土力學(xué)與地基基礎(chǔ)第1章緒論課件

1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1.2土力學(xué)與基礎(chǔ)工程發(fā)展簡(jiǎn)史1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性1.4課程性質(zhì)和學(xué)習(xí)要求

第1章緒論1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念第1章緒論1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1）土力學(xué)土力學(xué)（SoilMechanics）是利用力學(xué)的一般原理，研究地表土的物理、力學(xué)特性及其受力后強(qiáng)度和體積變化規(guī)律的學(xué)科。土力學(xué)以力學(xué)為基礎(chǔ)，研究土滲流、變形和強(qiáng)度特性，并據(jù)此進(jìn)行土體的變形和穩(wěn)定性計(jì)算一門學(xué)科。

土具有碎散性、三相體系和自然變異性。決定了土力學(xué)特性非常復(fù)雜，其變形特性、強(qiáng)度特性和滲透特性是土力學(xué)研究和面對(duì)的主要問題。1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1）土力學(xué)土力學(xué)（So建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基2）地基與基礎(chǔ)

工業(yè)與民用建筑、高層建筑、橋梁建筑等各類建筑物均由上部結(jié)構(gòu)與地下基礎(chǔ)兩大部分組成。以室外地面整平標(biāo)高（或河床最大沖刷線）為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)線以上部分為上部結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)線以下部分為基礎(chǔ)。

建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基2）地基與基礎(chǔ)工業(yè)與民用

（1）地基是建筑物荷載作用下產(chǎn)生不可忽略附加應(yīng)力與變形的那部分地層。有天然地基和人工地基之分。天然土質(zhì)過于軟弱或有不良工程地質(zhì)問題，需經(jīng)過人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)的地基稱為人工地基。

（2）基礎(chǔ)埋藏于地面下承受上部結(jié)構(gòu)荷載、將荷載傳遞給下臥層構(gòu)筑物。（1）地基（2）基礎(chǔ)

淺基礎(chǔ)：埋深h≤5m，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基等。深基礎(chǔ)：埋深h＞

5m

，樁基、沉井、地下連續(xù)墻、箱基等。

（3）基礎(chǔ)工程

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工工作，以及有關(guān)的工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)施工所需基坑的開挖、支護(hù)、降水和地基加固工作總稱。（4）基礎(chǔ)的功能

①擴(kuò)散壓力②傳遞壓力③調(diào)整地基變形基礎(chǔ)還具有抗滑或抗傾覆及減振的作用。對(duì)于橋梁工程，橋梁上部結(jié)構(gòu)為橋跨結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)及其基礎(chǔ)等。淺基礎(chǔ)：埋深h≤5m，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏淺基礎(chǔ)：c）素混凝土基礎(chǔ)a）磚基礎(chǔ)b）砌石基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)：c）素混凝土基礎(chǔ)a）磚基礎(chǔ)b）砌石基礎(chǔ)

為加大底板剛度，可采用“套箱式”箱形基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)為加大底板剛度，可采用“套箱式”箱形基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)

3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求

（1）地基強(qiáng)度條件（2）地基變形條件（3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求（1）地基強(qiáng)度條件1773Coulomb(法國)強(qiáng)度定律，土壓力理論1856Darcy(法國)定律1857Rankine(英國)新的土壓力理論1885Boussinesq(法國)半無限空間彈性體中應(yīng)力計(jì)算1925Terzaghi(美國)有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936Fellenius(瑞典)土坡穩(wěn)定分析的整體圓弧滑動(dòng)法1936第一屆國際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議1949中國土力學(xué)研究的興起土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志Terzaghi是土力學(xué)的奠基人1.2土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史1）土力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史1773Coulomb(法國)強(qiáng)度定律，土壓力理論土力自土力學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科以來，大致分為兩個(gè)發(fā)展階段：

第一階段：20世紀(jì)20年代到60年代，稱古典土力學(xué)階段。特點(diǎn):把土看作線彈性體或剛塑性體，視為連續(xù)介質(zhì)或分散體。在太沙基理論基礎(chǔ)上，形成以有效應(yīng)力原理、滲透固結(jié)理論、極限平衡理論為基礎(chǔ)的土力學(xué)理論體系，研究土的強(qiáng)度與變形特性，解決地基承載力和變形、擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等與工程密切相關(guān)的土力學(xué)課題。

第二階段：20世紀(jì)60年代開始，稱為現(xiàn)代土力學(xué)階段。把土的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、穩(wěn)定等受力變化過程統(tǒng)一用一個(gè)本構(gòu)關(guān)系加以研究。依賴于數(shù)學(xué)力學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)。較為著名的本構(gòu)關(guān)系有鄧肯非線性彈性模型和劍橋彈塑性模型。自土力學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科以來，大致分為兩個(gè)發(fā)展階段：第一階2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史

基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老工程技術(shù)，發(fā)展到今天已成為一門專門科學(xué)。浙江省余姚河姆渡文化遺址，其房屋底層是架空在埋于地下的木樁基礎(chǔ)上的；洛陽王灣仰韶文化遺址，其基礎(chǔ)是在墻下挖槽，槽內(nèi)填卵石夯實(shí)，屬換土填層。

春秋戰(zhàn)國時(shí)期，夯土的基礎(chǔ)與城墻已有相當(dāng)高的水平。玉門關(guān)一帶的漢長(zhǎng)城用砂、礫石和紅柳或蘆葦層層壓實(shí)。很多古代建筑，如隋朝的趙洲石拱橋、鄭州超化寺、晉祠的圣母殿水池等，都是由于基礎(chǔ)工程的牢固，方能歷經(jīng)千百載地下水活動(dòng)、多次地震或強(qiáng)風(fēng)后而安然屹立至今。元明清年代，基礎(chǔ)工程得到進(jìn)一步發(fā)展，如北京故宮三大殿用灰土臺(tái)基，天安門用群樁基礎(chǔ)，前門采用了木筏基礎(chǔ)等。2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老工程技術(shù)，發(fā)展到今

西方國家，自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，隨著城市建設(shè)的擴(kuò)大，工廠、鐵路、水壩的興建，促使土力學(xué)理論的產(chǎn)生和基礎(chǔ)工程技術(shù)的發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)之后，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、施工工藝有較大發(fā)展。

1893年美國芝加哥人工挖孔樁的問世，1950年意大利米蘭地下連續(xù)墻的出現(xiàn)，1957年德國首先采用土層錨桿樁墻支護(hù)深基坑等。我國改革開放以后，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)理論、施工工藝水平也不斷提高。如大直徑(ф0.5～6m)樁基礎(chǔ)工程，深度從幾十米到上百米；樁基礎(chǔ)豎向承載力計(jì)算考慮了群樁效應(yīng)，水平承載力計(jì)算采用了彈性地基梁m法。2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史西方國家，自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，隨著城市建設(shè)的工程概況位于上海浦東新區(qū)陸家咀金融貿(mào)易中心，是一幢以辦公為主的超高層建筑。主樓建筑面積252935m2，總建筑面積380000m2，地上101層，地下3層，建筑總高度492m。結(jié)構(gòu)體系由四個(gè)角部的組合巨型柱與核心筒組成，巨型柱之間設(shè)豎向巨型斜撐，核心筒與巨型柱之間設(shè)伸臂桁架。上海環(huán)球金融中心工程概況上海環(huán)球金融中心工程地質(zhì)概況環(huán)球金融中心工程工程地質(zhì)概況環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇名稱持力層選擇⑥粉質(zhì)粘土埋深不大，難以獲得較高的承載力⑦1砂質(zhì)粉土夾粉細(xì)砂⑦2粉細(xì)砂土性好，可獲得較高的承載力，需結(jié)合沉降驗(yàn)算⑨1粉砂夾粉質(zhì)粘土夾有薄層粘土，不易作為持力層⑨2含礫中粗砂較好的持力層環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇名稱持力層選擇⑥粉質(zhì)粘土埋深不大，難以獲得較鉆孔灌注樁

在厚砂層中成樁速度慢，且在密實(shí)的砂層⑦2層中側(cè)摩阻力不能充分發(fā)揮，實(shí)測(cè)單樁承載力往往低于規(guī)范估算值。PHC管樁

施工速度和質(zhì)量有把握，但進(jìn)入深砂層的深度有限，單樁承載力受到限制，樁基變形也較難控制。鋼管樁

樁身強(qiáng)度高，可進(jìn)入密實(shí)的砂層一定深度。持力層與樁型選擇環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇環(huán)球金融中心工程承載力預(yù)估承樁基剖面圖環(huán)球金融中心工程樁環(huán)球金融中心工程沉降計(jì)算盆形沉降最大沉降80mm環(huán)球金融中心工程沉降計(jì)算環(huán)球金融中心工程塔樓基坑開挖施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)球金融中心工程塔樓基坑開挖施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)球金融中心工程

20世紀(jì)90年代以來，頒布實(shí)施的現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程有:《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008《公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD63-2007《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ123-2012等。這些現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程是基礎(chǔ)工程各個(gè)領(lǐng)域中取得的科研成果和工程經(jīng)驗(yàn)的高度概括，反映了基礎(chǔ)工程的發(fā)展水平。20世紀(jì)90年代以來，頒布實(shí)施的現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程

地基與基礎(chǔ)是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安危!

下面是基礎(chǔ)工程失敗的例子！1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性A.與土有關(guān)的強(qiáng)度問題舉例：地基與基礎(chǔ)是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設(shè)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(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm；24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉。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。后用388個(gè)50T千斤頂糾正，位置較原先下降4m；但鋼混筒倉完好無損。加拿大特朗斯康谷倉事故：概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，香港寶城滑坡

1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，使得土體滑動(dòng)力超過土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩香港1900年建市，1977年成立土力工程署港島1972PoShan滑坡(20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港1900年建市，1977年成立土力工程署PoShanEarly1972滑坡前June1972滑坡后Early1972滑坡前June1972滑坡后阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴(yán)重?fù)p傷。液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象。阪神大地震中地基液化神戶碼頭：液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下阪神大地震中地基液化神戶碼頭：沉箱式岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中。阪神大地震中地基液化神戶碼頭：以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強(qiáng)度問題1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性B.與土有關(guān)的變形問題舉例:以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再復(fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強(qiáng)度較低，變形較大。1590年伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)。

比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，原因：地比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:已向游人開放。

處理措施比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施蘇州虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑物而封閉。概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔身，獲得成功。蘇州虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔概況：位于蘇州市虎地基嚴(yán)重下沉1979年，累計(jì)平均沉降量160cm。展覽館于1954年5月開工，當(dāng)年底實(shí)測(cè)地基平均沉降量為60cm。上海展覽中心地基嚴(yán)重下沉1979年，展覽館于1954年5月開工，當(dāng)年底上海一在建商品樓發(fā)生倒塌事故

2009年6月27日6時(shí)，上海閔行區(qū)蓮花南路羅陽路口一幢13層在建商品樓發(fā)生倒塌事故.

上海一在建商品樓發(fā)生倒塌事故2009年6月27日6時(shí)，上海以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的變形問題1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性C.與土有關(guān)的滲透問題舉例：以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程1998年九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日13:10發(fā)生管涌險(xiǎn)情，20分鐘后，在堤外迎水面找到2處進(jìn)水口又過20分鐘，防水墻后的土堤突然塌陷出1個(gè)洞，5m寬的堤頂隨即全部塌陷，并很快形成一寬約62m的潰口。

滲透問題:1998年九江大堤決口潰口原因：堤基管涌1998年8月7日1長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管涌口粘性土砂性土滲水雜填土

管涌：在滲流作用下，無粘性土體中的細(xì)小顆粒，通過土的孔隙，發(fā)生移動(dòng)或被水流帶出的現(xiàn)象。

堤基管涌長(zhǎng)江堤防工程堤基管涌發(fā)生發(fā)展過程示意圖砂環(huán)管粘性土砂性土滲水管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將導(dǎo)致向源侵蝕，使堤防基礎(chǔ)下部出現(xiàn)滲流通道。當(dāng)水頭差足夠大時(shí)，侵蝕將加速并掏挖堤防基礎(chǔ)。形成通道后極易引起潰決。管涌砂環(huán)砂性土堤基管涌破壞示意圖管涌破壞當(dāng)管涌發(fā)生時(shí)，滲流將

國內(nèi)外基礎(chǔ)工程事故種類歸結(jié)起來有地基嚴(yán)重下沉、建筑物傾斜、建筑物墻體和基礎(chǔ)開裂、地基滑動(dòng)、地基溶蝕、土坡滑動(dòng)失穩(wěn)、堤基管涌等，這是由土特性所決定的?；A(chǔ)工程方面的事故具有突發(fā)性、災(zāi)害性和全局性的特點(diǎn)，不僅使工程全軍覆沒，而且常殃及四鄰，危害環(huán)境。為了防止工程事故的產(chǎn)生，在工程各個(gè)階段都應(yīng)十分重視場(chǎng)地地基勘察、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工、工程檢測(cè)等環(huán)節(jié)。1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性國內(nèi)外基礎(chǔ)工程事故種類歸結(jié)起來有地基嚴(yán)重下沉、建筑物土工結(jié)構(gòu)物或地基土強(qiáng)度問題變形問題滲透問題

強(qiáng)度特性變形特性滲透特性土力學(xué)可以解決工程實(shí)踐問題，這正是土力學(xué)存在的價(jià)值以及我們學(xué)習(xí)土力學(xué)的目的。1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性土工結(jié)構(gòu)物或地基土強(qiáng)度問題強(qiáng)度特性土力學(xué)可以解決工程實(shí)踐問1.4課程性質(zhì)和學(xué)習(xí)要求1）課程性質(zhì)包括土力學(xué)（專業(yè)基礎(chǔ)課）和基礎(chǔ)工程（專業(yè)課）兩部分，是土木工程專業(yè)必修的重要課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程主要為反映學(xué)科發(fā)展的新成就、新概念、新方法與新技術(shù)。2）課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)掌握土力學(xué)基本原理和概念、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本原理，并運(yùn)用這些原理，結(jié)合有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，分析和解決地基基礎(chǔ)問題；具有進(jìn)行一般工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)劃能力，同時(shí)具有從事基礎(chǔ)工程施工管理的能力，對(duì)于常見的基礎(chǔ)工程事故，能作出合理的評(píng)價(jià)。1.4課程性質(zhì)和學(xué)習(xí)要求1）課程性質(zhì)1、緒論2、土的結(jié)構(gòu)組成與物理性質(zhì)3、土體中的應(yīng)力計(jì)算4、土的壓縮性和地基沉降計(jì)算5、土的抗剪強(qiáng)度及土壓力6、地基承載力及土坡穩(wěn)定性7、淺基礎(chǔ)及擋土墻8、樁基礎(chǔ)9、基坑工程10、沉井工程11、地下連續(xù)墻工程12、地基處理技術(shù)13、特殊土地基教學(xué)章節(jié)目錄1、緒論教學(xué)章節(jié)目錄1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1.2土力學(xué)與基礎(chǔ)工程發(fā)展簡(jiǎn)史1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性1.4課程性質(zhì)和學(xué)習(xí)要求

第1章緒論1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念第1章緒論1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1）土力學(xué)土力學(xué)（SoilMechanics）是利用力學(xué)的一般原理，研究地表土的物理、力學(xué)特性及其受力后強(qiáng)度和體積變化規(guī)律的學(xué)科。土力學(xué)以力學(xué)為基礎(chǔ)，研究土滲流、變形和強(qiáng)度特性，并據(jù)此進(jìn)行土體的變形和穩(wěn)定性計(jì)算一門學(xué)科。

土具有碎散性、三相體系和自然變異性。決定了土力學(xué)特性非常復(fù)雜，其變形特性、強(qiáng)度特性和滲透特性是土力學(xué)研究和面對(duì)的主要問題。1.1土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的基本概念1）土力學(xué)土力學(xué)（So建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基2）地基與基礎(chǔ)

工業(yè)與民用建筑、高層建筑、橋梁建筑等各類建筑物均由上部結(jié)構(gòu)與地下基礎(chǔ)兩大部分組成。以室外地面整平標(biāo)高（或河床最大沖刷線）為基準(zhǔn)，基準(zhǔn)線以上部分為上部結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)線以下部分為基礎(chǔ)。

建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基2）地基與基礎(chǔ)工業(yè)與民用

（1）地基是建筑物荷載作用下產(chǎn)生不可忽略附加應(yīng)力與變形的那部分地層。有天然地基和人工地基之分。天然土質(zhì)過于軟弱或有不良工程地質(zhì)問題，需經(jīng)過人工加固或處理后才能修筑基礎(chǔ)的地基稱為人工地基。

（2）基礎(chǔ)埋藏于地面下承受上部結(jié)構(gòu)荷載、將荷載傳遞給下臥層構(gòu)筑物。（1）地基（2）基礎(chǔ)

淺基礎(chǔ)：埋深h≤5m，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基等。深基礎(chǔ)：埋深h＞

5m

，樁基、沉井、地下連續(xù)墻、箱基等。

（3）基礎(chǔ)工程

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工工作，以及有關(guān)的工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)施工所需基坑的開挖、支護(hù)、降水和地基加固工作總稱。（4）基礎(chǔ)的功能

①擴(kuò)散壓力②傳遞壓力③調(diào)整地基變形基礎(chǔ)還具有抗滑或抗傾覆及減振的作用。對(duì)于橋梁工程，橋梁上部結(jié)構(gòu)為橋跨結(jié)構(gòu)，而下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)及其基礎(chǔ)等。淺基礎(chǔ)：埋深h≤5m，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏淺基礎(chǔ)：c）素混凝土基礎(chǔ)a）磚基礎(chǔ)b）砌石基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)：c）素混凝土基礎(chǔ)a）磚基礎(chǔ)b）砌石基礎(chǔ)

為加大底板剛度，可采用“套箱式”箱形基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)為加大底板剛度，可采用“套箱式”箱形基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)

3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求

（1）地基強(qiáng)度條件（2）地基變形條件（3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求（1）地基強(qiáng)度條件1773Coulomb(法國)強(qiáng)度定律，土壓力理論1856Darcy(法國)定律1857Rankine(英國)新的土壓力理論1885Boussinesq(法國)半無限空間彈性體中應(yīng)力計(jì)算1925Terzaghi(美國)有效應(yīng)力原理及滲透固結(jié)理論1936Fellenius(瑞典)土坡穩(wěn)定分析的整體圓弧滑動(dòng)法1936第一屆國際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議1949中國土力學(xué)研究的興起土力學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的重要標(biāo)志Terzaghi是土力學(xué)的奠基人1.2土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史1）土力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史1773Coulomb(法國)強(qiáng)度定律，土壓力理論土力自土力學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科以來，大致分為兩個(gè)發(fā)展階段：

第一階段：20世紀(jì)20年代到60年代，稱古典土力學(xué)階段。特點(diǎn):把土看作線彈性體或剛塑性體，視為連續(xù)介質(zhì)或分散體。在太沙基理論基礎(chǔ)上，形成以有效應(yīng)力原理、滲透固結(jié)理論、極限平衡理論為基礎(chǔ)的土力學(xué)理論體系，研究土的強(qiáng)度與變形特性，解決地基承載力和變形、擋土墻土壓力、土坡穩(wěn)定等與工程密切相關(guān)的土力學(xué)課題。

第二階段：20世紀(jì)60年代開始，稱為現(xiàn)代土力學(xué)階段。把土的應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、穩(wěn)定等受力變化過程統(tǒng)一用一個(gè)本構(gòu)關(guān)系加以研究。依賴于數(shù)學(xué)力學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)。較為著名的本構(gòu)關(guān)系有鄧肯非線性彈性模型和劍橋彈塑性模型。自土力學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科以來，大致分為兩個(gè)發(fā)展階段：第一階2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史

基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老工程技術(shù)，發(fā)展到今天已成為一門專門科學(xué)。浙江省余姚河姆渡文化遺址，其房屋底層是架空在埋于地下的木樁基礎(chǔ)上的；洛陽王灣仰韶文化遺址，其基礎(chǔ)是在墻下挖槽，槽內(nèi)填卵石夯實(shí)，屬換土填層。

春秋戰(zhàn)國時(shí)期，夯土的基礎(chǔ)與城墻已有相當(dāng)高的水平。玉門關(guān)一帶的漢長(zhǎng)城用砂、礫石和紅柳或蘆葦層層壓實(shí)。很多古代建筑，如隋朝的趙洲石拱橋、鄭州超化寺、晉祠的圣母殿水池等，都是由于基礎(chǔ)工程的牢固，方能歷經(jīng)千百載地下水活動(dòng)、多次地震或強(qiáng)風(fēng)后而安然屹立至今。元明清年代，基礎(chǔ)工程得到進(jìn)一步發(fā)展，如北京故宮三大殿用灰土臺(tái)基，天安門用群樁基礎(chǔ)，前門采用了木筏基礎(chǔ)等。2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史基礎(chǔ)工程是一項(xiàng)古老工程技術(shù)，發(fā)展到今

西方國家，自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，隨著城市建設(shè)的擴(kuò)大，工廠、鐵路、水壩的興建，促使土力學(xué)理論的產(chǎn)生和基礎(chǔ)工程技術(shù)的發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)之后，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、施工工藝有較大發(fā)展。

1893年美國芝加哥人工挖孔樁的問世，1950年意大利米蘭地下連續(xù)墻的出現(xiàn)，1957年德國首先采用土層錨桿樁墻支護(hù)深基坑等。我國改革開放以后，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)理論、施工工藝水平也不斷提高。如大直徑(ф0.5～6m)樁基礎(chǔ)工程，深度從幾十米到上百米；樁基礎(chǔ)豎向承載力計(jì)算考慮了群樁效應(yīng)，水平承載力計(jì)算采用了彈性地基梁m法。2）基礎(chǔ)工程的發(fā)展簡(jiǎn)史西方國家，自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，隨著城市建設(shè)的工程概況位于上海浦東新區(qū)陸家咀金融貿(mào)易中心，是一幢以辦公為主的超高層建筑。主樓建筑面積252935m2，總建筑面積380000m2，地上101層，地下3層，建筑總高度492m。結(jié)構(gòu)體系由四個(gè)角部的組合巨型柱與核心筒組成，巨型柱之間設(shè)豎向巨型斜撐，核心筒與巨型柱之間設(shè)伸臂桁架。上海環(huán)球金融中心工程概況上海環(huán)球金融中心工程地質(zhì)概況環(huán)球金融中心工程工程地質(zhì)概況環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇名稱持力層選擇⑥粉質(zhì)粘土埋深不大，難以獲得較高的承載力⑦1砂質(zhì)粉土夾粉細(xì)砂⑦2粉細(xì)砂土性好，可獲得較高的承載力，需結(jié)合沉降驗(yàn)算⑨1粉砂夾粉質(zhì)粘土夾有薄層粘土，不易作為持力層⑨2含礫中粗砂較好的持力層環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇名稱持力層選擇⑥粉質(zhì)粘土埋深不大，難以獲得較鉆孔灌注樁

在厚砂層中成樁速度慢，且在密實(shí)的砂層⑦2層中側(cè)摩阻力不能充分發(fā)揮，實(shí)測(cè)單樁承載力往往低于規(guī)范估算值。PHC管樁

施工速度和質(zhì)量有把握，但進(jìn)入深砂層的深度有限，單樁承載力受到限制，樁基變形也較難控制。鋼管樁

樁身強(qiáng)度高，可進(jìn)入密實(shí)的砂層一定深度。持力層與樁型選擇環(huán)球金融中心工程持力層與樁型選擇環(huán)球金融中心工程承載力預(yù)估承樁基剖面圖環(huán)球金融中心工程樁環(huán)球金融中心工程沉降計(jì)算盆形沉降最大沉降80mm環(huán)球金融中心工程沉降計(jì)算環(huán)球金融中心工程塔樓基坑開挖施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)球金融中心工程塔樓基坑開挖施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)球金融中心工程

20世紀(jì)90年代以來，頒布實(shí)施的現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程有:《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008《公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD63-2007《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ123-2012等。這些現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程是基礎(chǔ)工程各個(gè)領(lǐng)域中取得的科研成果和工程經(jīng)驗(yàn)的高度概括，反映了基礎(chǔ)工程的發(fā)展水平。20世紀(jì)90年代以來，頒布實(shí)施的現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程

地基與基礎(chǔ)是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安危!

下面是基礎(chǔ)工程失敗的例子！1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性A.與土有關(guān)的強(qiáng)度問題舉例：地基與基礎(chǔ)是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設(shè)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(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm；24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m

東端上抬1.52m概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉。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。后用388個(gè)50T千斤頂糾正，位置較原先下降4m；但鋼混筒倉完好無損。加拿大特朗斯康谷倉事故：概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，香港寶城滑坡

1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。原因：山坡上殘積土本身強(qiáng)度較低，加之雨水入滲使其強(qiáng)度進(jìn)一步大大降低，使得土體滑動(dòng)力超過土的強(qiáng)度，于是山坡土體發(fā)生滑動(dòng)。香港寶城滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩香港1900年建市，1977年成立土力工程署港島1972PoShan滑坡(20,000m3)(67死、20傷)PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港1900年建市，1977年成立土力工程署PoShanEarly1972滑坡前June1972滑坡后Early1972滑坡前June1972滑坡后阪神大地震中地基液化神戶碼頭：地震引起大面積砂土地基液化后產(chǎn)生很大的側(cè)向變形和沉降，大量的建筑物倒塌或遭到嚴(yán)重?fù)p傷。液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下喪失強(qiáng)度變成流動(dòng)狀態(tài)的一種現(xiàn)象。阪神大地震中地基液化神戶碼頭：液化：松砂地基在振動(dòng)荷載作用下阪神大地震中地基液化神戶碼頭：沉箱式岸墻因砂土地基液化失穩(wěn)滑入海中。阪神大地震中地基液化神戶碼頭：以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的強(qiáng)度問題1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的重要性B.與土有關(guān)的變形問題舉例:以上幾個(gè)實(shí)例可歸結(jié)為與土有關(guān)的1.3學(xué)習(xí)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再復(fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強(qiáng)度較低，變形較大。1590年伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)。

比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1.80m，原因：地比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:已向游人開放。

處理措施比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載處理措施蘇州虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔頂離中心線已達(dá)2.31m，底層塔身發(fā)生不少裂縫，成為危險(xiǎn)建筑物而封閉。概況：位于蘇州市虎丘公園山頂，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7層，高47.5m，塔的平面呈八角形。原因：坐落于不均勻粉質(zhì)粘土層上，產(chǎn)生不均勻沉降。處理：在塔四周建造一圈樁排式地下連續(xù)墻并對(duì)塔周圍與塔基進(jìn)行鉆孔注漿和打設(shè)樹根樁加固塔身，獲得成功。蘇州虎丘塔問題：塔身向東北方向嚴(yán)重傾斜，塔概況：位于蘇州市虎地基嚴(yán)重下沉1979年，累計(jì)平均沉降量160cm。展覽館于1954年5月開工，當(dāng)年底實(shí)測(cè)地基平均沉降量為60cm。上海展覽中心地基嚴(yán)重下沉1979年，展覽館于1954年5月開工，當(dāng)年底上海一在建