土力學(xué)與地基基礎(chǔ)授課講稿_第1頁
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廣東南方職業(yè)學(xué)院授課講稿課程名稱:土力學(xué)與地基基礎(chǔ)總學(xué)時(shí):56總學(xué)分:3.5任課教師:系(部):工程系職稱:授課專業(yè):工程造價(jià)授課班級(jí):20~20學(xué)年第1學(xué)期第一章土力學(xué)與地基基礎(chǔ)緒論(3課時(shí))1、土力學(xué)、地基及基礎(chǔ)的概念(1)地基與基礎(chǔ)地基-直接承受建筑物荷載影響的那一部分地層;地基包括人工地基、天然地基?;A(chǔ)-將建筑物荷載傳遞給地基的地下結(jié)構(gòu)部分。(2)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足的基本條件①要求作用于地基的荷載不超過地基的承載能力,保證地基具有足夠的防止整體破壞的安全儲(chǔ)備;②控制基礎(chǔ)沉降使之不超過地基的變形容許值;保證建筑物不因地基變形而損壞或影響其正常使用。在荷載作用下,建筑物的地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三部分彼此聯(lián)系、相互制約。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察資料,綜合考慮地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)的相互作用與施工條件,通過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)此較,選取安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工簡(jiǎn)便的地基基礎(chǔ)方案。2、地基工程事故類別及特征(1)地基事故的分類擬建建筑物場(chǎng)地一旦確定,人們對(duì)其地質(zhì)條件便沒有選擇的余地,只能是盡可能的認(rèn)識(shí)它,并合理地利用或處理它。為了保證工程安全,地基土體必須滿足承載力和穩(wěn)定性要求,還必須滿足其變形(沉降和不均勻沉降)不超過建筑物的允許值要求。若不滿足上述要求,就可能發(fā)生嚴(yán)重的工程事故。建筑物事故的發(fā)生,不少與地基問題有關(guān)。地基的過量變形或不均勻變形,使上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、傾斜,削弱和破壞了結(jié)構(gòu)的整體性,并影響到建筑物的正常使用,嚴(yán)重者地基失穩(wěn)導(dǎo)致建筑物倒塌。地基事故可分為天然地基事故和人工地基事故兩大類。(2)地基失穩(wěn)事故和地基變形事故①地基失穩(wěn)事故(圖片與視頻形式)②地基變形事故(圖片與視頻形式)3、學(xué)科發(fā)展概況(1)國內(nèi)的發(fā)展歷史我國木樁基礎(chǔ)的使用更是源遠(yuǎn)流長。如河姆渡文化遺址中發(fā)現(xiàn)的7000年前錢塘江南岸沼澤地帶木構(gòu)建筑下的木樁為世所罕見,公元前532年在今山西汾水上建成的三十墩柱木柱梁橋(《水經(jīng)注》)、以及秦代所建渭橋(公元前221一公元206年,《三輔黃圖》)等也都為木樁基礎(chǔ),再如鄭州隋朝超化寺打入淤泥的塔基木樁《法苑珠林》)、杭州灣五代大海塘工程木樁等都是我國古代樁基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的典范,雄辯地證明了我國古代勞動(dòng)人民在工程實(shí)踐中積累了豐富的土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的知識(shí)。解放后,我國在建筑工程中成功地處理了許多大型和復(fù)雜的基礎(chǔ)工程。例如,利用電化學(xué)加固處理的中國歷史博物館地基,解決了施工期短、質(zhì)量要求高的困難;特別是在萬里長江上建成的十多座長江大橋(武漢、南京長江大橋等)及其它巨大工程中,采用管柱基礎(chǔ)、氣筒浮運(yùn)沉井基礎(chǔ)等,成功地解決了水深流急、地質(zhì)復(fù)雜的基礎(chǔ)工程問題。近年來,我國在巖土工程勘察、室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)土工試驗(yàn)、地基處理、新設(shè)備、新材料、新工藝的研究和應(yīng)用方面,取得了很大的進(jìn)展。在地基處理方面,振動(dòng)碾壓、振動(dòng)水沖、深層攪拌、高壓旋噴、粉體噴射、真空預(yù)壓、強(qiáng)夯以及各種土工聚合物和托換技術(shù)等在土建、水利、橋隧、道路、港口、海洋等有關(guān)工程中得到了廣泛應(yīng)用,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。(2)國外的發(fā)展歷史1773年,法國科學(xué)家C.A.Coulomb創(chuàng)立砂土抗剪強(qiáng)度公式,提出擋土墻土壓力的滑動(dòng)楔體理論。1856年,法國工程師H.Darcy研究砂土的透水性,提出層流運(yùn)動(dòng)的darcy定律。1857年,W.J.M.Rankine,從另一途徑研究了擋土墻的土壓力理論。1867年,捷克E.Winkler提出了鐵軌下任一點(diǎn)的接觸壓力與該點(diǎn)的沉降成正比的假設(shè)。1885年,法國Boussinesq求得了半無限彈性體在豎向集中荷載作用下的應(yīng)力與變形的理論解答。1915年,瑞典的彼得森(Petterson)首先提出,后由瑞典的費(fèi)倫紐斯(Fellenius)及美國的泰勒(Taylor)進(jìn)一步發(fā)展了土坡穩(wěn)定分析的整體圓弧滑動(dòng)面法。1920年,法國學(xué)者普朗特爾(Prandtl)發(fā)表了地基剪切破壞時(shí)的滑動(dòng)面形狀和極限承載力公式。1925年,K.Terzaghi出版了《土力學(xué)》一書。4、本課程的特點(diǎn)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求(1)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)特點(diǎn)本課程包括土力學(xué)(專業(yè)基礎(chǔ))和基礎(chǔ)工程(專業(yè))兩部分,是土木工程專業(yè)的一門主干課程。其涉及到工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工等幾個(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)。從土木工程專業(yè)的要求出發(fā),學(xué)習(xí)時(shí)牢固地掌握土的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度和地基計(jì)算等土力學(xué)基本原理,并能應(yīng)用這些基本概念和原理,結(jié)合有關(guān)結(jié)構(gòu)理論和施工知識(shí),分析和解決地基基礎(chǔ)問題。(2)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程的內(nèi)容設(shè)置第1章為緒論;上篇包括第2章至第6章,介紹了土力學(xué)的基本原理和計(jì)算方法,分別為土的物理性質(zhì)及工程分類、土中應(yīng)力分布與計(jì)算、土的壓縮性與地基沉降計(jì)算、土的滲透性與滲透變形計(jì)算、土的抗剪強(qiáng)度;中篇包括第7章至第9章,介紹了土力學(xué)的基本原理在工程中的應(yīng)用,分別為土壓力與擋土墻設(shè)計(jì)、土坡穩(wěn)定分析和地基承載力;下篇包括第10章至第13章,介紹了地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù),分別為淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樁基礎(chǔ)及其他深基礎(chǔ)、特殊地基、地基處理。(3)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)要求在本課程的學(xué)習(xí)中,必須自始至終抓住土的變形、強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題這一重要線索,并特別注意認(rèn)識(shí)土的多樣性和易變性等特點(diǎn)。此外,還必須掌握有關(guān)的土工試驗(yàn)技術(shù)及地基勘察知識(shí),對(duì)建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件作出正確的評(píng)價(jià),才能運(yùn)用土力學(xué)的基本知識(shí)去正確解決基礎(chǔ)工程中的疑難問題。小結(jié)本課程與材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性理論、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)及工程地質(zhì)等有著密切的關(guān)系,本書在涉及到這些學(xué)科的有關(guān)內(nèi)容時(shí)僅引述其結(jié)論,要求理解其意義及應(yīng)用條件,而不把注意力放在公式的推導(dǎo)上。此外,基礎(chǔ)工程幾乎找不到完全相同的實(shí)例,在處理基礎(chǔ)工程問題時(shí),必須運(yùn)用本課程的基本原理,深入調(diào)查研究,針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。因此,在學(xué)習(xí)時(shí)必須注意理論聯(lián)系實(shí)際,才能提高分析問題和解決問題的能力??偨Y(jié)本節(jié)講述了土力學(xué)與地基基礎(chǔ)的基本知識(shí)和課程要求。

第二章土的物理性質(zhì)與工程分類(3課時(shí))1、土的成因殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土、風(fēng)積土2、土的組成土是由固體顆粒、水和氣體所組成的三相體系。分為飽和土、非飽和土、干土三類,當(dāng)土骨架的孔隙完全被水充滿時(shí),這種土稱為飽和土,有時(shí)一部分被水占據(jù),另一部分被氣體占據(jù),稱為非飽和土,有時(shí)可能完全充滿氣體,就稱為干土。土的固體顆粒土中的固體顆粒(土粒)大小、形狀、礦物成分及其組成情況是決定土的物理性質(zhì)的重要因素。土顆粒大小不同,其性質(zhì)也不同。顆粒大小通常以粒徑表示。粒組:是某一級(jí)粒徑的變化范圍,或者為相鄰兩分界粒徑之間性質(zhì)相近的土粒。劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。土中水結(jié)合水:是指附著于土粒表面的水,受顆粒表面電場(chǎng)作用力吸引而包圍在顆粒四周,不傳遞靜水壓力,不能任意流動(dòng)的水,其冰點(diǎn)低于零度。自由水:指不受顆粒電場(chǎng)引力作用的水,包括重力水和毛細(xì)水。毛細(xì)水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水.毛細(xì)水存在于地下水位以上的透水土層中。土中空氣土中封閉氣體的存在對(duì)土的性質(zhì)有一定的影響,可使土的滲透性減小,彈性增大,并能拖延土受壓縮后變形隨時(shí)間的發(fā)展過程。含氣體的土稱為非飽和土,非飽和土的工程性質(zhì)研究已經(jīng)成為土力學(xué)的一個(gè)新的分支。土的結(jié)構(gòu)土顆粒之間的相互排列和連續(xù)形式,稱為土的結(jié)構(gòu)。3、土的三相比例指標(biāo)(1)土的三相基本指標(biāo)表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo),稱為土的三相比例指標(biāo)。三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕、疏松與緊密,是評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)最基本的物理性質(zhì)指標(biāo),也是巖土工程勘察報(bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容。(2)土的其他物理性質(zhì)指標(biāo)土的孔隙比e、土的孔隙率n(%)、含水量、土的飽和度Sr、干重度γd(kN/m3)與干密度ρd(g/cm3)、飽和重度γsat(kN/m3)與飽和密度ρsat(g/cm3)、有效重度γ’(kN/m3)與有效密度ρ’(g/cm3)。(3)三相指標(biāo)的換算4、無粘性土的密實(shí)度(1)砂土的密實(shí)度(2)碎石土的密實(shí)度5、粘性土的稠度1.黏性土最主要的物理狀態(tài)特征是它的稠度。2.稠度是指土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破壞的抵抗能力。3.粘性土的稠度狀態(tài):含水量變化時(shí),可使粘性土具有不同的稠度狀態(tài)。含水量由大到小變化時(shí),土由粘滯流動(dòng)狀態(tài)到可塑狀態(tài)到半固體到固體狀態(tài)。稠度狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變界限叫稠度界限。最早提出這種界限是瑞典農(nóng)學(xué)家阿太堡,故也稱阿太堡界限。用含水量表示,故又稱界限含水量。工程上常用的稠度界限有液性界限Wl和塑性界限Wp。液性界限(Wl)簡(jiǎn)稱液限,相當(dāng)于土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時(shí)的含水量。塑性界限(Wp)簡(jiǎn)稱塑限,相當(dāng)于土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時(shí)的含水量??s限(Ws)是半固態(tài)與固態(tài)的界限含水量。6、地基巖土的分類20世紀(jì)初期,瑞典土壤學(xué)家阿太堡提出了土的粒組劃分方法和土的液限、塑限的測(cè)定方法,為近代土分類系統(tǒng)的形成奠定了基礎(chǔ)。我國使用的土名和土的分類法并不統(tǒng)一,各個(gè)部門,使用各自制定的規(guī)范,世界上其它國家也是如此。我國目前建筑、水利、港工、公路各專業(yè)對(duì)土都有不同的分類方法。例:《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》分類法該規(guī)范把建筑物的地基土(包括巖石)分成六大類,即巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。從土力學(xué)的學(xué)科意義而言,整體巖石不屬于土。碎石土和砂土屬于粗粒土、粉土和粘性土屬于細(xì)粒土。粗粒土按粒徑級(jí)配分類,細(xì)粒土按塑性指數(shù)Ip分類。碎石土是指粒徑大于2mm顆粒含量超過總質(zhì)量50%的土;砂土是指粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50%,而粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過總質(zhì)量的50%的土;黏性土是指塑性指數(shù)Ip大于10的土;粉土的性質(zhì)介于砂土與黏性土之間,塑性指數(shù)Ip≤10且粒徑大于0.075mm的顆粒不超過總質(zhì)量的50%的土。小結(jié)本節(jié)講述了土的物理性質(zhì)與工程分類。

第三章地基的應(yīng)力(3課時(shí))1、概述建(構(gòu))筑物的建造使地基土中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化,如同其它材料一樣,地基土受力后也要產(chǎn)生應(yīng)力和變形。在地基土層上建造建(構(gòu))筑物,基礎(chǔ)將建(構(gòu))筑物的荷載傳遞給地基,使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化,從而引起地基變形,使建筑物發(fā)生沉降、傾斜和水平位移。地基土中的應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因不同,可分為自重應(yīng)力(geostaticstress)和附加應(yīng)力(additionalstress)兩種。土中某點(diǎn)的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和為土體受外荷載作用后的總應(yīng)力。土中自重應(yīng)力是指土體受到自重作用所產(chǎn)生的應(yīng)力。土中附加應(yīng)力是指由土體受外荷載(包括建筑物荷載、交通荷載、堤壩荷載等)以及地下滲流、地震等作用下附加產(chǎn)生的應(yīng)力增量,它是產(chǎn)生地基變形的主要原因,也是導(dǎo)致地基土的強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)的重要原因。2、地基中的自重應(yīng)力(一)單層土的豎向自重應(yīng)力在計(jì)算土中自重應(yīng)力時(shí),假設(shè)天然地面是一個(gè)無限大的水平面,因而在任意豎直面和水平面上均無剪應(yīng)力存在??扇∽饔糜谠撍矫嫔先我粏挝幻娣e的土柱體自重計(jì)算(圖),即:(二)多層土的豎向自重應(yīng)力地基土往往是成層的,成層土自重應(yīng)力的計(jì)算公式:圖4-4(a)為地下水位下降的情況,如在軟土地區(qū),因大量抽取地下水,以致地下水位長期大幅度下降,使地基中有效自重應(yīng)力增加,從而引起地面大面積沉降的嚴(yán)重后果。圖4-4(b)為地下水位長期上升的情況,如在人工抬高蓄水水位地區(qū)(如筑壩蓄水)或工業(yè)廢水滲入地下的地區(qū)。水位上升會(huì)引起地基承載力的減少或濕陷性土的塌陷現(xiàn)象,必須引起注意。圖4-4地基土中除有作用于水平面的豎向自重應(yīng)力外,還有作用于豎直面的側(cè)向(水平向)自重應(yīng)力。土中任意點(diǎn)的側(cè)向自重應(yīng)力與豎向自重應(yīng)力成正比關(guān)系,而剪應(yīng)力均為零,即3、基底壓力的計(jì)算(1)基底接觸壓力的產(chǎn)生建筑物荷重T基礎(chǔ)T地基T在地基與基礎(chǔ)的接觸面上產(chǎn)生的壓力(地基作用于基礎(chǔ)底面的反力)(2)接觸壓力的大小影響因素地基土和基礎(chǔ)的剛度荷載基礎(chǔ)埋深地基土性質(zhì)(3)基底壓力分布形式柔性基礎(chǔ)(鋼筋混凝土基礎(chǔ)),基底壓力大小、分布狀況與上部荷載的大小、分布狀況相同。剛性基礎(chǔ)則不同馬鞍形、拋物線形、鐘形4、基底壓力的簡(jiǎn)化計(jì)算5、基底附加壓力建筑物建造前,土中早已存在自重應(yīng)力?;赘郊訅毫κ侵笇?dǎo)致地基中產(chǎn)生附加應(yīng)力的那部分基底壓力,在數(shù)值上等于基底壓力減去基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力,是引起地基附加應(yīng)力和變形的主要原因。一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處,該處原有土中豎向自重應(yīng)力?;娱_挖后,卸除了原有的自重應(yīng)力,即基底處建造前曾有過自重應(yīng)力作用。建筑物建造后的基底壓力扣除建造前基底處土中自重應(yīng)力后,才是新增加于地基的基底附加壓力。當(dāng)基底壓力為均勻分布時(shí)當(dāng)基底壓力為梯形分布時(shí)6、地基中的附加應(yīng)力附加應(yīng)力是由于外荷載作用,在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力增量。小結(jié)本節(jié)講述了土中應(yīng)力分布與計(jì)算。

第四章地基土的變形(3課時(shí))1、土的壓縮性及其指標(biāo)土的壓縮是指土中孔隙的體積縮小,即土中水和土中氣的體積縮小,可以認(rèn)為土粒的體積是不變的,此時(shí),土粒重新排列,互相擠密。飽和土的壓縮,隨孔隙的體積減小,土中水排出,相應(yīng)土中水的體積減小。飽和土在壓力作用下隨土中水體積減小的全過程,稱為土的固結(jié)。計(jì)算地基沉降時(shí),必須取得土的壓縮性指標(biāo),該指標(biāo)可采用室內(nèi)試驗(yàn)或原位測(cè)試來測(cè)定,應(yīng)力求試驗(yàn)條件與土的天然狀態(tài)及其在外荷作用下的實(shí)際應(yīng)力條件相適應(yīng)。(1)室內(nèi)壓縮(固結(jié))試驗(yàn)及壓縮性指標(biāo)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)假定:試驗(yàn)過程中顆粒本身沒有壓縮;在沿試樣的橫截面和高度范圍附加應(yīng)力均勻分布;試樣不允許有任何側(cè)向變形;壓縮過程中試樣的橫截面面積保持不變。土的壓縮曲線是室內(nèi)土的壓縮試驗(yàn)成果,它是土的孔隙比與所受相應(yīng)壓力的關(guān)系曲線。壓縮曲線可按兩種方式繪制,一種是采用普通直角坐標(biāo)繪制的e-p曲線,如圖5-3(a)所示。一般按p=50、100、200、300、400kPa五級(jí)加荷,對(duì)于軟土試驗(yàn)第一級(jí)壓力宜從12.5kPa或25kPa開始,最后一級(jí)壓力應(yīng)大于土中計(jì)算點(diǎn)的自重應(yīng)力與預(yù)計(jì)附加應(yīng)力之和。另一種是橫坐標(biāo)取p的常用對(duì)數(shù)值,即采用半對(duì)數(shù)直角坐標(biāo)繪制成曲線,如圖5-3(b)所示,初始階段加荷率應(yīng)取0.5,試驗(yàn)時(shí)以較小的壓力開始,采取小增量多級(jí)加荷方式,并加到較大的荷載為止,壓力等級(jí)宜為12.5、18.75、25、37.5、50、100、200、400、800、1600、3200kPa,第一級(jí)壓力軟土必須從12.5kPa開始,最后一級(jí)壓力應(yīng)大于地基中計(jì)算點(diǎn)的自重應(yīng)力與預(yù)計(jì)附加應(yīng)力之和。土的壓縮系數(shù)的定義是土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓應(yīng)力增量的比值,即曲線中某一壓力段的割線斜率。曲線愈陡,說明隨著壓力的增加,土孔隙比的減小愈顯著,因而土的壓縮性愈高。土的壓縮指數(shù)的定義是土體在側(cè)限條件下孔隙比減小量與豎向有效壓應(yīng)力常用對(duì)數(shù)值增量的比值,即e-logp曲線中某一壓力段的直線斜率。土的壓縮模量:Es>15MPa低壓縮性土15MPa≥Es>4MPa中壓縮性土Es≤4MPa高壓縮性土淺層平板載荷試驗(yàn):試驗(yàn)前先在現(xiàn)場(chǎng)試坑中豎立載荷架,使施加的荷載通過承壓板傳到地層中,以便測(cè)試淺部地基應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的土的力學(xué)性質(zhì),包括測(cè)定土的變形模量、地基承載力以及研究土的濕陷性質(zhì)等。載荷架,其構(gòu)造一般由加荷穩(wěn)壓裝置、反力裝置及觀測(cè)裝置三部分組成。2、地基沉降隨時(shí)間的變化規(guī)律建筑物和土工建筑物修建前,地基中早已存在著土體自身重力的自重應(yīng)力。建筑物和土工建筑物荷載通過基礎(chǔ)或路堤的底面?zhèn)鬟f給地基,使天然土層原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化,在附加的三向應(yīng)力分量作用下,地基中產(chǎn)生了豎向、側(cè)向和剪切變形,導(dǎo)致各點(diǎn)的豎向和側(cè)向位移。地基表面的豎向變形稱為地基沉降,或基礎(chǔ)沉降。土的一維固結(jié)理論:飽和土的固結(jié)包括滲透固結(jié)(主固結(jié))和次固結(jié)兩部分,前者由土孔隙中自由水的排出速度所決定;后者由土骨架的蠕變速度所決定。飽和土在附加壓力作用下,孔隙中相應(yīng)的一些自由水將隨時(shí)間而逐漸被排出,同時(shí)孔隙體積也隨著縮小,這個(gè)過程稱為飽和土的滲透固結(jié)。飽和土的滲透固結(jié),可借助彈簧活塞模型來說明。3、地基最終沉降量計(jì)算通常在計(jì)算地基變形的方法上,先把地基看成是均質(zhì)的線性變形體,從而直接引用彈性力學(xué)來計(jì)算地基中的附加應(yīng)力,然后利用某些簡(jiǎn)化假設(shè)來解決成層土地基的沉降計(jì)算問題。地基最終沉降量是指:地基變形完全穩(wěn)定時(shí)地基表面的最大豎向變形。(1)分層總和法分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量,即在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)劃分為若干分層,計(jì)算各分層的壓縮量,然后求其總和。地基沉降計(jì)算深度,是指自基礎(chǔ)底面向下需要計(jì)算壓縮變形所達(dá)到的深度,亦稱地基壓縮層深度。該深度以下土層的壓縮變形值小到可以忽略不計(jì)。分層總和法的基本假定:(1)土受壓時(shí),只產(chǎn)生土的壓縮變形,無側(cè)向位移(即按有側(cè)限壓縮公式計(jì)算);(2)地基土中的附加應(yīng)力按基礎(chǔ)中心點(diǎn)的最大值考慮;(3)地基最終沉降量只考慮土受壓層范圍內(nèi)各土層的壓縮量之和。地基的最終沉降量s可用下式計(jì)算:(2)按規(guī)范修正公式計(jì)算地基最終沉降量現(xiàn)行國標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)推薦的地基最終沉降量計(jì)算方法是修正的分層總和法。該方法亦采用側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo),但引入了地基平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算,規(guī)定了地基沉降計(jì)算深度的新標(biāo)準(zhǔn)以及提出了地基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),使得計(jì)算成果接近于實(shí)測(cè)值。計(jì)算地基最終沉降量的分層總和法規(guī)范修正公式如下:小結(jié)本節(jié)講述了土的壓縮性的試驗(yàn)方法,以及土的壓縮性指標(biāo)的確定方法,掌握地基最終沉降量的基本計(jì)算方法——分層總和法,以及地基沉降與時(shí)間的關(guān)系。

第五章土的抗剪強(qiáng)度(3課時(shí))1、概述實(shí)際工程當(dāng)中,土體的破壞通常都是剪切破壞;研究土的強(qiáng)度特性,就是研究土的抗剪強(qiáng)度特性。(a)土坡穩(wěn)定性(b)擋土墻地基穩(wěn)定性(c)建筑物地基失穩(wěn)1.土的抗剪強(qiáng)度:是指土體抵抗剪切破壞的極限能力,其數(shù)值等于剪切破壞時(shí)滑動(dòng)面受的剪應(yīng)力。2.剪切面(剪切帶):土體剪切破壞是沿某一面發(fā)生與剪切方向一致的相對(duì)位移,這個(gè)面通常稱為剪切面。3.土的抗剪強(qiáng)度物理意義:可以認(rèn)為是由顆粒間的內(nèi)摩阻力以及由膠結(jié)物和束縛水膜的分子引力所造成的粘聚力所組成??辜魪?qiáng)度機(jī)理:粘性土的抗剪強(qiáng)度由內(nèi)摩擦力和粘聚力兩個(gè)部分組成。內(nèi)摩擦力,一般認(rèn)為包含這樣兩個(gè)部分:一是剪切面上顆粒與顆粒粗糙面產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦阻力;二是來自于顆粒之間嵌入或聯(lián)鎖作用產(chǎn)生的咬合摩擦阻力?;瑒?dòng)摩擦阻力的大小與作用于粒間的有效法向應(yīng)力成正比,滑動(dòng)摩擦角的大小與顆粒的礦物成分有關(guān);咬合摩擦阻力的大小與粒間有效法向應(yīng)力有密切的關(guān)系,當(dāng)土體發(fā)生剪切時(shí),相互咬合的顆粒要發(fā)生相對(duì)移動(dòng),必須首先向上抬起,才能跨越相鄰顆粒而移動(dòng),土粒之間的有效法向應(yīng)力越大,土粒要上移就越困難,因而,土的抗剪強(qiáng)度隨剪切面上有效法向應(yīng)力的增加而增加。粘聚力,一般認(rèn)為由三部分構(gòu)成。(1)原始粘聚力,這是由于土粒間水膜與相鄰?fù)亮Vg的分子引力所形成的,當(dāng)土的天然狀態(tài)被破壞時(shí),原始粘聚力的一部分將喪失,但當(dāng)土的密度恢復(fù)到初始狀態(tài)時(shí),原始粘聚力隨之恢復(fù);(2)固化粘聚力,是由于土中化合物的膠結(jié)作用而形成的,天然結(jié)構(gòu)被破壞時(shí),這部分粘聚力將喪失,而且在短時(shí)期內(nèi)不能恢復(fù);(3)毛細(xì)粘聚力,是由于毛細(xì)作用形成的,對(duì)潔凈的干砂,粘聚力C=0,但是由于砂土中夾有粘土顆?;蛏巴撂幱诔睗駹顟B(tài),因而有時(shí)也會(huì)有很小的粘聚力。4.決定土的抗剪強(qiáng)度因素很多,主要為:土體本身的性質(zhì),土的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu);而這些性質(zhì)又與它形成環(huán)境和應(yīng)力歷史等因素有關(guān);此外,還決定于它當(dāng)前所受的應(yīng)力狀態(tài)。5.土的抗剪強(qiáng)度主要依靠室內(nèi)經(jīng)驗(yàn)和原位測(cè)試確定。2、土的抗剪強(qiáng)度理論和極限平衡條件一、庫侖定律(剪切定律)1773年法國學(xué)者庫侖(C.A.Coulomb)提出在法向應(yīng)力變化范圍不大時(shí),抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力的關(guān)系近似為一條直線,這就是抗剪強(qiáng)度的庫侖定律。將庫侖定律表示在坐標(biāo)系中為兩條直線庫侖定律說明:(1)土的抗剪強(qiáng)度由土的內(nèi)摩擦力σtgΦ和內(nèi)聚力c兩部分組成。(2)內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向應(yīng)力成正比,其比值為土的內(nèi)摩擦系數(shù)tgΦ。(3)表征抗剪強(qiáng)度指標(biāo):土的內(nèi)摩擦角Φ和內(nèi)聚力c。莫爾~庫侖破壞標(biāo)準(zhǔn):(一)莫爾~庫侖破壞理論:以庫侖公式作為抗剪強(qiáng)度公式。根據(jù)剪應(yīng)力是否達(dá)到抗剪強(qiáng)度作為剪切破壞標(biāo)準(zhǔn)的理論就稱為莫爾~庫侖破壞理論。(二)莫爾~庫侖破壞準(zhǔn)則(標(biāo)準(zhǔn)):研究莫爾~庫侖破壞理論如何直接用主應(yīng)力表示,這就是莫爾~庫侖破壞準(zhǔn)則,也稱土的極限平衡條件。3、測(cè)定土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)(1)直接剪切試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn):儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單,試樣的制備和安裝方便,易于操作。缺點(diǎn):①剪切破壞面固定,且不一定是土樣的最薄弱面。②不能嚴(yán)格控制排水條件,不能量測(cè)土樣的孔隙水壓力。③剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小,剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻。(2)三軸壓縮試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn):①能控制排水條件,量測(cè)孔隙水壓力。②試樣的應(yīng)力分布比較均勻,剪切破壞面為最薄弱面。缺點(diǎn):①試驗(yàn)儀器復(fù)雜,操作技術(shù)要求高,試樣制備較復(fù)雜。②試驗(yàn)在s2=s3的軸對(duì)稱條件下進(jìn)行,與土體實(shí)際受力情況可能不符。(3)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)利用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可以測(cè)定飽和粘性土的靈敏度St。土的靈敏度是以原狀土的強(qiáng)度與同一土經(jīng)重塑后(完全擾動(dòng),但含水量不變)的強(qiáng)度之比來表示,即St=qu/qo土的靈敏度愈高,其結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng),受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低就愈多。(4)十字板剪切試驗(yàn)4、影響土抗剪強(qiáng)度的因素小結(jié)本節(jié)講述了土的抗剪強(qiáng)度,它是土的工程性質(zhì)中最主要的組成部分,與工程建筑物的穩(wěn)定和正常使用關(guān)系極為密切。

第六章地基承載力(3課時(shí))1、地基的破壞模式地基:受建筑物影響的那部分地層稱為地基?;A(chǔ):與地基接觸的建筑物下部的擴(kuò)大部分稱為基礎(chǔ)。持力層、下臥層地基承載力:地基所能承受荷載的能力地基承載力不足而使地基破壞的根本原因是由于荷載過大,使地基中的剪應(yīng)力達(dá)到或超過了地基土的抗剪強(qiáng)度。地基承載力不足而使地基破壞的實(shí)質(zhì)是基礎(chǔ)下持力層土的剪切破壞。地基中剪切破壞的型式有:整體剪切破壞局部剪切破壞沖剪破壞2、淺基礎(chǔ)的臨塑荷載和臨界荷載地基容許承載力(allowablebearingcapacity)是指考慮一定安全儲(chǔ)備后的地基承載力,一般記作pa。工程實(shí)踐中,根據(jù)建筑物的不同要求,可以用臨塑荷載或臨界荷載作為地基的容許承載力,也可以將極限承載力除以一定的安全系數(shù)作為地基容許承載力。地基破壞過程中的剪切階段是土中塑性區(qū)范圍隨著荷載的增加而不斷發(fā)展的階段,把土中塑性區(qū)開展到不同深度時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載稱為臨界荷載,而地基土中將要出現(xiàn)但是尚未出現(xiàn)塑性區(qū),即塑性區(qū)開展深度為0時(shí)的淺基礎(chǔ)基底壓力稱作臨塑荷載。3、地基極限承載力理論地基的極限承載力(ultimatebearingcapacity)是地基不致失穩(wěn)時(shí)地基土單位面積上所能承受的最大荷載,一般記作pu。其確定方法一般有兩種:通過載荷板試驗(yàn);根據(jù)土的極限平衡條件和已知的邊界條件,建立一些半經(jīng)驗(yàn)半理論性的計(jì)算公式。普朗特爾極限承載力理論:寬度為B的條形基礎(chǔ),置于地基表面,在中心荷載P作用下的極限荷載Pu值。普朗特爾的基本假設(shè)及結(jié)果,歸納為如下幾點(diǎn):地基土是均勻、各向同性的無重量介質(zhì),即認(rèn)為土的r=0,而只具有C,φ的材料?;A(chǔ)底面光滑,即基礎(chǔ)底面與土之間無摩擦力存在,所以基底的壓應(yīng)力垂直于地面。當(dāng)?shù)鼗幱跇O限平衡狀態(tài)時(shí),將出現(xiàn)連續(xù)的滑動(dòng)面,其滑動(dòng)區(qū)域?qū)⒂衫士现鲃?dòng)區(qū)I,徑向剪切區(qū)II或過渡區(qū)和朗肯被動(dòng)區(qū)III所組成。太沙基極限承載力理論:太沙基(Terzaghi,1943)從實(shí)用角度建議,當(dāng)基礎(chǔ)的長寬比l/b35并且基礎(chǔ)的埋深與寬度之比d/b£1時(shí),可以作為條形淺基礎(chǔ)?;滓陨系耐馏w看作是作用在基礎(chǔ)兩側(cè)的均布荷載q=gd。在此基礎(chǔ)上,太沙基提出了其確定條形淺基礎(chǔ)的極限荷載計(jì)算公式。太沙基假定基礎(chǔ)底面有完全光滑、完全粗糙和既非完全光滑亦非完全粗糙三種情況的,本節(jié)進(jìn)行推導(dǎo)時(shí)只按照完全粗糙的情況進(jìn)行討論,地基滑裂面的形狀如圖9-7所示,也分成三個(gè)區(qū)。4、地基容許承載力和地基承載力特征值地基承載力設(shè)計(jì)值除了與土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)有關(guān)之外,還與基礎(chǔ)形狀、埋深有關(guān),而且還涉及到設(shè)計(jì)安全度的概念。影響地基承載力的因素:1、地基土的種類和狀態(tài)2、基礎(chǔ)埋置深度由公式也可說明:當(dāng)?shù)鼗恋闹囟萺、內(nèi)摩擦角Φ及粘聚力c不減小、基礎(chǔ)寬度b不變時(shí),基礎(chǔ)埋置愈深,計(jì)算的基底壓力愈大,地基的承載力愈高。3、基礎(chǔ)寬度(B)當(dāng)土質(zhì)條件相同且基礎(chǔ)埋置深度z不變時(shí),基礎(chǔ)底面愈寬,地基承載力愈高。地基承載力的確定:地基承載力系在保證地基強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下,建筑物不產(chǎn)生過大沉降和不均勻沉降時(shí)地基承受荷載的能力。確定地基承載力時(shí),應(yīng)考慮下列因素:(1)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。(2)地基土的堆積年代及其成因。(3)地下水。(4)建筑物性質(zhì)。(5)建筑物基礎(chǔ)?;A(chǔ)尺寸及埋深對(duì)承載力也有影響。(6)下臥層。我國現(xiàn)行的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)采用“特征值”,用以表示正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)采用的地基承載力和單樁承載力的值,其含義為在發(fā)揮正常使用功能時(shí)所允許采用的抗力設(shè)計(jì)值。地基承載力特征值是指由載荷試驗(yàn)測(cè)定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對(duì)應(yīng)的壓力值,其最大值為比例界限值。地基承載力特征值可由載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定?!督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)允許將其應(yīng)用于確定地基承載力特征值。但是強(qiáng)調(diào)必須有地區(qū)經(jīng)驗(yàn),即當(dāng)?shù)氐膶?duì)比資料,還應(yīng)對(duì)承載力特征值進(jìn)行基礎(chǔ)寬度和埋置深度修正。該規(guī)范規(guī)定:當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋深大于0.5m時(shí),從載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的承載力特征值需要按照式(9-24)修正。小結(jié)本節(jié)講述了地基承載力理論與計(jì)算是土力學(xué)的主要課題之一,也是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,影響因素比較多。

第七章工程地質(zhì)勘察(3課時(shí))1、概述巖土工程勘察是巖土工程技術(shù)體制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是工程建設(shè)前期要開展的基礎(chǔ)性工作。基本任務(wù):按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體治理加固、開挖支護(hù)和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù),對(duì)有關(guān)的巖土工程問題作出論證、評(píng)價(jià)。1)闡述建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件,指出場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育情況及其對(duì)工程建設(shè)的影響,對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。2)查明工程范圍內(nèi)巖土體的分布、性狀和地下水活動(dòng)條件,提供設(shè)計(jì)、施工和整治所需的地質(zhì)資料和巖土技術(shù)參數(shù)。3)分析、研究有關(guān)的巖土工程問題,并作出評(píng)價(jià)結(jié)論。4)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑總平面布置、各類巖土工程設(shè)計(jì)、巖土體加固處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治等具體方案作出論證和建議。5)預(yù)測(cè)工程施工和運(yùn)行過程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境和周圍建筑物的影響,并提出保護(hù)措施的建議。我國勘察階段實(shí)行四階段體制,與國際通用體制相同。規(guī)劃階段、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)與施工房屋建筑物與構(gòu)筑物巖土工程勘察階段劃分:1、可行性研究勘察(選址勘察)搜集、分析已有資料,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘,工程地質(zhì)測(cè)繪,少量勘探工作,對(duì)場(chǎng)址穩(wěn)定性和適宜性作出巖土工程評(píng)價(jià),進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和方案比較。2、初步勘察建筑地段穩(wěn)定性的巖土工程評(píng)價(jià),為確定建筑物總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)方案、對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案進(jìn)行論證。3、詳細(xì)勘察

對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理與加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程進(jìn)行巖土工程計(jì)算與評(píng)價(jià),滿足施工圖設(shè)計(jì)的要求。施工勘察不作為一個(gè)固定階段,視工程的實(shí)際需要而定,對(duì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重大工程地基,需進(jìn)行施工勘察。施工勘察包括:施工階段的勘察和施工后一些必要的勘察工作,檢驗(yàn)地基加固效果。2、工程地質(zhì)勘察方法工程地質(zhì)測(cè)繪是巖土工程勘察的基礎(chǔ)工作,一般在勘察的初期階段進(jìn)行。這一方法的本質(zhì)是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)理論,對(duì)地面的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述,分析其性質(zhì)和規(guī)律,并藉以推斷地下地質(zhì)情況,為勘探、測(cè)試工作等其他勘察方法提供依據(jù)。在地形地貌和地質(zhì)條件較復(fù)雜的場(chǎng)地,必須進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪;但對(duì)地形平坦、地質(zhì)條件簡(jiǎn)單且較狹小的場(chǎng)地,則可采用調(diào)查代替工程地質(zhì)測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪是認(rèn)識(shí)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法,高質(zhì)量的測(cè)繪工作能相當(dāng)準(zhǔn)確地推斷地下地質(zhì)情況,起到有效地指導(dǎo)其他勘察方法的作用??碧焦ぷ靼ㄎ锾健@探和坑探等各種方法。它是被用來調(diào)查地下地質(zhì)情況的;并且可利用勘探工程取樣進(jìn)行原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)。應(yīng)根據(jù)勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。1)物探是一種間接的勘探手段,它的優(yōu)點(diǎn)是較之鉆探和坑探輕便、經(jīng)濟(jì)而迅速,能夠及時(shí)解決工程地質(zhì)測(cè)繪中難于推斷而又急待了解的地下地質(zhì)情況,所以常常與測(cè)繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是,物探成果判釋往往具多解性,方法的使用又受地形條件等的限制,其成果需用勘探工程來驗(yàn)證。2)鉆探和坑探也稱勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地了解地下地質(zhì)情況,在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛,可根據(jù)地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當(dāng)鉆探方法難以查明地下地質(zhì)情況時(shí),可采用坑探方法??犹焦こ痰念愋洼^多,應(yīng)根據(jù)勘察要求選用。勘探工程一般都需要?jiǎng)佑脵C(jī)械和動(dòng)力設(shè)備,耗費(fèi)人力、物力較多,有些勘探工程施工周期又較長,而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時(shí)應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),布置勘探工程需要以工程地質(zhì)測(cè)繪和物探成果為依據(jù),切避盲目性和隨意性。原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的,是為巖土工程問題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù),包括巖土的物性指標(biāo)、強(qiáng)度參數(shù)、固結(jié)變形特性參數(shù)、滲透性參數(shù)和應(yīng)力、應(yīng)變時(shí)間關(guān)系的參數(shù)等。原位測(cè)試一般都藉助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段主要的一種勘察方法。原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)相比,各有優(yōu)缺點(diǎn)。原位測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)是:試樣不脫離原來的環(huán)境,基本上在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn);所測(cè)定的巖土體尺寸大,能反映宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)巖土性質(zhì)的影響,代表性好;試驗(yàn)周期較短,效率高;尤其對(duì)難以采樣的巖土層仍能通過試驗(yàn)評(píng)定其工程性質(zhì)。缺點(diǎn)是:試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力路徑難以控制;邊界條件也較復(fù)雜;有些試驗(yàn)耗費(fèi)人力、物力較多,不可能大量進(jìn)行。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)歷史較久,其優(yōu)點(diǎn)是:試驗(yàn)條件比較容易控制(邊界條件明確,應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等);可以大量取樣。缺點(diǎn)是:試樣尺寸小,不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對(duì)巖土性質(zhì)的影響,代表性差;試樣不可能真正保持原狀,而且有些巖土也很難取得原狀試樣。3、勘察報(bào)告的編寫勘察報(bào)告是巖土工程勘察的總結(jié)性文件,一般由文字報(bào)告和所附圖表組成。此項(xiàng)工作是在巖土工程勘察過程中所形成的各種原始資料編錄的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為了保證勘察報(bào)告的質(zhì)量,原始資料必須真實(shí)、系統(tǒng)、完整。因此,對(duì)巖土工程分析所依據(jù)的一切原始資料,均應(yīng)及時(shí)整編和檢查。小結(jié)本節(jié)講述了工程地質(zhì)勘察是巖土工程技術(shù)體制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是工程建設(shè)前期要開展的基礎(chǔ)性工作。

第八章土壓力(3課時(shí))1、概述土壓力:土體作用在擋土結(jié)構(gòu)物上的壓力(圖7-1),土壓力的大小及分布規(guī)律主要與土的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)物位移的方向、大小和結(jié)構(gòu)物的剛度、高度及形狀等有關(guān)。1.靜止土壓力(E0):墻受側(cè)向土壓力后,墻身變形或位移很小,可認(rèn)為墻不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)或平移,墻后土體沒有破壞,處于彈性平衡狀態(tài),墻上承受土壓力稱為靜止土壓力E0。2.主動(dòng)土壓力(Ea):擋土墻在填土壓力作用下,背離填土方向移動(dòng)或沿墻跟轉(zhuǎn)動(dòng),土壓力逐漸減小,直至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài),形成滑動(dòng)面,此時(shí)的土壓力稱為主動(dòng)土壓力。3.被動(dòng)土壓力(Ep):擋土墻在外力作用下向著土體的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng),土壓力逐漸增大,直至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài),形成滑動(dòng)面。此時(shí)的土壓力稱為被動(dòng)土壓力Ep。影響土壓力的因素:(1)擋土墻的位移方向和位移量;(2)擋土墻的形狀、墻背的光滑程度和結(jié)構(gòu)形式;(3)墻后填土的性質(zhì),包括填土的重度、含水量、內(nèi)摩擦角和黏聚力的大小及填土面的傾斜程度。2、靜止土壓力計(jì)算設(shè)一土層,表面是水平的,土的容重為γ,設(shè)此土體為彈性狀態(tài),見圖7-4,在半無限土體內(nèi)任取出豎直平面A′B′,此面在幾何面上及應(yīng)力分布上都是對(duì)稱的平面。對(duì)稱平面上不應(yīng)有剪應(yīng)力存在,所以,豎直平面和水平平面都是主應(yīng)力平面。在深度Z處,作用在水平面上的主應(yīng)力為:作用在豎直面的主應(yīng)力為:即為作用在豎直墻背AB上的靜止土壓力,與深度z呈直線線性分布。3、朗肯土壓力理論一、基本原理1857年朗肯提出土壓力理論,主要研究自重應(yīng)力作用下,半無限土體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力由彈性平衡狀態(tài)發(fā)展為極限平衡狀態(tài)的情況,提出計(jì)算擋土墻土壓力的理論。(一)假設(shè)條件1.擋土墻背垂直2.墻后填土表面水平3.擋墻背面光滑即不考慮墻與土之間的摩擦力當(dāng)土體靜止不動(dòng)時(shí),深度Z處土單元體的應(yīng)力,見圖7-5a;當(dāng)代表土墻墻背的豎直光滑面AB面向外平移時(shí),右側(cè)土體的水平應(yīng)力逐漸減小,而方向保持不變。當(dāng)AB位移至A’B’時(shí),應(yīng)力圓與土體的抗剪強(qiáng)度包線相切——土體達(dá)到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。此時(shí),作用在墻上的土壓力達(dá)到最小值,即為主動(dòng)土壓力。當(dāng)代表土墻墻背的豎直光滑面AB面在外力作用下向填土方向移動(dòng),擠壓土體時(shí),將逐漸增大,直至剪應(yīng)力增加到土的抗剪強(qiáng)度時(shí),應(yīng)力圓又與強(qiáng)度包線相切,達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)圖7-5c和圖7-5e。此時(shí)作用在A’B’面上的土壓力達(dá)到最大值,即為被動(dòng)土壓力,Pp。4、庫侖土壓力計(jì)算理論1776法國庫侖提出土壓力理論,下面進(jìn)行具體論述:一、庫侖土壓力方法要點(diǎn):(一)假設(shè)條件:1.墻背傾斜,具有傾角θ;2.墻后填土為砂土,表面傾角為角;3.墻背粗糙有摩擦力,墻與土間的摩擦角為,且()4.平面滑裂面假設(shè);當(dāng)墻面向前或向后移動(dòng),使墻后填土達(dá)到破壞時(shí),填土將沿兩個(gè)平面同時(shí)下滑或上滑;一個(gè)是墻背AB面,另一個(gè)是土體內(nèi)某一滑動(dòng)面BC。設(shè)BC面與水平面成θ角。5.剛體滑動(dòng)假設(shè):將破壞土楔ABC視為剛體,不考慮滑動(dòng)楔體內(nèi)部的應(yīng)力和變形條件。6.楔體ABC整體處于極限平衡條件,見圖7-7。朗肯理論與庫倫理論的比較:1.朗肯土壓力理論:(1)依據(jù):半空間的應(yīng)力狀態(tài)和土的極限平衡條件(2)概念明確、計(jì)算簡(jiǎn)單、使用方便(3)理論假設(shè)條件(4)理論公式直接適用于粘性土和無粘性土(5)由于忽略了墻背與填土之間的摩擦,主動(dòng)土壓力偏大,被動(dòng)土壓力偏小。2.庫倫土壓力理論:(1)依據(jù):墻后土體極限平衡狀態(tài)、楔體的靜力平衡條件(2)理論假設(shè)條件(3)理論公式僅直接適用于無粘性土(4)考慮了墻背與土之間的摩擦力,并可用于墻背傾斜,填土面傾斜的情況。但庫倫理論假設(shè)破裂面是一平面,與按滑動(dòng)面為曲面的計(jì)算結(jié)果有出入。幾種常見情況的土壓力:成層土層的壓力;墻后填土中有地下水位;填土內(nèi)有地下水的情況;小結(jié)本節(jié)講述了土壓力的類型及它們產(chǎn)生的條件和適用范圍以及土壓力計(jì)算方法。

第九章?lián)跬翂Γ?課時(shí))1、擋土墻的類型常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有重力式、懸臂式、扶壁式、錨桿及錨定板式和加筋土擋墻等。一般根據(jù)工程需要、土質(zhì)情況、材料供應(yīng)、施工技術(shù)以及造價(jià)等因素合理地選擇1.擋土墻的設(shè)計(jì)包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度驗(yàn)算以及一些設(shè)計(jì)中的構(gòu)造要求和措施等。2.常用的擋土墻結(jié)構(gòu)型式有重力式、懸臂式、扶壁式、錨桿及錨定板式和加筋土擋墻等。(a)重力式擋土墻;(b)懸臂式擋土墻;(c)扶臂式擋土墻;(d)錨桿、錨定板式擋土墻;(e)板樁墻(一)重力式擋土墻這種型式的擋土墻見上圖(a)所示,墻面暴露于外,墻背可以做成傾斜和垂直的。(二)懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻一般用鋼筋混凝土建造,它由三個(gè)懸臂板組成,即立臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂,見上圖(b)所示。(三)扶壁式擋土墻當(dāng)墻后填土比較高時(shí),為了增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立臂的抗彎性能,常沿墻的縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁,故稱為扶壁式擋土墻,見上圖(c)所示。(四)錨定板與錨桿式擋土墻錨定板擋土墻由預(yù)制的鋼筋混凝土立柱、墻面、鋼拉桿和埋在填土中的錨定板在現(xiàn)場(chǎng)拼裝而成。這種結(jié)構(gòu)依靠填土與結(jié)構(gòu)的相互作用力而維持其自身穩(wěn)定。(五)其他類型擋土墻混合式擋土墻,構(gòu)架式擋土墻,板樁擋土墻,土工合成材料擋土墻,土釘,內(nèi)撐擋土墻等。板樁墻是深基坑開挖的一種臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu),由統(tǒng)長的鋼板樁或預(yù)制鋼筋混凝土板樁組成。也可在板樁上加設(shè)支撐,以改善其受力性能見上圖(e)。2、擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算擋土墻的設(shè)計(jì)包括墻型選擇、穩(wěn)定性驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算、墻身材料強(qiáng)度驗(yàn)算以及一些設(shè)計(jì)中的構(gòu)造要求和措施等。擋土墻的截面一般按試算法確定,即先根據(jù)擋土墻所處的條件(工程地質(zhì)、填土性質(zhì)以及墻體材料和施工條件等)憑經(jīng)驗(yàn)初步擬定截面尺寸,然后進(jìn)行擋土墻的驗(yàn)算,如不滿足要求,則應(yīng)改變截面尺寸或采用其它措施。擋土墻的計(jì)算通常包括下列內(nèi)容:穩(wěn)定性驗(yàn)算;地基的承載力驗(yàn)算;墻身強(qiáng)度驗(yàn)算。重力式擋土墻的體型選擇和構(gòu)造措施包括以下幾個(gè)方面:(一)選擇墻背傾斜的型式;(二)墻面坡度的選擇;(三)基底逆坡坡度;(四)墻趾臺(tái)階和墻頂?shù)讓挾鹊拇_定;(五)排水措施;(六)填土質(zhì)量要求小結(jié)本節(jié)講述了擋土墻的類型、適用范圍及重力式擋土墻的設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求。

第十章土坡穩(wěn)定(3課時(shí))1、概述1.具有傾斜表面的土體稱為土坡。2.土坡根據(jù)其成因可分為兩種:一種是由于地質(zhì)作用而自然形成的,稱為天然土坡,如山坡、江河的岸邊;另一種是人們?cè)谛藿ǜ鞣N工程時(shí),在天然土體中開挖或填筑而形成的,稱為人工土坡。3.當(dāng)均質(zhì)土的土坡坡頂與坡底平行,坡面為同一坡度時(shí),稱為簡(jiǎn)單土坡。4.土坡由于其表面傾斜,在自重或外部荷載的作用下,存在著向下移動(dòng)的趨勢(shì),一旦潛在滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力超過了該面上的抗剪強(qiáng)度,穩(wěn)定平衡遭到破壞,就可能造成土坡中一部分土體相對(duì)于另一部分的向下滑動(dòng),該滑動(dòng)現(xiàn)象稱為滑坡。剪應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度起因有二:剪應(yīng)力增大:土坡上施加過量荷載;降雨使土體飽和等;抗剪強(qiáng)度減?。嚎紫端畨毫υ龃?;氣候變化產(chǎn)生干裂、凍融。5.天然的斜坡、填筑的堤壩以及基坑放坡開挖等問題,都要演算土坡的穩(wěn)定性。亦即比較可能滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度,這種工作稱為穩(wěn)定性分析。6.土坡失穩(wěn)的類型比較復(fù)雜,大多是土體的塑性破壞。7.土體塑性破壞的分析方法有極限平衡法(limitequilibriummethod)、極限分析法(limitanalysismethod)和有限元法(finiteelementmethod)等。8.一般土坡的長度遠(yuǎn)超過其寬度,故對(duì)土坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí),常沿長度方向取單位長度按平面問題計(jì)算。2、無粘性土土坡穩(wěn)定分析1.無粘性土坡(slopeofnon-cohesionsoil)即是由粗顆粒土所堆筑的土坡。2.原理:當(dāng)抗滑力<滑動(dòng)力時(shí),土坡穩(wěn)定;當(dāng)抗滑力>滑動(dòng)力時(shí),土坡失穩(wěn);3.土體的穩(wěn)定安全系數(shù)式中,為土體內(nèi)摩擦角;為土坡坡角。3、粘性土土坡穩(wěn)定分析粘性土坡(slopeofcohesionsoil)發(fā)生剪切破壞的滑動(dòng)面大多為一曲面。破壞前,一般在坡頂首先出現(xiàn)張拉裂縫,然后沿某一曲面產(chǎn)生整體滑動(dòng)。粘性土坡常用的穩(wěn)定分析方法有整體圓弧滑動(dòng)法、瑞典條分法、畢肖普條分法和簡(jiǎn)布條分法等。整體圓弧滑動(dòng)法:(一)均質(zhì)簡(jiǎn)單土坡假定土坡失穩(wěn)破壞時(shí)滑動(dòng)面為一圓柱面,將滑動(dòng)面以上土體視為剛體,并以其為脫離體,分析在極限平衡條件下其上作用的各種力,而以整個(gè)滑動(dòng)面上的平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力之比來定義土坡的穩(wěn)定安全系數(shù),即(二)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面求法1、Φ=0時(shí)對(duì)于均質(zhì)粘性土坡,當(dāng)土的內(nèi)摩擦角時(shí),其最危險(xiǎn)滑動(dòng)面常通過坡腳。其圓心位置可由圖8-5(a)中BO與CO兩線的交點(diǎn)確定,圖中及的值可以根據(jù)坡角由表8-1查出。2、Φ>0時(shí)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心位置可能在圖8-5(b)中EO的延長線上。自O(shè)點(diǎn)向外取圓心O1、O2……,分別作滑弧,并求出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)k1、k2……,然后繪制曲線找出最小值,即為所求的最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心Om和土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)kmin。當(dāng)土坡非均質(zhì),或坡面形狀及荷載情況比較復(fù)雜時(shí),還需自O(shè)m作OE的垂線,并在垂線上再取若干點(diǎn)作為圓心進(jìn)行計(jì)算比較,才能找出最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的圓心和土坡穩(wěn)定安全系數(shù)。(三)簡(jiǎn)化的圖表計(jì)算法土坡的穩(wěn)定分析大都需要經(jīng)過試算,計(jì)算工作量非常大,因此,不少學(xué)者提出簡(jiǎn)化的圖表計(jì)算法。圖8-6給出根據(jù)計(jì)算資料整理得到的極限狀態(tài)時(shí)均質(zhì)土坡內(nèi)摩擦角,坡角β與穩(wěn)定數(shù)Ns(stabilitynumber)(數(shù)值范圍0~0.25)之間的關(guān)系曲線,其中瑞典條分法:瑞典條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干個(gè)土條,把土條看成剛體,分別求出作用于各個(gè)土條上的力對(duì)圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩,然后按式8-4求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。由于該方法是瑞典人費(fèi)倫紐斯(W.Fellenius)等首先提出來的,所以稱為瑞典條分法,又稱為費(fèi)倫紐斯條分法。瑞典條分法假定滑動(dòng)面是圓弧面,并認(rèn)為條塊間的作用力對(duì)土坡的整體穩(wěn)定性影響不大,故對(duì)其忽略不計(jì)?;蛘哒f,假定條塊間的作用力大小相等,方向相反且作用在同一直線上。把滑動(dòng)土體分成若干個(gè)土條后,土條的兩個(gè)側(cè)面分別存在著條塊間的作用力(圖8-7)。任取一條塊i作為研究對(duì)象,作用力見下圖:計(jì)算步驟:1、按比例尺畫坡2、確定圓心O和半徑R,畫弧3、分條,bi=R/10,后編號(hào)4、計(jì)算每個(gè)土條自重5、分解Gi滑動(dòng)面的兩個(gè)分力Ni,Ti6、計(jì)算滑動(dòng)力矩7、計(jì)算抗滑力矩8、求穩(wěn)定系數(shù)K小結(jié)本節(jié)分析土坡的穩(wěn)定性,即比較可能滑動(dòng)面上的剪應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度,是土力學(xué)中的重要問題之一。

第十一章淺基礎(chǔ)(一)(3課時(shí))1、概述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)。建筑物的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。長度遠(yuǎn)超過其寬度,故對(duì)土坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí),常沿長度方向取單位長度按平面問題計(jì)算。地基可分為天然地基與人工地基。天然地基:未經(jīng)加固處理,能直接支承建筑物的地基人工地基:若地基土層較軟弱,建筑物的荷重又較大,地基的承載力和變形都不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),通過人工加固處理的地基?;A(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ):大多數(shù)建筑物基礎(chǔ)的埋深不會(huì)很大(一般不大于5米),可以用普通基礎(chǔ)開挖基坑和敞坑排水的方法修建。如條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)和箱形(按埋深基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ):如樁基、沉井和地下連續(xù)墻等。淺基礎(chǔ)定義:埋入地層深度較淺,施工一般采用敞開挖基坑修筑的基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以忽略基礎(chǔ)側(cè)面土體對(duì)基礎(chǔ)的影響,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式和施工方法也較簡(jiǎn)單。深基礎(chǔ)埋入地層較深,結(jié)構(gòu)形式和施工方法較淺基礎(chǔ)復(fù)雜,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需考慮基礎(chǔ)側(cè)面土體的影響。淺基礎(chǔ)特點(diǎn):由于埋深淺,結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,施工方法簡(jiǎn)便,造價(jià)也較低,因此是建筑物最常用的基礎(chǔ)類型。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則:基礎(chǔ)底面的壓力小于地基的容許承載力地基及基礎(chǔ)的變形值小于建筑物要求的沉降值地基及基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性必須具有足夠的保證基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度滿足要求我國現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中根據(jù)地基的復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度,將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)(表10-1)。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體情況,按照如下原則進(jìn)行地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì):⑴所有建筑物的地基均應(yīng)滿足地基承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定;⑵設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物均應(yīng)按變形設(shè)計(jì);⑶表10-1所列范圍內(nèi)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物可不做變形驗(yàn)算,如有下列情況之一時(shí),仍應(yīng)作變形驗(yàn)算:地基承載力特征值小于130kPa,且體形復(fù)雜的建筑物;在地基上及其附近的地面上有堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大,可能引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時(shí);軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時(shí);相鄰建筑距離過近,可能發(fā)生傾斜時(shí);地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土,其固結(jié)未完成時(shí)。⑷對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等,應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性;⑸基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算;⑹當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺,建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。2、淺基礎(chǔ)的類型根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和工程地質(zhì)條件等劃分為:無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ)):無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)通常是指由磚、塊石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的基礎(chǔ),這些材料雖有較好的抗壓性能,但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高。擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ)):擴(kuò)展基礎(chǔ)一般系指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。擴(kuò)展基礎(chǔ)的抗彎和抗剪性能良好,可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用,因此擴(kuò)展基礎(chǔ)也稱為柔性基礎(chǔ)。條形基礎(chǔ):柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)置的目的是將承受的集中荷載均勻地分布到條形基礎(chǔ)的底面積上,以減少地基反力,并通過形成的基礎(chǔ)整體剛度來調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。筏板基礎(chǔ):當(dāng)?shù)鼗休d力低,立柱或承重墻傳來的荷載較大,以致十字交叉鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)仍不能滿足地基承載力或沉降的要求時(shí),可采用鋼筋混凝土滿堂基礎(chǔ),這樣既擴(kuò)大了基底面積又增加了基礎(chǔ)的整體性,從而可避免建筑物的局部發(fā)生不均勻沉降。這種滿堂基礎(chǔ)即稱為筏板基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ):為增大基礎(chǔ)剛度,可將基礎(chǔ)做成由鋼筋混凝土頂板、底板及縱橫隔墻組成的箱形基礎(chǔ),它的剛度遠(yuǎn)大于筏板基礎(chǔ),而且基礎(chǔ)頂板和底板間的空間??衫米鞯叵率摇Km用于地基較軟弱,土層厚,建筑物對(duì)不均勻沉降較敏感或荷載較大而基礎(chǔ)建筑面積不太大的高層建筑。巖石錨桿基礎(chǔ):巖石錨桿基礎(chǔ)是以細(xì)石混凝土和錨桿灌注于鉆鑿成型的巖孔內(nèi)的基礎(chǔ)。適用于直接建在基巖上的柱基,以及承受拉力(或上浮力)或水平力較大的建筑物基礎(chǔ)。3、基礎(chǔ)埋置深度的選擇一、建筑物的用途、基礎(chǔ)類型及荷載形式建筑物的用途影響基礎(chǔ)埋深的選擇。如有地下室的建筑,埋深由地下室標(biāo)高決定;工業(yè)建筑中的地下設(shè)施和設(shè)備基礎(chǔ),不能離建筑物基礎(chǔ)太近。基礎(chǔ)類型是影響埋深的另一個(gè)主要因素。對(duì)于由磚石材料砌筑的剛性基礎(chǔ),因其高度相對(duì)較大,若埋深較小則有露的可能因此,基礎(chǔ)的埋深由基礎(chǔ)的構(gòu)造高度決定。對(duì)于只受垂直荷載作用的基礎(chǔ),可根據(jù)荷載的大小經(jīng)過地基承載力的計(jì)算,選擇持力層,確定埋深;如果基礎(chǔ)同時(shí)還承受水平荷載作用(如擋土墻、廠房柱基、煙囪、水塔等構(gòu)筑物的基礎(chǔ)),則應(yīng)加大埋深,以增強(qiáng)土層對(duì)基礎(chǔ)的嵌固作用,保證構(gòu)筑物的穩(wěn)定性二、土層的性質(zhì)與分布為了滿足建筑物對(duì)地基承載力和地基允許變形值的要求,基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在良好的持力層上。對(duì)于中小型建筑物,可以把處于堅(jiān)硬、硬塑或可塑狀態(tài)的粘性土層,密實(shí)或中密狀態(tài)的砂土層和碎石土層,以及屬于低、中壓縮性的其它土層視為良好土層;而把處于流塑、軟塑狀態(tài)的粘性土層,處于松散狀態(tài)的砂土層、未經(jīng)處理的填土和其它高壓縮性土層視為軟弱土層。三、河流的沖刷深度基礎(chǔ)埋深必須在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線以下不小于1m。四、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度除地基為非膨脹土外,基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在天然最大凍結(jié)線以下一定深度五、保持持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度基礎(chǔ)的埋置深度(除巖石地基外),應(yīng)在天然地面以下不小于0.5m,基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計(jì)地面0.1m以上。小結(jié)本節(jié)講解了淺基礎(chǔ)的類型,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本步驟和方法,基礎(chǔ)選型、基礎(chǔ)埋置深度的確定。

第十二章淺基礎(chǔ)(二)(3課時(shí))1、地基承載力特征值的確定地基承載力是指地基土單位面積上承受荷載的能力。地基承載力特征值fak是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則確定的地基承載力,其含義是在地基發(fā)揮正常使用功能時(shí)允許采用的抗力設(shè)計(jì)值。地基承載力是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不可缺少的數(shù)據(jù)。因?yàn)榈鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)首先必須保證荷載作用下地基土體具有足夠抵抗剪切破壞的安全度。各級(jí)各類建筑物淺基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算均應(yīng)滿足下列要求:地基承載力特征值的確定方法可歸納為三類:①按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算;②按地基載荷試驗(yàn)或觸探試驗(yàn)確定;③按有關(guān)規(guī)范提供的承載力或當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。這三類方法各有所長,互為補(bǔ)充,必要時(shí)可按多種方法綜合確定,確定的精度宜按建筑物安全等級(jí)以及地質(zhì)條件并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)適當(dāng)選擇。2、底面尺寸的確定在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),一般先確定基礎(chǔ)埋深后確定基礎(chǔ)底面尺寸。選擇底面尺寸首先應(yīng)滿足地基承載力要求,包括持力層(直接與基底相接觸的土層)和軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算;另外,對(duì)部分建(構(gòu))筑物,還需要考慮地基變形的影響,驗(yàn)算建(構(gòu))筑物的變形特征值,并對(duì)基礎(chǔ)底面尺寸作必要的調(diào)整。3、基礎(chǔ)埋置深度的選擇1.按地基持力層的承載力計(jì)算基底尺寸2.軟弱下臥層承載力驗(yàn)算我國沿海地區(qū)表層土較硬,在其下有很厚一層較軟的淤泥、淤泥質(zhì)土,此時(shí)僅滿足持力層的要求是不夠的,還需驗(yàn)算軟弱下臥層的強(qiáng)度,要求傳遞到軟弱下臥層頂面處土體的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過軟弱下臥層的承載力。4、地基的變形驗(yàn)算一、基本概念地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,除了保證地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定要求外,還需保證地基的變形控制在允許的范圍內(nèi),以保證上部結(jié)構(gòu)不因地基變形過大而喪失其使用功能。調(diào)查研究表明,很多工程事故是因?yàn)榈鼗A(chǔ)的不恰當(dāng)設(shè)計(jì)、施工以及不合理的使用而導(dǎo)致的,在這些工程事故中,又以地基變形過大而超過了相應(yīng)允許值引起的事故居多。因此地基變形驗(yàn)算是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。對(duì)于一般多層建筑,地基土質(zhì)較均勻且較好時(shí),按地基承載力控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ),可以滿足地基變形要求,不需要進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。但對(duì)于甲、乙級(jí)建筑物和荷載較大、土質(zhì)不堅(jiān)實(shí)的丙級(jí)建筑物,為了保證工程安全,除滿足地基承載力要求外,還需進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。二、變形驗(yàn)算的內(nèi)容1、建筑物地基變形計(jì)算值,不應(yīng)大于地基變形允許值。2、變形特征分四種:沉降量-獨(dú)立基礎(chǔ)中心點(diǎn)沉降值或基礎(chǔ)沉降平均值沉降差-相鄰兩個(gè)柱基的沉降量之差;傾斜-傾斜方向兩端點(diǎn)沉降差與其距離比值;局部?jī)A斜-在6-10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值地基變形允許值確定涉及許多因素:規(guī)范分析了國內(nèi)外各類建筑物的有關(guān)資料,提出了建筑物地基變形的允許值,對(duì)表中未包括的建筑物,其地基變形允許值應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基變形的適應(yīng)能力和使用上要求確定。三、關(guān)于允許變形值在計(jì)算地基變形時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:a.由于建筑地基不均勻,荷載差異很大,體型復(fù)雜等因素,引起的地基變形,對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部?jī)A斜值控制,0.002-0.003。b.必要時(shí),需預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間地基變形值。一般多層建筑在施工期間完成的沉降量對(duì)砂土完成80%,低壓縮性土50%-80%,中壓縮性土20%-50%,高壓縮性土5%-20%。5、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)剖面設(shè)計(jì)二、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)構(gòu)造要求剖面設(shè)計(jì)要結(jié)合案例。6、減輕建筑物不均勻沉降危害的措施一、建筑措施控制相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距調(diào)整建筑物的標(biāo)高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高,應(yīng)根據(jù)預(yù)估沉降量適當(dāng)提高建筑物與設(shè)備之間,應(yīng)留有足夠的空間。二、結(jié)構(gòu)措施減輕建筑的自重設(shè)置圈梁對(duì)象:磚混結(jié)構(gòu)中與構(gòu)造柱連為一體,提高整體性注意:連成閉合系統(tǒng)減小與調(diào)整基底附加壓力設(shè)置地下室(補(bǔ)償性基礎(chǔ)設(shè)計(jì))改變基礎(chǔ)底面尺寸采用非敏感性結(jié)構(gòu)一般靜定結(jié)構(gòu):如以屋架-柱-基礎(chǔ)為承重體系的木結(jié)構(gòu)或排架結(jié)構(gòu)、三絞拱等。三、施工措施軟土地基上施工時(shí),合理安排施工程序,注意某些施工方法,也可以調(diào)整部分不均勻沉降。擬建相鄰建筑物之間輕重懸殊時(shí),先重后輕(先高后低)已建輕型建筑物周圍,不宜堆放重物(橋墩、廠房)擬建密集建筑群內(nèi)如有采用樁基礎(chǔ)的建筑物時(shí),先設(shè)樁。注意開挖基坑進(jìn)行降水,對(duì)鄰近建筑物的影響;開挖基坑后,盡量減少擾動(dòng)原狀土。小結(jié)本節(jié)講解了地基承載力特征值的確定,基礎(chǔ)底面積的確定,地基持力層和軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算,鋼筋混凝土墻下條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和柱下條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法,減輕基礎(chǔ)不均勻沉降的建筑、結(jié)構(gòu)和施工措施。

第十三章樁基礎(chǔ)(一)(3課時(shí))1、樁基礎(chǔ)分類1)按承載性狀分類低承臺(tái)樁:低承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面位于地面以下。高承臺(tái)樁:承臺(tái)底面位于地面以上。2)按受力情況分類

3)按施工方法分類預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁、鋼樁、木樁預(yù)制樁可用混凝土、鋼材或木料在現(xiàn)場(chǎng)或工廠制作,然后以錘擊(通過錘擊或輔以高壓射水使樁沉人土中)、振動(dòng)打入(將大功率振動(dòng)器置于樁頂,利用內(nèi)裝偏心塊旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生的豎向振動(dòng)力使樁沉人土中)、靜壓(利用靜力壓樁機(jī)將樁壓人土中)或旋入等方式設(shè)置就位。實(shí)心方樁:截面300-500mm樁長25-30m分節(jié)長度12m配筋:主要受起吊、運(yùn)輸、吊立和沉樁等各階段的應(yīng)力控制預(yù)應(yīng)力混凝土管樁:先張法離心成型法制作高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)(PHC管樁)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C80未經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)(PC管樁)混凝土強(qiáng)度等級(jí):C60-C80外徑為300-600mm,節(jié)長5-13m。

捶擊法振動(dòng)打入法靜壓法沉樁深度一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求估算,施工時(shí)以最后貫入度和樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高兩方面控制。最后貫入度系指沉至某標(biāo)高時(shí),每次錘擊的沉入量,通常以最后每陣的平均貫入量表示。錘擊法常以10次錘擊為一陣振動(dòng)沉樁以min為一陣最后貫入度則根據(jù)計(jì)算或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,一般可取最后兩陣的平均貫入度為10-50mm/陣。

灌注樁灌注樁是直接在所設(shè)計(jì)樁位處成孔,然后在孔內(nèi)下設(shè)鋼筋籠(也有直接插筋或省去鋼筋的)再澆灌混凝土而成。其橫截面呈圓形,可以做成大直徑和擴(kuò)底樁;保證灌注樁承載力的關(guān)鍵在于樁身的成型及混凝土質(zhì)量。(1)沉管灌注樁

(2)鉆(沖)孔灌注樁鉆(沖)孔灌注樁用鉆機(jī)(如螺旋鉆、振動(dòng)鉆、沖抓錐鉆、旋轉(zhuǎn)水沖鉆等)鉆土成孔,然后清除孔底殘?jiān)?,安放鋼筋籠,澆灌混凝土。有的鉆機(jī)成孔后,可撐開鉆頭的擴(kuò)孔刀刃使之旋轉(zhuǎn)切土擴(kuò)大樁孔,澆注混凝土后在底端形成擴(kuò)大樁端,但擴(kuò)底直徑不宜大于3倍樁身直徑。泥漿護(hù)壁,泥漿應(yīng)選用膨潤土或高塑性粘土在現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢柚瞥?,一般要求其比重?.1-1.15,粘度為10-25s,含砂率<6%,膠體率>95%。施工時(shí)泥漿水面應(yīng)高出地下水面lm以上,清孔后在水下澆灌混凝土。常用樁徑:為800、1000、1200mm等。最大優(yōu)點(diǎn):入土深,能進(jìn)入巖層,剛度大,承載力高,樁身變形小,并可方便地進(jìn)行水下施工。

(3)挖孔樁挖孔樁可采用人工或機(jī)械挖掘成孔,逐段邊開挖邊支護(hù),達(dá)所需深度后再進(jìn)行擴(kuò)孔、安裝鋼筋籠及澆灌混凝土而成。挖孔樁一般內(nèi)徑應(yīng)≥800mm,開挖直徑≥1000mm,護(hù)壁厚≥100mm,分節(jié)支護(hù),每節(jié)高500一1000mm,可用混凝土澆筑或磚砌筑,樁身長度宜限制在40m以內(nèi)。挖孔樁可直接觀察地層情況。孔底易清除干凈,設(shè)備簡(jiǎn)單、噪音小、場(chǎng)區(qū)內(nèi)各樁可同時(shí)施工,且樁徑大,適應(yīng)性強(qiáng),比較經(jīng)濟(jì)。4)按樁的設(shè)置效應(yīng)分類隨著樁的設(shè)置方法(打入或鉆孔成樁等)不同,樁周土所受的排擠作用也很不同。排擠作用將使土的天然結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生很大變化,從而影響樁的承載力和變形性質(zhì)。這些影響統(tǒng)稱為樁的設(shè)置效應(yīng)。按設(shè)置效廈可分為下列三類:(1)非擠土樁:如鉆(沖或挖)孔灌注樁及先鉆孔后再打入的預(yù)制樁,因設(shè)置過程中清除孔中土體,樁周土不受排擠作用,并可能向樁孔內(nèi)移動(dòng),使土的抗剪強(qiáng)度降低,樁側(cè)摩阻力有所減小。(2)小量擠土樁:沖擊成孔灌注樁、H型鋼樁、開口鋼管樁和開口預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等。在樁的設(shè)置過程中對(duì)樁周土體稍有排擠作用,但土的強(qiáng)度荷變形性質(zhì)變化不大。(3)擠土樁:實(shí)心的預(yù)制樁、下端封閉的管樁、木樁以及沉管灌注樁等在錘擊和振動(dòng)貫人過程中都要將樁位處的土體大量排擠開,使土體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)破壞,對(duì)土的強(qiáng)度及變形性質(zhì)影響較大。樁的質(zhì)量檢驗(yàn):樁基礎(chǔ)屬于地下隱蔽工程,尤其是灌注樁,很易出現(xiàn)縮頸、夾泥、斷樁或沉渣過厚等多種形態(tài)的質(zhì)量缺陷,影響樁身結(jié)構(gòu)完整性和單樁承載力,因此必須進(jìn)行施工監(jiān)督、觀場(chǎng)記錄和質(zhì)量檢測(cè),以保證質(zhì)量,減少隱患。對(duì)于柱下單樁或大直徑灌注樁工程,保證樁身質(zhì)量就更為重要。樁身結(jié)構(gòu)完整性的檢測(cè)方法:(1)開挖檢查。(2)抽芯法。(直徑100-150mm)(3)超聲波檢測(cè)法。(4)動(dòng)測(cè)法。小結(jié)本節(jié)講解了樁基礎(chǔ)的使用,樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原則、分類及成樁效應(yīng)。

第十四章樁基礎(chǔ)(二)(3課時(shí))1、群樁基礎(chǔ)(一)、樁的布置1、獨(dú)立樁基的樁應(yīng)采用對(duì)稱布置,常用三樁承臺(tái)、四樁承臺(tái)、六樁承臺(tái)等。2、柱下條基及墻下條基,樁可采用一排或多排布置,多排布置時(shí)可采用行列式或交叉式。3、整片基礎(chǔ)下的樁也采用行列式或交叉式布置。(二)、樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算1、群樁中復(fù)合基樁或基樁樁頂承受的豎向力按下列公式計(jì)算: (1)軸心受壓:N=(F+G)/n (2)偏心受壓:Nmax=(F+G)/n+Mxymax/∑yi2+Myxmax/∑xi22、對(duì)于主要承受豎向荷載的抗震設(shè)防地區(qū)低承臺(tái)樁基,當(dāng)同時(shí)滿足下列條件時(shí),樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算可不考慮地震作用。3、樁基中復(fù)合基樁或基樁的豎向承載力計(jì)算應(yīng)符合下述極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式:(1)荷載效應(yīng)基本組合(2)地震作用效應(yīng)組合單樁豎向承載力一、確定方法二、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)1、示意圖:2、步驟:3、注意事項(xiàng):4、承載力確定: 按P~S曲線 樁承載力的確定三、按經(jīng)驗(yàn)公式確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp對(duì)大徑樁: Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp四、單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值1、n≤3時(shí): R=Qsk/rs+Qpk/rp 基樁:R=Quk/rsp2、n>3時(shí):R=ηcQsk/rs+ηpQpk/rp+ηcQck/rc復(fù)合樁:R=ηspQuk/rsp+ηcQck/rc Qck=qckAc/n五、按樁身強(qiáng)度驗(yàn)算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值預(yù)制樁:R=φ(ψcfcA+fc’As’)灌注樁:R=φψcfcA3、打樁施工1)打樁施工準(zhǔn)備(鋼筋砼預(yù)制樁)場(chǎng)地平整及周邊障礙物處理定樁位及埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn),依據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求,把樁基定位軸線樁的位置在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確地測(cè)定出來,并作出明顯的標(biāo)志。在打樁現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)置2~4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn),用以抄平場(chǎng)地和作為檢查樁入土深度的依據(jù)。樁基軸線的定位點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn),應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地方。樁帽、墊襯和送樁設(shè)備機(jī)具準(zhǔn)備2)鋼筋砼預(yù)制樁的制作、運(yùn)輸及堆放管樁及長度在10m以內(nèi)的方樁在預(yù)制廠制作,較長的方樁在打樁現(xiàn)場(chǎng)制作。模板可以保證樁的幾何尺寸準(zhǔn)確,使樁面平整挺直;樁頂面模板應(yīng)與樁的軸線垂直;樁尖四棱錐面呈正四棱錐體,且樁尖位于樁的軸線上;底模板、側(cè)模板及重疊法生產(chǎn)時(shí),樁面間均應(yīng)涂刷好隔離層,不得粘結(jié)。鋼筋骨架的主筋連接宜采用對(duì)焊;主筋接頭配置在同一截面內(nèi)數(shù)量不超過50%;同一根鋼筋兩個(gè)接頭的距離應(yīng)大于30d0并不小于500mm。樁頂和樁尖直接受到?jīng)_擊力易產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力,樁頂和樁尖鋼筋配置應(yīng)作特殊處理,鋼筋骨架制作允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定:項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項(xiàng)目1主筋距樁頂距離±5用鋼尺量2多節(jié)樁錨固鋼筋位置±5用鋼尺量3多節(jié)樁預(yù)埋鐵件±3用鋼尺量4主筋保護(hù)層厚度±5用鋼尺量一般項(xiàng)目1主筋間距±5用鋼尺量2樁尖中心線10用鋼尺量3箍筋間距±20用鋼尺量4樁頂鋼筋網(wǎng)片±10用鋼尺量5多節(jié)樁錨固鋼筋長度±10用鋼尺量混凝土制作宜用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗;澆筑混凝土過程中應(yīng)嚴(yán)格保證鋼筋位置正確,樁尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)縱軸線,縱向鋼筋頂部保護(hù)層不宜過厚,鋼筋網(wǎng)片的距離應(yīng)正確,以防錘擊時(shí)樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表的規(guī)定:項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范2樁位偏差見本表用鋼尺量3承載力按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范一般項(xiàng)目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求查出廠質(zhì)保文件或抽樣送檢2混凝土配合比及強(qiáng)度(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求檢查稱量及查試塊記錄3成品樁外形表面平整、顏色均勻、掉角深度<10mm,蜂窩面積小于總面積0.5%直觀4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫)深度<20mm,寬度<0.25mm,橫向裂縫不超過邊長的一半裂縫測(cè)定儀,該基在地下水有侵蝕地區(qū)及錘擊數(shù)超過500擊的長樁不適用5成品樁尺寸:橫截面邊長樁頂對(duì)角線差樁尖中心線樁身彎曲矢高樁頂平整度mmmmmmmm±5<10<10<L/1000<2用鋼尺量用鋼尺量用鋼尺量,L為樁長用鋼尺量用鋼尺量6電焊接樁:焊縫質(zhì)量電焊結(jié)束后停歇時(shí)間上下節(jié)點(diǎn)平面偏差節(jié)點(diǎn)彎曲矢高minmm>1.0<10<L/1000秒表測(cè)定用鋼尺量用鋼尺量7硫磺膠泥接樁:膠泥澆筑時(shí)間澆筑后停歇時(shí)間minmin<2>7秒表測(cè)定秒表測(cè)定8樁頂標(biāo)高mm±50水準(zhǔn)儀9停錘標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或查沉樁記錄鋼筋混凝土預(yù)制樁應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%才可起吊;達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能運(yùn)輸和打樁。若提前吊運(yùn),必須采取措施并經(jīng)過驗(yàn)算合格方可進(jìn)行。樁在起吊搬運(yùn)時(shí),必須做到平穩(wěn),避免沖擊和振動(dòng),吊點(diǎn)應(yīng)同時(shí)受力,且吊點(diǎn)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。如無吊環(huán),設(shè)計(jì)又未作規(guī)定時(shí),綁扎點(diǎn)的數(shù)量及位置按樁長而定,應(yīng)符合起吊彎矩最小的原則,可按下圖所示的位置捆綁:3)打樁設(shè)備打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置4)打樁順序打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度,應(yīng)根據(jù)樁的密集程度(樁距大小)、樁的規(guī)格、長短、樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高、工作面布置、工期要求等綜合考慮,合理確定打樁順序,具體事宜見下表:逐段打設(shè)自中部向四周打設(shè)由中間向兩側(cè)打設(shè)打設(shè)圖示適用條件1.樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑1.樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長2.樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑1.樁的中心距不大于4倍樁的直徑或邊長2.樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑5)打樁過程中的注意點(diǎn)樁機(jī)就位后,樁架應(yīng)垂直平穩(wěn),樁帽與樁頂應(yīng)鎖緊牢靠,連接成整體。打樁時(shí),應(yīng)密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。在正常情況下,沉樁應(yīng)連續(xù)施工,打入土的速度應(yīng)均勻,應(yīng)避免因間歇時(shí)間過長,土的固結(jié)作用而使樁難以下沉。打樁時(shí)振動(dòng)大,對(duì)土體有擠壓作用,可能影響周圍建筑物、道路及地下管線的安全和正常使用,施工過程中要有專人巡視檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理有關(guān)問題。嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入打樁現(xiàn)場(chǎng);對(duì)樁機(jī)的正常運(yùn)行、樁架的穩(wěn)定經(jīng)常進(jìn)行檢查,嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工,確保安全。6)打樁質(zhì)量要求端承樁最后貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定貫入度數(shù)值時(shí),樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高可作參考;摩擦樁端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高范圍時(shí),貫入度可作參考。樁的承載力檢驗(yàn)打(壓)入樁(預(yù)制混凝土方樁、先張法預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁)的樁位偏差,必須符合下表:序號(hào)項(xiàng)目名稱允許偏差1蓋有基礎(chǔ)梁的樁:(1)垂直基礎(chǔ)梁的中心線(2)沿基礎(chǔ)梁的中心線100+0.01H150+0.01H2樁數(shù)為1~3根樁基中的樁1003樁數(shù)為4~16根樁基中的樁1/2樁徑或邊長4樁數(shù)大于16根樁基中的樁:(1)最外邊的樁(2)中間樁1/3樁徑或邊長1/2樁徑或邊長7)樁頭處理在打完各種預(yù)制樁開挖基坑時(shí),按設(shè)計(jì)要求的樁頂標(biāo)高將樁頭多余的部分截去。截樁頭時(shí)不能破壞樁身,要保證樁身的主筋伸入承臺(tái),長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁頂標(biāo)高在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí),在樁位上挖成喇叭口,鑿掉樁頭混凝土,剝出主筋并焊接接長至設(shè)計(jì)要求長度,與承臺(tái)鋼筋綁扎在一起,用樁身同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與承臺(tái)一起澆筑接長樁身8)樁施工記錄打樁工程是隱蔽工程,施工中應(yīng)做好每根樁的觀測(cè)和記錄,這是工程驗(yàn)收時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量的依據(jù)。各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)記入混凝土預(yù)制樁施工記錄,見下表所示:工程名稱:施工單位:日期:天氣:規(guī)格及長度:樁錘類型:沖擊質(zhì)量:樁帽質(zhì)量:自然地面標(biāo)高:樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高:編號(hào)時(shí)間樁入土每米錘擊次數(shù)落距(mm)樁頂?shù)陀诨蚋哂谠O(shè)計(jì)標(biāo)高(m)最后貫入度(mm/10擊)備注12…………負(fù)責(zé)人:記錄:9)打樁施工常見問題的分析原因:1.鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量問題2.沉樁操作工藝問題3.復(fù)雜土層問題工程及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,打樁過程中如遇到

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