桥梁基础工程-绪论

1、基 础 工 程共三十三页第1章 绪 论共三十三页11地基与基础的概念(ginin)与特点一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分(b fen)。它们有着各自的功能。楼层（上部结构）基础（下部结构）地基桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）一、概念共三十三页上部结构是完成设计预定功能的主体结构。基础通常指建筑物最下端与地基直接接触(jich)并经过了特殊处理的结构部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。基础工程是研究(ynji)基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学，它既是结构工程中的一部分，又是独立的地基基础工程。共三十三页1.1

2、 基础(jch)的作用及基础(jch)工程的特点 将上部结构所受的荷载(hzi)有效地分散在地基中，保证地基不发生破坏并且不产生过大的变形。上部结构基础地基形成一个完整的系统。1.1.1 基础的作用上部结构地 基桩基础浅基础 基础（地基）破坏及变形实例共三十三页二、地基(dj)的特点地基的功能是承受(chngshu)建筑物的荷载并保持建筑物稳定。受建筑物影响最大的那一部分地基称为地基持力层（也称为主要受力层）；位于持力层之下的地基称为下卧层。特别地，当下卧层的土性明显比持力层软弱时则将该层称为软弱下卧层。地基的基本特点： 1） 隐蔽性； 2） 离散性； 3） 低强度； 4） 变形复杂。 共三十

3、三页三、基础(jch)的特点基础位于地下，也具有隐蔽性，同时基础的施工环境一般较差，所以其施工质量通常较难控制，容易成为建筑体系中的薄弱环节。另外(ln wi)，由于地基基础都具有隐蔽性，发生问题时不易发现，纠正起来也十分困难。基础工程的各个环节（勘察、设计、施工和检测）均将直接影响建筑物的安全、经济和正常使用。所以在工程中必须重视并严格控制各环节的工作质量。大量的工程经验和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情况，经过精心设计与施工并进行认真的质量检测，才能保证基础工程的经济合理与安全可靠。 共三十三页Transcona Grain Elevator加拿大Transcona 谷仓，建于1913

4、年。高31m，宽23m。地基破坏后，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。 地基(dj)（基础）破坏共三十三页1964年6月16日日本(r bn)新瀉7.5级地震共三十三页13几个典型失败(shbi)实例特朗斯康谷仓( cn)加拿大Transcona 谷仓，建于1913年。高31m，宽23m，筏板基础。地基破坏后，西侧下陷8.8m，东侧抬高1.5m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。事先不了解基底下有16m厚软粘土层。地基强度不够，造成破坏失稳共三十三页比萨斜塔(b s xi t)世界著名的意大利比

5、萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m，建成后因地基压缩层产生不均匀沉降，使塔的北侧下沉近1m，南侧下沉近3m，塔身倾斜约5.5，塔顶离开铅垂线的距离已达5.27m，幸亏该塔使用(shyng)的大理石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微，每年仍下沉约1mm，倾斜尚有加速迹象，已成了一座名副其实的危塔。 共三十三页意大利比萨斜塔自 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

6、年竣工，前后历经近200年。 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(nnbi)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。 共三十三页示意图中所示为通过在塔北侧下部钻孔(zun kn)取土的方法对塔纠偏的技术方案。共三十三页上海展览中心馆上海展览中心馆中央大厅为框架结构，两层箱形基础，埋深7.27m，展览馆两翼采用条形基础。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m。地基(dj)为高压缩性淤泥质软土。1954年5月开工，当年底实测地

7、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。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的水、暖、电管道断裂，都付出了相当的代价。共三十三页上海闵行区13层住宅楼（2009年6月27日）堆载引起水平剪力，管桩被剪断(jin dun)，基础失去稳定导致建筑倒塌共三十三页 2010年8月19日，因地基被冲刷破坏，从西安开往昆明的K165次列车两节车厢在四川广汉市境内掉进石亭江。

8、（水平力引起(ynq)基础倾覆或墩断裂）共三十三页 地基沉降(chnjing)变形Pisa 塔墨西哥城，墨西哥共三十三页古代辉煌的建筑(jinzh)，合理处理的基础共三十三页河姆渡文化(wnhu)遗址（7000年前）钱塘江南岸发现的河姆渡文化遗址(yzh)中7000年前打入沼泽地的木桩世所罕见。 共三十三页赵州桥，跨度37.02m，基础平面尺寸(ch cun)5.5m 10m，高4.4m，黏性土地基，建于隋开皇十五年大业元年（595605)。共三十三页赵州桥（1400年前）桥长50.82m，宽9.6m，净跨为37.02m，矢跨比为1：5。建成已1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，

9、特别是1966年邢台发生的7.6级地震，而邢台距赵州桥仅有40多公里。该桥的地基为较密实的砂粘土，即使(jsh)从现代技术的角度加以检验，能用粘性土作为地基修筑推力极大的拱桥，而且地基承载力的利用恰到好处，也确实令人叹服。 共三十三页龙华(ln hu)古塔（1000年前）龙华塔位于上海市龙华公园南侧，直径8.0m，7层，高40.40m。该塔建于北宋（公元977年），距今已有1000多年历史。龙华塔的塔基使用了大量的木桩，值得称道的是建塔者用三合土对木桩进行了很好的隔离防腐处理，木桩因之保存千年(qin nin)而不腐，使龙华古塔至今风光依然。 共三十三页1.2 基础(jch)的类型1.1.2

10、基础(jch)工程的特点（1） 上部结构-基础-地基系统中的重要组成部分。（2）与地基直接接触而使其行为十分复杂，与岩、土的联系密切。（3） 对整个工程的工期和造价可产生较大的影响。（4） 属隐蔽性工程，出现问题难以补救。桥梁基础浅埋基础（或称明挖基础）桩 基 础沉井基础房建基础独立基础条形基 础筏形基础箱形基础桩基础沉井基础地下连续墙基础壳形基础沉箱基础共三十三页条形基础 十字交叉基础 筏形基础 独立基础 箱形基础共三十三页桩基础 沉井基础沉井基础施工过程共三十三页大家熟知的一些(yxi)工程共三十三页 在修建钱塘江大桥的过程中，所遇到的最大工程问题不是(b shi)来自于上部结构，而是桩难

11、以打入土中以及沉箱下沉时发生歪斜，这使得他对岩土问题十分重视。1939年在我校开设土力学讲座（国内最早），1957年主持成立全国土力学及基础工程学术委员会，并成为国际土协的团体会员。共三十三页 武汉长江大桥（1957年通车），首创管柱基础，解决深水施工(sh gng)问题。共三十三页 沉井平面(pngmin)长69m，宽51m，下沉深度为58m，相当于9个半篮球场大的20层高楼埋进地下。世界上最大的沉井江阴长江公路(gngl)大桥（1999）锚碇。共三十三页 主墩基础由131根长约120m、直径2.5m2.8m的钻孔灌注桩组成，承台长114m、宽48m，是迄今世界规模最大、入土(r t)最深的

12、桥梁桩基础。 苏通大桥（2008）世界(shji)上规模最大、入土最深的桥梁桩基础。 承 台桥 墩共三十三页1.3 基础工程(gngchng)的发展概况 1936年，成立(chngl)国际土力学与基础工程学会，基础工程成为一门学科。 1937年，茅以升主持修建钱塘江大桥，采用沉箱基础。 1957年，建成武汉长江大桥，采用管柱基础。 1968年，建成南京长江大桥，采用气筒浮运沉井、沉井套管柱基础。 1999年，建成江阴长江公路大桥，其沉井基础（锚碇基础）为世界之最。 2008年，建成苏通大桥，其桩基的规模为世界之最。 总 结 （1）基础的规模（尺寸）不断增大，施工技术发展迅速。 （2）理论落后于

13、实践，计算理论的水平仍需提高。共三十三页14本课程的特点和学习(xux)要求 本课程是土木工程专业的主干课程，主要(zhyo)内容是各类地基和基础的设计与施工。本门课程的许多内容涉及到工程地质学、土力学、结构设计与施工等课程，综合性、理论性和实践性很强。本课程除了基本理论和知识外，还要引入大量的相关技术要求和具体规定。学习本课程的时候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多动手做题，通过习题和课程设计培养自己解决实际问题的能力。地基基础问题具有强烈的区域性特征。所以在基础工程领域除需要扎实的理论知识外，还需要丰富的工程实践经验。注意规范的使用，尤其是不要混用不同体系的规范。 共三十三页内容摘要基 础 工 程。上部结构是完成设计预定功能的主体结构。特别地，当下卧层的土性明显比持力层软弱时则将该层称为软弱下卧层。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。示意图中所示为通过在塔北侧下部钻孔取土的方法对塔纠偏的技术方案