土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 第2版 課件 任務(wù)13 淺基礎(chǔ)

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)SoilmechanicsandGeotechnicalEngineer福建船政交通職業(yè)學(xué)院匯報人：盛海洋郵箱：2437509522@任務(wù)13淺基礎(chǔ)主容Content淺基礎(chǔ)類型與基礎(chǔ)埋深選擇剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟123要內(nèi)淺基礎(chǔ)施工4教學(xué)目標(biāo)1.知道淺基礎(chǔ)類型與基礎(chǔ)埋深選擇2.了解剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算3.知道淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟4.知道淺基礎(chǔ)施工。淺基礎(chǔ)類型與基礎(chǔ)埋深選擇淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟淺基礎(chǔ)施工剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算

重點難點13.1淺基礎(chǔ)類型與埋深選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容1、地基、基礎(chǔ)、持力持一、概述1、剛性基礎(chǔ)2、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)3、條形基礎(chǔ)4、剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型一、概述“”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)。一般而言，將承受建筑物各種作用的地層稱為地基，而將建筑物與地基接觸的最下部分，也就是將建筑物的各種作用傳遞至地基的結(jié)構(gòu)物稱為基礎(chǔ)。一、概述地基：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）?；A(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：持力層下部的土層。一、概述天然地基：未經(jīng)過人為處理即可滿足設(shè)計要求的地基。

人工地基：經(jīng)過人工加固或處理后的地基。地基基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)深水基礎(chǔ)

剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)柔性擴(kuò)大基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)地下連續(xù)墻沉井基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型淺基礎(chǔ)定義：通常將埋置深度較淺（一般在5米以內(nèi)），且施工相對簡單的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)。特點：施工一般采用敞開挖基坑修筑基礎(chǔ)的方法，故亦稱為明挖基礎(chǔ)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)形式和施工方法也較簡單。天然地基淺基礎(chǔ)根據(jù)受力條件及構(gòu)造可分為剛性基礎(chǔ)（也稱無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）和鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)兩大類。二、淺基礎(chǔ)類型鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型1、概念基礎(chǔ)在外力（包括基礎(chǔ)自重）作用下，基底的地基反力為σ，此時基礎(chǔ)的懸出部分a-a斷面左端，相當(dāng)于承受著強(qiáng)度為的均布荷載的懸臂梁，在荷載作用下，a-a斷面將產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)基礎(chǔ)圬工具有足夠的截面使材料的容許應(yīng)力大于由地基反力產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時，a-a斷面不會出現(xiàn)裂縫，這時，基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。（一）剛性基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型2、剛性基礎(chǔ)的特點形式：剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，單獨柱下剛性基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。優(yōu)點：穩(wěn)定性好、施工簡便、能承受較大的荷載，所以只要地基強(qiáng)度能滿足要求，它是橋梁和涵洞等結(jié)構(gòu)物首先考慮的基礎(chǔ)形式。缺點：自重大，并且當(dāng)持力層為軟弱土?xí)r，由于擴(kuò)大基礎(chǔ)面積有一定限制，需要對地基進(jìn)行處理或加固后才能采用，否則會因所受的荷載壓力超過地基強(qiáng)度而影響建筑物的正常使用。（一）剛性基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型1、概念基礎(chǔ)在基底反力作用下，在a-a斷面產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力若超過了基礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度極限值，為了防止基礎(chǔ)在a-a斷面開裂甚至斷裂，可將剛性基礎(chǔ)尺寸重新設(shè)計，并在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。（二）鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型2、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的特點形式：柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)、條形和十字形基礎(chǔ)筏板及箱形基礎(chǔ)。優(yōu)點：其整體性能較好，抗彎剛度較大。在土質(zhì)較差的地基上修建高層建筑物時，采用這種基礎(chǔ)形式是適宜的。缺點：鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)，特別是箱形基礎(chǔ)，鋼筋和水泥的用量較大，施工技術(shù)的要求也較高，所以采用這種基礎(chǔ)形式應(yīng)與其它基礎(chǔ)方案（如采用樁基礎(chǔ)等）比較后再確定。（二）鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型箱形基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型條形基礎(chǔ)分為墻下和柱下條形基礎(chǔ)，墻下條形基礎(chǔ)是擋土墻下或涵洞下常用的基礎(chǔ)形式。其橫剖面可以是矩形或?qū)⒁粋?cè)筑成臺階形。（三)條形基礎(chǔ)擋土墻下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型由于地基強(qiáng)度一般較墩臺或墻柱圬工的強(qiáng)度低，因而需要將基礎(chǔ)平面尺寸擴(kuò)大以滿足地基強(qiáng)度要求，這種剛性基礎(chǔ)剛稱剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。它是橋涵及其他建筑物常用的基礎(chǔ)形式，其平面形狀常為矩形。其每邊擴(kuò)大的尺寸最小為0.20～0.50m，視土質(zhì)、基礎(chǔ)厚度、埋置深度和施工方法而定。作為剛性基礎(chǔ)，每邊擴(kuò)大的最大尺寸應(yīng)受到材料剛性角的限制。（四）剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型剛性角：基礎(chǔ)懸出總長度（包括襟邊與臺階寬度之和）按前面剛性基礎(chǔ)的定義，應(yīng)使懸出部分在基底反力作用下，在a-a截面所產(chǎn)生的彎曲拉力和剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度限值。所以滿足上述要求時，就可得到自墩臺身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯(lián)線間的最大夾角max，稱為剛性角。P183圖9.14當(dāng)基礎(chǔ)較厚時，可在縱橫兩個剖面上都做成臺階形，以減少基礎(chǔ)自重，節(jié)省材料。（四）剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)（四）剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)學(xué)習(xí)小結(jié)010203041、地基、基礎(chǔ)、持力持一、概述1、剛性基礎(chǔ)2、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)3、條形基礎(chǔ)4、剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)二、淺基礎(chǔ)類型13.2剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算主容Content設(shè)計計算的原則設(shè)計與計算的主要內(nèi)容淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟123要內(nèi)基礎(chǔ)埋置深度的確定4一、設(shè)計計算的原則1.基礎(chǔ)底面的壓力小于地基承載力容許值；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。二、設(shè)計與計算的主要內(nèi)容基礎(chǔ)埋置深度的確定剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定地基承載力驗算基底合力偏心距驗算基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)沉降驗算三、淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟1、分析研究建筑物場地地質(zhì)資料，建筑材料及施工技術(shù)條件資料，建筑物的結(jié)構(gòu)型式，使用要求及上部結(jié)構(gòu)荷載資料等。綜合考慮選擇基礎(chǔ)類型、材料、平面布置。2、基礎(chǔ)埋置深度的確定。3、基礎(chǔ)底面尺寸的擬定。4、地基承載力驗算，基底合力偏心距驗算，地基穩(wěn)定性驗算，基礎(chǔ)沉降驗算。5、確定基礎(chǔ)剖面尺寸，進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計算。6、繪制基礎(chǔ)施工祥圖，提出必要的施工技術(shù)說明。四、基礎(chǔ)埋置深度的確定將基礎(chǔ)設(shè)置在變形較小，而強(qiáng)度又比較大的持力層上，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差。還要使基礎(chǔ)有足夠的埋置深度，以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確?；A(chǔ)的安全。必須綜合考慮地基的地質(zhì)和地形條件、河流的沖刷程度、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、上部結(jié)構(gòu)形式以及保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋深和施工技術(shù)條件、造價等因素。四、基礎(chǔ)埋置深度的確定剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)（一）地基的地質(zhì)條件四、基礎(chǔ)埋置深度的確定巖石地基：覆蓋土層較薄時，可以將基礎(chǔ)直接修建在新鮮巖面上；如巖石的風(fēng)化層很厚，難以全部清除時，基礎(chǔ)放在風(fēng)化層中的埋置深度應(yīng)根據(jù)其風(fēng)化程度、沖刷深度及相應(yīng)的容許承載力來確定。非巖石地基：如受壓層范圍內(nèi)為均質(zhì)土，基礎(chǔ)埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可根據(jù)荷載大小，由地基土的承載能力和沉降特性來確定。（二）河流的沖刷深度四、基礎(chǔ)埋置深度的確定沖刷的基本概念:洪水沖刷后，整個河床面要下降，這叫一般沖刷,被沖下去的深度叫一般沖刷深度。同時由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖出一個深坑，這叫局部沖刷。（三）當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度四、基礎(chǔ)埋置深度的確定為了保證建筑物不受地基土季節(jié)性凍脹的影響，除地基為非凍脹性土外，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在天然最大凍結(jié)線以下一定深度。（四）上部結(jié)構(gòu)型式對中、小跨度簡支梁橋來說，這項因素對確定基礎(chǔ)的埋置深度影響不大。但對超靜定結(jié)構(gòu)即使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降也會使內(nèi)力產(chǎn)生一定變化。（五）當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件四、基礎(chǔ)埋置深度的確定當(dāng)墩臺、擋土墻等結(jié)構(gòu)位于較陡的土坡上，在確定基礎(chǔ)埋深時，還應(yīng)考慮土坡連同結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動的穩(wěn)定性。（六）保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度四、基礎(chǔ)埋置深度的確定地表土的性質(zhì)是不穩(wěn)定的。人類和動物的活動以及植物的生長作用，也會影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定，所以一般地表土不宜作為持力層.為了保證地基和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的埋置深度（除巖石地基外）應(yīng)在天然地面或無沖刷河底以下不小于1m。(七)在確定基礎(chǔ)埋置深度時，還應(yīng)考慮相鄰建筑物的影響[案例]如何較合理地確定基礎(chǔ)埋置深度和選擇持力層。

fa0fa0fa0fa0剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)學(xué)習(xí)小結(jié)一、設(shè)計計算的原則三、淺基礎(chǔ)設(shè)計步驟學(xué)習(xí)小結(jié)二、設(shè)計與計算的主要內(nèi)容四、基礎(chǔ)埋置深度的確定13.3淺基礎(chǔ)施工學(xué)容Content淺基礎(chǔ)施工順序旱地上淺基礎(chǔ)施工水中開挖基坑時的圍堰工程123習(xí)內(nèi)一、淺基礎(chǔ)施工順序和主要內(nèi)容1、基礎(chǔ)定位放樣2、基坑的開挖、坑壁支撐3、基坑排水4、基坑檢驗和處理5、基礎(chǔ)砌筑及基坑的回填二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工（1）不設(shè)圍護(hù)的基坑（2）坑壁有圍護(hù)的基坑①擋板支撐②板樁支撐③圓形基坑采用混凝土護(hù)壁1、基礎(chǔ)定位放樣：2、基坑的開挖：二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工基坑的開挖施工一般要求

剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工可采用明挖的方法進(jìn)行基坑開挖。開挖工作應(yīng)盡量在枯水或少雨季節(jié)進(jìn)行，且不宜間斷。

基坑挖至基底設(shè)計高程應(yīng)立即對基底土質(zhì)及坑底情況進(jìn)行檢驗，驗收合格后應(yīng)盡快修筑基礎(chǔ)，不得將基坑暴露過久。二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工基坑圍護(hù)：噴錨支護(hù)二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工在軟弱土層中的較深基坑以深層攪拌樁、粉體噴射攪拌樁、旋噴樁，按密排或格框形布置成連續(xù)墻以形成支檔結(jié)構(gòu)。二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工適用情況：基坑如在地下水位以下，隨著基坑的下挖，滲水將不斷涌集基坑，因此施工過程中必須不斷地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基礎(chǔ)的砌筑與養(yǎng)護(hù)。常用方法：表面排水法、井點法降低地下水位。3、基坑排水二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工井點法降低地下水位輕型井點降水布置圖二、旱地上淺基礎(chǔ)的施工4、基坑的檢驗與處理5、基礎(chǔ)的澆筑及基坑的回填1、基坑的檢驗挖好基坑，在基礎(chǔ)澆筑前進(jìn)行驗坑，檢查是否符合要求。2、基坑的處理三、水中開挖基坑時的圍堰工程圍堰的概念：是一種臨時擋水結(jié)構(gòu)，在水中修筑橋梁基礎(chǔ)時，開挖基坑前需在基坑周圍先修筑一道防水圍堰，把圍堰內(nèi)水排干后，再開挖基坑修筑基礎(chǔ)。圍堰的種類：有土圍堰、草（麻）袋圍堰、鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰和地下連續(xù)墻圍堰等。三、水中開挖基坑時的圍堰工程在水深較淺（2m以內(nèi)），流速緩慢，河床滲水較小的河流中修筑基礎(chǔ)可采用土圍堰或草袋圍堰。（一）土圍堰和草袋圍堰

土圍堰（尺寸單位：m）草袋圍堰（尺寸單位：m）