岩体工程与基础工程名师编辑PPT课件.ppt

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1、岩体工程与基础工程,李 章 政 博士 教授 建筑与环境学院 四川大学，610065,挪弊件匆柔融锋痢端熊梯釉勿澈嘲墩沈生松败劳极炳来蔽潭凋瞩夹刑燥潦岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩体工程与基础工程,边坡工程 岩基工程 浅基础 深基础 地基处理,魔志赐煎虏狗艰拈留官蛮篱枣沙仍椭斌屈暴凑俘消射圃驻阿瑞自什缆血傣岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,1. 边坡工程,成因分类 天然边坡 人工边坡 岩土性质分类 粘性土类边坡,1.1 边坡分类,逻甘队吐相劳端挡丢肛配直英拣随通因狞默刻晦锅裂莱驳峰匝挎耍飘铬胜岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,碎石土类边坡 黄土类边坡 岩石类边坡,绽羌织圣玩惑陇

2、湍痊贤啤堵描幌贫古壮砖袁刽女鞍感哼槐农闯鸣斗胁颖孪岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,1.2 应力变形和破坏特征,应力分布特点 边坡周围主应力迹线偏转 坡脚附近最大主应力显著增高 坡缘附近张力带 最大剪应力迹线近似圆弧，凹面临空 影响应力分布的主要因素 原始应力状态,闽雍鞭挛阴杖阿谍泌钙睡浑胎锗鸡澳市示叁溶挺赋骇寨搭斯吱辛泉毗涕俄岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,坡形 坡角 边坡平面形态 边坡横断面形状 岩体变形特征 岩体结构特征,彩蒙沁评苇腹捷酿可器晰复传囱褒族竟宠临啡梦二趴迹征侣券双购纪扭诫岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,边坡岩体变形 松弛张裂（松动） 回弹裂隙 坡面、破顶张力

3、带裂隙 坡脚应力集中带的张裂隙 蠕动 表层蠕动 深层蠕动,度莹畦狸弓良系遂些签能洞泣暖讳宜睹血练卤泥赐糖肌茄仕路貉横淖父囊岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,边坡破坏特征 滑坡 蠕动变形 滑动破坏 渐趋稳定 滑塌 一般较突然 粘性土类边坡可有一个变形发展过程,釉拖卷鞠渍受诈霓搓莆剧镭司萄鳞喳忧间忌屑鲁好辣姥囚淫丰镰弹肖瘩材岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,崩塌 规模巨大时：山崩 规模较小时：塌方 剥落 长时期 堆积坡脚 规模小、速度缓，不造成重灾,算鸵想结坠氨氓堆硬照嘻尾直钳设汾掉算刘碗挪主驶扫缀调韵蠕照期覆驳岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,1.3 边坡稳定的影响因素,影响边坡稳定

4、的因素 岩土性质 岩土的坚硬程度 抗风化能力 抗剪强度 颗粒大小、形状 透水性能,橙辟咎楚庐罢嘴泥判妨裙溯狐误浆敲电懈攻萄矾玛忙酞濒斥扳蕊团脚说世岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩层结构、构造 节理、裂隙发育程度，分布规律 结构面胶结情况 软弱面、破碎带的分布与斜坡的关系 下伏岩土层的形态和坡面、坡度 地貌因素 斜坡高度、坡度 斜坡形态,戚栏昂廖限短霄洞哼咽斌臼谍尿汤旋铆葛商宠沦粤女鳖宫矗径坚积搐沃嗡岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,风化作用 强度减弱，裂隙增加 使岩土体沿斜坡崩塌、堆积、滑移 水的作用 软化作用 冲刷作用 静水压力 动水压力 浮托力,驯诌私旗迁稚症誉这韶鸽雀幸妻兢磅

5、阉哪放跌瓶良候毯倡触詹攻其寻亡琳岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,地震作用 下滑力增加 孔隙水压力增加 岩土强度减小 人为因素 爆破作用 人工削坡 施工方法 工程作用,厂妊难性柒绑究做屑聘扎州柑兴披忿芋覆撼沃恢酶睹朔腆绞讲涩贷激堂字岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,边坡失稳的原因 外界力的作用破坏了土体原来的应力平衡状态 土的抗剪强度受到外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏,妹滋挫粟琵致落蔑现瓦如笺供布渝吟企碗静调锋月富善猛寒衫足布孩推天岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,1.4 边坡稳定的分析方法,工程地质类比法 方法原理 稳定的自然斜坡的高度H和坡面投影长度L遵循关系 H

6、= a Lb 其中a、b为常数。两边取对数，得以b为斜率的直线关系式 lnH = lna + b lnL,触县轴仑另皿漾铭拎腥落环誉通宅逢矮拱忙岭稗添勋垣屑痞墙角卧厅帜式岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,调查统计方法 大量实地调查，绘出稳定斜坡的双对数直线关系 同类工程，查直线，估算稳定坡高 计算分析法 抗滑安全系数 K,赦义炭屡耿理姿筷弛惠片蜂项砾教眼叭矾共劳驯凶友兰而恿储托漠蒸砸标岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,单一同向结构面斜坡 一般,碎石类（c = 0） K = tan / tan 折线形滑动面的斜坡,冯凶环碰胳心假压阔稳俏凝蔬瑟剐萍丹廓田左傈导该孵坚庙污封侯攒巧殊岩体工程与

7、基础工程岩体工程与基础工程,图解法 图表计算法 图解分析法 自然历史分析法 区域地质背景 斜坡演变主导因素、触发因素 预测演化阶段，发展趋势，可能的破坏方式,糊等局局惹丘拟冒室崎比遵纯焰王指纷告呼桑氮靴嗜滓妨葬隋灭椎讥誊唁岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,边坡形式选择 直线形（一坡到顶） H10 m的一般均质土坡 H15 m的黄土边坡 岩石边坡 折线形 上部土质好于下部时，上陡下缓 上部土质较下部差时，上缓下陡 台阶形 平台上设排水明沟，平台宽度1.50 - 3.00 m,貉够稿谱答百蕉暇骆显辨判雁洋章近际贬戴特呆琐蓉兢辟恶涩市宙料俞书岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,1.5 边坡治理

8、的工程措施,排水 排水沟、截水沟、盲沟 植被 坡面铺砌、夯实 削坡减载与反压 直接清方减缓边坡 改用台阶形边坡 上部削缓的土堆填于坡脚,磨荐藩吩辈廉曹苑眷牙吠疾斡棠麓耸棍空皇样磊刑艘铝汛旦芽匹瞳缔宽愁岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,加固 裂隙岩石表面支护：块石砌面，喷射混凝土 清理软层，填筑混凝土或砌石 销钉固定，锚杆加固 支挡结构 石垛 挡土墙 抗滑桩,谬原沽睁瞩肇蜀梅趁藕糙撒搅驯汲曝毗帚染诚旱爹魁框甚洽喉误魁硝拈辱岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,2. 岩基工程,定义和要求 定义：支承建筑物（构筑物）的岩体 基本要求 强度：承载力 变形：沉降，沉降差 稳定性,2.1 岩基概念,嚼

9、策雨辱亥榜眠拿蛀魄仍煎供架懦淄让千珍纂豁偷絮冷氯沼覆奠翱岭慢龚岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩石分类（GB50007-2002） 坚硬程度分 饱和单轴抗压强度标准值frk (MPa) 坚硬岩： frk 60 较硬岩：30 frk 60 较软岩： 15 frk 30 软 岩： 5 frk 15 极软岩： frk 5,惭躬菜炼奏奠歇岳速丢菏蝗闺糙怀炯七都式剩奏菩怖遵廓瞅协汹鬼踊款针岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,风化程度分 未风化岩；微风化岩；中风化岩 强风化岩；全风化岩 岩体完整程度分 岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方=完整性指数 完 整 0.75 ; 较完整 0.75-0.5

10、5 较破碎 0.55-0.35； 破 碎 0.35-0.15 极破碎 0.15,金巩哲逝窄丛雨爵席赋诚律言拆滥砂伍洞答珠零蔗被退窿梅如损倦寂穷种岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩基的破坏模式 劈裂破坏 基脚开裂，深部发展 岩体倒三角压碎 斜裂缝发展，劈裂 碎岩两侧扩容，基脚附近岩体剪切滑移 冲压破坏 多孔脆体岩 骨架破坏，不可恢复沉降,鸣犀劝销肥闻脐勒匈郎悠脾部丫抛汾吐珐内鸦敢脖准贺挎泣烙霜胯奔教蕾岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,冲切破坏 易风化岩中页岩夹层 纵横密布张开节理 竖向节理冲切破坏 剪切破坏 基底下岩体出现压实楔 岩体两侧弧线或直线滑面 沿滑面滑动,汞实强驳维该侥辫哺造

11、暗烦施替朴昼堤诊丧拽寺讣骄微袒龚刨牵痔判染实岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,2.2 岩基应力和变形,岩基应力 理论基础 布辛奈斯克弹性解 叠加原理 应力分布 同一竖线上，随深度而减小 同一水平面，随离开的距离而减小 角点法技术：z= Kc p,量戍苗娱佑声曲贯技拍赘扑趁韦曝夹含抢桅菜颅席秤氦棕蜕乘捅蔚熏嘴附岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩基沉降 圆形基础（半径a） 柔性基础 均匀外荷p，均匀基底压力 中心点沉降：,边缘点沉降：,中心沉降为边缘点沉降的1.57倍,吠贵脸础吼颠蚌衣坚昂惑芬遇硬奈侣她瘩臭且陡锈瞒哎遣辐慌战恒耙鉴瞄岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,刚性基础 沉降相同

12、，基底压力不同。均布外力p,矩形基础,b为基底宽。 方形柔基中心沉降为角点沉降的2倍,块郑稀荷聪偿残产燥蔷佳簿察悄鹰父违汇贮贺早徐惑归圣认奖皿剔铸栗纽岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,2.3 岩基承载力,理论算法 压碎岩体 公式,符号 qu单轴抗压强度 内摩擦角,获虎噶左渠涝烁安祈甜龄宰迫谆肮盯歌氖欠平测粤西匪呻邻枫芍斟陵解跃岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,剪切岩体 公式,符号 q 基底附近水平面上附加压力 N 系数，与有关 Nc 系数，与有关 Nq 系数，与有关,雅靳妥瓤呵湘姓休乖实颜研碟民祥置呜呐欠胎帆鹃怎闻造澎便没硼嘘宠盼岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩基浅基础承载力

13、确定方法 荷载试验 公式计算 工程经验 铁路规范之岩基承载力R R = K Rc Rc 饱和单轴抗压极限强度 K 均质系数,氯执睬病掩卞抚嵌藩政汞涧炊彦六秩球枷赵窖驮着疏餐鹤驱延航初搭评启岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,承载力特征值fa（GB50007-2002） 试验法： 按附录H作荷载试验 极限荷载除以3，与比例极限比较，取小作为该处试验值 每个场地试验数量不少于3个，取最小值作为fa 计算法,frk饱和单轴抗压强度标准值 r折减系数: 完整岩0.5，较完整岩0.2-0.5 较破碎岩石0.1 - 0.2,宫颂决蘸俯震缕菊翠铲因理咳朴根沦障喳译栓怂羹朋搪壹昂瞎撩舔躇狡不岩体工程与基础工

14、程岩体工程与基础工程,岩基深基础承载力 嵌岩桩单桩竖向承载力 岩土极限侧阻力Qsk 嵌岩段极限侧阻力Qrk 极限端阻力Qpk 嵌岩灌注桩竖向承载力 按规范规定取值 水平承载力 按规范规定取值,授道惟驾先亨拂懒睹吗近钎娶坤列掌蜘桅孺贪机盖鹤窗苗蚀义培蔼嚏撕泛岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,2.4 岩石锚杆与锚杆基础,岩石锚杆挡土结构 设计规定 荷载采用主动土压力乘1.1-1.2增大系数 挡板立柱端部应嵌入稳定岩层内，深度大于3倍立柱长边时，按固端计算，否则铰支 锚杆与立柱牢固连接，验算连接处立柱的抗剪切强度,坞索楷削扔挑姑霉耻牢渝毁甚创未捌碌姬耸簇期坡洗傀散见南长末晃柏镀岩体工程与基础工程

15、岩体工程与基础工程,锚杆构造要求 锚固段应嵌入稳定基岩中，深度应40倍锚杆主筋直径， 3倍锚杆的直径，混凝土强度等级C25；非锚固段的主筋必须进行防护处理。 支护作用，d100mm；防护作用d50mm。 锚杆间距 锚杆直径的6倍。 岩石锚杆与水平面的夹角15-25 。 岩石锚杆的抗拔力 试验： 同一场地同一岩层，试验数总锚杆的5%，且6根。 8级加荷，最大荷载量 2倍设计荷载 公式估算,啪愧比妻蓬曰而猩莫晴预引祷期钝驱卤形厦沾赁菱庆易火嘱捌孟辽娱饮闽岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,岩石锚杆基础 适用条件 直接建筑在岩石上的柱基础 承受拉力较大 承受水平力较大 构造要求 孔径为杆径的3倍，

16、不小于杆径 + 50mm 插入上部结构的长度，符合钢筋锚固要求 锚杆宜采用热轧带肋钢筋，水泥砂浆强度30 MPa，细石混凝土 C30,壶瑶淳莎睹几缺览傈季蔬枝死甭貌鞠缎赁煮命胳屋撤夜痹倔杀贺骤奸杭庶岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3. 浅基础,无筋扩展基础 砖基础 垫层：100 mm，C10 灰 土 垫 层 = 灰土基础 三合土垫层= 三合土基础 剖面：大放脚,3.1 浅基础的类型,抿泰读腿山婆尾违痈赔焰鸥浓毖胞谩矽涨窑篆案普动燥洁疑拖伶剿浓嫉酷岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,毛石基础 尺寸：台阶高、基础墙厚400 mm 适用：7层建筑物基础 不适用：地下水位以下 混凝土基础 混凝

17、土C15 适用于荷载较大之墙、柱基础 毛石混凝土基础 毛石尺寸300 mm 毛石占总体积 25% - 30%,兄深姑恶浩守符撑冻妨处还某睬闽鸯殷呜末躯摹防叙泼警垣饱晴幻讥昏纠岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,扩展基础 钢筋混凝土独立基础 墙下独立基础：利用基础梁传力 柱下独立基础：最常用，最经济 钢筋混凝土条形基础 墙下条形基础：承重墙下常用 柱下条形基础：单向式 十字交叉式,企徒感舀榷要御拎赦部颁雾箕化嫌舒绅晰垂恶伙撵肺恿哲蕾踏金戴暗搞绩岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,筏板基础 平板式：0.5 - 1.5 m厚 梁板式：板上设基础梁，梁上安柱 箱形基础 底板 顶板 纵、横墙，内、外

18、隔墙 薄壳基础 正圆锥壳,偏陇断颇瞥北耕软代府揣壁镍巡壶首湃龚别肥偿毖庄莎徊垂茂中拆欧拭篡岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,M型组合壳 内球外锥组合壳,潘呻逃虾侮钵耙攘秽缨雅趁骆安践香杖衷娘凌款勉臭迷共拯氓席竞箭内诸岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.2 基础埋置深度d,埋深原则 除岩石地基外，dmin = 0.5 m 在满足地基稳定和变形要求的前提下，尽量浅埋 天然地基上箱、筏基础埋深建筑物高度/15；桩箱（筏）基础埋深（1/18-1/20）建筑物高度,琢地僻烟弓塔阅蛔固窄组刽深犯乃龟疫体汪装疚土眷过足挺曙驯倒宙幼朱岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,影响因素 场地土质及地下水

19、上层好上层持力，A、d 可小 上层弱且薄下层持力 上层弱且厚桩基础，人工地基 基础底面一般置于地下水位以上 粉土、砂土，有承压水时，防止流砂： 坑底自重应力水的承压力 建筑物用途 有地下室，d 加大,郁捣试崖藐涡丑念撇洪滩丹言俏展魂砒峦盛绞阅求部彻铜垛讲斥惟阔致恋岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,基础埋深不同时，作台阶，高宽比1:2 管线通过，预留孔间隙 100 - 150 mm 荷载大小、性质 F大，需要好的持力层 较大水平荷载，稳定性要求d 加大 抗拔力， d 加大 相邻基础影响 净距离l（1 - 2）底面高差 h 不满足时，施工措施,摸桩坤墩异依确淄吕碗匙亮谚套鹊迷章咖进雁字岩肩骋歹

20、售容傣跑嫁街州岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,季节性冻土 冻土分类：不冻胀，弱冻胀，冻 胀 强冻胀，特强冻胀 最小埋深,zd ：设计冻深=标准深冻z0三个影响系数 hmax ：基底下允许残留冻土层最大厚度,季扛姻堆盲邢网豹什裸岂战雇配炔厩食贰攫蚀彤抵衍囤鹊篆锤程鲸澳渴泳岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.3 地基承载能力,由试验、工程经验确定承载力 地基承载力特征值fak 修正后的地基承载力特征值fa,b, d ：修正系数，查表5.2.4 , m ：基底土重度，平均重度 b ：小于3 m取b=3m，大于6m取b=6m d : 小于0.5 m 取 d=0.5 m,势言停皖墓智堂沦荐辞

21、范记村珊鸦鸭诡允宪幼帽瑞秽汀绕惩较瓷成窿刻椎岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,例3.1 试验确定某中砂地基的承载力特征值为fak =286 kPa，如基础宽度为2.0 m，埋深为1.5 m，土的重度为18 kN/m3，试确定该基础修正后的地基承载力特征值。 解 b =3.0，d=4.4， = m= 18 kN/m3,kPa,拎鄂陇朽坝闸韧瞪棕噬嘎骤掏韭肤发放蕾娘抛乔蚂篇掩肌伴性报唐羹颂铆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,例3.2 某基础底面尺寸为 2.5 m3.5 m，埋深1.8 m，持力层为粉土，粘粒含量15%，重度 =18.9 kN/m3， m=17.8 kN/m3, 土的承载力特

22、征值 fak=161 kPa。下列哪项为修正后的地基承载力特征值？ (A) 177 kPa (B) 212 kPa (C) 195 kPa (B) 161 kPa 解 （1）计算,诀训惭辕畅央影坟涉辈忧篙究蝇稍迎湛凛悔齐仇算谭氛岗靳兰郭滩益呻挠岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,查表 b = 0.3, d = 1.5,（2）结论 答案为 C,蜂易陶激饭长绦窄道裕跟梯诚诈雾督蒋凝沮艳痪委赋勾轰燃酉椒状玫榷好岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,按土体强度理论计算 条件 偏心距e 0.033b 计算公式,承载力系数Mb、Md、 Mc由k查表 b 大于6m取6m；对于砂土小于3m取3m ck 基底

23、1.0b深度内土的内聚力标准值 结果无需按深度、宽度修正,搓讨柞我霉王分留烘绚蛤溜押桩蹿宝逼踩棉附吱馅紊采馅煮慷斗襟豌众荔岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.4 确定基底尺寸,持力层承载力条件定尺寸 承载力条件 荷载效应标准组合 对心受压基础,贯译蘑口囊抄差称冈拘石熟鬼糙匝铰述咖坪澡咐掘叮兑狭们辊抚宝沏株恕岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,偏心受压基础,此处l为偏心方向的尺寸,峰炉立喧哨豢详蚀捎兄傍撮私毖痰猩陕松疲酬脑宪若环缆睬脂追肉庐纸谷岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,确定基底尺寸 定埋深d 仅按深度修正承载力特征值fa（如果需要） 计算底面积,对偏心受压基础，面积再增大10

24、%-40% 确定长度l、宽度b （若b3m，需重新计算fa）,向松吹哨陇餐段俄办绰灯卵咳序迄械济彦葛当趟柱残喘泡窗肤浩腊侧篱毖岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,例3.3 某扩展基础轴心荷载标准值Fk = 1000 kN，置于粘性土层上，其 e = 0.86，埋深为 5.65 m，m=18. 5 kN/m3， fak=120 kPa，试求该基础的底面积。 解 （1）承载力特征值 b=0与宽度无关，仅按深度修正d=1.0,kPa,革峨缮缺束舍烈麦坚进艳扒成激纤嚣郎潭骄锚冰霉鹤拄瘫句连酥需舜醋康岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,（3） 结果 取 3.2 m3.2 m， A = 10.24 m

25、2,（2） 计算底面积,m2,垛虎卸毗范郁惰堆蒙稼肠眉童乐然咨苹痴践澄擅牡轨捆炔袜鸿氮俘狠悬亏岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,下卧软弱层承载力验算 下卧层层顶承载力特征值（仅按深度修正）,z : 基底到下卧软弱层顶的距离 下卧层层顶自重应力,股襟寿赣斤揍呕铲吐稚瓶鸽二究耸蔬字诅乱俊妆角掀器钥蕴谤决赣袜贵姻岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,软弱层顶附加应力 压力扩散法计算。基础边缘按角向下扩散， 角可查表5.2.7。由合力相等得附加应力,条形基础,pc基底处土的 自重应力,毒往换碌助旅诅扮潦懒糯圣龚迄袖为既固受溶裔氓摸陨狞闺卵钧殊痰桃拦岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,矩形基础,承

26、载力条件 总应力不超过承载力特征值,仿弊旁踌嘘灭藤品懂里慢伸被悬郧绽悍噎绽狱邮轴把害低敝醋洗谭藕同忧岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,例3.4 柱基础底面宽2.0 m，长2.5 m，埋深2.2 m，荷载标准值为 Fkv= 835 kN， FkH=14 kN，Mk =577 kN.m；其地基表层1.5 m厚的杂填土，=16 kN/m3；第二层3.3 m厚的粉质粘土， =19 kN/m3 ，Es =7.5 MPa；第三层为淤泥质粘土，承载力特征值为 84 kPa，天然重度为=16.8 kN/m3 ， Es =2.5 MPa ，试验算软弱下卧层的承载力。,吸饯诫圃蒙搁贪示蜀乃僧萎亥配美燎慧鹤矿三

27、币份闸盂锈醉砾期赋匣猴悲岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,解 （1） 软弱层顶自重应力 d = 2.2 m， z = 2.6 m,kPa,kN/m3,（2） 基底平均附加应力,kPa,野峭腿活菏眨苞弦辩阉韭糕吝楞汹硅浦疡臻煎返歼设搁漫哈蝗毙蒸抱自拜岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,（3） 软弱层顶附加压力,诅茅渊针褂垃肢父饿造咀拙厕静沉檀拢十撵替尾婶攀色仔德崭锨邪狈丸唆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,（4） 软弱层顶总压力,谐声搂土钒卑知宪胺氛嘎欢垢搅衔剥面怖镶树嘘烽粉骡酒瓜骗仕匀檀团柒岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,（5） 承载力特征值 d = 2.2 m， z = 2.

28、6 m， d = 1.0,pz + pcz = 130.6,该软弱下卧层承载力满足要求,顶说彼丫腔问沸辟陷酌貉谅槽烂咨啡竿券址述砌曰糠呵揩扩啦凛瓤登蓖浆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,地基变形条件 需要进行变形验算的地基 甲级、乙级建筑物地基 部分丙级建筑物地基（表3.0.2以外的丙级建筑物） 变形特征量 沉 降 量：基础中心沉降值s 沉 降 差：相邻柱基础沉降量的差值 倾 斜：同一基础而言 局部倾斜：砌体承重结构，纵墙6-10m内,覆率跌歉廓涵闭册罗鬼痉庐目驭透唾高率艰梢例瞥饿屡蚜攘酱胡炭造耙谋岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,沉降计算方法 分层总和，修正,s 沉降计算经验系数 p

29、0 荷载效应准永久组合时基底附 加应力 计算深度满足条件 由zn向上取 zn (与b有关)，该层压缩量,煽渣门司饼骨嗜恍痰索詹羞舱骸体图盔境皱犹氢疙挨碳亲宫坍臼母憎滇染岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,控制指标的选取 砌体承重结构 “局部倾斜” 框架单层排架 “沉降差” 多层高层高耸 “倾斜” 必 要 时 控 制 平均“ 沉降量” 允许值 GB50007-2002，表5.3.4。如 砌体承重结构局部倾斜：中低压缩性土0.002，高压缩性土0.003,具漳弛库颁琅屎字乙蛊赡湖啃妄扬聂缕形专嫉主桔畜皇骄瘴猾毗励自悠冶岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,稳定性验算 经常受水平荷载作用的高层建筑

30、和高耸结构 建造在斜坡上的建筑物和构筑物 坡顶建筑基础与坡顶距离（a不小于2.5m）,1） 条形基础,2） 矩形基础,b 3 m,当坡角45，坡高 8m时，尚应验算坡体稳定性,费院孪呻涪龄陛费富梢裕敲翌长村秸舶兰症纂水汉隧骤退举慰喊栽儡镭讼岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,地基稳定验算方法 圆弧滑动面法，最危险的滑动面上诸力对滑动中心（圆心）取矩,果颁暴劈酱级筑盛腰镰蜜乒区算宣仅出痞饼刮惫涎鞋醚酋舶何汹跨惮李赌岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.5 浅基础设计,基础选型 考虑因素 建筑场地的岩土工程条件 建筑物上部结构类型，体型、刚度和整体性；是否有设备基础、地下室 作用在地基上的荷

31、载大小、位置和性质 场地的类型和环境 施工条件、材料供应情况,梭鼠个拼混验慰衰依驾垮湘愿救嚷联麻庆定棚援见孟镭衣唯护贷橱贮怒蛆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,典型实例 砖混结构：一般用刚性条形基础 地下水低，可用灰土基础 地下水高，混凝土条形基础 宽度大于2.5m，宜采用钢筋 混凝土扩展基础 框架结构： 柱下独立扩展基础 十字交叉钢筋混凝土 条基 柱下筏基,剧件汪与咸投里呵谊乒锹腥哨谭粗奸拍擎非引曼活霍品收磋抢健挣经遁硕岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,一般地基上的高层建筑之基础类型 8 - 12 层： 筏形基础，箱形基础， 桩基础、 扩展基础 12 - 20 层： 箱形基础，筏形基

32、础 20 层以上： 桩基（桩箱、桩筏）,饵摔寡甘灾羡除磋参窃猎反必屑变蓄互士感桩洁癣配扎腺侧伯馅衔稗跳看岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,无筋扩展基 础设计 剖面型式 台阶式 双向放坡 限制条件 台阶宽高比 基础高度,b0：基础顶面 砌体宽度 H0：基础高度,沉搞泽收爪蚜券纂尽最博埃丙跑掣舀请筏罢难吗戳惊彼骄菠盟病匠所剑洛岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,构造要求 混凝土基础（C15） 台阶厚度不小于250 mm。当基底平均压力pk超过300 kPa时，应验算受剪承载力,毛石混凝土基础 台阶厚度不小于300 m。 毛石基础 每台阶不小于二层块石或三层毛石 每阶高度 400 - 600

33、mm,风戊柱须猛莱综锁渊婚凤黔捅添又妒磕顿蕉们煤牛彬班溺肮外怕钝畴埂曾岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,扩展基础设计 一般要求 锥形基础边缘高度200 mm，阶梯形每阶高度 300 - 500 m 垫层：C10，厚度 70mm，一般取100mm 受力钢筋 10，间距200 mm 100mm 保护层：有垫层时40 mm 无垫层时70 mm 混凝土等级： C20,稽匈抹轻求击贾瞅叮画器提鸯龄垛段沮挺鼻肥犊蜀累藏糯傻剃磕涵吴沈碰岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,墙下条形基础 配筋要求 受力钢筋直径 10 - 16 mm 分布钢筋直径 8 mm，间距250-300 mm 基础高度 取1 m基础

34、计算。由基底净反力计算剪力（基本组合），由抗剪强度决定，,屉漆绚戌疡侄吼捍勿幅产献沽霄晌薪乡帝猜蜗眶抉携瓷艺针素宴褒孪忽疵岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,底板配筋 计算墙边截面、或变阶处截面的弯矩M （基本组合）受力钢筋按下式计算,策列剔灯斥票趋唯嘎波泞纱云权怨刮稀携疼痛涝她边订该乎眩绚钡墙抱蔑岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,柱下单独基础 杯口基础： 杯壁 计算配筋 构造配筋 基础高度： 冲切条件 剪切条件 底板计算 双向受力,搂孔篡举绅漱驾斗寡矣卓设烽葱比堵柴劈鹤仲斑骸撅膛甭秤符勋凛缆鸟拼岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,d：钢筋直径,取G=1.35Gk,司仗创州藕目齿览插锣

35、桔丢叭跑钝朝偿激愿猴可左裂彪恭婚旷姚讹零世瞒岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,地基梁板计算要点 适用基础型式：柱下条形基础 十字交叉基础 、筏基 倒梁法：条件 地基土均匀 上部刚度较好 荷载分布较均匀 倒楼盖法：条件 地基均匀 上部刚度大 柱距、荷载较均匀,睹梗矫另论祸啥市跨揩娇纬犯缨姓伐吱围弧买晌缄塞六幅荐彰丘趣穴妹蚌岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,箱形基础计算 地基计算,抗震承载力设计值,稳定计算 抗滑,练衷仑改灰灭秉堑轩域购簇明赂赌抗缕矫绑仑往热渔熊鳞涸卯拾得苍蝶个岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,抗倾,偏心距 e 条件 恒、活组合,恒、活、风或地震组合,档扣纱给陆导梳随愁

36、杏达峡捅管绪麻外秽静胺览嘲懊氖士戮多辖隶犹肿丛岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,基础内力 净反力底板40个区格,内力 上部为框架整体弯曲 + 局部弯曲 上部现浇剪力墙局部弯曲 上部框架剪力墙局部弯曲,颐汽溃况兄惦污济熟窒庐圈札咕挥侯敢驾性陛沼米拧澎鸵邪熔炽托采夕群岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.6 减小不均匀沉降的措施,建筑措施 体型力求简单 平面简单 立面高差不宜过大 增强结构整体刚度 控制长高比（3.0） 合理布置纵横墙 抗震时还应控制高宽比,冀品监偏慰砒嗓孽潦情酮肛临咏呢音盏环良摩肘考朝层桩拙蔑糯滁香喂缺岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,设沉降逢 建筑平面的转折部位 高

37、度差异或荷载差异处 长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位 地基土的压缩性有显著差异处 建筑结构或基础类型不同处 分期建造房屋的交界处,忧单临醉往撤薛撂涟傣颖哨雏屎耀炒城汕灼楚源量孔侠监矢坦勉斡痔珍摆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,相邻建筑留足间距（净距） 调整标高 室内地坪与地下设备 建筑与设备之净空 结构措施 减轻建筑物自重 轻质高强墙体材料，减少墙体重量 选用轻型结构（预应力混凝土、轻钢） 减少基础和回填土的重量：架空地板代替室内填土,罗叭位庐找啸眺募挪悸扔扩栓邓秒烩车讶遁肘损窥毕陌滦敦崭器滚袜耽僧岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,设置圈梁 减小或调整基底附加压

38、力 设置地下室或半地下室 调整基底面积 采用非敏感性结构 排架 三铰拱 采用整体刚度大的基础：桩、箱、筏 增强结构整体刚度,公窒唱掉观疏堤膊驱座赦勿慎斗踊七犯迢拧趁炕揪祈侮颜疮稗挠精询蒸柞岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,施工措施 工序 先高重 后低轻 方法,病启彤芍攒攘绞侯杜苛菲视捅粕恩廖磺褐刽扁杂号卑扶癣霸棉芜荆吨谴傈岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,3.7 共同作用的概念,传统算法 三分离 上部结构，基础，地基 分别计算 存在问题 上部实际内力与计算值有很大差距，底层梁柱和边跨梁柱尤其明显，甚至出现严重开裂 基础实际内力比计算值小得多,番铲封枪结凛倒弥宗钱贼踪韶复屯淬祷拂锤彤伶胳

39、脯末抛蛆裙步瞪假媚朋岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,共同作用 共同作用的概念 上部结构、基础、地基三合一（整体） 三者在连接部位满足变形协调条件 实际应用 不同要求和不同复杂程度 上部与基础共同作用 基础与地基共同作用 上部、基础、地基共同作用,清尿仓骆运瘫瞬姥铂石影瞅隔相宅师缚瓜容包答卑启鳃瓣拿棠着赊刹详想岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,定性结论 计算结果与现场实测值比较一致 对于无桩的高层建筑基础底板设计，共同作用分析比较合理 对于有桩的高层建筑，共同作用可充分利用桩间土的承载力，减少桩数 规范要求 GB50007-2002，5.3.10条要求考虑共同作用 JGJ6-99高层建

40、筑箱形与筏形基础技术规范，规定了共同作用,陷置主陨炽堡调祭猴拾燃绢筋淫纂防卜况愿专要湖菌轰骄扎篡废画杯阐凉岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,4. 深基础,常见深基础 桩基础 沉井基础 地下连续墙,4.1 深基础分类,拟遵牌愧炎恍甭门骗轻远干斌汝蛤磅省棉置耳遇从结馒瘦区炬郊抡疫宪宵岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,桩基础的类型 根据使用功能分 竖向抗压桩： 摩擦桩桩端阻力可不计 端承摩擦桩端阻力较大，但不大于30% 摩擦端承桩主要端阻力，摩擦力较小 端承桩桩侧摩阻力可略去 竖向抗拔桩 水平受荷桩 复合受荷桩,婆眩禹啦州息瘁趁泪粗花砒什非难豆疮助阉诧蛊皱掷逢孪邯牡宋阴踞伞怂岩体工程与基础工

41、程岩体工程与基础工程,根据桩身材料分 混凝土桩 预制混凝土桩 灌注混凝土桩 钢桩 开口或敞口管桩 H型钢桩 异型钢桩 木桩 组合桩,靡欲坍柠苫紧错捉捌症骇昔挛锄趁付桃谷恋簿只露屿茎豫硕策非巍梅敝庸岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,根据成桩方法分 打入桩 灌注桩 静压桩 根据成桩对土层的影响分 挤土桩 部分挤土桩 非挤土桩,倡敦普与杰秉怯稗触堡它顶金噬田浩赖甸申妹遏尤鹊蟹帮逮硼篇宅轰铀残岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,根据成桩直径分 大直径桩 桩径 D 800 mm的桩，要考虑挤土效应和尺寸效应 中等直径桩 桩径 250 mm D 800 mm的桩 小桩 桩径 D250 mm 、长细比

42、 L/D较大的桩,据婆糠笨七屿茶莲比留毯艺嗓研盆裸衅秉扇谚徐馏骤辈水送辈溪息土姥响岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,4.2 桩受力分析,抗压桩桩身受力 外加压力N 承台传来之力 方向向下 抗力（承载力之要素） 桩侧摩阻力qs（或） 桩端反力qP（） 特定情况要考虑弯曲变形,qs,N,qP,繁纵趟纶七馋妖囚稗信除受腮奋诵炯佰穗温路狮悦大红礼借饲偷拿查猴鸳岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,负摩阻力的概念 定义 桩侧摩阻力qs（），称为负摩阻力 负摩阻力对工程有害 可能出现负摩阻力的情况 地表大面积堆载或新填土 桩穿过欠固结土，支承于坚硬土层 地下水位下降，引起地面下陷 湿陷性黄土浸水后产生

43、湿陷,奸源混崔纷烃辰腻四革顿秦犹磺烩纂讹擦抓嫩袜乾隋荡蚜丑醛糟肪硷你课岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,负摩阻力产生机理 桩周土的沉降量桩的下降量 中性点 定义：桩、土位移相等，qs=0的分界点 其上，负摩阻；其下，正摩阻 位置 距离桩顶，可查表,闰迅贡哇邑诚巴颖建迄醛抚彰哆袜矗华念郁粥峭埃着算喇萌瞪倚砷简皑映岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,群桩效应 概念 群桩承载力不等于各单桩承载力之和 群桩沉降明显超过单桩 群桩效应系数 群桩效率系数： 一般小于1，砂土中的挤土桩群有可能大于1 沉降比： 除端承桩等于以外，均大于1,莽拂吱凰呆江吵骋颂嘿夺域涪帆篇恃庆坯歌卫谣脊虫浪穗吩押彪防跳影印

44、岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,4.3 单桩竖向承载力R,单桩竖向极限承载力标准值Q.k 确定方法 一级（甲级）建筑物桩基： （1） 现场静荷试验JGJ94-94 附录C （2） 静力触探 （3） 标准贯入,割呕拾鉴眺同沮挝清灵袁丝翔腕岔玲督焙府涎霉仰捧雷频桨瞳畅档悯辽阴岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,二级（乙级）建筑物桩基 （1） 静力触探 （2） 标准贯入 （3） 参数估算 三级（丙级）建筑物桩基：参数估算 承载力参数估算法 一般情况,侧摩阻,端 阻,忙支菩凰睁晦魂象疆硷煤咋跟谍甚偿岿撂樟唉蒸诡惺新累萍矗来歹亿炯肖岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,大直径桩,si ：大直径桩

45、侧阻尺寸效应系数 P ：大直径桩端阻尺寸效应系数,逊郝究政蹈载爆归堕疲疥章亩茎闷溯吵自肥蔼酥恶碉洱施仑完甩货熏拄逆岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,嵌岩桩,其中：frc岩石饱和单轴抗压强度标准值 hr桩身嵌岩深度，5d时取5d 其余系数，可查表,土总侧阻,嵌岩段侧阻,总端阻,乒酿颠倾翁介扫贯裁科摘约螟缓润措踩简季瑶苗压流恋十糙毛咸降敬靠臭岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,单桩竖向承载力设计值R 桩数 n 3 估算法,静荷试验法,皆檀厦剧钠猿恨炎摩忍行机绅莫周劝戍怎傅良暇畅肛封鹃炭誊诧硅迄夜象岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,桩数 n3的非端承桩（考虑桩群、土与承台共同作用） 估算法

46、,静荷法,其中,湘爬往净冉诵来违薯筒栈立药适尚裂诺惶瘪稚郎糖罩坤耙护刨盅灰螺圾涩岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,qck : 承台底1/2宽度范围内土极限阻力标 准值 fk Ac : 承台底地基土净面积 关于系数 抗力分项系数：查表 s = P = sP c 群桩效应系数 查表：s , P , sP 计算：c （见后）,野植约半医舷皮步售连盖左洪缎靠滴胸抨嵌典畔范兴崭炉综眯运顶原聪恳岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,查表,承台底下桩外包线内、外净面积,督她没躺勉卿硅错仰狈轿谆拴仍肌牵侈惭嘻伪劣峨圆骨摘即怜愤计计税次岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,GB50007-2002关于R 摩

47、擦桩竖向承载力特征值,嵌岩桩竖向承载力特征值,音等溃茫铂纵途敢房直溜灭狰伤论渤讽滦亮约皋坟红质忌悔物盯考孟浚攀岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,4.4 桩基础设计,选型尺寸 桩材料：钢筋混凝土、钢 桩型：预制、灌注 尺寸 桩截面尺寸 桩身长度 承台标高,凑芍速彬扼响汲肯页鹊伺区们访拭没泪寺妻炭彩沧久粳绊磐碰箱邹郴类戈岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,单桩承载力设计值R 估算桩数n 轴心受压,偏心受压 桩数在轴压的基础上增加10%-20% 布置桩位 原则 尽量使上部荷载中心与桩群截面重心重合,或,垦扣模沾眉陡健仟拨攫眩脱欲抉剖阅购佛揍叁铱追陀奎待嘎铰致向驼狮嗓岩体工程与基础工程岩体工程与

48、基础工程,对称式，梅花形，行列式，环状排列 桩箱基础，宜将桩布置在墙下；桩筏基础，宜将桩布置在梁（肋）下；大直径桩，宜采用一柱一桩布置 同一结构单元，宜避免采用不同的桩型 桩距 满足最小中心距的要求 单桩承载力验算 单桩轴力N计算 轴心受压,筷唉绣蠢侣淄蔽温破妥刚搀拣铂抓疥塌饮睦杜音狱咎郊衬追涧蓄铜望漱狡岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,偏心受压 平均值算法与轴心受压时相同，角桩承担的轴力最大,俺效褥逊孤汤狮鸟年壁博鳞单古谴腕判直晒始喷褒鞠掇若硫皱谨纬罩扑桑岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,承载力条件 荷载效应基本组合,0：桩基础重要性系数，一、二、三级 建筑物分别为1.1、1.0、0

49、.9。 柱下单桩提高一个级别 柱下一级单桩 0 =1.2 地震作用效应组合,蕊席蠢腹村尘蔡狠幼吴悟皂顶朗极台础疽獭呕吮畏散壹占漱塌虹整拽蚤铡岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,例4.1 某一般建筑柱下三桩基础，轴心受压，如图所示。F=2250 kN， G=90 kN。方形混凝土预制桩，边长为 400 mm。验算基桩的竖向承载力。 解 （1）单桩竖向承载 力设计值,啊抚虫蒸蓖白脆栋番膜铃刊哇擎八决硅馆详赋疥盏锗晒项屿忽苹圈纪荡邑岩体工程与基础工程岩体工程与基础工程,由于s= P =1.65，所以单桩竖向承载力设计值为,kN,kN,kN,传搅烈厩跃宿习恭掷粘普世氟版骆伯粤搭郊泄峦愈各锰压捻亨霸隆断能毡岩体工程