土力學與地基基礎(chǔ)教案

土力學與地基基礎(chǔ)教案任課教師授課班級建工各班授課時間學時2課題緒論課型面授教學方法講授教學目的讓學生了解以下類型一、本課程的任務與作用二、本課程的特點和學習方法三、本課程的發(fā)展簡史教學重點一、本課程的任務與作用二、本課程的特點和學習方法教學難點本課程的發(fā)展簡史緒論一、本課程的任務與作用二、本課程的特點和學習方法三、本課程的發(fā)展簡史1土的物理性質(zhì)§1-1土的三相組成一、土的固體顆粒1、粒度成分①粒組劃分②粒度成分分析方法③表示方法2、礦物成分①原生礦物（物理風化的產(chǎn)物，顆粒較粗，礦物成分同風化前的母巖，如石英、長石和云母等。吸附水的能力弱，性質(zhì)較穩(wěn)定，無塑性）②次生礦物（是經(jīng)化學風化后生成的新礦物，它的成分與母巖完全不同，次生礦物主要是粘土礦物，即高嶺石、伊利石和蒙脫石。次生礦物顆粒極細，吸附水的能力比較強，有可塑性。）二、土中的水1、結(jié)構(gòu)水2、自由水3、氣態(tài)水4、固態(tài)水三、土中的氣體

§1-2土的結(jié)構(gòu)一、概念二、聯(lián)結(jié)形式1、水膠聯(lián)結(jié)2、水聯(lián)結(jié)3、無聯(lián)結(jié)4、膠結(jié)聯(lián)結(jié)5、凍結(jié)三、土的結(jié)構(gòu)類型1、單粒結(jié)構(gòu)2、蜂窩結(jié)構(gòu)3、絮狀結(jié)構(gòu)§1-3土的物理性質(zhì)指標及物理狀態(tài)指標w0wswωvsvavωvw0wswωvsvavωv一、物理性質(zhì)指標1、土的密度ρ＝m/v(g/cm3)2、土粒密度ρs；土粒比重：Gs=ms/vsρw=ms/vs=ρs3、含水量：ω二、其它常用指標1、孔隙比:e=vv/vs2、孔隙度：n=vv/v3、飽和度：sr=vw/vv4、干密度：ρd=ms/v5、飽和密度：ρsat=ms+mw+vaρw/v6、有效密度：ρ’=ρsat-ρw三、土的三相計算1、令v＝1，已知ρ、ρs、ω，則：m=ρ，mw=ωρ／1＋ω,ms=ρ/1+ω,vs=ρ/ρs(1+ω)vv=1-ρ/ρs(1+ω),va=1-ρ/ρs(1+ω)-ωρ/(1+ω)2、令vs=1vv=ev=1+ems=ρsmw=ωms=ωρsm=(1+ω)ρs四、土的物理狀態(tài)指標1、界限含水量①液限WL——土由塑性狀態(tài)變到流態(tài)的分界含水量。如WL=28表示土的液限含水量為28%測定：用錐式液限儀，通常用聯(lián)合測定法②塑限WP——土由半固態(tài)到塑態(tài)的分界含水量。如WP=12，表示土的塑限含水量為12%。測定：搓條法或聯(lián)合測定法。③縮限WS2、粘性土的塑性指數(shù)Ip和液性指數(shù)Il①塑性指數(shù)：Ip=WL－Wp討論：塑性指數(shù)表示粘土處在可塑狀態(tài)時含水量的變化范圍。Ip取決于：顆粒細↑，土能吸附水量↑，Ip↑；礦物成分，吸水能力↑，Ip↑，故蒙脫石含量↑，則Ip↑；水中離子成分和濃度,價高陽離子數(shù)↑，Ip↓。粘性土的分類常用于Ip。②液性指數(shù)：IL表示土的軟硬程度討論：a用IL劃分土的軟硬狀態(tài)，IL↑，土軟↑，b沒考慮土的結(jié)構(gòu)影響，在含水量相同時，原狀土比重塑土硬，故用IL判斷重塑土合適，但對原狀土偏于保守。3、砂土的密實度1、據(jù)e判斷（老規(guī)范）：沒考慮級配因素2、據(jù)相對密實度Dr判斷（公路規(guī)范）Dr≥0.67為密實，具體見P154、貫入法判斷（新規(guī)范采用）《工民建規(guī)范》N>30密實；15<N≤30中密；10<N≤15稍密；N≤10松散習題：1.

某原狀土樣經(jīng)過測試得ρ=1.80g/cm3,w=30%,Gs=2.65。試用三相圖法求其e,Sr和ρd。若該土樣在完全飽和狀態(tài)下，其w和ρsat是多少？2．已測得某原狀土樣ρ＝1.85g/cm3,w=30%,Gs=2.70,試求ρd，e,n和ρsat。3．某橋基取飽和土樣V=97cm3,土的質(zhì)量為m=98g，烘干后質(zhì)量為ms=164g，試求該土的含水量w，土粒比重Gs，孔隙比e和干密度ρd。4.某橋基經(jīng)過測定天然密度ρ＝1.90g/cm3,土粒比重Gs=2.65,干密度ρd=1.65g/cm3,試求w,n和Sr。5.某橋基取天然土樣V=150cm3,土的質(zhì)量為m=250g，烘干后質(zhì)量為ms=210g，經(jīng)測得土粒密度ρs=2.67，試求該土的含水量w，孔隙比n，天然密度ρ和干密度ρd。6.已知某橋基土樣的天然含水量w=20％，并測得干密度ρd=2.67g/cm3,試求該土的天然密度ρ，孔隙比e和土的飽和度Sr。7.取某濕土樣1955g，測知其含水量為w=15％，若在土樣中再加入水85g后，試問此時該土樣的含水量為多少？8.某段路基施工填土時,土較干不利于壓實,取某濕土樣2860g，測知其含水量為w=10％，若將含水量增加到20%,應加入多少水？9.某粗砂土的天然孔隙比e=0.80,最大孔隙比emax=1.02,最小孔隙比emin=0.52,試用Dr評價該土密實度。10.某天然砂土層測得天然密度ρ=1.84g/cm3,含水量為w=19.5%,土粒比重Gs=2.66g/cm3,在最疏松狀態(tài)下的干密度ρd松=1.44g/cm3,最密實狀態(tài)下的干密度ρd密=1.58g/cm3,試求相對密度Dr。任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題土的擊實性和土的工程分類課型面授教學方法講授教學目的掌握土的擊實性和土的工程分類教學重點土的壓實性對工程的意義擊實試驗與土的壓實特性三、土的工程分類教學難點擊實試驗與土的壓實特性

1-4土的擊實性和土的工程分類一、土的壓實性對工程的意義土的壓實性的概念：指采用人工或機械(engine)對土施以夯實、振動(librate)作用，使土在短時間內(nèi)壓實變密，獲得最佳結(jié)構(gòu)，以改善(improve)和提高土的力學強度的性能，或稱為土的擊實性。未經(jīng)壓實的填土強、度低，壓縮性大而且不均勻，遇水易發(fā)生坍陷、崩解等，為使其滿足工程要求，必須按一定標準壓實。填土工程必須按一定標準壓實使之具有足夠的密實度，以確保行車平順和安全。土的壓實性也用在地基處理方面。二、擊實試驗與土的壓實特性1、擊實試驗通過對一個土樣的擊實試驗就得到一對數(shù)據(jù)，即擊實土的含水量和干密度。對不同含水量的土樣進行擊實試驗，可得到一組成對的含水量和干密度，將這些數(shù)據(jù)繪制成擊實曲線。干密度密度2、土的壓實特性干密度密度1)壓實曲線性狀壓實曲線上有一峰值，對應的干密度為最大干密度，與之對應的含水量為最佳含水量，而且曲線左段比右段的坡度陡。2）填土的含水量的控制3）不同土類與不同擊實功能對壓實特性的影響隨著粗粒土增多，曲線形態(tài)雖不變但峰點向左上方移動。土中粘粒含量及塑性指數(shù)越大，其干密度越大，最佳含水量越小。4）土的壓實特性的機理解釋土的壓實特性同土的組成、結(jié)構(gòu)、土粒的表面現(xiàn)象、毛細管壓力、孔隙水和孔隙氣壓力等均有關(guān)系，但可以簡要理解為壓實作用是使土塊變形和結(jié)構(gòu)調(diào)整以致密實。5）壓實特性在現(xiàn)場填土中的應用試驗證明室內(nèi)擊實試驗模擬工地壓實是可靠的。為便于工地壓實質(zhì)量的施工控制，工種上采用壓實度這一指標。壓實度三、土的工程分類1、《工民建地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中的工程分類①巖石②碎石土——土中>2mm顆粒含量>全重50%，且顆粒間未經(jīng)膠結(jié)的粗粒土。③砂土——土中>2mm顆粒≤50%全部土重，且粒徑>0.075mm的顆粒>50%全部土重。注：密實狀態(tài)下力學性能好，但要注意，疏松的粉、細砂易產(chǎn)生液化。進一步可分為礫砂、粗、中、細、粉砂。④粉土——粒徑>0.075mm顆粒含量≤50%全土重，且IP≤10的土。e<0.6良好天然地基，e>1.0為軟弱地基。⑤粘性土——IP>10的土。粘土IP>17；粉質(zhì)粘土10<IP≤17⑥特殊土又分為：軟土（e>1.0）人工填土具有濕陷性濕陷性土（西北、華北）紅粘土（云貴，廣西）膨脹土：十幾個省多年凍土鹽漬土污染2、公路路基土分類分成砂土、砂性土、粉性土、粘性土及重粘土五種。任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題第二章土中水的運動規(guī)律課型面授教學方法講授教學目的掌握土的擊實性和土的工程分類教學重點一、土的毛細現(xiàn)象對工程的影響二、毛細水帶的分布：毛細水帶——毛細所潤濕的范圍。三、毛細水的上升高度、上升速度四、毛細水壓力§2-2土的滲透性教學難點§2-2土的滲透性第二章土中水的運動規(guī)律§2-1土的毛細性一、土的毛細現(xiàn)象對工程的影響二、毛細水帶的分布：毛細水帶——毛細所潤濕的范圍。正常毛細水帶毛細網(wǎng)狀水帶毛細懸掛水帶三、毛細水的上升高度、上升速度上舉力：P=σ2πrcosθ重力：G=γW·πr2·hmax濕潤角可取θ=0則hmax=4σ/(d·γω)海森公式：hc=C/(e·d10)四、毛細水壓力

§2-2土的滲透性滲透——土孔隙中的自由水在重力作用下發(fā)生運動的現(xiàn)象一、土的層流滲透定律——達西定律V=KJ；v0=v/n討論：1、公式適用于層流情況，一般適用于砂土；2、在粘土中應按修正后的達西定律考慮起始水頭梯度Io計算。V=K（I-Io）二、滲透系數(shù)測定方法：試驗室測定:常水頭試驗、變水頭試驗現(xiàn)場抽水試驗三、成層土滲透系數(shù)的測定四、影響土的滲透性的因素1、土的礦物成分：蒙脫石含量↑，或有機質(zhì)↑，則K↓2、粒度成分：粗↑，渾圓↑均勻↑則K↑3、結(jié)合水膜厚度↑,K↓；厚度↓，K↑4、土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造：黃土KV》Kn，夾砂粘土KV<Kn5、水的沾滯度ηt：溫度T↑，Kt應進行修正，以10℃水為標準滲透系數(shù)值K10。K10=ktηt/η106、土中氣體：含密閉氣泡↑，K↓五、動水力及流沙現(xiàn)象1、動水力（滲流力）：作用在單位體積土體中土顆粒上的力。2、

流沙現(xiàn)象：當水的滲流方向自下而上，在土體表面向上的動水力與土的浮容重相等時，這時土顆粒間的壓力等于零，土顆粒將處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定的現(xiàn)象。3、

管涌：水在砂性土中滲流時，土中的一些細小顆粒在動水力作用下，可能通過粗顆粒的空隙被水帶走。討論：1、流砂發(fā)生在土體表面滲流逸出處，不發(fā)生在土體內(nèi)部，而管涌兩者都可能發(fā)生。2、流砂主要發(fā)生于細、粉砂及粉質(zhì)粘土中，而在粗顆粒土及粘土中不易發(fā)生。3、管涌的臨界水頭梯度與土的顆粒大小及其級配情況有關(guān)。不均勻系數(shù)Cu↑，則Icr↓，圖3-15六、土在凍結(jié)過程中水分的遷移和積聚1、凍土現(xiàn)象及其對工程的危害和利用2、凍脹的機理和影響因素①凍脹的原因②影響凍脹的因素：土的因素；水的因素；溫度因素。3、凍結(jié)深度任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題軟土課型面授教學方法講授教學目的掌握軟土的工程性質(zhì)教學重點軟土黃土三、膨脹土教學難點一、軟土二、黃土三、膨脹土第一節(jié)軟土一、軟土的工程性質(zhì)軟土的物理力學性質(zhì)（1）天然含水量高、孔隙比大。（2）壓縮性高。（3）抗剪強度低。（4）透水性低。（5）觸變性。（6）流變性。不同成因軟土的物理力學指標二、軟土地區(qū)的路基工程1、

軟土地基上路堤的極限高度:(1)蘭紐斯公式。（2）經(jīng)驗公式2、

軟土地基上路堤的加固與處理（1）

換土。（2）拋石擠淤。（3）反壓護道。（4）砂井。第二節(jié)黃土一、黃土的特征及分類;二、黃土的濕陷性三、黃土地區(qū)的防治處理工程1、

邊坡防護：（1）捶面防護。（2）漿砌片石或干砌片石防護。2、

地基處理：（1）重錘夯實表層。（2）土墊層或灰土墊層。（3）土樁深層加密。（4）硅化加固。3、

排水。第三節(jié)膨脹土一、裂隙粘土的主要特征：1、

裂隙發(fā)育。峰值強度大而殘余強度極小。干脹濕縮二、裂隙粘土對工程的影響及危害1、

路塹邊坡變形：（1）淺層滑坡。（2）表土溜坍2、路堤變形：（1）坡腳坍滑。（2）腰部潰爬。（3）路肩錯落滑坍。（4）下沉。（5）縱裂。三、裂隙粘土病害的防治措施路塹和房建方面：（1）做好排水。（2）支擋防護。（3）改良土壤。（4）增大基礎(chǔ)埋置深度路堤方面：（1）做好路堤排水。（2）坡面防護。（3）設(shè)置坡腳支擋建筑物。（4）加寬路基、預留沉落量。（5）重視填料問題。（1）土基（基床、基層）方面路塹土基一般采取換填措施任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題土中應力計算課型面授教學方法講授教學目的掌握土中應力計算教學重點自重應力的計算教學難點自重應力的計算第四章土中應力計算§4-1概述為了保證建筑物的安全與使用良好，在地基與基礎(chǔ)設(shè)計中必須同時滿足以下兩個要求：1、地基的變形條件2、地基的強度條件土中應力按其作用效果與產(chǎn)生原因的不同可以分為：1、自重應力：在未修建建筑物之前，由土體本身自重引起的應力。2、附加應力：由于修建建筑物產(chǎn)生的荷載，在地基中增加的應力。§4-2自重應力的計算地面下深度z處土層的自重應力σcz等于該處單位面積上土柱的質(zhì)量。σcz=r1h1+r2h2+r3h3+…rnhn注意：a在實際計算中常用豎向自重應力來代替自重應力。b若地下水位以下為透水層時，采用浮容重。c自重應力的分布規(guī)律：例題（3-1）上層為透水性土，下層為非透水性土，求河底處及點1、2、3、4、5、6處的豎向自重應力，并繪出應力分布線?！?-3基底壓力分布與計算一、基底壓力分布1、柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)2、基底壓力分布有三種：馬鞍形分布：基礎(chǔ)周圍有超載，粘土地基上邊緣未達塑性變形拋物線形分布：砂土地基，四周無超載，因基礎(chǔ)邊緣的砂粒易朝側(cè)向擠出鐘形分布：P=極限荷載二、基底壓力的簡化計算1、中心荷載時G——基礎(chǔ)自重及其上回填土重標準值的總重，KNG=γG·F·d，γG取20KN/m3，地下水位以下取10KN/m32、偏心荷載作用下討論：①e<b/6，Pmin>0基底壓力梯形分布e=b/6，Pmin=0基底壓力三角形分布e>b/6，Pmin<0基底與地基局部脫開，基底壓力將重新分布②當e>b/6，Pmax見P83式5-7§4-4附加應力的計算一、集中荷載作用下的應力計算1、布氏公式的及點假定及公式：σz=α2、地基中附加應力的擴散作用：P例題（5-2）地基中附加應力的分布規(guī)律：注意：A布氏公式σz=α不適用于R=0點B布氏公式的意義二、條形荷載作用下的附加應力的計算平面問題：與長度方向向垂直的任意截面上的附加應力分布規(guī)律均相同。1、均勻分布荷載σz=αsP2、三角形分布荷載σz=αtP3、梯形分布荷載σz=αsP+αtPP例題（1-3）P例題（1-4）四、局部面積荷載下的附加應力1、矩形均布荷載角點下的附加應力σz=αaP2、矩形均布荷載任意點下的附加應力角點法：計算矩形均布荷載作用下地基中任意一點的附加應力可以加幾條輔助線通過需計算的點，將矩形面積劃分為幾個需計算的小矩形，應用公式σz=αaP分別計算各劃分的矩形上荷載產(chǎn)生的附加應力，進行疊加而得。注意：A劃分每一個矩形，都擁有公共的角點B所劃分的各矩形面積總和應等于原受荷的面積C所劃分的每一個矩形中，長的為a，短的為b。P例題（5-5）作用于矩形面積上的均布荷載強度為p=100kPa，如圖所示，試求：（1）中點O及O點下深為z=6m和z=12m處的豎向應力。（2）B點下z=6m和z=12m處的豎向應力。（3）E點下z=6m和z=12m處的豎向應力。

五、建筑物基礎(chǔ)下地基應力的計算1、基礎(chǔ)位于底面上：Po=P2、基礎(chǔ)位于底面以下：Po=P-rhPo=基底凈壓力值P=基礎(chǔ)底面的接觸壓力σz=αcPo=αc（-rh）注意：z應從基底算起，而不是指地面以下的深度。P例題（5-6）某水中基礎(chǔ)如圖所示，基底尺寸為6m×12m，作用于基底的中心荷載N=17490Kn（只考慮恒載作用，其中包括基礎(chǔ)重力及水的浮力）基礎(chǔ)埋置深度h=3.5m，地基上層為透水的亞砂土，其中浮容重=9.31Kn/m3，下層為硬塑的黏土，其容重為18.6Kn/m3，求基礎(chǔ)中心下各點（1~7點）的豎向自重應力和附加應力。1、某墩基礎(chǔ)底面面積為2m×6m，作用于基底中心豎向荷載N=6000KN，彎距M=0，基礎(chǔ)埋置深度h=2.5m，地基土容重r=18KN/m3，則基底附加應力為多少？2、某基礎(chǔ)底面面積為2m×6m，作用于基底中心豎向荷載N=6000KN，彎距M=2400KNm，合力作用點在過基底中心的短軸上，則基底邊緣pmax為多少？3、如圖已知基礎(chǔ)底面長度為3m，寬度為2m，作用基底偏心合力為N=480KN，已知偏心距e=0.3m，求基底壓力分布。4、某柱基礎(chǔ)如圖所示，荷載P=340KN，M=87.2KNm，埋深d=1.5m，基底a=2m，b=1.6m，地面以下柱、基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上填土平均容重r=20KN/m3，試計算基底邊緣壓力，并繪其分布圖。5、某基礎(chǔ)底面如圖，a=2m，b=1.8m，作用于基底中心豎向荷載N=1620KN，彎距M=486KNm，求基底壓力分布。6、某路堤如圖所示，填土容重r=17.8KN/m3試計算路堤底面壓應力值及分布圖。7、某建筑物地基資料如圖所示，試計算各土層界面的自重應力，繪出應力分布圖形。8、如圖，位于地面的矩形面積ABCD上作用均布荷載q=100kpa，求H點下深度為2m處的附加應力。9、某水中基礎(chǔ)，基底為2m×4m的矩形，作用于基底中心豎向荷載N=2400KN，彎距M=0，地基土為rf=19.7KN/m3的砂土，求中心點下C處的自重應力和附加應力。10、某基底2m×4m，埋深2.0m，土容重r=20KN/m3，基底處應力分布圖形如圖，求基底角點下4m處M點附加應力。11、路堤橫斷面尺寸如圖，填土容重r=19KN/m3，求路堤中心點下深4.5m處M點的附加應力。12、位于地面的矩形面積ABCD上作用均布荷載q=200Kpa，求M點下深1.4m處的附加應力。13、位于地面的矩形面積ABCD上作用均布荷載q=150Kpa，求M點下深1.5m處的附加應力。14、某墩基礎(chǔ)底面面積為2m×4m，作用于基底中心豎向荷載N=1936KN，彎距M=求基底中心線下2.4m處M點自重應力和附加應力。任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題基礎(chǔ)沉降量的計算課型面授教學方法講授教學目的掌握基礎(chǔ)沉降量的計算教學重點基礎(chǔ)沉降量的計算土的壓縮性指標基礎(chǔ)沉降量的計算教學難點基礎(chǔ)沉降量的計算第五章基礎(chǔ)沉降量的計算§5-1概述土體發(fā)生壓縮變形的主要原因：（1）內(nèi)因：土的壓縮性（2）外因：外部荷載的作用§5-2土的壓縮性指標1、土的壓縮性：指土體在外荷載作用下，產(chǎn)生體積壓縮的性質(zhì)。2、

壓縮變形的實質(zhì)：土體在受外荷載作用后，空隙體積減小的過程。3、

壓縮指標：A壓縮指標：αB變形模量：E壓縮試驗1、試驗目的：測定土樣在無側(cè)向膨脹的條件下，豎向壓力與孔隙比之間的關(guān)系及土的壓縮系數(shù)。2、

試驗方法：A用環(huán)刀切取原狀土樣，用天平稱其質(zhì)量。B將土樣裝入側(cè)限壓縮儀的容器：先裝入透水石，再裝入試樣居中；試樣四周安置側(cè)限護環(huán)，形成側(cè)限條件，然后加透水石和加壓板，安裝側(cè)微表并調(diào)零。C分級施加豎向荷載σI：四級：50、100、200、400KpaD用冊為表側(cè)記每一級壓力后的穩(wěn)定讀書：（標準時間為24小時）E計算每一級壓力后實驗的空隙比ei3、試驗成果：A繪壓縮曲線：B土的彈性變形與殘余變形高壓縮性土：中壓縮性土：低壓縮性土：C壓縮模量：反映土體在無側(cè)向膨脹條件下抵抗壓縮變形的能力。5-3荷載試驗一、荷載試驗及P-S曲線二、變形模量三、變形模量與壓縮模量之間的關(guān)系。5-4分層總和法一、定義：分層總和法是將地基土在一定范圍內(nèi)分成若干薄層，先分別求出各薄層的壓縮量，然后取各層壓縮量的總和為基礎(chǔ)總沉降量。二、幾點假定：A各薄層土均在無側(cè)向膨脹的情況下發(fā)生豎向變形。B按基礎(chǔ)底面中心線上的附加應力進行計算。C每一薄層近似地取層頂和層底應力的平均值。D只計算壓縮層范圍內(nèi)土的變形。三、計算步驟：1、計算層底凈壓力值P0=P-rh2、劃分薄層hi≤0.4b計算各薄層界面處的自重應力和附加應力。注意：劃分薄層時土層分界面和地下水位應為分層面；分層厚度應小些，使計算各分層的附加應力誤差不大。3、計算各薄層σci和σzi4、△Si=hI或△Si=hI求得各薄層壓縮量△SI5、確定壓縮層得計算深度zn，zn應滿足△Sn’≤0.025∑△SI’NOTE:實際計算中，可取σz≤0.2σc之處為試算點。6、S=

5-5飽和土體滲透固結(jié)的概念土體被壓后，產(chǎn)生體積壓縮，其壓縮變形過程包括：（1）由于土粒、不同形態(tài)的水和空氣的相對移動，使孔隙體積減??；（2）土中水和土粒本身被壓縮。非飽和土體：土的壓縮過程=土中空隙體積減小過程。P~e關(guān)系。飽和土體：孔隙中全部充滿著水，要使孔隙減小必須使土中的水被擠出，即土的壓縮與土空隙中水的擠出是同時發(fā)生的，由于土的顆粒很細，孔隙更細，這個過程需要相當長的時間，該過程稱為土的滲透固結(jié)過程。也即在飽和土體中土體壓縮變形過程為孔隙水排除和孔隙水壓力逐漸減小的過程。水——彈簧模型模擬飽和土體滲透固結(jié)試驗1、骨架壓力（有效壓力）：飽和土體中土粒骨架受力，它使土粒間產(chǎn)生相互擠壓的作用。2、孔隙水壓力：土中孔隙水所受的力，它使孔隙水產(chǎn)生滲流，為土實現(xiàn)壓縮提供條件，又稱為中性壓力。3、固結(jié)度：，表示t時刻沉降完成的百分率，即土體固結(jié)的程度。土中二種應力試驗：分析：兩個量筒底部松砂頂面都作用了σ（Kpa）的壓力，但產(chǎn)生兩種不同的效果，反映土體內(nèi)存在兩種不同性質(zhì)的應力：1、由鋼球施加的應力，通過砂的骨架傳遞的應力稱為有效應力用σ表示，它使土層發(fā)生壓縮變形，從而使土的強度發(fā)生變化。2、由水施加的應力通過孔隙水來傳遞稱為孔隙水壓力，用u表示，它不能使土層發(fā)生壓縮變形。有效應力原理：飽和土體所承受的總應力σ為有效應力σ與孔隙水壓力μ之和。σ=σ+μ單向固結(jié)理論:水平方向無滲透無位移1、基本假定2、單向固結(jié)微分方程：固結(jié)系數(shù)、時間因子固結(jié)度：地基經(jīng)歷時間t的沉降量與最終沉降量的比值。計算：①附加應力上下均勻分布時②單面排水附加應力不等時地基沉降與時間關(guān)系的計算步驟：固結(jié)度時間因子

排水條件與應力條件1、某矩形基礎(chǔ)，基底面積為2×6m2，承受設(shè)計荷載為3360KN，若埋深d=1.5m，r=18KN/m3，基礎(chǔ)和回填土重度平均取20KN/m3，求：（1）設(shè)計荷載為中心荷載時，基礎(chǔ)中心和角點下地基在深度為2，4，6，8m處的附加應力。（2）荷載總合力偏心矩e為0.4m時，地基內(nèi)上述過各點的附加應力。

2、已知某單獨基礎(chǔ)，埋置深度d=1m，基礎(chǔ)底面尺寸a×b=3×2m2，作用于設(shè)計地面的荷載為720KN，地下水位與基礎(chǔ)地面平齊，地基資料見表和圖，用分層總和法求基礎(chǔ)的沉降量。各級土壓縮應力下的孔隙比壓縮應力050100200300400土層甲孔隙比0.7900.7470.6950.6570.6300.615土層乙孔隙比0.9620.8910.8260.7460.6940.658

3、計算如圖所示的地基中自重應力并繪出其分布圖，已知土的性質(zhì)：細砂：r=17.5KN/m3,rs=26.5KN/m3,w=20%黏土:r=18KN/m3,rs=27.2KN/m3,w=22%,wl=48%,wp=24%

4、如圖所示的橋墩基礎(chǔ)，已知基礎(chǔ)底面尺寸b=4m，a=10m，作用在基礎(chǔ)底面中心荷載N=4000KN，M=2800KNm計算基底壓力并繪圖。

任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題土的強度與地基承載力課型面授教學方法講授教學目的土的強度與地基承載力教學重點土的強度與地基承載力土體強度理論與強度指標教學難點土體強度理論與強度指標第六章土的強度與地基承載力§6-1概述一、

土的強度概念1、土的強度（抗剪強度）2、土的抗剪強度的指標：內(nèi)摩擦角φ和粘聚力C。二、土體強度的工程意義1、與強度有關(guān)的工程問題：A土作為材料構(gòu)成的土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定問題B土作為工程構(gòu)筑物的環(huán)境問題及土壓力問題C土作為建筑物地基的承載力問題2、

工程實例：§6-2土體強度理論與強度指標一、莫爾——庫侖強度理論庫倫公式：τf=σtgφ無粘性土τf=C+σtgφ粘性土二、土的極限平衡理論τ<τf安全（穩(wěn)定狀態(tài)）τ=τf臨界狀態(tài)（極限平衡狀態(tài)）τ>τf破壞狀態(tài)1、土體中任意點的應力狀態(tài)2、土的極限平衡條件３、直至剪壞三、抗剪強度測定方法室內(nèi)：直剪試驗，無側(cè)限抗壓強度試驗，三軸壓縮試驗。室外：十字板剪切試驗和大型直接剪切試驗。1、直接剪切試驗（粘性土：τf=C+σtgφ）1）快剪：加σ后立即加τ，3～5minut剪壞，模擬不排水剪切；2）固結(jié)快剪：加σ固結(jié)穩(wěn)定后，快速加τ使土樣剪壞；3）慢剪：加σ固結(jié)穩(wěn)定后，慢速加τ使土樣剪壞。２、三軸試驗

1）三軸試驗基本原理2）三軸試驗方法：ＵＵ試驗CU試驗CD試驗3、無側(cè)限抗壓強度試驗§6-3地基容許承載力地基容許承載力：是指在保證建筑物安全、可靠，并符合正常使用要求的前提下，地基土在面積上所能承受荷載的能力。用荷載強度表示。[σ]地基變形分為三個階段：壓密階段：P-S曲線o-a段，呈直線分布彈性平衡階段，不存在剪切變形局部剪切階段：P-S曲線a-k段，呈曲線分布地基邊緣出現(xiàn)塑性變形區(qū)破壞階段：呈豎直向下直線分布,建筑物整體失去穩(wěn)定發(fā)生傾倒事故。臨塑荷載Pa：指在外荷載作用下，地基中剛開始出現(xiàn)塑性變形（即局部剪切破壞時）基礎(chǔ)底面單位面積上所承受的荷載。臨界荷載：當?shù)鼗兴苄宰冃螀^(qū)最大深度為zmax=1/4b，（中心荷載基礎(chǔ)）與此相應的基礎(chǔ)底面壓力極限荷載PK：指地基在外荷載作用下產(chǎn)生的應力達到極限平衡時的荷載。地基容許承載力求解的四條途徑：理論公式、規(guī)范公式、實驗成果、經(jīng)驗。7、地基承載力的理論公式：臨塑荷載 Pa=Nqrh+NcCNq、Nb、Nc查P44表3-1臨界荷載 P1/4=Nbrb+Nqrh+NcC極限荷載 PK=Nbrb+Nqrh+NcCNq、Nb、Nc查P45表3-2地基容許承載力取三者中較小者，K為安全系數(shù)8、按橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范確定地基容許承載力（1）、確定地基土的類別與土的物理狀態(tài)指標 粘性土：Il、e 砂性土：Dr（2）、地基土基本容許承載力［σ0］：適用于b≤2，h≤3，按持力層土類查表求得。（3）、計算修正后的地基容許承載力［σ］：b＞2m，h＞3m，且h/b≤4時 [σ]=[σ0]+kγ1（b-2）+k2γ2（h-3）+10hWkPa ［σ0］——按表3-3~表3~11查得的地基基本容許承載力，Kpab——基礎(chǔ)底面寬度（或直徑）當b＞10時，按b=10m，當b＜2m時，取b=2mh——基礎(chǔ)埋置深度，h＜3m時，取h=3m無沖刷從天然地面或河床底面算起；有沖刷從一般沖刷線算起r1——基底下持力層土的天然容重，KN/m3，如果持力層在水面以下，且為透水性土層時，應按r’浮容重計算。r2———基底以上土的容重，KN/m3，對于水面以上的用天然容重，對于水面以下的土：當持力層不透水時，不論基底以上的土是否透水一律用飽和容重rf當持力層土透水，則一律用浮容重計算 當基底以上由多層土組成時，應按照換算容重計算r2= k1、k2——基礎(chǔ)寬度與基礎(chǔ)埋置深度的修正系數(shù)，按持力層土查表3-12求得hw——平均常水位到一般沖刷線的深度，m，對于水中基礎(chǔ)，當持力層不透水時，考慮此項修正，但若持力層透水，則不計此項。（4）、地基容許承載力的提高：荷載組合Ⅰ，k=1；荷載組合Ⅱ，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，k=1.259、利用荷載實驗確定地基容許承載力在P-S曲線中，如能找到明顯的臨塑荷載和極限荷載，則比較Pa和PK/K選定［σ］，如P-S曲線中臨塑荷載和極限荷載不明顯時，取允許沉降量所對應的P作為［σ］。任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題土壓力與土坡穩(wěn)定課型面授教學方法講授教學目的土壓力與土坡穩(wěn)定教學重點土壓力與土坡穩(wěn)定靜止土壓力的計算郎金（肯）土壓力理論教學難點土壓力與土坡穩(wěn)定

第七章土壓力與土坡穩(wěn)定§7-1概述 在建筑工程中，遇到在土坡上、下修建建筑物時，為了防止土坡發(fā)生滑坡或坍塌，需用各種類型的擋土結(jié)構(gòu)物加以支擋，擋土墻是最常用的支擋結(jié)構(gòu)物，土體作用在擋土墻上的壓力稱為土壓力earthpressure。1、土壓力實驗：在實驗室內(nèi)通過擋土墻的模型試驗可以量測出擋土墻不同位移方向產(chǎn)生種不同的土壓力：A擋土墻靜止不動時，測出土壓力為P0B擋土墻向離開填土的臨空方向移動或轉(zhuǎn)動時，測得土壓力數(shù)值減小到最小值Pa。 C擋土墻向填土方向移動時，土壓力值最大為Pp。2、土壓力種類靜止土壓力：當擋土墻靜止不動時，墻后土體由于墻的側(cè)限作用而處于靜止狀態(tài)，此時墻后土體作用在墻背上的土壓力稱為靜止土壓力。E0

主動土壓力activeearthpressure：當擋土墻在墻后填土作用下，背離填土方向發(fā)生位移，土中出現(xiàn)剪應力并增大至極限值，作用于擋土墻上的土壓力逐漸減小的最小值稱為主動土壓力。Ea。被動土壓力passiveearthpressure：當擋土墻在外力作用下，推動土體向填土方向發(fā)生位移，土中出現(xiàn)剪應力并增大至極限值，作用于擋土墻上的土壓力逐漸增大的最大值稱為主動土壓力。Ep。Ea＜E0＜Ep3、

影響土壓力的因素（1）擋土墻的位移：實驗和計算表明，其它條件完全相同，僅擋土墻位移方向相反，土壓力數(shù)值相差20倍左右，所以在設(shè)計擋土墻時，首先應考慮墻可能產(chǎn)生的位移的大小和方向。（2）擋土墻的形狀：擋土墻剖面形狀，包括墻背豎直或傾斜、光滑或粗糙，都關(guān)系采用何種土壓力計算理論和計算結(jié)果。（3）填土的性質(zhì)：墻后填土的性質(zhì)包括：填土松密程度即容度、干施程度即含水量、土的強度指標即C、φ大小，以及填土表面的形狀等。（4）擋土墻的建筑材料：如采用混凝土或鋼筋混凝土，可認為墻的表面光滑，不計入摩擦力，采用砌體擋墻必須計入摩擦力。所以土壓力大小方向都不相同7-2靜止土壓力的計算靜止土壓強度Po=KoγZKo—靜止土壓力系數(shù)。Ko=1－sinφˊ靜止土壓力Eo作用點距墻底H/3處，方向水平地下水位以下用γˊ，同時考慮靜水壓力7-3郎金（肯）土壓力理論基本假定：把擋土結(jié)構(gòu)物的墻體視為半無限土體的一個部分。最簡單條件：1、墻是剛性的且墻背是豎直平面2、填土面水平，且與墻頂齊平3、假定墻背光滑即墻和土之間無摩擦力。一、靜止土壓力公式：E0=1/2（ξrz）z=1/2ξrz2二、主動土壓力公式： m=tg（45-分析：（1）砂性土：C=0，pa=rzm2（2）粘性土：z=0時，pa=-2cmz=H時，pa=rHm2—2Cm pa=0時，z= KN/m α：為最大主應力面與滑裂面之間的夾角。三、被動土壓力： 由φ查表求得（1）砂性土： KN/m（2）粘性土： KN/m

7-4庫侖土壓力理論基本假定：由于墻的移動（前移或后移）使墻背填土形成一個滑動契體體，當土契體處于極限平衡狀態(tài)時，滑裂面為通過墻腳的某一平面，土契體在極限平衡時作用在墻背上的側(cè)壓力合力，即為主動土壓力或被動土壓力值。

適用范圍：墻背為傾斜，填土面傾斜，墻背與土之間有摩擦力。

NOTE：限制：該理論只適用于砂土。

NOTE：（1）當β=0，α=0，δ=0時，代入μa公式，符合朗金理論。（2） 土壓力強度分布圖為三角形 （3）Ea作用線方向：與墻背法線成α角，與水平線成α+β角 （4）被動土壓力：7-4-1庫侖土壓力公式應用中的幾個問題：1、

粘性土應用庫侖土壓力公式：對粘性土采用庫侖公式時，將φ適當提高，折算成φ′等值內(nèi)摩擦角來反映粘聚力C對土壓力的影響。φ′=30°~35°2、

庫侖被動土壓力理論結(jié)果常偏大，原因在于滑裂面實際多為曲面。所以，庫侖理論推薦采用來計算Ea。

§7-5土坡穩(wěn)定分析一、概述：1、土坡滑動失穩(wěn)原因：外界力作用土的抗剪強度降低2、穩(wěn)定性用穩(wěn)定安全系數(shù)K表示：

砂性土的土坡穩(wěn)定分析：粘性土的土坡穩(wěn)定分析：3、滑動面:有軟弱層或巖層時為復合滑動面均質(zhì)粘土層時為園弧滑動面：坡腳園坡面園中點園二、分析方法：園弧滑動體整體穩(wěn)定分析法條分法1、土坡園弧滑動體整體穩(wěn)定分析①基本概念穩(wěn)定安全系數(shù)

②摩擦圓法由力三角形求得C,再用C=c1·AD求c1

③泰勒分析法

A判斷滑動園弧形式

φ>3°滑動面為坡腳園

φ=0°,β>53°滑動面為坡腳園

φ=0°,β<53°滑動面取決于硬層埋深B計算穩(wěn)定安全系數(shù)泰勒認為土坡穩(wěn)定分析用γ、C、Φ、H、β五個參數(shù)計算時可由β、Φ查圖得Ns→C，該C值即為C１→穩(wěn)定系數(shù)2、條分法分析土坡穩(wěn)定

土條i上的作用力包括：

土條重力Wi，大小、方向、位置已知；

兩側(cè)法向力Ei，Ei+1,豎向剪力Xi,Xi+1，其中Ei+1大小,位置未知，Xi+1大小未知；

滑動面ef上Ni，Ti，作用于ef中點，大小未知。

Ei假設(shè)土條兩側(cè)作用力大小相等，作用線重合，由靜力平衡條件得：

3、畢肖普條分法

步驟為：假定一K值→代入公式求得一K′值→比較K與K′，若不相等→以K′代替K代入重新K′→任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題基礎(chǔ)工程課型面授教學方法講授教學目的基礎(chǔ)工程教學重點地基和基礎(chǔ)的概念二、地基與基礎(chǔ)的類型三、基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工時所需資料及計算荷載的組合

淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算教學難點淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算再比較，直至K、K′相符為止，常借助計算機算。

第八章基礎(chǔ)工程§8-1概述一、地基和基礎(chǔ)的概念1、地基groundwork：承受建筑物或構(gòu)筑物荷載、受這些荷載影響的那一部分地層則稱為該建筑物或構(gòu)筑物的地基。2、基礎(chǔ)base:支承上部結(jié)構(gòu)荷載并傳給地層中地基的起承上啟下作用的下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。二、地基與基礎(chǔ)的類型（一）地基可分為天然地基和人工地基（二）基礎(chǔ)的類型1、按剛度分類：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)2、按埋置深度分類：深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)3、按構(gòu)造形式分類：實體式基礎(chǔ)和樁柱式基礎(chǔ)4、按施工方法分類。5、按基礎(chǔ)的材料分類。三、基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工時所需資料及計算荷載的組合（一）基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工的原則：1、全面考慮、上下兼顧。2、技術(shù)、安全、經(jīng)濟。（二）基礎(chǔ)工程設(shè)計和施工所需資料：1、建筑物情況。2、荷載作用情況。3、水文資料。4、工程地質(zhì)資料。5、規(guī)范、規(guī)定。6、施工條件。7、類似工程的經(jīng)驗。（三）計算荷載countload的組合四、地基基礎(chǔ)方案1、原則2、方案類型任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題天然地基上剛性淺基礎(chǔ)課型面授教學方法講授教學目的基礎(chǔ)工程教學重點剛性淺基礎(chǔ)rigiditybase的構(gòu)造淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算教學難點淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算第九章天然地基上剛性淺基礎(chǔ)§9-1剛性淺基礎(chǔ)rigiditybase的構(gòu)造一、剛性基礎(chǔ)rigiditybase：剛性基礎(chǔ)的懸出段長度，通常用壓力角а來控制，а角是自墩（臺）身底的邊緣與基底邊緣的連線和豎直線的夾角，а≤аmax，其中аmax稱為剛性角，剛性角аmax基礎(chǔ)圬工材料的強度有關(guān)。磚、片石、塊石、粗料石砌體，用5號以下砂漿砌筑時аmax≤30°磚、片石、塊石、粗料石砌體，用5號以下砂漿砌筑時аmax≤35°混凝土澆筑時аmax≤40°--45°在設(shè)計剛性淺基礎(chǔ)底面尺寸時，凡滿足а≤аmax條件，即可認為基礎(chǔ)本身強度已得到保證。若а>аmax時，則稱為柔性基礎(chǔ)。二、剛性基礎(chǔ)rigiditybase的構(gòu)造當基礎(chǔ)較厚時，可在兩個剖面上，都砌成臺階形，以減少自重，節(jié)省材料。§9-2淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算包括下述內(nèi)容：（1）初步確定基礎(chǔ)埋置深度；（2）初步擬定基礎(chǔ)尺寸；（3）地基與基礎(chǔ)的驗算。一、基礎(chǔ)埋置深度的確定確定基礎(chǔ)埋置濃度應考慮的因素：1、地基的地質(zhì)條件與荷載作用情況2、上部結(jié)構(gòu)的型式3、水流的沖刷影響4、當?shù)氐膬鼋Y(jié)深度5、保證地基穩(wěn)定所需的最小埋置深度6、施工條件二、基礎(chǔ)尺寸的擬定剛性基礎(chǔ)的尺寸擬定包括基礎(chǔ)的高度、平面尺寸和立面尺寸。1、高度要根據(jù)墩臺身結(jié)構(gòu)型式，荷載大小，基礎(chǔ)材料等來確定。2、基礎(chǔ)的平面尺寸，應根據(jù)墩、臺身底面形狀而確定。a=l+2Htanα≤l+2Htanαmaxb=d+2Htanα≤d+2Htanαmax頂面的最小尺寸：bmin=b0+2c3、基礎(chǔ)立面主要考慮便于施工，節(jié)省材料。三、地基與基礎(chǔ)的驗算（一）基底應力floorstres

1、中心荷載作用：基底均勻受壓，其應力分布為矩形計算式為：σ=N/A=N/ab2、偏心荷載作用(圖2-5)：σmaxmin=N/A+M/W當基礎(chǔ)底面尺寸為定值時，N和M值愈大，σmax愈大。因此在計算基底應力時，應選用N和M值盡可能大的荷載組合為最大不利荷載組合。3、考慮臺背填土對橋臺的基底應力計算（圖2-7）（二）地基強度groundworkintension驗算σmax≤k[σ]1、持力層強驗算（1）確定土的類型（2）確定土的狀態(tài)（3）確定地基的基本容許承載力當b≤2米，h≤3米，查表2-5、表2-6取地基容許承載力[σ0]。（4）修正后的地基容許承載力當b>2米，h>3米，且h/b≤4時：[σ]=[σ0]+kγ1（b-2）+k2γ2（h-3）+10hW（5）地基容許承載力的提高地基容許承載力的提高系數(shù)按表2-8查取2、軟弱下臥層強度驗算σh+z=γ1（h+z）+αC（σ-γ2h）≤k[σ]h+z（三）基底偏心距驗算為了防止基礎(chǔ)傾斜過大應對基底合力的偏心距加以控制，滿足表2-9。驗算時選取M值大，N值小的荷載級合為最大不利荷載組合。（四）基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗算：1、傾覆穩(wěn)定性驗算2、滑動穩(wěn)定性驗算（五）地基沉降驗算分層總和法9-3剛性擴大淺基礎(chǔ)的計算算例一、設(shè)計資料（第24頁）二、橋臺構(gòu)造及尺寸的擬定（如圖2-14）α≤αmax三、荷載計算（一）恒載計算（二）土壓力計算1、臺后無車輛荷載2、臺后有汽車荷載3、臺后有掛車荷載（三）車輛、人眾荷載支座反力計算1、橋上及人群荷載，臺后無活載（1）

汽車及人群荷載反力（2）

汽車制動力2、橋上、臺后均有汽車荷載，重車在臺后（1）

汽車及人群荷載反力（2）

汽車制動力3、橋上有掛—100級荷載四、荷載組合五、地基強度驗算（一）基底應力計算1、建成后使用時2、施工時（二）地基強度驗算1、持力層強度2、軟弱下臥層強度六、基底偏心距驗算（一）僅受恒載作用時（二）考慮附加荷載組合時七、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗算（一）傾覆穩(wěn)定性驗算（二）滑動穩(wěn)定性驗算八、地基沉降9-4剛性擴大淺基礎(chǔ)理論施工簡介施工順序和主要內(nèi)容：㈠基礎(chǔ)定位放樣

㈡基坑的開挖、坑壁支撐

㈢基坑排水

㈣基坑檢驗和處理

㈤基礎(chǔ)砌筑及基坑的回填2、基坑（grounddelve）：為了建筑基礎(chǔ)而開挖的臨時性坑井。一、旱地上淺基礎(chǔ)的施工㈠基礎(chǔ)定位放樣：（板示圖2-18，講解基礎(chǔ)的定位放樣）㈡基坑的開挖：（1）不設(shè)圍護的基坑（板示圖2-20講解基坑放坡開挖）（2）坑壁有圍護的基坑①擋板支撐（講解圖2-21）②結(jié)合支撐（講解圖2-22）③板樁支撐（講解圖2-23、講解圖2-24）④采用混凝土護壁。㈢基坑排水1、表面排水（1）滲水量的估算：一是抽水試驗，二是利用經(jīng)驗公式估算。對于放坡開挖的基坑，基坑滲水量可作下式估算：Q=q1F1+q2F2式中：q1、q2—基坑底面和側(cè)面的單位滲水量（m3/h/m2），F(xiàn)1、F2—基坑底面和側(cè)面的滲水面積（m2）。對于有板樁圍護的基坑（如圖2-27所示），可用下式估算滲水量：Q=KUHq式中：K—土的透水系數(shù)，如基坑范圍內(nèi)為多層土，取均值（m/h）；U—基坑周長（m）；H—水頭差（m）；q—單位滲水量，見表2-25。（2）水泵的選用2、輕型井點法（1）利用“下降漏斗”使地下水位降低到坑底設(shè)計標高以下，使施工在無水的情況下進行（如圖2-28所示）。（2）主要設(shè)備：（如圖2-29所示）對應此圖補充井點管、連接管的名稱。（井點管；集水管；連接管；抽水設(shè)備。）（3）井點的布置㈣基坑的檢驗與處理1、基坑的檢驗挖好基坑，在基礎(chǔ)澆筑前進行驗坑，檢查是否符合要求。2、基坑的處理㈤基礎(chǔ)的澆筑及基坑的回填二、水中淺基礎(chǔ)的施工首先在基坑外圍設(shè)置好圍堰，再排水開挖基坑，或靜水中開挖基坑。㈠設(shè)置圍堰的基本要求㈡常用圍堰的構(gòu)造、適用條件、和施工要求1、土圍堰cofferdam（圖2-30）2、草（麻）袋圍堰（圖2-31）3、木板樁圍堰（圖2-32、圖2-33）4、鋼板樁圍堰（圖2-35）5、套箱圍堰（圖2-36）任課教師李秋虹授課班級建工各班授課時間學時2課題樁基礎(chǔ)課型面授教學方法講授教學目的樁基礎(chǔ)教學重點樁基礎(chǔ)的組成、作用及適用條件樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造樁基礎(chǔ)單樁容許承載力樁的內(nèi)力和變位計算教學難點單樁容許承載力樁的內(nèi)力和變位計算第十章樁基礎(chǔ)10-1樁基礎(chǔ)的組成、作用及適用條件一、樁基礎(chǔ)pegbase的組成由樁體與連結(jié)樁頂?shù)某信_兩部分組成。二、樁基礎(chǔ)的作用是將承臺以上構(gòu)筑物傳來荷載通過承臺，由樁傳到較深的地基持力層中去。三、樁基礎(chǔ)的適用條件1、荷載較大，地基上部土層軟弱，適宜的地基持力層位置較深，采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)上、經(jīng)濟上不合理時；2、河床沖刷較大，河道不穩(wěn)定或沖刷深度不易計算正確，如采用淺基礎(chǔ)施工困難或不能保證基礎(chǔ)安全時；3、當?shù)赜嬎愠两颠^在或結(jié)構(gòu)物對不均勻沉降敏感時，采用樁基礎(chǔ)穿過松軟土層，將荷載傳到較堅實土層，減少結(jié)構(gòu)沉降并使沉降均勻。另外，樁基礎(chǔ)還能增強結(jié)構(gòu)物的抗震能力；4、施工水位或地下水位較高時?！?0-2樁和樁基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造一、樁與樁基礎(chǔ)的分類1、按承臺位置分類低樁承臺（圖3-2a）高樁承臺（圖3-2b）2、施工方法分類鉆（挖）孔灌注樁基礎(chǔ)沉樁基礎(chǔ)管樁基礎(chǔ)（圖3-3）3、基礎(chǔ)的受力條件分類柱樁與摩擦樁（圖3-4）豎直樁與斜樁（圖3-5）二、樁與樁基礎(chǔ)的構(gòu)造1、各種基礎(chǔ)的構(gòu)造就地灌注鋼筋混凝土樁的構(gòu)造（圖3-6）鋼筋混凝土預制樁（圖3-7）木樁（圖3-8）2、樁的布置和間距（圖3-10）3、承臺的構(gòu)造、樁與承臺的連結(jié)（圖3-10、圖3-11）§10-3單樁容許承載力的確定單樁容許承載力——指單樁在外荷載的作用下，樁土共同作用，地基土和樁本身的強度和穩(wěn)定性均能得到保證，且變形在容許范圍之內(nèi)樁所能容許承受的最大荷載。一、單樁軸向容許承載力的確定方法有：靜載試驗法經(jīng)驗公式法理論公式法靜力觸探法動力公式或波動方程按樁身材料（一）靜載試驗確定單樁容許承載力1、試驗裝置：主要由錨梁、橫梁和油壓千斤頂組成（圖3-34）。2、測試方法3、極限荷載和軸向容許承載力的確定（二）按經(jīng)驗公式（規(guī)范法）確定單樁軸向容許承載力1、摩擦樁⑴鉆孔灌注樁：[P]=1/2（UΣτili+AσR）=1/2（UτPl+AσR）σR=2m0λ{[σ0]+k2γ2（h-3）}⑵預制沉樁：[P]=1/2（UΣαiτili+αAσR）2、柱樁（支承樁）：[P]=（c1A+c2Uh）Ra[例題3-1]某橋臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)理論，設(shè)計樁徑1.2M，采用沖抓錐成孔，樁穿過土層情況如圖3-36所示，樁長L=20M，試按土的阻力求單樁軸向承載力。（P76頁）[例題3-2]上題中，已知單根樁樁頂所受的最大豎向力為P=2619.36KN，其他條件相同，試求樁長?！?0-3單樁容許承載力的確定一、單樁軸向容許承載力的確定（三）按理論公式確定單元樁容許承載力1、太沙基-普朗特爾理論；2、梅耶霍夫理論公式；3、別列贊采夫理論公式；4、斯開普頓理論Pj=cacNc+aqγqhNq（四）按靜力觸探法確定單樁容許承載力優(yōu)點：1、設(shè)備簡單，可現(xiàn)場進行測試，比室內(nèi)試驗工效高得多；2、有利于合理選擇持力層；3、工作機理與樁相似。（五）應用動力公式或波動方程確定單樁容許承載力1、動力公式：QH=Re+Qh+Aqh2、應用波動方程法（六）考慮樁身材料：[P]=φγb（RaA/γc+R`gA`g/γs）二、單樁橫向容許承載力的確定單樁的橫向承載力，按其工作性狀分類通常有以下兩種情況：1、當樁徑較大，入土深度較小或周圍土層較松軟樁的剛度遠大于土層剛度，樁的相對剛度較大時