基础工程第一章
土木建筑基础工程课件--第一章基础工程绪论资料
6/16/2019
基础工程课件
3）地基基础事故累见不鲜，有时甚至酿成重大 损失。而一旦发生了地基事故，弥补和整治是 费钱、费力又费时的事。
工程事故常常由地基事故所引起，例如国际水 利工程的统计表明，自1830年以来，大坝失事 中有25%可归咎于地基事故。而造成基础工程 事故的原因有勘测、设计或施工的失误，环境 气候的变化，乃至使用的不当等，有时这些原 因可以同时存在。某一环节失误或者考虑不周 就可能酿发事故。
基础工程课件
地基土为世界罕见的软弱土，层厚达25m。因此，墨西哥城艺术宫严 重下沉，沉降量竟高达4m。临近的公路下沉2m，公路路面至艺术宫 门前高差达2m。参观者需步下9级台阶，才能从公路进入艺术宫。这 是地基沉降最严重的典型实例。
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基础工程课件
墨西哥博物馆不均匀沉降
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基 础 工 程概 论
主讲教师：徐亚利 合肥学院建工系
第1章 绪论
一、基础工程学的研究对象
基础工程学研究的对象是各类建筑物（房屋建 筑、桥梁建筑、水工建筑、近海工程、地下工 程等）的地基基础和挡土结构物的设计和施工， 以及为满足基础工程要求进行的地基处理方法。
可以认为基础工程是岩土工程的一个重要组成 部分，即用岩土工程的基本理论和方法去解决 地基基础方面的工程问题。由于基础是建筑物 结构的一部分，在基础设计中需要大量的结构 计算，所以基础工程学也与结构计算理论和计 算技术密切相关。
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广州建筑物坍塌
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建筑物墙体开裂
基础工程教案 第一章
第一章导论第一节概述任何建筑物都建造在一定的地层上，建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担。
受建筑物影响的那一部分地层称为地基，建筑物与地基接触的部分称为基础。
桥梁上部结构为桥跨结构，而下部结构包括桥墩、桥台及其基础。
基础工程包括建筑物的地基与基础的设计与施工。
地基与基础在各种荷载作用下将产生附加应力和变形。
为了保证建筑物的正常使用与安全，地基与基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在允许范围之内。
根据地层变化情况、上部结构的要求、荷载特点和施工技术水平，可采用不同类型的地基和基础。
地基可分为天然地基与人工地基。
未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基。
如果天然地层土质过于软弱或存在不良工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础，这种地基称为人工地基。
基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。
通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施工简单的基础称为浅基础；若浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上，且施工较复杂时称为深基础。
基础埋置在土层内深度虽较浅，但在水下部分较深，如深水中桥墩基础，称为深水基础，在设计和施工中有些问题需要作为深基础考虑。
桥梁及各种人工构造物常用天然地基上的浅基础。
当需设置深基础时常采用桩基础或沉井基础，而我国公路桥梁应用最多的深基础是桩基础。
目前我国公路建筑物基础大多采用混凝土或钢筋混凝土结构，少部分用钢结构。
在石料丰富的地区，就地取材，也常用石砌基础。
只有在特殊情况下（如抢修、建临时便桥）采用木结构。
工程实践表明：建筑物地基与基础的设计和施工质量的优劣，对整个建筑物的质量和正常使用起着根本的作用。
基础工程是隐蔽工程，如有缺陷，较难发现，也较难弥补和修复，而这些缺陷往往直接影响整个建筑物的使用甚至安全。
基础工程的进度，经常控制整个建筑物的施工进度。
基础工程的造价，通常在整个建筑物造价中占相当大的比例，尤其是在复杂的地质条件下或深水中修建基础更是如此。
因此，对基础工程必须做到精心设计、精心施工。
第一章基础工程学绪论与基础知识
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
原因：
地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土
层，强度较低，变形较大。
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比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
1.3 本学科发展概况
作为工程技术，基础工程是一项古老的工艺。如前所述， 只要建造建筑物，注定离不开地基和基础。因此，作为一项 工程技术，基础工程的历史源远流长。但过去人们只能依赖 于实践经验的不断积累和能工巧匠的技艺更新来发展这项技 术，囿于当时生产力发展水平，基础工程还未能提炼成为系 统的科学理论。
虎丘塔
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• 地基土为世界罕见的软弱土，层厚达25m。因此，墨西哥城 艺术宫严重下沉，沉降量竟高达4m。临近的公路下沉2m， 公路路面至艺术宫门前高差达2m。参观者需步下9级台阶， 才能从公路进入艺术宫。这是地基沉降最严重的典型实例。
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墨西哥博物馆不均匀沉降
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重 庆 武 隆 滑 坡
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地基基础的重要性
钢筋混凝土 扩展基础
柱下条形基础 筏板基础 箱形基础
柱下独立基础 墙下条形基础
桩基础 沉井基础 沉箱基础 地下连续墙基础 组合型深基础
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地基与基础的组合形式： 天然地基上的浅基础；
天然地基上的深基础； 人工地基上的浅基础；人
工地基上的深基础。
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1.2 基础工程的内容
Hale Waihona Puke 基础工程基础工程的设计 基础施工 监测
参考文献
• 华南理工大学等四校，《地基及基础》第三版，中国建筑工业出版社 • 陈希哲编著，《土力学地基基础》第三版，清华大学出版社 • 吴湘兴主编，《建筑地基基础》第一版，华南理工大学出版社 • 周汉荣主编，《土力学地基与基础》第二版，武汉理工大学出版社 • 王成华主编，《基础工程学》第一版，天津大学出版社 • 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 • 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 • 《高层建筑箱形和筏形基础技术规范》JGJ 6-99 • 《岩土工程勘察规范》 GB50021-2001 • 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
基础工程
《基础工程》知识要点第一章绪论地基基础的概念，分类：1.基础通常指：建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。
(承上启下)2．地基是指：建筑物下方承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。
3．地基分类：天然地基：不需处理直接放置基础的天然土层。
人工地基：需要人工加固或处理后才能修建基础的土层。
4.基础分类：浅基础：一般基础埋深<5m,或基础埋深>5m但小于基础宽度.深基础：基础埋深>5m.应采用特殊的结构形式、特殊的施工法。
地基基础设计时荷载取值的规定：地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定：1按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合。
相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；2计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。
相应的限值应为地基变形允许值3 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0；4在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。
当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合5基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数（γ0）不应小于1.0。
地基基础设计时荷载取值的规定地基变形的类型及应用按基变形特征分：沉降量：基础中心的沉降量沉降差：相邻两个单独基础沉降量的差倾斜：单独基础在倾斜方向两端点沉降差与其距离的比值局部倾斜：砖石承重结构沿纵墙6－10米内两点的沉降差与其距离的比值。
第二章天然地基上浅基础设计原理基础的类型：按材料分类：砖基础，毛石基础，灰土及三合土基础，砼及毛石砼基础，钢筋砼基础按构造分类：无筋扩展基础，扩展基础按受力性能分类：单独基础（柱下单独基础，墙下单独基础），联合基础（十字交叉，筏板，箱形），条形基础(墙下条形基础, 柱下钢筋混凝土条形基础, 柱下十字形基础)基础的埋置深度的概念及影响因素：埋置深度是指：设计地面到基础底面的深度。
基础工程-第一章 地基基础的设计原则(2007.3)
乙级 丙级
场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民 用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物
正常使用极限状态设计；对短暂情况，可根据需要按正常使用极限状 态设计；对偶然情况，可不按正常使用极限状态设计。
1-1-2 基础工程设计的任务
主要任务：结构效应分析。 1、基础结构作用效应分析：确定由于上部结构荷载、 地基反力作用，在基础结构上的作用效应，即基础结构内 力：弯矩、剪力、轴力等。 2、根据拟定的基础截面进行基础结构抗力及其他性 能的分析，确定基础结构截面的承受能力及其性能。 按承载力极限状态设计时，根据材料和结构对作用的 反应，可采用线性、非线性、塑性理论计算；按正常使用 极限状态设计时，可采用线性理论计算，必要时采用非线 性理论。计算结果均应小于基础材料的抵抗能力。
1-2-3 地基基础设计基本规定
1、一般规定 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基 变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规 定： 1 . 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关 规定； 2 . 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形 规定； 3. 表1-8所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作 变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑； 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大， 可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；
软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完 成时。 4、对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和 挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑 物，尚应验算其稳定性； 5、基坑工程应进行稳定验算； 6、当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存 在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。
基础工程,课件,础第一章,基础工程,绪论
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土 13 层，强度较低，变形较大。
虎丘塔
倾斜 概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成 于宋太祖建隆二年（公元961年）。全 塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。
问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔 顶离中心线已达2.31m，底层 塔身发生不少裂缝，成为危险 建筑物而封闭。 原因：坐落于不均匀粉质粘土层上， 产生不均匀沉降。 处理：在塔四周建造一圈桩排式地下 连续墙并对塔周围与塔基进行 钻孔注浆和打设树根桩加固塔 14 身，获得成功。
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1、生产实践阶段
赵州桥－－ 隋炀帝 1400多年
长城 －－ 秦、明各代
应县木塔
辽 900多年
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2、理论基础阶段
工业革命 城市建设、水利工程、桥梁道路 土力学 工程地质学 强度理论、变形固结理论、渗流理论 土压力理论 边坡稳定分析法 施工技术、机具、测试等发展，……
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3、发展应用阶段-地基方面
地基处理方法发展—各种类型
1. 排水预压法：堆载预压、真空预压 2. 夯实法：重锤夯实法、强夯法 3. 加筋复合地基法：竖向、横向加筋 4. 振密法：水冲、其他人工震动 ………..
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3、发展应用阶段-基础与施工技术方面
基础设计方面 1. 补偿式基础 2. 桩筏基础 3. 桩箱基础 4. 巨型钢筋混凝土浮运沉井基础 …………… 基坑支护、滑坡治理方面 1. 盾构、顶管 2. 地下连续墙 3. 深层搅拌水泥土挡墙
设计—主观、客观相统一
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地基基础分类荷载和承载力计算
D
D
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二、基础工程发展概况
作为工程技术，基础工程是一项古老的工 艺。如前所述，只要建造建筑物，注定离不开 地基和基础，因此，作为一项工程技术，基础 工程的历史源远流长。但人们只能依赖于实践 经验的不断积累和能工巧匠的技艺更新来发展 这项技术，囿于当时生产力发展水平，基础工 程还未能提炼成为系统的科学理论。
基础工程教案优选全文
钻孔灌注桩的施工技术
反循环回旋钻机成孔的工艺如图所示 。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流 入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形 成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸 出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流 入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的 速度较高，排放基础施工技术 第二节 钻孔灌注桩的施工技术
钻孔灌注桩的施工技术
1 .夯填粘土； 2 .护筒
搭设平台固定护筒
钻孔灌注桩的施工技术
（四）泥浆的准备 在粘土中钻孔，可采用自造泥浆护壁；在砂土中钻孔，则应注入制备泥浆。护壁泥浆是由高塑性 粘土或膨润土和水拌合的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵 漏剂等。 泥浆是由粘土、清水和泥浆化学处理剂按一定的配比拌制而成。 泥浆有稳定孔壁与悬浮和携带钻渣的能力。 泥浆的基本性能指标有：比重、粘度、胶体率、含砂率、稠度和PH值。 护壁泥浆一般可在现场制备，制备泥浆应达到一定的性能指标，膨润土泥浆的性能指标如表所示 。 根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环。根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放条 件、允许沉渣厚度等进行选择，但对孔深大于 30 m 的端承型桩，宜采用反循环成孔及清孔。 正循环回旋钻机成孔的工艺如图所示。泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土 渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此 进行循环。沉淀的土渣用泥浆车运出排放。
基础工程课后题答案
基础工程课后题答案基础工程课后题答案第一章线性代数1. 如何计算矩阵的秩？矩阵的秩指的是矩阵中线性无关的行或列的个数。
可以通过高斯消元法将矩阵化为行简化阶梯矩阵，然后数出非零行的个数。
2. 什么是特征向量和特征值？在矩阵运算中，存在这样一对向量和数，满足矩阵和向量相乘，得到的结果等于向量与数的乘积。
这里的向量称为特征向量，数称为特征值。
3. 如何求解线性方程组？可以使用高斯消元法或克拉默法则进行求解。
高斯消元法通过矩阵的初等行变换，将系数矩阵化为行最简形式，并求出未知数的解；克拉默法则利用行列式的概念，将系数矩阵和常数向量组成扩展矩阵，通过计算行列式求解未知数的值。
第二章微积分1. 什么是导数和微分？导数是函数在某一点处的变化率，是函数曲线在该点处的切线斜率。
微分是函数在某一点处与该点切线的斜率相等的线性函数，是对导数的一种基于微小量的近似表示。
2. 什么是函数的极值？函数在某一点处的导数为0，且在该点左右两侧导数符号相反，那么该点就是函数的极值点。
极大值和极小值分别对应函数取最大值和最小值的点。
3. 什么是定积分和不定积分？定积分是在给定区间上，对函数进行积分得到一个数值，表示函数在该区间上的面积。
不定积分是在给定函数的情况下，求出所有导数等于该函数的原函数，称为不定积分。
第三章工程力学1. 什么是平衡点？对于一个物体的受力状态，如果所受合外力的合力等于0，其所在的位置就是平衡点。
在平衡点上，物体不会发生运动或旋转。
2. 什么是受力分析？受力分析是通过对物体受到的各种作用力进行分析，了解物体受力情况的方法。
通常使用自由体图和受力图，分别表示受力物体和作用力的大小和方向，通过平衡方程式求解出物体的受力分布。
3. 什么是弹性形变和塑性形变？弹性形变是指物体受到小的外力作用后，恢复到初始形状的程度，称为弹性形变。
塑性形变是指物体受到大的外力作用后，无法完全恢复到初始形状，产生永久形变，称为塑性形变。
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基础工程
加拿大特朗斯康谷仓的地基事故
建于1914年的加拿大特朗斯康谷仓。该谷仓由65 个圆柱形筒仓构成，高31m，宽23.5m，其下为钢 筋混凝土筏板基础，由于事前不了解基础下埋藏 有厚达16m的软粘土层，谷仓建成后初次贮存谷 物达27000t后，发现谷仓明显下沉，结果谷仓西 侧突然陷入土中7.3m，东侧上抬1.5m，仓身倾斜 近27o。后查明谷仓基础底面单位面积压力超过 300kPa，而地基中的软粘土层极限承载力才约 250kPa，因此造成地基产生整体破坏并引发谷仓 严重倾斜。该谷仓由于整体刚度极大，因此虽倾 斜极为严重，但谷仓本身却完好无损。后于土仓 基础之下做了七十多个支承于下部基岩上的混凝 土墩，使用了388个50t千斤顶以及支撑系统才把 仓体逐渐扶正，但其位置比原来降低了近4.0m。 这是地基产生剪切破坏，建筑物丧失其稳定性的
基础工程
基础工程
第 一章 绪论
内容提要
地基及基础的概念 本学科发展概况 国内外基础工程事故举例 本课程的特点和学习要求
基础工程
1-1 地基及基础的概念
上部结构
建筑物 基 础
基础
地基
地基
建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。 受建筑物影响的那一部分地层称为地基；建筑物 向地基传递荷载的下部结构称为基础。
基础工程
1922年瑞典学者W.费兰纽斯（Fellenius）提出了一 种土坡稳定的分析方法。这一时期的理论研究为土力 学发展成为一门独立学科奠定了基础。
在土建、水利、桥隧、道路、港口等有关工程中， 以岩土体的利用、改造与整治问题为研究对象的科技 领域，因其区别于结构工程的特殊性和各专业岩土问 题的共同性，已发展融合成为一个自成体系的专业— —“岩土工程”。它的研究方法是由三种基本手段（数 学模拟、物理模拟和原位观测）综合而成。
典型事故实例。
基础工程
上海展览中心馆
地基为高压缩性淤泥质软土。展览馆于 1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降 量为60cm。1957年6月，中央大厅四周的沉 降量最大达146.55cm，最小为122.8cm。到 1979年，累计平均沉降量为160cm，从1957 年至1979年共22年的沉降量仅20cm左右，不 及1954年下半年沉降量的一半，说明沉降已 趋向稳定。40多年来，由于长期使用和地层 不均匀沉降，主体建筑下沉最多之处约1.9 米，地面高低落差40多厘米。由于地基严重 下沉，不仅房屋结构变形、裂缝随处可见， 而且使散水倒坡，建筑物内外连接的水、暖、 电管道断裂，都付出了相当的代价。
基础工程
※ 地基基础设计必须满足的基本条件
建筑物的建造使地基中原有的应力状态 发生变化，所以地基基础的设计必须满足：
a.作用于地基的荷载不超过地基的承载 能力（地基土的强度问题）；
b.控制基础沉降使之不超过允许值（地 基土的变形问题）。
基础工程
1-2 本学科发展概况
作为工程技术，基础工程是一项古老的工艺。 公元前2世纪修建的万里长城；隋朝的赵州安济桥； 我国著名的古代水利工程之一，战国时期李冰领导 修建的都江堰；举世闻名的古埃及金字塔等，都是 由于修建在牢固的地基基础之上才能逾千百年而留 存于今。人类在建筑工程实践中积累了丰富的基础 工程设计、施工经验和知识，但是由于受到当时的 生产实践规模和知识水平限制，在相当长的的历史 时期内，地基基础仅作为一项建筑工程技术而停留 在经验积累和感性认识阶段。
基础工程
基础工程
上部结构
基础 地基
建筑物三部分示意图
建筑物的上部结构、基础和地基三部分， 功能不同，研究方法各异，但它们又是建筑 物的有机组成部分，缺一不可、彼此联系、 相互制约。所以，科学的、理想的方法是将 三部分统一起来进行设计计算。
依目前的理论水平，还很难做到这一点。 尽管如此，我们在处理地基基础问题时，头 脑里一定要有地基-基础-上部结构相互作用 的整体概念，尽可能全面地加以考虑。
所谓岩土工程，即为土力学、工程地质学、水文
地质学和岩体力学的结合。
基础工程
1-3 国内外基础工程事故举例
综合国内外土木工程事故分析可以得到， 与地基基础有关的土木工程事故可主要概括为 以下类型：地基产生整体剪切破坏、地基发生 不均匀沉降、地基产生过量沉降以及地基土液 化失效，基础工程又是一门年轻的学科。 十八世纪欧洲产业革命以后，水利、道路以及城市建 设工程中大型建筑物的兴建，提出了大量与土的力学 性态有关的问题，并要求在大量实践基础上建立起一 定的理论来指导以后的工程实践。库仑 （Coulomb,C.A.1773）提出著名的抗剪强度公式和土 压力理论。1857年英国人W.J.M朗肯（Rankine）又从 不同途径提出了挡土墙的土压力理论。1885年法国学 者J.布辛奈斯克（Boussinesq）求得了弹性半空间体 在竖向集中力作用下的应力和位移解。1852年法国的H. 达西（Darcy）创立了砂性土的渗流理论“达西定律”。
建筑工业出版 社
规 范 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002 ）
《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）
《建筑结构荷载规范》（GBJ50009-2001）
基础工程
课程内容
第一章 绪论 第二章 天然地基上的浅基础 第三章 桩基础和深基础 第四章 复合地基 第五章 地基处理 第六章 挡土墙 第八章 基坑工程 第九章 特殊土地基
基础工程
主讲教师：左熹
课程简介
本课程主要讲授常见的地基基础的设计 理论和计算方法方面的内容，包括地基基础 设计原则、浅基础、桩基础、地基处理等。
通过学习使学生掌握地基基础设计的基 本原理，具有从事一般工程基础设计和施工 管理的能力。
基础工程
教材
《基础工程》 王秀丽等 重庆大学出版社
参考书 《地基与基础》 顾晓鲁等