基礎(chǔ)工程王曉謀第一章導(dǎo)論

基礎(chǔ)工程舒志樂西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院現(xiàn)在是1頁\一共有51頁\編輯于星期三主要內(nèi)容第一章、前言第二章、天然地基上的淺基礎(chǔ)第三章、樁基礎(chǔ)第四章、樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算第五章、沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻第六章、地基處理第七章、幾種特殊地基上的基礎(chǔ)工程現(xiàn)在是2頁\一共有51頁\編輯于星期三第一章、導(dǎo)論學(xué)科概況基礎(chǔ)工程學(xué)科的發(fā)展概況基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需的資料基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)注意的事項(xiàng)基礎(chǔ)工程的發(fā)展方向現(xiàn)在是3頁\一共有51頁\編輯于星期三

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指工程建設(shè)的對象，即建造在地上、地下或水中的各種工程設(shè)施；也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)活動。土木工程科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著悠久的歷史，它是伴隨著人類社會的進(jìn)步而發(fā)展起來的，人類建造的工程設(shè)施反映出各個(gè)歷史時(shí)期社會、經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)、技術(shù)發(fā)展的面貌?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的各類工程結(jié)構(gòu)物，如房屋、隧道與地下工程、鐵路、公路和機(jī)場以及各項(xiàng)市政與交通運(yùn)輸工程等，都需要土木工程學(xué)科的理論及其工程實(shí)踐方面的研究成果。

一、學(xué)科概況現(xiàn)在是4頁\一共有51頁\編輯于星期三土木工程學(xué)科屬于工學(xué)門類，在整個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有非常重要的地位，它是人類生存、社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展所依賴的主要學(xué)科之一。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工程實(shí)踐的發(fā)展，土木工程這個(gè)學(xué)科也已發(fā)展成為內(nèi)涵廣泛、門類眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合體系。土木工程學(xué)科的發(fā)展需要借助于基礎(chǔ)科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)和電子信息技術(shù)等研究成果。同時(shí)，土木工程學(xué)科的發(fā)展也促進(jìn)了其它相關(guān)學(xué)科以及高新技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)在是5頁\一共有51頁\編輯于星期三基礎(chǔ)工程的基本概念

任何建筑物都建造在一定的地層上，建筑物的全部荷載都由它下面的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基，建筑物與地基接觸的部分稱為基礎(chǔ)。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、橋臺及其基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)工程包括建筑物的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工?，F(xiàn)在是6頁\一共有51頁\編輯于星期三圖1-1橋梁結(jié)構(gòu)各部分立面示意圖1-下部結(jié)構(gòu)；2-基礎(chǔ)；3-地基；4-橋臺；5-橋墩；6-上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是7頁\一共有51頁\編輯于星期三地基：承受建筑物荷載應(yīng)力與應(yīng)變不能忽略的土層。（有一定深度和范圍）基礎(chǔ)：埋入土層一定深度并將荷載傳給地基的建筑物下部結(jié)構(gòu)。持力層：直接支撐建筑物基礎(chǔ)的土層。下臥層(軟弱)：持力層下部的土層。現(xiàn)在是8頁\一共有51頁\編輯于星期三結(jié)構(gòu)荷載基底壓力現(xiàn)在是9頁\一共有51頁\編輯于星期三天然地基：沒有經(jīng)過人為處理，直接修建。

人工地基：承載力低，高壓縮性地基，人工處理后才能修建。地基基礎(chǔ)深基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)單獨(dú)和聯(lián)合基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)筏板和箱形基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)（等）淺基礎(chǔ)深水基礎(chǔ):水深超過5m，且不能采用一般的土圍堰、木板樁圍堰等防水技術(shù)施工的橋梁基礎(chǔ)現(xiàn)在是10頁\一共有51頁\編輯于星期三上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基間的關(guān)系：

上部結(jié)構(gòu)（荷載）、基礎(chǔ)（壓力）、地基（應(yīng)力、變形），三者間相互制約協(xié)同工作。設(shè)計(jì)方法：簡化設(shè)計(jì)將三部分相對獨(dú)立分開，按靜力平衡原則，采用不同的簡化假定進(jìn)行分析計(jì)算.現(xiàn)在是11頁\一共有51頁\編輯于星期三地基基礎(chǔ)在工程中的重要性隱蔽工程，處理困難，事故危害大；工程造價(jià)高，占20-25%；設(shè)計(jì)上應(yīng)做方案比較。比薩斜塔、虎丘塔（地基不均勻沉降）；特朗斯康谷倉、巴樁基大廈（地基破壞）；上海錦江飯店整體下沉、香港寶成大廈失穩(wěn)。特點(diǎn)實(shí)例現(xiàn)在是12頁\一共有51頁\編輯于星期三軟弱地基整體破壞地基土承載力低，產(chǎn)生強(qiáng)度破壞現(xiàn)在是13頁\一共有51頁\編輯于星期三地基不均勻沉降，建筑傾斜基巖不均勻軟土層現(xiàn)在是14頁\一共有51頁\編輯于星期三均質(zhì)軟弱地基整體下沉現(xiàn)在是15頁\一共有51頁\編輯于星期三案例一：比薩斜塔世界著名的比薩斜塔于1173年動工，1370年竣工，塔身高約55m，建成后因地基壓縮層產(chǎn)生不均勻沉降，使塔的北側(cè)下沉近1m，南側(cè)下沉近3m，塔身傾斜約5.5°，塔頂離開鉛垂線的距離已達(dá)5.27m，是我國虎丘塔的傾斜值的2.3倍。幸虧該塔使用的大理石材質(zhì)優(yōu)良，在塔身嚴(yán)重傾斜的情況下尚未出現(xiàn)裂縫。比薩斜塔建成后曾經(jīng)數(shù)次加固，但效果甚微，每年仍下沉約1mm，傾斜尚未有加速跡象，已成為一座名副其實(shí)的危塔?，F(xiàn)在是16頁\一共有51頁\編輯于星期三案例一：比薩斜塔現(xiàn)在是17頁\一共有51頁\編輯于星期三加拿大的特朗斯康谷倉建于1913年，谷倉的平面為矩形，長59.44m,寬23.47m，高度為31m，由65個(gè)圓柱形筒倉組成，采用鋼筋混凝土閥板基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)對地基未作勘察，不了解基底下有厚達(dá)15m左右的軟粘土層，僅根據(jù)對臨近建筑的調(diào)查判定地基承載力。建成后于當(dāng)年9月開始均勻地向谷倉內(nèi)裝載谷物，至10月發(fā)現(xiàn)谷倉產(chǎn)生大量快速沉降，1小時(shí)內(nèi)的垂直沉降量竟達(dá)到30.5cm，在其后的24小時(shí)內(nèi)谷倉傾倒，傾倒后谷倉的西側(cè)下沉達(dá)7.32m，東側(cè)則抬高了1.53m，整體傾斜達(dá)盡27度。因谷倉整體性很強(qiáng)，筒倉本身完好無損。案例二：加拿大特朗斯康谷倉現(xiàn)在是18頁\一共有51頁\編輯于星期三案例二：加拿大特朗斯康谷倉現(xiàn)在是19頁\一共有51頁\編輯于星期三案例三：墨西哥城某建筑圖示為墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看見其發(fā)生的沉降及不均勻沉降。該地的土層為深厚的湖相沉積層，土的天然含水量高達(dá)650％，液限500%，塑性指數(shù)350，孔隙比為15，具有極高的壓縮性。

現(xiàn)在是20頁\一共有51頁\編輯于星期三案例四：日本新瀉地震現(xiàn)在是21頁\一共有51頁\編輯于星期三國外在18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命以后，城建、水利、道路建筑規(guī)模的擴(kuò)大促使人們對基礎(chǔ)工程的重視與研究，對有關(guān)問題開始尋求理論上的解答。此階段在作為本學(xué)科的理論基礎(chǔ)的土力學(xué)方面，如土壓力理論、土的滲透理論等有局部的突破，基礎(chǔ)工程也隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而得到新的發(fā)展，如19世紀(jì)中葉利用氣壓沉箱法修建深水基礎(chǔ)。本世紀(jì)20年代，基礎(chǔ)工程有比較系統(tǒng)、比較完整的專著問世，1936年召開第一屆國際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會議后，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程作為一門獨(dú)立的學(xué)科取得不斷的發(fā)展。上世紀(jì)50年代起，現(xiàn)代科學(xué)新成就的滲入，使基礎(chǔ)工程技術(shù)與理論得到更進(jìn)一步的發(fā)展與充實(shí)，成為一門較成熟的獨(dú)立的現(xiàn)代學(xué)科。二、基礎(chǔ)工程學(xué)科的發(fā)展概況現(xiàn)在是22頁\一共有51頁\編輯于星期三我國是一個(gè)具有悠久歷史的文明古國，我國古代勞動人民在基礎(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古代建筑逾千百年仍留存至今安然無恙的事實(shí)就充分說明了這一點(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，我國自古已有廣泛運(yùn)用，具有悠久的歷史。現(xiàn)在是23頁\一共有51頁\編輯于星期三中國古代案例－：趙州橋

現(xiàn)在是24頁\一共有51頁\編輯于星期三現(xiàn)在是25頁\一共有51頁\編輯于星期三現(xiàn)在是26頁\一共有51頁\編輯于星期三中國古代案例二：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?，F(xiàn)在是27頁\一共有51頁\編輯于星期三中國古代案例三：蘇州虎丘塔現(xiàn)在是28頁\一共有51頁\編輯于星期三三、基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需的資料橋梁的地基與基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)及施工開始之前，除了應(yīng)掌握有關(guān)全橋的資料，包括上部結(jié)構(gòu)形式、跨徑、荷載、墩臺結(jié)構(gòu)等及國家頒發(fā)的橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范外，還應(yīng)注意地質(zhì)、水文資料的搜集和分析，重視土質(zhì)和建筑材料的調(diào)查與試驗(yàn)。主要應(yīng)掌握各項(xiàng)地質(zhì)、水文、地形等資料，資料內(nèi)容范圍可根據(jù)橋梁工程規(guī)模、重要性及建橋地點(diǎn)工程地質(zhì)、水文條件的具體情況和設(shè)計(jì)階段確定取舍?，F(xiàn)在是29頁\一共有51頁\編輯于星期三橋位（包括橋頭引道）平面圖及擬建上部結(jié)構(gòu)及墩臺形式、總體構(gòu)造及有關(guān)設(shè)計(jì)資料橋位工程地質(zhì)勘測報(bào)告及橋位地質(zhì)縱剖面圖地基土質(zhì)調(diào)查試驗(yàn)報(bào)告河流水文調(diào)查資料（1）基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需的資料：現(xiàn)在是30頁\一共有51頁\編輯于星期三（2）作用的分類及代表值作用：施加在結(jié)構(gòu)上的一組集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。1、永久作用：結(jié)構(gòu)物的自重、土重及土的自重產(chǎn)生的側(cè)向壓力、水的浮力、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力、超靜定結(jié)構(gòu)中因混凝土收縮徐變和基礎(chǔ)變位而產(chǎn)生的影響力2、基本可變荷載（活載）:汽車荷載、汽車沖擊力、離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載。3、其他可變荷載:風(fēng)力、汽車制動力、流水壓力、冰壓力、支座摩阻力，在超靜定結(jié)構(gòu)中尚需考慮溫度變化的影響力4、偶然荷載有船只或漂流物撞擊力、汽車撞擊作用和地震作用。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)橋梁通用規(guī)范具體規(guī)定，考慮可能同時(shí)出現(xiàn)的作用荷載進(jìn)行組合?，F(xiàn)在是31頁\一共有51頁\編輯于星期三作用標(biāo)準(zhǔn)值：作用的基本代表值，相當(dāng)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（100年）內(nèi)年最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值，可以取均值或某個(gè)分位值。對于由結(jié)構(gòu)自重確定的永久作用標(biāo)準(zhǔn)值取結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料的重力密度計(jì)算，可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值按現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》有關(guān)章節(jié)的規(guī)定采用。作用準(zhǔn)永久值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)（100年），可變作用的準(zhǔn)永久值取其超越的總時(shí)間為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值。頻遇值：取其超越的總時(shí)間為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期95%的可變作用值。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)視驗(yàn)算目標(biāo)與驗(yàn)算項(xiàng)目的不同，以各種作用代表值為基礎(chǔ)進(jìn)行多種作用效應(yīng)組合。現(xiàn)在是32頁\一共有51頁\編輯于星期三3、作用效應(yīng)組合與極限狀態(tài)設(shè)計(jì)當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上的可變作用時(shí)，應(yīng)考慮多種作用效應(yīng)的相互疊加，即作用效應(yīng)組合。全面而合理的作用效應(yīng)組合是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?！豆窐蚝O(shè)計(jì)通用規(guī)范》規(guī)定按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)。現(xiàn)在是33頁\一共有51頁\編輯于星期三（一）、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)1、基本組合承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位狀態(tài)。設(shè)計(jì)彎橋時(shí)，當(dāng)離心力與制動力同時(shí)參與組合時(shí)，制動力標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計(jì)值按70%取用?，F(xiàn)在是34頁\一共有51頁\編輯于星期三2、偶然組合其中：、取值為1.0現(xiàn)在是35頁\一共有51頁\編輯于星期三（二）、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)限值的狀態(tài)1、作用短期效應(yīng)組合2、作用長期效應(yīng)組合現(xiàn)在是36頁\一共有51頁\編輯于星期三（三）、基礎(chǔ)工程相關(guān)驗(yàn)算1、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算2、地基豎向承載力驗(yàn)算傳至基底或承臺底面的作用應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合采用（頻遇值系數(shù)均取1.0），同時(shí)應(yīng)考慮作用相應(yīng)的偶然組合（不包括地震作用）。作用效應(yīng)組合值小于或等于相應(yīng)抗力——地基承載力容許值或單樁承載力容許值。3、基礎(chǔ)沉降計(jì)算基礎(chǔ)底面的作用效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下作用長期效應(yīng)組合采用。該組合僅為直接施加于結(jié)構(gòu)上的永久作用標(biāo)準(zhǔn)值（不包括混凝土收縮及徐變作用、基礎(chǔ)變位作用）和可變作用準(zhǔn)永久值（僅指汽車荷載和人群荷載）引起的效應(yīng)?，F(xiàn)在是37頁\一共有51頁\編輯于星期三4、關(guān)于水浮力計(jì)算的相應(yīng)規(guī)定（1）基礎(chǔ)底面位于透水性地基上的浮力計(jì)算，當(dāng)驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位的浮力，當(dāng)驗(yàn)算地基應(yīng)力時(shí)，可僅考慮低水位的浮力，或不考慮水的浮力。（2）基礎(chǔ)嵌入不透水地基（密實(shí)粘性土地基，較完整、裂隙較少的巖石地基）上，且基底與地基接觸良好的橋梁墩臺基礎(chǔ)，可不考慮水的浮力。（3）作用在樁基承臺底面的浮力，應(yīng)考慮全部底面積。對樁嵌入不透水地基并灌注混凝土封閉者，不應(yīng)考慮樁的浮力，在計(jì)算承臺底面浮力時(shí)應(yīng)扣除樁的截面面積。（4）當(dāng)不能肯定地基是否透水時(shí)，應(yīng)以透水和不透水兩種情況與其他作用組合，取其最不利者?，F(xiàn)在是38頁\一共有51頁\編輯于星期三四、基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)注意的事項(xiàng)

（一）基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算的原則

1．基礎(chǔ)底面的壓力小于地基的容許承載力；2．地基及基礎(chǔ)的變形值小于建筑物要求的沉降值；3．地基及基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性有足夠保證；4．基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度、耐久性滿足要求?，F(xiàn)在是39頁\一共有51頁\編輯于星期三地基與基礎(chǔ)方案的確定主要取決于地基土層的工程性質(zhì)與水文地質(zhì)條件、荷載特性、上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及使用要求，以及材料的供應(yīng)和施工技術(shù)等因素，方案選擇的原則是：力求使用上安全可靠、施工技術(shù)上簡便可行和經(jīng)濟(jì)上合理。因此，必要時(shí)應(yīng)作不同方案的比較，從中選出較為適宜與合理的設(shè)計(jì)方案和施工方案?，F(xiàn)在是40頁\一共有51頁\編輯于星期三（二）考慮地基、基礎(chǔ)、墩臺及上部結(jié)構(gòu)整體作用建筑物是一個(gè)整體，地基、基礎(chǔ)、墩臺和上部結(jié)構(gòu)是共同工作且相互影響的，地基的任何變形都必定引起基礎(chǔ)、墩臺和上部結(jié)構(gòu)的變形；不同類型的基礎(chǔ)會影響上部結(jié)構(gòu)的受力和工作；上部結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征也必然對基礎(chǔ)的類型與地基的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定條件提出相應(yīng)的要求，同時(shí)恰當(dāng)?shù)纳喜拷Y(jié)構(gòu)、墩臺結(jié)構(gòu)型式也具有調(diào)整地基基礎(chǔ)受力條件，改善位移情況的能力。因此，基礎(chǔ)工程應(yīng)緊密結(jié)合上部結(jié)構(gòu)、墩臺特性和要求進(jìn)行；上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮地基的特點(diǎn)，把整個(gè)結(jié)構(gòu)物作為一個(gè)整體，考慮其整體作用和各個(gè)組成部分的共同作用?，F(xiàn)在是41頁\一共有51頁\編輯于星期三(三)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)方法1、容許承載力設(shè)計(jì)方法：2、單一安全系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法：現(xiàn)在是42頁\一共有51頁\編輯于星期三(四)基礎(chǔ)工程極限狀態(tài)設(shè)計(jì)

應(yīng)用可靠度理論進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是當(dāng)前國際上一種共同發(fā)展的趨勢，是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域一次帶有根本性的變革?？煽啃苑治鲈O(shè)計(jì)又稱概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。

可靠性含義就是指系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率。系統(tǒng)不能完成預(yù)定功能的概率即是失效概率。這種以統(tǒng)計(jì)分析確定的失效概率來度量系統(tǒng)可靠性的方法即為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)在是43頁\一共有51頁\編輯于星期三

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)一般分為承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，承載力極限狀態(tài)指結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或強(qiáng)度不足，正常使用極限狀態(tài)指結(jié)構(gòu)變形或局部損壞使其不能滿足正常使用和耐久性的情況。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的承載力極限狀態(tài)不僅包含了地基整體失穩(wěn)所引起的極限狀態(tài)，也包含了由于地基土的變形或局部破壞使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞的情況，即地基土的變形也可能是上部結(jié)構(gòu)發(fā)生承載力極限狀態(tài)的原因之一。

現(xiàn)在是44頁\一共有51頁\編輯于星期三

由于地基土是在漫長的地質(zhì)年代中形成的，是大自然的產(chǎn)物，其性質(zhì)十分復(fù)雜，不僅不同地點(diǎn)的土性可以差別很大，即使同一地點(diǎn)，同一土層的土，其性質(zhì)也隨位置發(fā)生變化。所以地基土具有比任何人工材料大得多的變異性，它的復(fù)雜性質(zhì)不僅難以人為控制，而且要清楚地認(rèn)識它也很不容易。在進(jìn)行地基可靠性研究的過程中，取樣、代表性樣品選擇、試驗(yàn)、成果整理分析等各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能帶來一系列的不確定性，增加測試數(shù)據(jù)的變異性，從而影響到最終分析結(jié)果。地基土因位置不同引起的固有可變性，樣品測值與真實(shí)土性值之間的差異性，以及有限數(shù)量所造成誤差等，就構(gòu)成了地基土材料特性變異的主要來源。這種變異性比一般人工材料的變異性大。地基可靠性分析的特點(diǎn)現(xiàn)在是45頁\一共有51頁\編輯于星期三

基礎(chǔ)工程極限狀態(tài)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)相比還具有物理和幾何方面的特點(diǎn)：地基是一個(gè)半無限體，與板梁柱組成的結(jié)構(gòu)體系完全不同。在結(jié)構(gòu)工程中，可靠性研究的第一步先解決單構(gòu)件的可靠度問題，目前列入規(guī)范的亦僅僅是這一步，至于結(jié)構(gòu)體系的系統(tǒng)可靠度分析還處在研究階段，還沒有成熟到可以用于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的程度。地基設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的地方在于無論是地基穩(wěn)定和強(qiáng)度問題或者是變形問題，求解的都是整個(gè)地基的綜合響應(yīng)。地基的可靠性研究無法區(qū)分構(gòu)件與體系，從一開始就必須考慮半無限體的連續(xù)介質(zhì)，或至少是一個(gè)大范圍連續(xù)體。顯然，這樣的驗(yàn)算不論是從計(jì)算模型還是涉及的參數(shù)方面都比單構(gòu)件的可靠性分析復(fù)雜的多?，F(xiàn)在是46頁\一共有51頁\編輯于星期三在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，所驗(yàn)算的截面尺寸與材料試樣尺寸之比并不很大。但在地基問題中卻不然，地基受力影響范圍的體積與土樣體積之比非常大。這就引起了兩方面的問題，一是小尺寸的試件如何代表實(shí)際工程的性狀，二是由于地基的范圍大，決定地基性狀的因素不僅是一點(diǎn)土的特性，而是取決于一定空間范圍內(nèi)平均土層特性，這是結(jié)構(gòu)工程與基礎(chǔ)工程在可靠度分析方面的最基本的區(qū)別所在?，F(xiàn)在是47頁\一共有51頁\編輯于星期三我國基礎(chǔ)工程可靠度研究始于20世紀(jì)80年代初，雖然起步較晚，但發(fā)展很快，研究涉及的課題范圍較廣，有些課題的研究成果，已達(dá)國際先進(jìn)水平。但由于研究對象的復(fù)雜性，基礎(chǔ)工程的可靠度研究落后于上部結(jié)構(gòu)可靠度的研究，而且要將基礎(chǔ)工程可靠度研究成果納入設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)入實(shí)用階段，還需要做大量的工作。國外有些國家已建立了地基按半經(jīng)驗(yàn)半概率的分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。在我國，隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，在地基設(shè)計(jì)中采用極限