基础工程第一章绪论与基础知识

基础工程熊智彪1参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，天津大学出版社王协群、章宝华主编，《基础工程学》第一版，北京大学出版社张季容等，《简明建筑基础计算与设计手册》，中国建筑工业出版社顾宝和等，《岩土工程设计安全度》2009年3月第一版，中国计划出版社《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》JGJ6-99《岩土工程勘察规范》GB50021-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-20102本课程的主要内容第1章绪论第2章工程勘察第3章地基承载力及确定第4章地基基础设计方法和基本规定第5章浅基础设计第6章桩基础设计第7章挡土墙设计第8章连续基础设计第9章基坑工程第10章地基处理31.1概述一、地基基础的基本概念二、地基基础设计的基本条件三、地基基础的重要性1.2本课程的特点和学习要求1.3本学科的发展概况1.4本课程主要内容第1章绪论4建筑物的组成一、地基基础的基本概念

1.1概述5基础上部结构地基建筑物三部分示意图6下卧层D埋深Dq=D均布荷载持力层（受力层）地基基础FG主要受力层地基与基础的概念7

地基(subgrade，foundationsoils)：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就称为地基。按地基性质分：土基、岩基

按处置方式分：

天然地基（未经处理）

人工地基（经过处理）

根据地基与基础的接触关系，地基中的地层分为覆盖层、持力层和下卧层。1)地基持力层是直接承托基础底面的地层。地基基础设计时，通常应选择强度较高、变形较小、稳定性较强的地层作为地基的持力层。2)覆盖层是位于持力层以上的所有地层。3)下卧层是位于持力层以下的地层。可分为软弱下卧层和刚性下卧层。8基础(foundation)：将建筑物的各种作用传递到地基的那部分结构。

浅基础：埋深<5m.独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础等

深基础：埋深>=5m.桩、沉井9地基的类型10基础的类型型11地基与基础础的组合形形式：天然地基上上的浅基础础；天天然地地基上的深深基础；人工地基上上的浅基础础；人工地地基上的深深基础。12建筑物的建建造使地基基中原有的的应力状态态发生改变变，这就必必须运用数数学力学的的方法来研研究在荷载载作用下地地基的强度和变形问题。为保保证建筑物物的功能需要和安全使用的目的，地地基、基础础在设计计计算中必须须满足以下下条件：1）地基应应具有足够够的强度，，满足变形形与稳定性性要求地基在建筑筑物荷载作作用下有足足够的承载载力，并在在防止整体体破坏方面面有足够的的安全储备备；保证地地基的变形形值不超过过建筑物正正常使用要要求的范围围；保证地地基的稳定定性。2）基础应应具有足够够的强度、、刚度和耐耐久性基础结构本本身应满足足强度、变变形和耐久久性的要求求。二、地基与与基础设计计的基本条条件131.地基基基础是建筑筑物的重要要组成部分分，它的质质量好坏直直接关系到到建筑物的的安全、经经济和正常常使用，是是建筑物的的根本，又又属于地下下隐蔽工程程。只有深深入了解地地基情况，，掌握勘察察资料，经经过精心设设计与施工工，才能使使基础工程程做到既经经济合理又又能保证质质量。2.大量事事实证明，，在建筑物物失败事故故中，地基基基础问题题占很大的的比例，而而且地基基基础事故一一旦发生，，补救相当当困难。3.地基基基础工程程处理是否否适当，影影响建筑物物的造价也也是惊人的的，一般约约占总投资资的10～～30％甚甚至更多。。1.2、地地基基础的的重要性14以下为一些些典型工程程实例15基础成功例例子赵州桥距距今有有1400多年的历历史自重为2800吨的的赵州桥，，而它的根根基只是有五层石石条砌成高高1.55米的桥台台，直接建建在自然砂砂石上。经历了10次水灾，，8次战乱乱和多次地地震，特别别是1966年邢台台发生的7.6级地地震，邢台台距这里有有40多公公里1991年9月，赵州州桥被美国国土木工程程师学会选选定取为第第十二个““国际土木木工程里碑碑”，并在在桥北端东东侧建造了了“国际土土木工程历历史古迹””铜牌纪念念碑。16101大厦厦被称为“台台北新地标标”1998年1月动工，，主体工程程于2003年10月完工。。有世界最最大且最重重的“风阻阻尼器”，，还有两台台世界最高高速的电梯梯，。工程条件必须同时考考虑基础土土壤的软弱弱工程特性性、强烈的的台风与地地震作用等等不利因素素。地层调查:略基础方案（（桩筏基础础）基础板为3.0~4.7m厚厚的钢筋混混凝土实心心板，板下下配置380根φ1500mm、、平均入岩岩深度23.3m的基桩（（主楼部分分）；上部部结构主要要由巨柱、、核心系统统与外伸桁桁架等成，，从地基处处理和构造造设计上确确保了超高高层大楼的的安全可靠靠度17加拿大Transcona谷仓，建于1913年。18加拿大特朗朗斯康谷仓仓事故：1913年年9月装谷谷物，10月17日日装了31822ＴＴ谷物时，，1小时竖向向沉降达30.5cm24小时倾倾斜26°°53ˊ西端下沉7.32m东端上抬1.52m上部钢混筒筒仓完好无无损概况：长59.4m，宽23.5m，，高31.0m，共共65个圆圆筒仓。钢混筏板基基础，厚61cm，，埋深3.66m。。1911年年动工，1913年年完工，自自重20000T。。19加拿大特朗朗斯康谷仓仓原因：地基土事先先未进行调调查，据邻邻近结构物物基槽开挖挖取土试验验结果，计计算地基承承载力应用用到此谷仓仓。1952年经勘勘察试验与与计算，地地基实际承承载力））kPa远小于谷谷仓破坏坏时发生生的基底底压力329.4kPa。因此，，谷仓地基基因超载载发生强强度破坏坏而滑动动。处理：事后在下下面做了了七十多多个支撑撑于基岩岩上的混混凝土墩墩，使用用388个50t千斤斤顶以及及支撑系系统，才才把仓体体逐渐纠纠正过来来，但其其位置比比原来降降低了４４米。20意大利比比萨斜塔塔21比萨斜塔塔目前：塔向南倾倾斜，南南北两端端沉降差差1.80m，，塔顶离中中心线已已达5.27m，倾斜斜5.5°1360：再复工，，至1370年年竣工，，全塔共共8层，高度度为55m1272：复工，经经6年，，至7层层，高48m，，再停工1178：至4层中中，高约约29m，因倾倾斜停工工1173：动工原因：地基持力力层为粉粉砂，下下面为粉粉土和粘粘土层，，强度较较低，变形较大大。1590:伽利略在在此塔做做落体实实验22比萨斜塔塔1838-1839：：挖环形基基坑卸载载1933-1935：：基坑防水水处理基础环灌灌浆加固固1990年1月月:封闭1992年7月月：加固塔身身，用压压重法和取取土法法进行行地基处理理目前前:已向游游人开开放。。处理措措施23上海展展览中中心馆馆1954：：开工工，沉沉降60cm1957：：沉降降最大大146.55cm，最小122.8cm1979:沉降降160cm淤泥质质粘土土,箱箱形基基础24虎丘塔塔苏州虎虎丘塔塔，建建于公公元959～961年期期间，，7级级8角角形砖砖塔，，塔底底直径径13.66m，高高47.5m。。塔顶顶1957年位位移1.7m，，1978年2.3m。。重心心偏离离基础础轴线线0.924m。虎丘塔25地基土土为世世界罕罕见的的软弱弱土，，层厚厚达25m。因因此，，墨西哥哥城艺艺术宫宫严重下下沉，，沉降降量竟竟高达达4m。临临近的的公路路下沉沉2m，公公路路路面至至艺术术宫门门前高高差达达2m。参参观者者需步步下9级台台阶，，才能能从公公路进进入艺艺术宫宫。这这是地地基沉沉降最最严重重的典典型实实例。。26墨西哥哥博物馆馆不均匀匀沉降降27重庆武武隆滑滑坡28PoShanRoadConduitRoadNotewellRoad香港1972PoShan滑坡(~20,000m3)(67死、20伤)1972年年7月某日日清晨，香香港宝城路路附近，两两万立方米米残积土从从山坡上下下滑，巨大大滑动体正正好冲过一一幢高层住住宅--宝宝城大厦，，顷刻间宝宝城大厦被被冲毁倒塌塌并砸毁相相邻一幢大大楼一角约约五层住宅宅。死亡６7人人。原因：山坡上残积积土本身强强度较低，，加之雨水水入渗使其其强度进一一步大大降降低，使得得土体滑动动力超过土土的强度，，于是山坡坡土体发生生滑动。29Early1972滑坡前June1972滑坡后30美国，California,LaConchita，1995。311.2本本课程的特特点和学习习要求1、先修课课程：本课程应在在学完建筑筑力学、建建筑材料、、土力学、、混凝土结结构设计原原理等课程程的基础上上进行学习习。2、特点：本课程涉涉及水文地地质学、工工程地质学学、土力学学等几个学学科领域，，内容广泛泛，综合性性很强。综合性、理理论性和实实践性3、学习要要求：牢固掌握握土力学中中的基本概概念和基本本原理，做做到能够应应用这些基基本概念和和基本原理理，结合有有关建筑结结构理论和和施工知识识，理论联系实实际，根据相关关规范进行行地基基础础工程的设设计与计算算，分析和和解决地基基基础问题题。321.3本本学科发展展概况作为工程技术，基础工程程是一项古古老的工艺艺。如前所所述，只要要建造建筑筑物，注定定离不开地地基和基础础。因此，，作为一项项工程技术术，基础工工程的历史史源远流长长。但过去去人们只能能依赖于实实践经验的的不断积累累和能工巧巧匠的技艺艺更新来发发展这项技技术，囿于于当时生产产力发展水水平，基础础工程还未未能提炼成成为系统的的科学理论论。作为应用科学，基础工程程又是一门门年轻的学学科。331773年年法国的库仑（Coulomb）发表著名的的砂土抗剪剪强度公式式，提出土土压力计算算滑楔理论论;1857年年英国的朗肯（Rankine）提出朗肯土土压力理论论;1885年年法国的布辛奈斯克克（Boussinesq））得出半无限限弹性体在在竖向集中中力作用下下的应力与与变形的理理论解答;1922年年瑞典的费兰纽斯（（Fellenius）提出土坡稳稳定分析方方法;1925年年美国太沙基（Terzaghi））的《土力学学》专著问问世,土力力学成为一一门系统的的学科;1936年年成立了国国际土力学学基础工程程学会，并并举行第一一次国际学学术会议;近年来，土土力学与基基础工程学学科将随着着工程建设设的规模和和复杂程度度日益增加加及技术要要求日益提提高而走向向更高的发发展阶段。。Terzaghi是土力学的的奠基人341.4本本课程主要要内容本课程的目目的和任务务根据土力学学的基本概概念和基本本原理，结结合有关结结构设计和和施工技术术知识，分分析和解决决工业与民民用建筑中中一般地基基基础设计计问题。土力学的基基本概念和和基本原理理本课程的主主要内容地基基础设设计问题35经典土力学学的三大定定律达西(Darcy’’sLaw)定律律－渗透v=ki太沙基(Terzaghi)渗流固结结理论－变变形u=u(z,t)摩尔-库仑仑(Mohr-Coulomb)强度度理论－强强度=f(n);=c+tg土的三类工工程问题强度（稳定定）问题；；变形问题；；渗透与渗透透破坏问题题36绪论工程勘察地基承载力力地基基础设设计方法和和基本规定定浅基础设计计桩基础设计计挡土墙设计计连续基础设设计基坑工程地基处理本课程的主主要内容具体内容37习题1、建筑物物由哪几部部分组成？？什么叫基基础？基础础的作用是是什么？2、什么叫叫地基？地地基和基础础有什么不不同？3、地基和和基础的设设计各要满满足什么条条件？389、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。06:58:2606:58:2606:5812/23/20226:58:26AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2206:58:2606:58Dec-2223-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。06:58:2606:58:2606:58Friday,December23,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2206:58:2606:58:26December23,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。23十十二月20226:58:26上午午06:58:2612月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月226:58上上午午12月月-2206:58December23,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/236:58:2606:58:2623December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。6:58:26上上午午6:58上上午午06:58:2612月月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。06:58:2606:58:2606:5812/23/20226:58:26AM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2206:58:2606:58Dec-2223-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。06:58:2606:58:2606:58Friday,December23,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2206:58:2606:58:26December23,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。23十十二月20226:58:26上午午06:58:2612月-2215、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。十二月226:58上上午12月-2206:58December23,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2022/12/236:58:2606:58:2623December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。6:58:26上上午午6:58上上午午06:58:2612月月-229、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、阅读一一切好书书如同和和过去最