地基基础工程绪论ppt.ppt

地基基础工程 Soils and Foundation Engineering,为什么学习地基基础工程施工这门课程？,问题:,2009年6月27日，上海闵行区一幢13层在建楼房，在结构未产生较大破坏的情况下，突然发生整体倒塌。 这种在未发生严重的自然地质灾害或其它不可抗力因素下产生的建筑整体倒塌事故是十分罕见的。,国内外与地基基础工程相关的工程事故案例,Italy 比萨(Pisa)斜塔,意大利比萨斜塔自1173年9月8日动工，至1178年建至第4层中部，高度29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，1272年复工，经6年时间建完第7层，高 48m，再次停工中断82年。1360年再次复工，至1370年竣工，前后历经近200年。 塔身呈圆筒形，1-6层由优质大理石砌成，顶部7-8层采用砖和轻石料塔身每层都有精美的圆柱与花纹图案，是一座宏伟而精致的艺术品。1590年伽利略曾在此塔做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。斜塔成为世界上最珍贵的历史文物，吸引了无数世界各地的游客。,该塔共8层，高 55m ，全塔总荷重145MN，相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差 1.8m ，塔顶离中心线已达 5.27m ，倾斜5.5o，成为危险建筑。1990年被封闭。,苏州虎丘塔,苏州虎丘塔位于苏州市虎丘公园山顶，建于五代周显德六年至北宋建隆二年（公元959961）期间，距今已有1036年的历史，全塔共7层，塔底直径 13.66m ，高 47.5m ，重63MN，塔的平面呈八角形，由外壁、回廊与塔心三部分组成。塔身全部用青砖砌筑，外形仿楼阁式木塔，每层都有八个壶门，拐角处的砖特制成圆弧形，建筑精美。,1980年的进行的一项现场调查发现，塔身已向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2.31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭。塔身的裂缝东北方向为竖直向，西南方向为水平向。勘察结果表明宝塔倾斜是由于地基覆盖层相差悬殊等原因造成的。,典型的建筑物倾斜工程案例,为什么会倾斜？,塔的倾斜与塔下土层有怎样的关系？,典型的建筑物地基严重下沉的案例,上海展览中心馆,上海展览中心馆原称上海工业展览馆，位于上海市区延安中路北侧。展览馆中央大厅为框架结构，箱形基础；展览馆两翼采用条形基础。箱形基础为两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m。地基为高压缩性淤泥质软土。展览馆于1954年5月开工，当年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。 1957年7月，在仔细观察展览馆内严重的裂缝情况，分析沉降观测资料并研究展览馆勘察报告和设计图纸后，专家们作出展览馆将裂缝修补后可以继续使用的结论。,1979年9月，展览馆中央大厅累计平均沉降量为160cm。从1957年到1979年共22年的沉降量仅二十多厘米，不及1954年下半年沉降量的一半，说明沉降已趋向稳定，展览馆开放使用情况良好。 但由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而且建筑物内外连接，内外网之间的水、暖、电管道断裂，都需付出相当的代价。,墨西哥城的下沉,墨西哥城约自1850年开始抽取地下水，在19401974年间达到高 峰，共有3000眼浅水井和200眼深水井（100m），抽水速度约为 12m3/s 。 由于过度抽水而且墨西哥城的墨西哥粘土是一种高压缩性土，至使 自18911973年，整个老城下沉达8.7m ，并造成地面道路、建筑及 其它基础设施的破坏。1951年后，当地政府开始采取措施控制地下水的 抽取，使沉降速度由 460mm/年（1950）降到了5070mm/ 年。,墨西哥城的下沉,左图所示为地球资源卫星拍摄并经分析处理后得到的墨西哥城的下沉情况。 图中每个颜色循环一次代表 5cm/年的沉降速度，可见最大下沉速度约为 40cm / 年，与其它方法得到的结果相吻合。,墨西哥城的下沉,图示为该城的一座圣母教堂，因地表不均匀下沉使其发生严重倾斜，并成为危房。,墨西哥城的下沉,墨西哥市艺术宫,地基土为超高压缩性土,天然孔隙比712,天然含水量150 600,为世界罕见的软弱土，层厚 25m。下沉达4m,旁边的道路下沉2m 。,墨西哥城的下沉,图示为墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达 650 ，液限 500% ，塑性指数 350 ，孔隙比为 15 ，具有极高的压缩性。,地基为什么会产生沉降？,问题:,开采地下水怎么会影响地基沉降的？,建筑物地基滑动的案例,Canada 特朗斯康(Transcona)谷仓,加拿大Transcona谷仓，南北长59.44m，东西宽23.47m，高31.00m。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。谷仓1911年动工，1913 年秋完成。谷仓自重20000t，相当于装满谷物后总重的42.5%。1913年9月装谷物，至31822m3时，发现谷仓1小时内竖向沉降达 30.5cm，并向西倾斜，24 小时后倾倒，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27o 。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙，后用388个50t千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降4m 。 事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，而采用了邻近建筑地基352kPa的承载力，事后1952年的勘察试验与计算表明，该地基的实际承载力为193.8276.6kPa ，远小于谷仓地基破坏时329.4kPa的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。,加拿大某农场容量为 2500t 的饲料筒仓，建于粘土地基。在首次使用时，由于装填过快，地基土层无法充分固结，至使地基发生破坏。,Fargo 装运谷仓位于美国北达科他州，共 10 个筒仓。 1955 年 6 月因地基破坏而倒塌。,地震引起的砂土液化,1964年6月16日,日本新瀉发生7.5级地震后，因地基土发生液化所造成的破坏，注意到虽然因地基破坏而使得建筑物严重倾斜甚至倒下，但结构本身并未破坏。,饱和的粉、细砂在动荷载作用下易发生砂土液化，使地基失去承载力。,地基发生强度破坏是怎样破坏的？有什么特征？ 什么原因引起地基强度破坏的？,问题:,1996 年发生在美国加州的 La Conchita ， 因居民已提前撤离，固未造成人员伤亡。,La Conchita 滑坡,2001年1月13日，萨尔瓦多发生了里氏7.6级的强震，震中位于San Miguel 西南 60 英里。并因此在 Santa Tecla 造成山体滑坡，最终导致 700 多人遇难。,Santa Tecla 滑坡,Teton 大坝位于美国爱达荷州的东南部，为高 93m 的土坝。 1976 年 6 月 5 日 该坝完成后第一次蓄水时即发生破坏，造成 11 人死亡及数百万美元的损失。破坏是由右岸距坝顶约 40m 处的一个漏洞引起的。,为什么学习地基基础工程这门课程？,问题:,保证各类建筑物既安全又经济，使用正常， 不发生上述各类地基基础工程事故！,地基基础工程必须同时满足的两个技术条件：,地基强度条件：要求建筑物地基保持稳定性，不发生 滑动破坏，必须有一定的地基强度安全系数； 地基变形条件：要求建筑物地基的变形不能大于地基 变形允许值。基础结构也应具有足够的强度、刚度和耐 久性。,两个概念须区分：,地基,基础,与土有关的工程问题,土三个方面的应用 建筑物地基 土作为构筑物的环境 土工建筑材料 与土有关的工程,台北101 目前为世界上最高建筑，高 508m，共101层，位于台北信义区。,北引桥,主桥,航道桥,苏通长江公路大桥,润阳大桥,国 家 大 剧 院,墙下条形基础,南京地铁火车站基坑施工现场,建成后的盾构隧道,原基础 Old foundation,基础托换 UNDERPINING,新基础 New foundation,盾构隧道 Shield tunnel,楼房