基礎(chǔ)工程課件——第1章緒論

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1、1.1概述1.2本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求1.3本學(xué)科的發(fā)展概況1.4本課程主要內(nèi)容1緒論建筑物的組成一、地基基礎(chǔ)的基本概念1.1概述圖1.1地基基礎(chǔ)示意圖一、地基基礎(chǔ)的基本概念1.地基----直接承擔(dān)建筑物的全部荷載，并在其影響下產(chǎn)生應(yīng)力與變形的那一部分地層稱為地基。(subgrade，foundationsoils)根據(jù)地基與基礎(chǔ)的接觸關(guān)系，地基中的地層分為覆蓋層、持力層和下臥層。1)地基持力層是直接承托基礎(chǔ)底面的地層。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)選擇強(qiáng)度較高、變形較小、穩(wěn)定性較強(qiáng)的地層作為地基的持力層。2)覆蓋層是位于持力層以上的所有地層。3)下臥層是位于持力層以下的地層?？?/p>

2、分為軟弱下臥層和剛性下臥層。地基天然地基:未經(jīng)處理，直接支承基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的地基。人工地基:經(jīng)過人工處理，改善了工程性能的地基。一、地基基礎(chǔ)的基本概念2.基礎(chǔ)----建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。(foundation)將結(jié)構(gòu)所承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分。基礎(chǔ)包括淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。3.土力學(xué)----是研究土體的應(yīng)力、強(qiáng)度和變形，滲流規(guī)律的一門力學(xué)分支，它是本課程的理論基礎(chǔ)。土力學(xué)所要研究的兩大基本問題是土體的變形和強(qiáng)度。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程的關(guān)系Geotechnique4.基礎(chǔ)工程－研究下部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)物與巖土相互作用共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生的各種變形和穩(wěn)定

3、性問題。建筑物的建造使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，這就必須運(yùn)用數(shù)學(xué)力學(xué)的方法來研究在荷載作用下地基的強(qiáng)度和變形問題。為保證建筑物的功能需要和安全使用的目的，地基、基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)計(jì)算中必須滿足以下三個(gè)條件：1）地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度地基在建筑物荷載作用下有足夠的承載力，并在防止整體破壞方面有足夠的安全儲(chǔ)備；2）地基應(yīng)滿足變形要求保證地基的變形值不超過建筑物正常使用要求的范圍；3）基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身應(yīng)滿足強(qiáng)度、變形和耐久性的要求。二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本條件地基設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)三、地基基礎(chǔ)工程的重要性1.地基基礎(chǔ)是建筑工程的一個(gè)重要組成部分，是建筑物的根本

4、，又屬于地下隱蔽工程。因此，它的工程地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)計(jì)算和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安危。2.大量事實(shí)證明，在建筑物失敗事故中，地基基礎(chǔ)問題占很大的比例，而且地基基礎(chǔ)事故一旦發(fā)生，進(jìn)行補(bǔ)救就相當(dāng)困難。3.此外，地基基礎(chǔ)工程處理是否適當(dāng)，影響建筑物的造價(jià)也是驚人的，一般約占總投資的10～30％甚至更多。工程實(shí)例加拿大特朗斯康谷倉事故：1913年9月裝谷物，10月17日裝了31822Ｔ谷物時(shí)，1小時(shí)豎向沉降達(dá)30.5cm24小時(shí)傾斜26°53ˊ西端下沉7.32m東端上抬1.52m上部鋼混筒倉完好無損概況：長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，共65個(gè)圓筒倉。鋼混筏板基礎(chǔ)，厚

5、61cm，埋深3.66m。1911年動(dòng)工，1913年完工，自重20000T。加拿大特朗斯康谷倉原因：地基土事先未進(jìn)行調(diào)查，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖取土試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算地基承載力應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，地基實(shí)際承載力遠(yuǎn)小于谷倉破壞時(shí)發(fā)生的基底壓力。因此，谷倉地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動(dòng)。處理：事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了４米。1995年阪神地震中新干線的傾覆1964年新瀉地震引起大面積液化地基的剪切破壞p滑裂面意大利比薩斜塔比薩斜塔目前：塔向南傾斜，南北兩端沉降差1

6、.80m，塔頂離中心線已達(dá)5.27m，傾斜5.5°1360：再復(fù)工，至1370年竣工，全塔共8層，高度為55m1272：復(fù)工，經(jīng)6年，至7層，高48m，再停工1178：至4層中，高約29m，因傾斜停工1173：動(dòng)工原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強(qiáng)度較低，變形較大。1590:伽利略在此塔做落體實(shí)驗(yàn)比薩斜塔1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎(chǔ)環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進(jìn)行地基處理目前:已向游人開放。處理措施上海展覽中心館1954：開工，沉降60cm1957：沉降最大146.55cm，

7、最小122.8cm1979:沉降160cm淤泥質(zhì)粘土,箱形基礎(chǔ)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的地基最終沉降量計(jì)算公式(簡(jiǎn)稱規(guī)范法)ψs--沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)各種假定導(dǎo)致S′的誤差，如：①取中點(diǎn)下附加應(yīng)力值，使s′偏大；②側(cè)限壓縮使計(jì)算值偏??；③地基不均勻性導(dǎo)致的誤差等。軟粘土（應(yīng)力集中）S′偏小,Ψs>1硬粘土（應(yīng)力擴(kuò)散）S′偏大,Ψs<1沉降經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)基底壓力線性分布假設(shè)彈性附加應(yīng)力計(jì)算單向壓縮的假設(shè)原狀土現(xiàn)場(chǎng)取樣的擾動(dòng)參數(shù)線性的假設(shè)按中點(diǎn)下附加應(yīng)力計(jì)算結(jié)果修正沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs基底附加應(yīng)力2.54.07.015.020.0