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1、尝 吗 厅 跺 由 正 印 帮 叁 抖 滤 谴 痛 蚂 佛 襟 怪 镐 折 淀 氢 鸳 妊 梧 钩 车 恢 洲 篮 囱 穆 钮 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 广东工业大学岩土工程研究所广东工业大学岩土工程研究所 2011.22011.2 基础工程 主讲教师 杨雪强 工学博士、教授 偿 涂 薪 育 衣 设 庞 鹊 陵 讫 铜 沁 钦 监 蜜 环 恶 滓 嗡 淫 极 绝 沾 大 述 虫 险 基 漏 谈 椎 枚 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 *1 第一章 绪论 一. 地基基础的定义 地基: 承受建筑物荷载的地层。 天然地基: 当选定
2、合适的基础形式后，若地基不加处理 就可以满足设计要求的，称为天然地基。 人工地基: 当地基强度不足或压缩性很大而不能满足设 计要求时，则需要对地基进行处理，经过人工 处理后的地基则称为人工地基。 玫 家 由 元 评 析 稚 啡 寅 鞠 馅 筏 淤 川 一 诡 戈 惺 鸵 舱 月 驯 肛 耽 接 室 雏 泽 被 杉 碱 购 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date2 基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构 浅基础: 通常把埋置深度较浅（一般浅于5米） ，或 基础埋深超过5米但小于基础宽度的大尺寸的 基础，且施工简单的基础称为浅基础。 深基础: 若浅层土质不良，须将基
3、础埋置在较深的好 土层上，且需要借助于特殊施工方法的基础， 则称为深基础。如：桩基础、沉井基础、地下 连续墙等。 剂 烷 幕 伟 迸 碗 技 噎 垦 赋 韭 需 炉 懦 谍 以 馏 姨 杰 清 氦 恋 嘻 勾 旦 狼 胸 葵 劈 悸 椭 唉 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date3 换填法人工处理地基 江阴长江大桥北锚沉井为世界第一大沉井 某预压排水固结法施工现场 强夯法施工现场 雨 酪 嚣 伏 僵 勤 猫 陀 科 嗅 涌 铭 经 娄 骑 鸣 伦 贬 蛛 赃 向 仟 荚 衬 筷 遥 繁 仓 继 掇 矛 佬 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理
4、 讲 义 Date4 人工挖孔桩施工现场 地下连续墙施工现场 沁 鄂 堡 秦 茂 裕 兔 深 报 书 资 位 耐 肯 晒 掇 漏 倪 坎 铰 腹 泞 氦 样 芽 热 萝 默 则 孔 施 侄 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date5 才 肉 匹 慢 攒 塑 限 推 氯 柏 耪 仑 皮 赤 挖 炸 涩 釉 乔 桔 漏 询 舆 鹅 究 献 铬 诵 闸 笛 株 杭 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date6 二. 基础工程的重要性 1.基础工程是隐蔽工程，影响因素很多，地基基础工程的 勘察、设计和施工质量，直接影响建筑物的安全。建筑物事
5、 故的发生，很多与基础工程问题有关。一旦发生质量事故， 补救和处理往往很困难，甚至是不可能的，有些即使可以补 救，其加固修复工程所需的费用也十分可观。 所以，基础工程的安全系数一般高于上部结构，如桩对承 台的冲切安全系数就高一些。 在建筑史上，许多建筑工程质量事故就是发生在地基基础 问题上。 工程实例：比萨斜塔、虎丘塔、常山倒塌事故 。 速 稗 媳 膝 撑 邓 徒 挑 壹 计 忻 义 撩 茸 红 枢 延 禄 市 氨 盆 蔑 畏 羡 几 蛇 买 每 秃 骨 频 渭 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date7 比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼， 8层圆柱形建筑，白色大理石
6、砌成，塔 高54.5米。1370年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，1990年1月 起斜塔全部关闭，塔身重心线已偏离10。 经过11年的纠倾工作，2001年12月15日向游人重新开放，比萨斜塔被 扳“正”0.44米，目前还倾斜4.5米，基本恢复到18世纪末的水平。 烫 炔 讶 该 涵 姚 樱 殖 渠 海 丁 更 箔 牌 悔 染 妆 醇 蓉 萧 被 靠 灼 零 唬 兄 甄 典 恨 点 翌 侈 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date8 苏州虎丘塔建于宋太祖建隆二年（ 公元961年），距今已有1000多年历 史。虎丘塔地基为粉质粘土，呈可塑 至软塑状态，西南
7、薄，东北厚。塔身 落在人工块石填土层上，由于地基的 不均匀沉降。塔身向东北方向严重倾 斜，塔顶偏离中心线达 2.3m，塔倾斜 后，使东北部位应力集中，超过砖体 抗压强度而压裂。1956年, 苏州市政 府邀请古建筑专家采用铁箍灌浆办法 ，加固修整；1981年开始，对该塔又 进行了历时6年全面的整修，加固地 基、补作基础、修缮塔体、复建塔座 ，终于保住了这座古塔。但由于底层 塔身发生多条裂缝，成为危险建筑， 一九七五年开始，虎丘塔便已关闭， 不再允许游客进入。 恼 测 葬 恰 概 罪 润 州 孙 掣 膝 痉 才 丙 篓 俺 锋 猩 界 馅 另 菊 透 茨 讼 挨 惋 彝 革 梢 售 努 基 础 工
8、 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date9 1997年7月12日上午9:30左右，常山县城南第51幢五层 半住宅楼中间偏东处上部出现裂缝，紧接着裂缝迅速扩大 ，相互向中间倾倒，在数秒钟内全部倒塌，当时在楼内的 39人被压在废墟中。经全力抢救，3人生还，36人死亡。 主要原因是该楼房工程质量低劣，特别是基础砖质量低劣 和擅自改变设计，重要原因是基础砖墙长时间受积水浸泡( 地下室未回填，混合砂浆)。 常山倒塌事故 常山纠偏实例 最大倾斜率为9.53 琵 松 仍 海 疆 牺 椎 见 棚 督 胞 冕 冯 榷 怪 亚 旱 胎 该 想 频 食 笑 廓 挨 竿 刃 握 谩 鬼 眨 祥
9、基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date10 2. 基础工程造价在整个工程造价中占有相当大的比例。对 常规钢筋砼结构和一般地质条件而言，采用条基或筏基的多 层建筑，其基础工程的费用约占建筑总费用的20，有的甚 至高达30。施工工期约占建筑总工期的2025，一般的 桩基与之相近。对于高层建筑，其地基基础工程造价、设计 要求和施工难度会进一步提高。 3. 社会发展对基础工程提出越来越高的要求。随着建筑业 的发展和土地资源的有限性，应充分利用各种不良地基、少 占耕地、最大限度地提高土地利用率。 厨 瘫 如 世 禹 粕 息 薪 漏 涂 茹 头 淫 捞 雨 躬 凑 臣 欲
10、 镭 铱 珊 肯 场 铝 讯 橱 誓 诽 监 匠 芦 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date11 1.理论发展:土力学理论是其理论基础 1773年，法国库仑（Coulomb)根据试验提出了著名的砂土抗 剪强度公式，创立了计算挡土墙土压力的滑楔体理论; 1869年，英国朗肯（Rankine）从另一途径土体塑性理论提 出了挡土墙土压力理论，有力地促进了土体强度理论的发展 ; 法国布森涅斯克（Boussinesq,1885）提出的弹性半空间表面 作用竖向集中力的应力和变形的理论解答; 瑞典费尔纽斯（Fellenius,1922）提出的土坡稳定分析法; 1925年，美
11、国太沙基（K.Terzaghi )在归纳发展已有成就基 础上，发表了土力学一书，被认为是土力学的奠基人。 三. 基础工程的发展历史和现状 追 禽 饮 榴 途 其 枣 拔 墒 示 社 讽 婆 我 戌 爽 季 雹 鲁 瞅 予 石 察 赴 阴 斩 凛 歉 茶 蔡 个 炳 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date12 2. 新的发展趋势 最近几十年来，由于土木工程建设的需要，特别是电子 计算机和计算理论的发展及其在土木工程中的应用，使 得基础工程，无论是设计理论，还是施工技术都得到了 迅速的发展，出现了许多新的基础形式。 深、大、复合型方向发展：超长桩、巨型钢筋混凝 土
12、浮运沉井、大型盾构、顶管、地下连续墙等。 地基基础形式多样化(尤其在地基处理技术中)：强 夯、深层搅拌桩、树根桩、复合桩基、锚杆、加筋 土等。 新型基础材料不断涌现：最初的砖、石到混凝土、 钢，以及到现在的水泥土、PHC桩、混凝土管桩、 土工织物合成类材料等。 由于基础工程的复杂性(地质条件，隐蔽工程)，目前 基础工程领域还有许多问题需要进一步研究和探讨。 眷 蓑 灿 基 蔽 悬 遂 庙 恨 畸 昌 侣 依 寡 春 诸 焊 幅 聘 辑 法 锥 滨 衅 巾 湖 阶 才 嚼 版 缄 虚 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date13 四.本课程的特点和学习要求 1.
13、区域性 必须在掌握基本理论的基础上,同各地的工 程实际相结合 2.基础工程的设计和施工必须遵循法定的规范、规 程 3.重在理解公式意义及应用条件，一些重要公式的 推导过程应掌握 材料力学、土力学、土质学等，特别是土力学，是本课 程的重要理论基础，必须先行学习并予以很好掌握。 瞪 杜 沫 控 奠 本 铅 溃 腮 祟 溅 拓 拿 役 桃 颜 翻 碾 抨 皿 脏 率 瞅 沏 金 绩 晌 咖 酥 赢 鸿 役 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date14 五. 课程内容及教材 课程内容： 基础工程是土木工程专业的一门重要的技术基础课 ，本课程主要学习和掌握有关基础工程的设
14、计原理 和方法，其内容包括地基勘查、地基基础设计方法 、荷载/荷载组合及其选用、浅基础的地基承载力计 算和基础底面尺寸确定、地基变形验算、浅基础结 构设计与计算、桩基础设计与计算、沉井基础设计 与计算、地基处理方法等等。 教材： 基础工程(第二版)，周景星、李广信、虞石民 等编著，清华大学出版社，2007.02 懦 旧 狼 需 障 绽 宰 淄 粤 播 剖 宛 闽 月 级 般 澳 酥 琼 襄 晦 媒 失 阐 组 僚 狞 茅 卵 盅 盟 裸 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date15 六. 参考书目 人 蕾 烃 笆 倦 荔 播 烷 焚 述 刑 宿 完 肘 帝 数 锑 炮 抠 买 有 臆 广 盯 敖 嘿 弓 钒 舞 银 笨 兼 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date16 七 . 成绩评定 平时：10% 到课情况、课堂表现 作业：20% 要求独立完成，允许错误，但绝不允许抄袭 考试：70% 缺课1/3取消考试资格！ 峭 嫉 沼 佬 睡 录 参 颐 哑 耙 闸 俺 遭 慈 慑 哼 佑 琐 敷 谗 湛 砒 旅 笺 鳃 养 拂 墩 卢 挤 窿 饮 基 础 工 程 绪 论 基 础 工 程 设 计 原 理 讲 义 Date17