地基基础工程设计第一章绪论PPT_详细
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2021/2/23
1.3 基础工程的发展状况
基础工程和其他技术学科一样，是人类在长期生产实践 中不断发展起来的。在一个多世纪的发展过程中，许多研究 者继承前人的研究，总结了实践经验，孕育了本学科的雏形。 20世纪20年代，基础工程有了比较系统、完整的专著问世， 1936年，第一届国际土力学与基础工程会议后，土力学与基 础工程作为一门独立的学科，从此步入了快速发展的轨道。
（２）地基不能产生影响建筑物正常使用的过大变 形和基础之间的差异变形；（地基土的变形 问题）
（３）基础作为结构构件，本身应有足够的强度和 刚度，在地基反力作用下基础不会破坏，并 具有调整不均匀沉降的能力。基础还应该具 有与相应的上部结构相适应的耐久性。
2021/2/23
以下是几个典型的涉及基础破坏的工程案例
自建桥到现在，桥 基仅下沉了50mm，至 今安然无恙。1991年美 国土木工程师学会选定 赵州桥为“国际历史土 木工程第12个里程碑”。
2021/2/23
作为应用科学，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”。
1.比萨斜塔
比萨斜塔是举世闻名的建筑物倾斜的典型 实例。意大利比萨斜塔1173年动工修建，当塔 修建至24m高时发生倾斜，100年后续建该塔至 塔顶，建成后塔高54.5m。塔身呈圆筒形，1～ 6层由优质大理石砌成，顶部与7、8层采用砖 和轻石料。全塔总重约145MN，基础底面平均 压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉 土和黏土层。目前塔北侧沉降超过1m，南侧沉 降近3m，南北两端沉降差1.8m，塔顶偏离中 心线约5.54m（倾斜约5.5°）。为使斜塔安全留 存，意大利政府后在国际范围内进行了招标， 对斜塔进行了加固处理。
2021/2/23
2.特朗斯康谷仓
建于1914年的加拿大特朗斯康谷仓由65个圆柱形筒仓构成，高31m， 宽23.5m，其下为钢筋混凝土筏形基础，由于事前不了解基础下埋藏有厚 达16m 的软黏土层，谷仓建成初次储存谷物达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27°。
后查明谷仓基础底面单位面积压力 超过300kPa，而地基中的软黏土层 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70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。
基础工程
第1章 绪论
2021/2/23
内容提要
➢基础工程的含义 ➢地基基础设计的基本要求 ➢基础工程的发展状况 ➢基础工程课程的特点及学习要求
2021/2/23
1.1 基础工程的含义
上部结构 建筑物 基础
地基
2021/2/23
建筑物三部分示意图
“万丈高楼平地起”，说明了基础工程的重要 性。
建筑物的全部重力荷载和水平荷载都由其下面 的地层来承担。受建筑物荷载影响的那部分地层称 为地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构物称为 基础。地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要 求的关键之一。
2021/2/23
1.2 地基基础设计的基本要求
地基基础在整个建设工程中占有重要的地位， 地基和基础是建筑物的根基，统称为基础工程。
地基基础设计的基本要求实际上就是防止地基 基础出现破坏，保证建筑物的安全和正常使用。在 地基基础设计中必须满足以下技术条件：
2021/2/23
（１）地基应有足够的强度，在建筑物荷载作用 下，不至于发生整体失稳破坏；（地基土强 度问题）
2021/2/23
1922年瑞典学者费伦纽斯(W.Fellenius)提出了解决了 铁路滑坡，完善了土坡稳定分析圆弧法。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。这些理论与 方法，至今仍广泛应用。
1925年太沙基发表第一部土力学专著，标志着土力学成 为一门独立的学科。为了总结和交流世界各国的理论和经 验，从1936年起，每隔４年召开一次国际土力学和基础工程 会议，各地区也召开类似的专业会，提交大量论文与研究报 告。
基础工程发展至今在设计理论和施工技术及测试工作中 都存在很多有待进一步完善和解决的问题。我国基础工程科 学技术着重开展了以下工作：地基强度、变形特性的基本理 论研究；各种基础型式的创新，基础设计理论与施工方法的 创新。
2021/2/23
Βιβλιοθήκη Baidu
1.4 基础工程课程的特点及学习要求
本教材主要介绍浅基础、深基础、挡土墙、地基处理、 基坑工程、特殊土地基以及基础工程抗震等内容。
同时，地基基础问题的发生和解决具有明显的区域性特 征。要能够正确使用《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）、《建筑桩基技术规范》（JG 94—2008）、 《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001，2009版）、《建 筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）等现行技术规定和 公路、水利等行业现行规范规程，解决地基基础设计施工中 所遇到的有关问题；强调现行规范与地区经验的结合，并应 充分考虑地基、基础和上部结构的共同作用，重视施工质量 和现场测试工作。
基础的作用是扩散上部结构的荷载，减小直接 作用在地层上的应力强度，最终将扩散后的荷载传 递给地基。
2021/2/23
地基可分为天然地基和人工地基。 天然地基：是指未经过处理就可以直接设置基础的
天然土层称为天然地基。 人工地基：是指经过人工加固处理后的地基称为人
工地基。
在地基受力层范围内，基础底面下直接承受荷 载、基础直接搁置其上的土层，称为地基的持力层。 持力层之下受荷载影响较小的土层，称为地基的下 卧层。
2021/2/23
３.地震液化
(1)日本新泻地震。日本新泻市于1964年６月16日发生了7.5 级大地震，当地大面积的砂土地基由于在地震过程中产生振 动液化现象而失去了承载能力，毁坏房屋近2890幢。
(2)唐山地震。1976年7月28 日发生在我国唐山市的大地 震是人类历史上造成损失最 严重的地震之一，震级7.8 级，大量建筑物在地震中倒 塌损毁，地基土的液化失效 是其中的主要原因之一，唐 山矿冶学院图书馆书库因地 基土液化失效致使其第一层 全部陷入地面以下。
通过本课程的学习，应重点掌握浅基础、桩基础，掌握基坑支护和 挡土墙计算设计的基本原理、适用范围、作用和机理等内容，具备合理 选择基础类型与基坑支护方法的能力；掌握常用的基础与挡土墙的设计 计算知识，并具备常用的基础工程设计计算能力；熟悉常用的深基础与 基坑工程施工技术方法、常用机具与施工工艺。
2021/2/23
原则上，本课程以工程要求和勘探试验为依据，以岩土 与基础共同作用和变形与稳定分析为核心，以优化基础方案 与建造技术为灵魂，以解决工程问题确保建筑物安全与稳定 为目的。
2021/2/23
2.学习要求：采用理论紧密联系工程实际的方法，注意掌握岩土地层工 程性质的识别与应用，正确合理地解决基础设计和施工问 题。学习本课程应该重视土力学与工程地质学的基本理论 和知识，培养阅读和使用工程地质勘察资料的能力，并逐 步掌握地基土野外鉴别能力；同时学会运用土力学的基本 理论，结合结构计算和施工知识，合理地解决基础工程问 题。学习基础工程重在实践，通过实践，才能理解理论知 识，才能真正学好基础工程。
距今6000年左右的我国西安市半坡村遗址土台和石基础 即为一例。公元前2世纪修建的万里长城，后来修建的南北 大运河、黄河大堤以及宏伟的宫殿、寺庙、宝塔等建筑，都 有坚固的地基基础，经历强风考验，留存至今。
2021/2/23
隋朝（公元605年左右）李春修建的河北省赵州桥为世界最早最长的 石拱桥，其结构合理、造型美观，桥台落在黏性天然地基上，地 层表面是久经水流冲刷的粗砂层，以下是细石、粗石、细砂和黏 土层。 根据现代测算，这里的地层能够承受450～660kPa的压力， 而赵州桥对地面的压力为500～660kPa，能够满足大桥的要求。
2021/2/23
基础的埋置深度，对于建筑工程，是指基础底面到地面 的竖向距离；对于桥梁工程，在无冲刷时为基础底面到河底 面的距离，在有冲刷时为基础底面到局部冲刷线的距离。
基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。 浅基础：通常指埋置深度较浅（一般在５ｍ 以内）且施 工简单的基础，如柱下独立基础、条形基础、筏形基础、交 叉梁基础和箱形基础等。 深基础：若浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土 层上（一般埋置深度大于５ｍ）且施工较复杂的基础，如桩 基、沉井、沉箱、地下连续墙、桩箱基础和桩筏基础等。 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。 目前，我国土木工程中应用最多的深基础是桩基础。
2021/2/23
本课程专门研究建造在岩土地层上建筑物基础及有关结 构物的设计与建造技术的工程学科，是岩土工程学的组成部 分。本课程建立在土力学的基础之上，涉及工程地质学、弹 性力学、塑性力学、动力学、结构设计和施工等学科领域。 它的内容广泛，综合性强，学习时应该突出重点，兼顾全面。
2021/2/23
1.课程特点：根据建筑物对基础功能的特殊要求，通过勘探、 试验、原位测试等，了解岩土地层的工程性 质，然后结合工程实际，根据上部结构对变形 的要求，运用土力学及工程结构的基本原理， 分析岩土地层、基础工程与结构物的相互作用 及其变形与稳定的规律，制定出合理的基础工 程方案和建造技术措施，确保建筑物在施工阶 段和使用阶段的安全与稳定。
1.3 基础工程的发展状况
基础工程和其他技术学科一样，是人类在长期生产实践 中不断发展起来的。在一个多世纪的发展过程中，许多研究 者继承前人的研究，总结了实践经验，孕育了本学科的雏形。 20世纪20年代，基础工程有了比较系统、完整的专著问世， 1936年，第一届国际土力学与基础工程会议后，土力学与基 础工程作为一门独立的学科，从此步入了快速发展的轨道。
（２）地基不能产生影响建筑物正常使用的过大变 形和基础之间的差异变形；（地基土的变形 问题）
（３）基础作为结构构件，本身应有足够的强度和 刚度，在地基反力作用下基础不会破坏，并 具有调整不均匀沉降的能力。基础还应该具 有与相应的上部结构相适应的耐久性。
2021/2/23
以下是几个典型的涉及基础破坏的工程案例
自建桥到现在，桥 基仅下沉了50mm，至 今安然无恙。1991年美 国土木工程师学会选定 赵州桥为“国际历史土 木工程第12个里程碑”。
2021/2/23
作为应用科学，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”。
1.比萨斜塔
比萨斜塔是举世闻名的建筑物倾斜的典型 实例。意大利比萨斜塔1173年动工修建，当塔 修建至24m高时发生倾斜，100年后续建该塔至 塔顶，建成后塔高54.5m。塔身呈圆筒形，1～ 6层由优质大理石砌成，顶部与7、8层采用砖 和轻石料。全塔总重约145MN，基础底面平均 压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉 土和黏土层。目前塔北侧沉降超过1m，南侧沉 降近3m，南北两端沉降差1.8m，塔顶偏离中 心线约5.54m（倾斜约5.5°）。为使斜塔安全留 存，意大利政府后在国际范围内进行了招标， 对斜塔进行了加固处理。
2021/2/23
2.特朗斯康谷仓
建于1914年的加拿大特朗斯康谷仓由65个圆柱形筒仓构成，高31m， 宽23.5m，其下为钢筋混凝土筏形基础，由于事前不了解基础下埋藏有厚 达16m 的软黏土层，谷仓建成初次储存谷物达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27°。
后查明谷仓基础底面单位面积压力 超过300kPa，而地基中的软黏土层 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70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。
基础工程
第1章 绪论
2021/2/23
内容提要
➢基础工程的含义 ➢地基基础设计的基本要求 ➢基础工程的发展状况 ➢基础工程课程的特点及学习要求
2021/2/23
1.1 基础工程的含义
上部结构 建筑物 基础
地基
2021/2/23
建筑物三部分示意图
“万丈高楼平地起”，说明了基础工程的重要 性。
建筑物的全部重力荷载和水平荷载都由其下面 的地层来承担。受建筑物荷载影响的那部分地层称 为地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构物称为 基础。地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要 求的关键之一。
2021/2/23
1.2 地基基础设计的基本要求
地基基础在整个建设工程中占有重要的地位， 地基和基础是建筑物的根基，统称为基础工程。
地基基础设计的基本要求实际上就是防止地基 基础出现破坏，保证建筑物的安全和正常使用。在 地基基础设计中必须满足以下技术条件：
2021/2/23
（１）地基应有足够的强度，在建筑物荷载作用 下，不至于发生整体失稳破坏；（地基土强 度问题）
2021/2/23
1922年瑞典学者费伦纽斯(W.Fellenius)提出了解决了 铁路滑坡，完善了土坡稳定分析圆弧法。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。这些理论与 方法，至今仍广泛应用。
1925年太沙基发表第一部土力学专著，标志着土力学成 为一门独立的学科。为了总结和交流世界各国的理论和经 验，从1936年起，每隔４年召开一次国际土力学和基础工程 会议，各地区也召开类似的专业会，提交大量论文与研究报 告。
基础工程发展至今在设计理论和施工技术及测试工作中 都存在很多有待进一步完善和解决的问题。我国基础工程科 学技术着重开展了以下工作：地基强度、变形特性的基本理 论研究；各种基础型式的创新，基础设计理论与施工方法的 创新。
2021/2/23
Βιβλιοθήκη Baidu
1.4 基础工程课程的特点及学习要求
本教材主要介绍浅基础、深基础、挡土墙、地基处理、 基坑工程、特殊土地基以及基础工程抗震等内容。
同时，地基基础问题的发生和解决具有明显的区域性特 征。要能够正确使用《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）、《建筑桩基技术规范》（JG 94—2008）、 《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001，2009版）、《建 筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）等现行技术规定和 公路、水利等行业现行规范规程，解决地基基础设计施工中 所遇到的有关问题；强调现行规范与地区经验的结合，并应 充分考虑地基、基础和上部结构的共同作用，重视施工质量 和现场测试工作。
基础的作用是扩散上部结构的荷载，减小直接 作用在地层上的应力强度，最终将扩散后的荷载传 递给地基。
2021/2/23
地基可分为天然地基和人工地基。 天然地基：是指未经过处理就可以直接设置基础的
天然土层称为天然地基。 人工地基：是指经过人工加固处理后的地基称为人
工地基。
在地基受力层范围内，基础底面下直接承受荷 载、基础直接搁置其上的土层，称为地基的持力层。 持力层之下受荷载影响较小的土层，称为地基的下 卧层。
2021/2/23
３.地震液化
(1)日本新泻地震。日本新泻市于1964年６月16日发生了7.5 级大地震，当地大面积的砂土地基由于在地震过程中产生振 动液化现象而失去了承载能力，毁坏房屋近2890幢。
(2)唐山地震。1976年7月28 日发生在我国唐山市的大地 震是人类历史上造成损失最 严重的地震之一，震级7.8 级，大量建筑物在地震中倒 塌损毁，地基土的液化失效 是其中的主要原因之一，唐 山矿冶学院图书馆书库因地 基土液化失效致使其第一层 全部陷入地面以下。
通过本课程的学习，应重点掌握浅基础、桩基础，掌握基坑支护和 挡土墙计算设计的基本原理、适用范围、作用和机理等内容，具备合理 选择基础类型与基坑支护方法的能力；掌握常用的基础与挡土墙的设计 计算知识，并具备常用的基础工程设计计算能力；熟悉常用的深基础与 基坑工程施工技术方法、常用机具与施工工艺。
2021/2/23
原则上，本课程以工程要求和勘探试验为依据，以岩土 与基础共同作用和变形与稳定分析为核心，以优化基础方案 与建造技术为灵魂，以解决工程问题确保建筑物安全与稳定 为目的。
2021/2/23
2.学习要求：采用理论紧密联系工程实际的方法，注意掌握岩土地层工 程性质的识别与应用，正确合理地解决基础设计和施工问 题。学习本课程应该重视土力学与工程地质学的基本理论 和知识，培养阅读和使用工程地质勘察资料的能力，并逐 步掌握地基土野外鉴别能力；同时学会运用土力学的基本 理论，结合结构计算和施工知识，合理地解决基础工程问 题。学习基础工程重在实践，通过实践，才能理解理论知 识，才能真正学好基础工程。
距今6000年左右的我国西安市半坡村遗址土台和石基础 即为一例。公元前2世纪修建的万里长城，后来修建的南北 大运河、黄河大堤以及宏伟的宫殿、寺庙、宝塔等建筑，都 有坚固的地基基础，经历强风考验，留存至今。
2021/2/23
隋朝（公元605年左右）李春修建的河北省赵州桥为世界最早最长的 石拱桥，其结构合理、造型美观，桥台落在黏性天然地基上，地 层表面是久经水流冲刷的粗砂层，以下是细石、粗石、细砂和黏 土层。 根据现代测算，这里的地层能够承受450～660kPa的压力， 而赵州桥对地面的压力为500～660kPa，能够满足大桥的要求。
2021/2/23
基础的埋置深度，对于建筑工程，是指基础底面到地面 的竖向距离；对于桥梁工程，在无冲刷时为基础底面到河底 面的距离，在有冲刷时为基础底面到局部冲刷线的距离。
基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。 浅基础：通常指埋置深度较浅（一般在５ｍ 以内）且施 工简单的基础，如柱下独立基础、条形基础、筏形基础、交 叉梁基础和箱形基础等。 深基础：若浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土 层上（一般埋置深度大于５ｍ）且施工较复杂的基础，如桩 基、沉井、沉箱、地下连续墙、桩箱基础和桩筏基础等。 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。 目前，我国土木工程中应用最多的深基础是桩基础。
2021/2/23
本课程专门研究建造在岩土地层上建筑物基础及有关结 构物的设计与建造技术的工程学科，是岩土工程学的组成部 分。本课程建立在土力学的基础之上，涉及工程地质学、弹 性力学、塑性力学、动力学、结构设计和施工等学科领域。 它的内容广泛，综合性强，学习时应该突出重点，兼顾全面。
2021/2/23
1.课程特点：根据建筑物对基础功能的特殊要求，通过勘探、 试验、原位测试等，了解岩土地层的工程性 质，然后结合工程实际，根据上部结构对变形 的要求，运用土力学及工程结构的基本原理， 分析岩土地层、基础工程与结构物的相互作用 及其变形与稳定的规律，制定出合理的基础工 程方案和建造技术措施，确保建筑物在施工阶 段和使用阶段的安全与稳定。