基礎(chǔ)工程第一章-緒論課件

第一節(jié)概述第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史第四節(jié)本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求第一章緒論1建筑物的組成一、地基基礎(chǔ)的基本概念

第一節(jié)概述2圖1.1地基基礎(chǔ)示意圖一、地基基礎(chǔ)的基本概念

第一節(jié)概述3承上傳下、壓力擴(kuò)散45一、地基基礎(chǔ)的基本概念1.地基----直接承擔(dān)建筑物的全部荷載，并在其影響下產(chǎn)生應(yīng)力與變形的那一部分土層稱為地基。(subgrade，foundationsoils)根據(jù)地基與基礎(chǔ)的接觸關(guān)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(chǔ)底面的地層。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)選擇強(qiáng)度較高、變形較小、穩(wěn)定性較強(qiáng)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(chǔ)的基本概念7天然地基：當(dāng)選定合適的基礎(chǔ)形式后，若地基不加以處理就可以滿足設(shè)計(jì)要求的地基。人工地基：指當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度不足或壓縮性很大而不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需對(duì)地基進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理后的地基。一、地基基礎(chǔ)的基本概念第一節(jié)概述82.基礎(chǔ)

（foundation）

----建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。

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

埋深d≥5m?；A(chǔ)分類9基礎(chǔ)淺埋基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)

十字交叉基礎(chǔ)

箱形基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)沉井和沉箱基礎(chǔ)地下連續(xù)墻基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)

殼體基礎(chǔ)深埋基礎(chǔ)一、地基基礎(chǔ)的基本概念第一節(jié)概述10Individualfooting,padfoundation單獨(dú)基礎(chǔ)常見(jiàn)基礎(chǔ)11獨(dú)立基礎(chǔ)（杯形基礎(chǔ)）12條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)13縱向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)柱下十字交叉基礎(chǔ)具有良好的調(diào)整不均勻沉降的能力14筏板基礎(chǔ)15箱形基礎(chǔ)由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好底板外墻內(nèi)墻16殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)17樁基礎(chǔ)18北京朝陽(yáng)區(qū)望京A5區(qū)預(yù)應(yīng)力管樁19預(yù)制樁施工20蘇通大橋131根灌注群樁基礎(chǔ)21人工挖孔樁的鋼筋籠22鋼管樁23長(zhǎng)螺旋鉆孔樁24沉井基礎(chǔ)工作間梯子支護(hù)通氣桶25沉箱基礎(chǔ)26地下連續(xù)墻基礎(chǔ)273.土力學(xué)----是研究土體的應(yīng)力、強(qiáng)度和變形，滲流規(guī)律的一門力學(xué)分支，它是本課程的理論基礎(chǔ)。4.基礎(chǔ)工程－研究下部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)物與巖土相互作用共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生的各種變形和穩(wěn)定性問(wèn)題。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的關(guān)系：基礎(chǔ)工程學(xué)需要工程地質(zhì)學(xué)和土力學(xué)的基本知識(shí)，這兩門專業(yè)基礎(chǔ)課是本課程的先修課程，其中土的基本特性，以及土力學(xué)中關(guān)于強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定、地基承載力等課題的基本內(nèi)容和地基計(jì)算方法等都是必須掌握的。本課程要求會(huì)利用上述土力學(xué)知識(shí)，結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算和施工知識(shí)，合理地解決基礎(chǔ)工程問(wèn)題。一、地基基礎(chǔ)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(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，這就必須運(yùn)用數(shù)學(xué)力學(xué)的方法來(lái)研究在荷載作用下地基的強(qiáng)度和變形問(wèn)題。為保證建筑物的功能需要和安全使用的目的，地基、基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)計(jì)算中必須滿足以下三個(gè)條件：1）地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(chǔ)備；2）地基應(yīng)滿足變形要求

保證地基的變形值不超過(guò)建筑物正常使用要求的范圍；3）基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身應(yīng)滿足強(qiáng)度、變形和耐久性的要求。二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本條件地基設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述29三、地基基礎(chǔ)工程的重要性

1.地基基礎(chǔ)是建筑工程的一個(gè)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(zhì)勘察、設(shè)計(jì)計(jì)算和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安危。2.大量事實(shí)證明，在建筑物失敗事故中，地基基礎(chǔ)問(wèn)題占很大的比例，而且地基基礎(chǔ)事故一旦發(fā)生，進(jìn)行補(bǔ)救就相當(dāng)困難。3.此外，地基基礎(chǔ)工程處理是否適當(dāng)，影響建筑物的造價(jià)也是驚人的，一般約占總投資的10～30％甚至更多。在進(jìn)行基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)該從上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)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(cāng)事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉(cāng)完好無(wú)損概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉(cāng)。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。工程實(shí)例31加拿大特朗斯康谷倉(cāng)原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開(kāi)挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉(cāng)。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力遠(yuǎn)小于谷倉(cāng)破壞時(shí)發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉(cāng)地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。處理：事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉(cāng)體逐漸糾正過(guò)來(lái)，但其位置比原來(lái)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(kāi)工，沉降60cm1957：沉降最大146.55cm，最小122.8cm1979:沉降160cm淤泥質(zhì)粘土,箱形基礎(chǔ)35墨西哥博物館不均勻沉降

36本課程的目的和任務(wù)根據(jù)土力學(xué)的基本概念和基本原理，結(jié)合有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)知識(shí)，分析和解決工業(yè)與民用建筑中一般地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題。土力學(xué)的基本概念和基本原理地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容37經(jīng)典土力學(xué)的三大定律達(dá)西(Darcy’sLaw)定律－滲透v=ki太沙基(Terzaghi)滲流固結(jié)理論－變形u=u(z,t)摩爾-庫(kù)侖(Mohr-Coulomb)強(qiáng)度理論－強(qiáng)度=f(n

);=c+tg土的三類工程問(wèn)題強(qiáng)度（穩(wěn)定）問(wèn)題；變形問(wèn)題；滲透與滲透破壞問(wèn)題第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容38基礎(chǔ)工程本課程的主要內(nèi)容第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容設(shè)計(jì)（本課程重點(diǎn)講述）施工監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)形式的選擇、埋深、大小、內(nèi)力與截面計(jì)算。地基設(shè)計(jì)包括：承載力確定、地基變形計(jì)算、穩(wěn)定性計(jì)算。39本課程的主要研究對(duì)象第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容基礎(chǔ)埋置深度、地基承載力、地基變形驗(yàn)算、基坑和基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)相互作用、地基處理。上述問(wèn)題均與巖土工程緊密相關(guān)，也就是說(shuō)與《土力學(xué)》緊密相關(guān)。40淺基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)地基處理?yè)跬翂?、基坑工程本課程的主要內(nèi)容具體應(yīng)用第二節(jié)基礎(chǔ)工程內(nèi)容41作為工程技術(shù)，基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老的工藝。如前所述，只要建造建筑物，注定離不開(kāi)地基和基礎(chǔ)。因此，作為一項(xiàng)工程技術(shù)，基礎(chǔ)工程的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。但過(guò)去人們只能依賴于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和能工巧匠的技藝更新來(lái)發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，囿于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力發(fā)展水平，基礎(chǔ)工程還未能提煉成為系統(tǒng)的科學(xué)理論。作為應(yīng)用科學(xué)，基礎(chǔ)工程又是一門年輕的學(xué)科。第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介421773年法國(guó)的庫(kù)侖（Coulomb）發(fā)表著名的砂土抗剪強(qiáng)度公式，提出土壓力計(jì)算滑楔理論;1857年英國(guó)的朗肯（Rankine）提出朗肯土壓力理論;1885年法國(guó)的布辛奈斯克（Boussinesq）得出半無(wú)限彈性體在豎向集中力作用下的應(yīng)力與變形的理論解答;1925年美國(guó)太沙基（Terzaghi）的《土力學(xué)》專著問(wèn)世,標(biāo)志基礎(chǔ)工程領(lǐng)域終于有比較系統(tǒng)完整的專著。1936年成立了國(guó)際土力學(xué)基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)，并舉行第一次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議;近年來(lái)，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)科將隨著工程建設(shè)的規(guī)模和復(fù)雜程度日益增加及技術(shù)要求日益提高而走向更高的發(fā)展階段。第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介4320世紀(jì)60年代～70年代區(qū)域性土分布和特性地基處理技術(shù)水利、鐵道和礦井等工程建設(shè)第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介4470年代～80年代基礎(chǔ)工程、圍護(hù)體系的穩(wěn)定和變形復(fù)合地基新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測(cè)及巖土工程測(cè)試技術(shù)建筑工程、市政工程和交通工程建設(shè)第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介4590年代后巖土工程計(jì)算機(jī)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(chǔ)及特大橋超深基坑工程建設(shè)等特殊巖土工程問(wèn)題第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介46隨著工程地質(zhì)勘察、室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)土工試驗(yàn)、地基處理、新設(shè)備、新材料、新工藝、新測(cè)試技術(shù)等研究和應(yīng)用進(jìn)展以及有關(guān)基礎(chǔ)工程各種設(shè)計(jì)與施工、質(zhì)量檢測(cè)的規(guī)范規(guī)程日臻完善，為我國(guó)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量提供了理論與實(shí)踐依據(jù)。近年來(lái)第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介47我國(guó)是一個(gè)具有悠久歷史的文明古國(guó)，我國(guó)古代勞動(dòng)人民在基礎(chǔ)工程方面，也早就表現(xiàn)出高超的技藝和創(chuàng)造才能，許多宏偉壯麗的中國(guó)古代建筑逾千百年仍留存至今安然無(wú)恙的事實(shí)就充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。例如，遠(yuǎn)在1300多年前隋朝時(shí)所修建的趙州安濟(jì)石拱橋，不僅在建筑結(jié)構(gòu)上有獨(dú)特的技藝，而且在地基基礎(chǔ)的處理上也非常合理，該橋橋臺(tái)座落在較淺的密實(shí)粗砂土層上，沉降很小，現(xiàn)反算其基底壓力約為500kPa～600kPa，與現(xiàn)行的各設(shè)計(jì)規(guī)范中所采用的該土層容許承載力的數(shù)值（550kPa）極為接近。在當(dāng)時(shí)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(chǔ)和地基加固方面，我國(guó)自古已有廣泛運(yùn)用，具有悠久的歷史。第三節(jié)基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)介48橋梁基礎(chǔ)的成功代表——趙州橋梁思成先生1933年考察發(fā)現(xiàn)，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(tái)，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(cè)，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(duì)木樁進(jìn)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(fēng)光依然。501.特點(diǎn)：本課程系統(tǒng)介紹基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)原理和方法，涉及水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)等幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，內(nèi)容廣泛。綜合性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)

2.學(xué)習(xí)要求：牢固掌握建筑結(jié)構(gòu)理論（《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》）與土力學(xué)理論（《土力學(xué)》）中的基本概念和基本原理，做到能夠應(yīng)用這些基本概念和基本原理，結(jié)合有關(guān)施工知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，分析和解決地基基礎(chǔ)問(wèn)題。第四節(jié)本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求51

基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工，不僅要考慮上部結(jié)構(gòu)的具體情況和要求，還要注意地層的具體條件?；A(chǔ)和地基相互關(guān)聯(lián)，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工必須考慮土層原有狀態(tài)的變化以及可能產(chǎn)生的影響。同時(shí)應(yīng)了解在建筑物設(shè)計(jì)之前需要進(jìn)行勘察工作的內(nèi)容，掌握地基土野外鑒別能力，學(xué)會(huì)使用地質(zhì)勘察報(bào)告書(shū)，依賴土力學(xué)基本原理的運(yùn)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，正確合理地解決基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工問(wèn)題。第四節(jié)本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求52學(xué)好《基礎(chǔ)工程》的重要性與必要性中華人民共和國(guó)人事部、中華人民共和國(guó)建設(shè)部2001年發(fā)布《勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)工程師制度總體框架及實(shí)施規(guī)劃》。我國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)執(zhí)業(yè)注冊(cè)資格分為三大類，即：注冊(cè)工程師、注冊(cè)建筑師、注冊(cè)景觀設(shè)計(jì)師。

53學(xué)好《基礎(chǔ)工程》的重要性與必要性54學(xué)好《基