當，影響建筑物的造價也是驚人的，一般約占總投資的10～30％甚至更多。在進行基礎工程設計和施工時，應該從上部結構與地基基礎共同作用的整體概念出發(fā)，全面地加以考慮，如此才能得到較為理想的效果。第一節(jié)概述30加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時，1小時豎向沉降達30.5cm24小時傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個圓筒倉。鋼混筏板基礎，厚61cm，埋深3.66m。1911年動工，1913年完工，自重20000T。工程實例31加拿大特朗斯康谷倉原因：地基土事先未進行調查，據鄰近結構物基槽開挖取土試驗結果，計算地基承載力應用到此谷倉。1952年經勘察試驗與計算，地基實際承載力遠小于谷倉破壞時發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強度破壞而滑動。處理：事后在下面做了七十多個支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。

321995年阪神地震中新干線的傾覆1964年新瀉地震引起大面積液化地基的剪切破壞p滑裂面33意大利比薩斜塔34上海展覽中心館1954：開工，沉降60cm1957：沉降最大146.55cm，最小122.8cm1979:沉降160cm淤泥質粘土,箱形基礎35墨西哥博物館不均勻沉降

36本課程的目的和任務根據土力學的基本概念和基本原理，結合有關結構設計和施工技術知識，分析和解決工業(yè)與民用建筑中一般地基基礎設計問題。土力學的基本概念和基本原理地基基礎設計問題第二節(jié)基礎工程內容37經典土力學的三大定律達西(Darcy’sLaw)定律－滲透v=ki太沙基(Terzaghi)滲流固結理論－變形u=u(z,t)摩爾-庫侖(Mohr-Coulomb)強度理論－強度=f(n

);=c+tg土的三類工程問題強度（穩(wěn)定）問題；變形問題；滲透與滲透破壞問題第二節(jié)基礎工程內容38基礎工程本課程的主要內容第二節(jié)基礎工程內容設計（本課程重點講述）施工監(jiān)測基礎工程設計包括：基礎設計和地基設計基礎設計包括：基礎形式的選擇、埋深、大小、內力與截面計算。地基設計包括：承載力確定、地基變形計算、穩(wěn)定性計算。39本課程的主要研究對象第二節(jié)基礎工程內容基礎埋置深度、地基承載力、地基變形驗算、基坑和基礎穩(wěn)定性分析、基坑支護結構、地基基礎相互作用、地基處理。上述問題均與巖土工程緊密相關，也就是說與《土力學》緊密相關。40淺基礎樁基礎沉井基礎地基處理擋土墻、基坑工程本課程的主要內容具體應用第二節(jié)基礎工程內容41作為工程技術，基礎工程是一項古老的工藝。如前所述，只要建造建筑物，注定離不開地基和基礎。因此，作為一項工程技術，基礎工程的歷史源遠流長。但過去人們只能依賴于實踐經驗的不斷積累和能工巧匠的技藝更新來發(fā)展這項技術，囿于當時生產力發(fā)展水平，基礎工程還未能提煉成為系統(tǒng)的科學理論。作為應用科學，基礎工程又是一門年輕的學科。第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介421773年法國的庫侖（Coulomb）發(fā)表著名的砂土抗剪強度公式，提出土壓力計算滑楔理論;1857年英國的朗肯（Rankine）提出朗肯土壓力理論;1885年法國的布辛奈斯克（Boussinesq）得出半無限彈性體在豎向集中力作用下的應力與變形的理論解答;1925年美國太沙基（Terzaghi）的《土力學》專著問世,標志基礎工程領域終于有比較系統(tǒng)完整的專著。1936年成立了國際土力學基礎工程學會，并舉行第一次國際學術會議;近年來，土力學與基礎工程學科將隨著工程建設的規(guī)模和復雜程度日益增加及技術要求日益提高而走向更高的發(fā)展階段。第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介4320世紀60年代～70年代區(qū)域性土分布和特性地基處理技術水利、鐵道和礦井等工程建設第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介4470年代～80年代基礎工程、圍護體系的穩(wěn)定和變形復合地基新技術的開發(fā)和應用地基基礎施工質量檢測及巖土工程測試技術建筑工程、市政工程和交通工程建設第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介4590年代后巖土工程計算機分析巖土工程可靠度分析環(huán)境巖土工程城市地鐵、越江越海地下隧道、超高層建筑超深基礎及特大橋超深基坑工程建設等特殊巖土工程問題第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介46隨著工程地質勘察、室內及現場土工試驗、地基處理、新設備、新材料、新工藝、新測試技術等研究和應用進展以及有關基礎工程各種設計與施工、質量檢測的規(guī)范規(guī)程日臻完善，為我國基礎工程設計與施工做到技術先進、經濟合理、確保質量提供了理論與實踐依據。近年來第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介47我國是一個具有悠久歷史的文明古國，我國古代勞動人民在基礎工程方面，也早就表現出高超的技藝和創(chuàng)造才能，許多宏偉壯麗的中國古代建筑逾千百年仍留存至今安然無恙的事實就充分說明了這一點。例如，遠在1300多年前隋朝時所修建的趙州安濟石拱橋，不僅在建筑結構上有獨特的技藝，而且在地基基礎的處理上也非常合理，該橋橋臺座落在較淺的密實粗砂土層上，沉降很小，現反算其基底壓力約為500kPa～600kPa，與現行的各設計規(guī)范中所采用的該土層容許承載力的數值（550kPa）極為接近。在當時就能如此充分利用天然地基的承載力，真令人贊嘆不已。在樁基礎和地基加固方面，我國自古已有廣泛運用，具有悠久的歷史。第三節(jié)基礎工程的發(fā)展簡介48橋梁基礎的成功代表——趙州橋梁思成先生1933年考察發(fā)現，自重為2800噸的趙州橋，而它的根基只是有五層石條砌成高1.55米的橋臺，直接建在自然砂石上。49上海龍華古塔

位于上海市龍華公園南側，直徑8.0m，7層，高40.40m.該塔建于北宋（公元997年），距今已有1000多年歷史。塔基使用了大量的木樁，值得稱道的是建塔者用三合土對木樁進行了很好的隔離防腐處理，木樁因之保存千年而不腐，使龍華古塔至今風光依然。501.特點：本課程系統(tǒng)介紹基礎工程的設計原理和方法，涉及水文地質學、工程地質學、土力學等幾個學科領域，內容廣泛。綜合性、理論性和實踐性很強

2.學習要求：牢固掌握建筑結構理論（《鋼筋混凝土結構設計原理》）與土力學理論（《土力學》）中的基本概念和基本原理，做到能夠應用這些基本概念和基本原理，結合有關施工知識，理論聯系實際，分析和解決地基基礎問題。第四節(jié)本課程的特點和學習要求51

基礎的設計和施工，不僅要考慮上部結構的具體情況和要求，還要注意地層的具體條件?；A和地基相互關聯，基礎的設計與施工必須考慮土層原有狀態(tài)的變化以及可能產生的影響。同時應了解在建筑物設計之前需要進行勘察工作的內容，掌握地基土野外鑒別能力，學會使用地質勘察報告書，依賴土力學基本原理的運用和實踐經驗，正確合理地解決基礎設計和施工問題。第四節(jié)本課程的特點和學習要求52學好《基礎工程》的重要性與必要性中華人民共和國人事部、中華人民共和國建設部2001年發(fā)布《勘察設計注冊工程師制度總體框架及實施規(guī)劃》。我國勘察設計行業(yè)執(zhí)業(yè)注冊資格分為三大類，即：注冊工程師、注冊建筑師、注冊景觀設計師。

53學好《基礎工程》的重要性與必要性54學好《基