天然地基基礎設計

天然地基基礎設計匯報人：AA2024-01-13目錄天然地基概述天然地基承載力計算天然地基變形計算天然地基穩(wěn)定性分析天然地基基礎設計原則與方法天然地基加固處理技術01天然地基概述天然地基是指在不經(jīng)過人工加固或改良的情況下，直接利用天然土層作為建筑物的基礎持力層。定義天然地基具有就地取材、施工簡便、造價低廉等優(yōu)點，但同時也存在承載力有限、變形不穩(wěn)定等缺點。特點定義與特點可分為巖石地基、碎石土地基、砂土地基、粘性土地基等。按土層性質分類按地基承載力分類按地基變形分類可分為高承載力地基、中等承載力地基和低承載力地基?？煞譃榉€(wěn)定地基、相對穩(wěn)定地基和不穩(wěn)定地基。030201天然地基分類地層巖性地質構造水文地質條件不良地質現(xiàn)象工程地質條件地層的巖性決定了地基的承載力和變形特性，是天然地基設計的重要考慮因素。地下水的埋深、水位變化以及水質等因素都會對天然地基的性能產(chǎn)生影響。地質構造如斷層、褶皺等會對地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，需要在設計時予以考慮。如滑坡、泥石流等不良地質現(xiàn)象會對天然地基的穩(wěn)定性造成威脅，需要進行相應的處理措施。02天然地基承載力計算基于剛塑性體處于極限平衡狀態(tài)的普遍定理，通過假定滑動面形狀和相應的破壞機構，利用靜力平衡條件求解地基的極限承載力。極限平衡理論將地基視為彈性體，利用彈性力學理論和方法分析地基的應力和變形，進而確定地基的承載力。彈性力學理論根據(jù)土的抗剪強度指標，結合地基的應力分布和變形條件，計算地基的極限承載力。土的抗剪強度理論承載力理論通過在現(xiàn)場進行載荷試驗，模擬建筑物對地基的荷載作用，直接測定地基的承載力和變形特性。載荷試驗利用旁壓儀對地基土施加水平荷載，觀測地基土的應力和變形響應，從而推斷地基的承載力。旁壓試驗通過動力觸探儀對地基土進行連續(xù)貫入，根據(jù)貫入阻力和其他參數(shù)評估地基的承載力和密實度。動力觸探試驗現(xiàn)場試驗確定承載力Hansen公式在Meyerhof公式的基礎上，引入基礎形狀系數(shù)和深度修正系數(shù)，對地基承載力進行更精確的預測。Vesic公式基于彈性力學理論和土的抗剪強度理論，結合現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，通過經(jīng)驗公式計算地基的承載力。Meyerhof公式基于極限平衡理論，考慮土的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和重度等因素，通過經(jīng)驗公式計算地基的極限承載力。經(jīng)驗公式法計算承載力03天然地基變形計算

變形理論彈性力學理論將地基視為彈性體，利用彈性力學原理計算地基的變形。該理論適用于小變形情況。塑性力學理論當?shù)鼗l(fā)生較大變形時，需考慮土體的塑性性質，利用塑性力學原理進行變形計算。經(jīng)驗公式法基于大量工程實踐經(jīng)驗和實測數(shù)據(jù)，總結出地基變形與荷載、基礎尺寸等因素之間的經(jīng)驗公式，用于快速估算地基變形。采用水準儀、全站儀等測量設備進行地基變形觀測，記錄觀測數(shù)據(jù)。觀測方法對觀測數(shù)據(jù)進行整理、分析和處理，繪制變形曲線圖，分析變形趨勢和規(guī)律。數(shù)據(jù)處理基于觀測數(shù)據(jù)和變形曲線圖，預測未來地基變形情況，評估地基穩(wěn)定性和安全性。預測與評估變形觀測與數(shù)據(jù)處理03差異沉降控制對于多層或高層建筑，需控制各層或各部位之間的差異沉降，避免建筑物出現(xiàn)傾斜或開裂等問題。01允許變形值根據(jù)建筑物的重要性、使用功能和地基條件等因素，確定地基允許的最大變形值。02變形速率控制除了控制總變形量外，還需控制地基的變形速率，確保建筑物在使用過程中不會發(fā)生過大或過快的變形。變形控制標準04天然地基穩(wěn)定性分析極限平衡法通過假定滑動面形狀和位置，利用靜力平衡條件求解滑動面上的抗滑力和下滑力，進而評價地基的穩(wěn)定性。該方法適用于均質土坡和簡單地質條件下的地基穩(wěn)定性分析。有限元法將地基劃分為有限個單元，通過求解每個單元的應力、應變和位移等，進而分析地基的整體穩(wěn)定性。該方法適用于復雜地質條件和多種荷載作用下的地基穩(wěn)定性分析。離散元法將地基視為由離散塊體組成的系統(tǒng)，通過求解塊體間的相互作用力和位移等，分析地基的穩(wěn)定性。該方法適用于節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎嚴重的地基穩(wěn)定性分析。穩(wěn)定性分析方法邊坡形態(tài)分析通過分析邊坡的高度、坡度、形態(tài)等因素，評價其對邊坡穩(wěn)定性的影響。高度越大、坡度越陡的邊坡越容易發(fā)生失穩(wěn)。巖土性質分析研究邊坡巖土的物理力學性質，如密度、含水量、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等，以判斷邊坡巖土的抗剪強度和穩(wěn)定性。外部荷載分析考慮地震、降雨、人類活動等外部荷載對邊坡穩(wěn)定性的影響。地震荷載可能導致邊坡巖土松動、滑移；降雨可能使巖土含水量增加，降低其抗剪強度；人類活動如開挖、填筑等可能改變邊坡形態(tài)和應力狀態(tài)。邊坡穩(wěn)定性分析基坑開挖方式01不同的開挖方式（如放坡開挖、支護開挖等）對基坑穩(wěn)定性的影響不同。放坡開挖可能降低基坑的穩(wěn)定性，而支護開挖則有助于提高穩(wěn)定性。基坑支護結構02支護結構（如土釘墻、樁錨支護等）的設置和選型對基坑穩(wěn)定性至關重要。合理的支護結構能夠有效地控制基坑變形和防止坍塌。地下水控制03地下水是影響基坑穩(wěn)定性的重要因素之一。通過采取降水、排水或隔水等措施，控制地下水位和滲透力，有助于提高基坑的穩(wěn)定性?；臃€(wěn)定性分析05天然地基基礎設計原則與方法安全可靠經(jīng)濟合理技術可行環(huán)?？沙掷m(xù)設計原則01020304天然地基基礎設計應確保建筑物的安全，防止因地基失穩(wěn)導致的建筑物破壞或倒塌。在滿足安全要求的前提下，設計應追求經(jīng)濟合理性，避免不必要的浪費。設計方案應符合當前的技術水平和施工條件，便于施工和質量控制。設計應考慮環(huán)保因素，減少對環(huán)境的破壞，并符合可持續(xù)發(fā)展的要求。通過地質勘察了解地基的土層分布、物理力學性質、地下水條件等，為設計提供依據(jù)。地質勘察承載力計算變形驗算穩(wěn)定性分析根據(jù)地質勘察結果和建筑物荷載要求，計算地基的承載力，確定基礎底面尺寸和埋深。預測地基在建筑物荷載作用下的變形，確保變形在允許范圍內(nèi)。分析地基的穩(wěn)定性，采取必要的措施防止地基失穩(wěn)。設計方法施工與檢測按照設計方案進行施工，施工過程中嚴格控制施工質量，施工完成后進行了靜載試驗和動力檢測，檢測結果滿足設計要求。工程概況某高層建筑位于河流沖積平原，地基土為黏性土和砂土互層。地質勘察結果通過地質勘察了解了地基的土層分布、物理力學性質、地下水條件等。設計方案根據(jù)地質勘察結果和建筑物荷載要求，設計了樁基礎方案，采用鉆孔灌注樁，樁徑1m，樁長25m，以第6層硬土層作為樁端持力層。設計實例分析06天然地基加固處理技術是指在不改變地基土性質的情況下，通過物理、化學或機械手段提高地基土的承載力、穩(wěn)定性和抗變形能力的一系列技術措施。主要是解決地基承載力不足、變形過大或不均勻沉降等問題，確保建筑物安全、穩(wěn)定。加固處理技術概述加固處理技術的目的天然地基加固處理技術換填墊層法將基礎底面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后回填強度高、壓縮性低、且沒有侵蝕性的材料，并分層夯實至設計要求的密實度，作為地基的持力層。適用范圍適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。換填墊層法加固處理強夯法又稱動力固結法，是利用強大的夯擊能，迫使深層土液化和動力固結，使土體密實，以提高地基土的強度并降低其壓縮性、消除土的濕陷性、脹縮性和液化性等各種不良特性，從而改善地基性能。適用范圍適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與粘性土等地基，當采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。強夯法加固處理其他加固處理技術注漿加固法：利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能好和化學穩(wěn)定性良好的“結石體”。高壓噴射注漿法：利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆至土層的預定位置后，以高壓設備使?jié){液或水成為20Mpa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體。當噴射流的動壓超過土體