《地基與基礎(chǔ)》課件

地基與基礎(chǔ)地基與基礎(chǔ)是建筑工程中不可或缺的一部分。它支撐著整個建筑結(jié)構(gòu)，確保建筑物的安全和穩(wěn)定。課程簡介課程介紹本課程是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。重點講解地基與基礎(chǔ)相關(guān)的基礎(chǔ)理論、設(shè)計方法和施工技術(shù)。課程內(nèi)容包括地基土的性質(zhì)、地基承載力、基礎(chǔ)形式選擇、基礎(chǔ)設(shè)計計算、基礎(chǔ)施工技術(shù)等。涵蓋淺基礎(chǔ)、樁基基礎(chǔ)、特殊地基處理等內(nèi)容。課程目標11.基礎(chǔ)知識學習地基與基礎(chǔ)的定義、分類、作用和發(fā)展歷程。22.設(shè)計原則掌握地基與基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則、方法和規(guī)范。33.設(shè)計實踐了解常見的工程案例和設(shè)計方法，并運用理論知識解決實際問題。44.規(guī)范解讀熟悉相關(guān)規(guī)范和標準，并能夠根據(jù)規(guī)范進行設(shè)計和施工。地基基礎(chǔ)知識地基定義地基是指建筑物或構(gòu)筑物直接承受荷載的基礎(chǔ)所處的土體或巖體?；A(chǔ)定義基礎(chǔ)是指將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基的結(jié)構(gòu)部分，它位于地基的表面或地下。地基與基礎(chǔ)關(guān)系地基是基礎(chǔ)的承載體，基礎(chǔ)是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基的結(jié)構(gòu)。地基基礎(chǔ)的重要性地基基礎(chǔ)是建筑物安全的基礎(chǔ)，它直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。土的物理力學性質(zhì)土的顆粒組成土的顆粒組成是指土中不同粒徑的顆粒所占比例，它影響土的密度、孔隙率、滲透性等物理性質(zhì)。土的密度與孔隙率土的密度是指單位體積土的質(zhì)量，孔隙率是指土中孔隙體積占土體積的百分比，它們影響土的強度、壓縮性、滲透性等力學性質(zhì)。土的含水率土的含水率是指土中水分的含量，它影響土的強度、壓縮性、滲透性等力學性質(zhì)，以及土的工程性質(zhì)。土的強度土的強度是指土抵抗破壞的能力，它與土的顆粒組成、密度、含水率、有效應力等因素有關(guān)。地層勘察的方法與步驟勘察目的了解地基土的類型、分布、厚度，分析地基土的物理力學性質(zhì)，判斷地基的承載力、變形和穩(wěn)定性?？辈旆椒ǖ刭|(zhì)鉆探原位測試地球物理勘察勘察步驟資料收集、勘察方案制定、現(xiàn)場勘察、室內(nèi)試驗、數(shù)據(jù)分析、編制勘察報告?？辈靾蟾嬖敿毭枋龅鼗恋墓こ烫匦裕峁┑鼗休d力、變形、穩(wěn)定性等分析結(jié)論，為基礎(chǔ)設(shè)計提供依據(jù)。淺基礎(chǔ)設(shè)計原則地基承載力淺基礎(chǔ)必須滿足地基承載力要求，確?；A(chǔ)能夠安全地承受建筑物的荷載。沉降控制淺基礎(chǔ)設(shè)計需要控制沉降量，避免建筑物產(chǎn)生過大的差異沉降，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。抗震性能在抗震地區(qū)，淺基礎(chǔ)需要滿足抗震設(shè)計規(guī)范的要求，確保基礎(chǔ)能夠抵抗地震力的作用。基礎(chǔ)形式的選擇淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)是指基礎(chǔ)埋置深度較淺，一般不超過5m的基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)常用類型有條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)等。淺基礎(chǔ)施工相對簡單，成本較低，適用于荷載較小、地基承載力較好的情況。樁基樁基是指利用樁體將荷載傳遞到深層地基，適用于地基承載力較差、地基土層較厚的情況。樁基類型繁多，常見的有預制樁、灌注樁、鉆孔樁等。樁基承載力高，可以有效地克服地基不良的影響?；A(chǔ)承載力計算基礎(chǔ)承載力是指地基土抵抗基礎(chǔ)沉降的能力，是地基穩(wěn)定性的重要指標?；A(chǔ)承載力計算方法主要有兩種：經(jīng)驗公式法和理論計算法。經(jīng)驗公式法是根據(jù)以往工程經(jīng)驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立的簡化計算公式。該方法簡單易行，但精度較低，適用于工程設(shè)計初期或初步設(shè)計階段。理論計算法是根據(jù)土的物理力學性質(zhì)，采用力學原理進行計算。該方法精度較高，適用于重要的工程項目或特殊地基條件下的設(shè)計?；A(chǔ)沉降分析基礎(chǔ)沉降分析是地基基礎(chǔ)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它分析基礎(chǔ)在荷載作用下發(fā)生的沉降量。沉降分析需要考慮基礎(chǔ)類型、土層性質(zhì)、荷載大小、時間效應等因素，并利用相關(guān)計算方法和軟件進行分析。方法描述彈性理論法適用于較小的沉降量彈塑性理論法適用于較大的沉降量數(shù)值模擬法可模擬復雜的地基條件基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析是指對基礎(chǔ)在各種荷載作用下是否發(fā)生傾覆、滑動或整體失穩(wěn)的分析，是確保建筑物安全的重要環(huán)節(jié)。分析方法包括極限平衡法、有限元法等，主要考慮基礎(chǔ)的幾何尺寸、土體性質(zhì)、荷載大小和方向等因素。1傾覆基礎(chǔ)受荷載作用時，繞支點發(fā)生傾覆。2滑動基礎(chǔ)受荷載作用時，沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動。3整體失穩(wěn)基礎(chǔ)整體發(fā)生沉降或移動，導致建筑物破壞。樁基基礎(chǔ)設(shè)計樁基類型根據(jù)樁的材料、截面形式、施工方法等，樁基可以分為很多類型，如預制混凝土樁、灌注樁、鋼樁、復合樁等。樁基承載力樁基承載力是指樁基所能承受的最大荷載，是樁基設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)之一，需要進行理論計算和現(xiàn)場試驗驗證。樁基沉降樁基沉降是指樁基在荷載作用下發(fā)生的豎向位移，需要進行分析計算，確保沉降量符合規(guī)范要求。樁基布置樁基布置要根據(jù)建筑物的荷載、地質(zhì)條件、施工條件等因素綜合考慮，確保樁基的整體穩(wěn)定性。樁基承載力計算樁基承載力計算是樁基設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到基礎(chǔ)的安全性與經(jīng)濟性。計算方法主要有靜力荷載試驗法、動力荷載試驗法、理論計算法等，其中靜力荷載試驗法最為常用。100靜力荷載試驗通過施加逐漸增加的荷載，測定樁基的承載力。50動力荷載試驗通過沖擊荷載，測定樁基的動態(tài)響應，進而推算承載力。20理論計算法根據(jù)樁基的材料特性、幾何尺寸等參數(shù)，進行理論計算。1安全系數(shù)在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)范要求，乘以安全系數(shù)，得到最終的設(shè)計承載力。樁基沉降分析分析方法彈性理論法彈塑性理論法影響因素樁身剛度土層性質(zhì)計算步驟確定計算模型計算樁身變形基礎(chǔ)施工技術(shù)基礎(chǔ)開挖基礎(chǔ)開挖是施工的第一步，要根據(jù)設(shè)計圖紙和地質(zhì)情況進行精確控制。基礎(chǔ)墊層墊層是基礎(chǔ)與土層之間的過渡層，主要作用是隔離、排水和承載?；A(chǔ)混凝土澆筑混凝土澆筑是基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要保證混凝土的質(zhì)量和強度?；A(chǔ)養(yǎng)護基礎(chǔ)養(yǎng)護是保證基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵，主要方法包括澆水、覆蓋、保溫等?；又ёo技術(shù)11.支護類型選擇根據(jù)基坑深度、周邊環(huán)境、土質(zhì)條件等因素，選擇合適的支護方案。22.支護結(jié)構(gòu)設(shè)計支護結(jié)構(gòu)要確?；拥姆€(wěn)定性，防止土體坍塌、變形或滑移。33.施工工藝控制嚴格控制施工工藝，確保支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，防止施工過程中的安全事故。44.監(jiān)測與維護施工過程中需要進行定期監(jiān)測，確保支護結(jié)構(gòu)的有效性和安全性?；A(chǔ)防水與防潮防水層防水層是基礎(chǔ)防潮的關(guān)鍵，選擇合適的材料和施工工藝至關(guān)重要。排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)可以有效降低地下水位，減少基礎(chǔ)受潮?；A(chǔ)保溫保溫層可以隔絕地面冷空氣，防止基礎(chǔ)受潮?；A(chǔ)裂縫防治裂縫成因基礎(chǔ)裂縫形成的原因很多，包括地基不均勻沉降，溫差變化，施工質(zhì)量問題等。防治措施基礎(chǔ)裂縫防治措施包括：合理設(shè)計，嚴格施工，加強質(zhì)量控制，使用優(yōu)質(zhì)材料，采取有效的防裂措施，如設(shè)置伸縮縫，控制荷載，加強養(yǎng)護等?；A(chǔ)養(yǎng)護技術(shù)11.保濕養(yǎng)護基礎(chǔ)澆水養(yǎng)護，保證濕度，防止干裂。22.溫度控制避免高溫或低溫環(huán)境，控制溫度變化。33.防護措施防雨、防凍、防腐蝕，保護基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。44.定期檢查定期巡查，及時發(fā)現(xiàn)問題，進行維修?；A(chǔ)檢測與監(jiān)測沉降監(jiān)測監(jiān)測基礎(chǔ)沉降量，評估地基承載力，確保建筑物安全。傾斜監(jiān)測檢測基礎(chǔ)傾斜程度，分析原因，采取措施防止傾斜加劇。裂縫監(jiān)測監(jiān)測基礎(chǔ)裂縫的寬度、長度和發(fā)展趨勢，及時采取修補措施。特殊地基處理技術(shù)軟土地基處理軟弱土層是指地基土的承載力較低，容易產(chǎn)生過大的沉降，影響建筑物的安全。排水固結(jié)強夯法換填法膨脹土處理膨脹土是指含水量變化時體積變化較大的土層，容易造成建筑物開裂和沉降。預壓法化學改良法深層攪拌法凍土處理凍土是指溫度低于0℃且含有冰的土壤，容易導致建筑物凍脹和融沉。人工降溫法地熱交換法防凍保溫法其他特殊地基處理技術(shù)根據(jù)地基的具體情況，可采用其他特殊地基處理技術(shù)，如灌漿法、樁基法、CFG樁等?；A(chǔ)加固技術(shù)鋼筋加固增強基礎(chǔ)抗剪切和抗拉強度，適用于承載力不足或出現(xiàn)裂縫的混凝土基礎(chǔ)。灌漿加固通過灌漿，改善基礎(chǔ)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高承載力，適用于出現(xiàn)空洞或裂縫的混凝土基礎(chǔ)。增設(shè)支墩增加支墩來分散荷載，減輕基礎(chǔ)的受力，適用于沉降過大或承載力不足的基礎(chǔ)。地震作用下基礎(chǔ)設(shè)計地震荷載計算地震作用下基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮地震荷載，地震荷載大小與地震烈度、場地土類別、基礎(chǔ)類型等因素有關(guān)?？拐鹪O(shè)計原則抗震設(shè)計需要滿足結(jié)構(gòu)抗震能力要求，確保建筑物在發(fā)生地震時能夠安全抵抗地震力，避免倒塌或嚴重損壞?；A(chǔ)抗震措施常用的抗震措施包括基礎(chǔ)加固、抗震支座、抗震墻等，這些措施可以增強基礎(chǔ)的抗震性能，提高建筑物的安全性?；A(chǔ)維修加固案例基礎(chǔ)維修加固案例可用于展示基礎(chǔ)工程中常見的病害類型和修復方法，并以真實工程案例為例，闡述基礎(chǔ)病害的診斷、分析、處理和加固方案的設(shè)計和實施過程。案例可包括基礎(chǔ)沉降、開裂、傾斜、漏水等常見病害，并以圖片、圖表、視頻等形式展示修復過程，例如灌漿加固、植筋加固、化學錨固等。基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范解讀規(guī)范要求了解地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的核心原則，包括荷載標準、材料要求、抗震設(shè)計等方面的規(guī)定。規(guī)范演變回顧地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的發(fā)展歷程，了解不同時期規(guī)范的特點及更新變化。規(guī)范應用學習如何將規(guī)范要求應用于實際工程項目的設(shè)計中，包括參數(shù)選擇、計算方法和設(shè)計細節(jié)。案例分析結(jié)合實際工程案例，分析規(guī)范應用中的常見問題和解決思路，深化對規(guī)范的理解。地基與基礎(chǔ)常見問題分析與應對地基與基礎(chǔ)工程中，常見問題包括：地基土層不良、基礎(chǔ)沉降不均勻、基礎(chǔ)裂縫、基礎(chǔ)滲漏等。這些問題可能導致建筑物結(jié)構(gòu)破壞、使用功能失效等嚴重后果。應對這些問題，需要采取科學有效的措施，如：地基處理、基礎(chǔ)加固、防水防滲等。同時，工程人員要加強施工質(zhì)量控制，嚴格按照規(guī)范進行設(shè)計和施工，避免出現(xiàn)問題?；A(chǔ)設(shè)計實踐方法介紹1項目需求分析建筑類型、荷載情況2地質(zhì)勘察巖土類型、地下水位3基礎(chǔ)方案設(shè)計淺基礎(chǔ)、樁基、地基處理4基礎(chǔ)計算承載力、沉降、穩(wěn)定性5施工圖設(shè)計施工方法、材料選擇基礎(chǔ)設(shè)計需要從項目需求出發(fā)，進行詳細的勘察和分析。根據(jù)地質(zhì)情況和建筑荷載選擇合適的方案。最后進行詳細的計算和設(shè)計，確保基礎(chǔ)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。課程考核與鑒定考試通過閉卷考試考核學生對課程知識的掌握程度和實際運用能力。作業(yè)布置課后作業(yè)，考察學生對知識點的理解和運用能力。設(shè)計項目布置與課程內(nèi)容相關(guān)的實際設(shè)計項目，檢驗學生的綜合運用能力。課程總結(jié)與展望知識體系本課程系統(tǒng)地介紹了地基與基