地基基础工程的现状及发展综述

地基基础工程的现状

及发展综述

11.地基基础工程国内外现状地基基础工程需解决的问题：建（构筑）物的地基强度设计、变形控制、稳定性控制、基础材料设计、检验与监测技术和相关施工技术。地基强度设计：应包括，地基原位测试技术、室内测试技术、允许设计取值。变形控制：应包括，地基变形计算、建筑物允许变形、对相邻建筑物的影响。稳定性控制：应包括，建筑物整体稳定性、抗浮稳定性、抗震稳定性。

2基础材料设计：应包括，材料抗冲切、抗剪、抗弯设计、耐久性设计及地基土的材料特性。地基土的材料特性：应包括土的组成、化学成分、成因、应力历史、地下水条件、物理力学指标等。地基基础的工程研究：地基材料特性、结构类型适应性、施工技术可行性。31.1基础工程的可靠性、耐久性研究已发展到新的水平。1.1.1可靠性70年代我国科研工作者跟进国际工程结构可靠性设计的研究，全面开展了对工程结构可靠性设计的研究。85年国际标准ISO2394《结构可靠性总原则》发布，这种设计方法在世界各国结构工程界得到实施，标志世界结构工程设计的全面技术进步。84年我国国家标准GBJ68-84《建筑结构设计统一标准》发布。

4我国89版国家标准体系全面引入了以概率理论为基础的极限状态设计法，简称概率极限状态设计法，即承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计方法。89版国家标准体系的特点：结构可靠度设计的范围仅限于构件设计的可靠度；对结构体系的可靠度研究还未达到使用阶段；国家规范体系中还没有全面涉及耐久性设计的内容。52000版国家标准体系的公布，进一步明确了可靠性设计的原则和适用范围，全面引入结构耐久性设计的内容，使我国结构工程的技术水平随国际同步，达到了新的技术水平。1）《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84，修订为《建筑结构可靠度设计统一标准》。2）由于《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方法有一定特殊性，由原标准要求的“应遵守”本标准，改为“宜遵守”本标准。63）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中明确了地基基础设计中承载能力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法，对荷载组合的设计取值和相应的抗力给出了明确规定。对地基和桩基的承载力采用了极限值、特征值和安全系数的方法，并对荷载组合设计取值给出了规定。74）基础工程可靠性包括以下几个方面：·基础工程结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；·基础工程结构构件或连接因材料强度超过而破坏（包括疲劳破坏）、或因过度的塑性变形而不适于继续承载；·基础结构转变为机动体系，或因过大变形引起上部结构不适合继续承载；·基础工程的变形引起结构裂缝或影响正常使用；·基础工程的耐久性。81.1.2耐久性国外对耐久性的认识是使用极限状态的问题，认为结构或构件出现不可接受的外观损伤，是经济合理的使用寿命问题。国内则更多的认为是安全问题，将耐久性看成是承载能力极限状态问题。混凝土结构的耐久性问题，主要在三个方面：1）钢材的耐久性；2）混凝土的耐久性；3）环境作用的耐久性问题。

9钢筋锈蚀。混凝土冻融损伤。化学物质的侵蚀。碱骨料反应—水泥水化过程中释放出来的碱金属与骨料发生反应。碱—硅酸反应碱—碳酸盐反应机械物理损伤—磨损、空蚀、冲撞。大气侵蚀—酸雨、空气污染、雨水冲淋、风沙。溶蚀—长期浸泡在流动水中的混凝土，有效成份被水溶解。生物侵伤—海洋环境和城市污水的影响。102000版设计规范对耐久性的规定：规定了设计使用年限对使用环境进行了分类对结构混凝土进行了规定对构造要求进行了规定111.2更加强调原位测试的重要性。地基土（岩）由于成因、应力历史、地下水条件等的改变，对土的基本力学性质影响很大，基础工程设计参数更加强调原位测试的重要性。近20年的工程实践，在土的原位强度、变形特性的测试技术、软土、砂土的非扰动取土测试技术不断发展，如：静力触探仪技术、旁压仪技术、扁铲测试技术、软土的薄壁取土技术，砂土的二重管、三重管取土技术等研究和应用，已大大提高了岩土工程原位测试技术的发展和工程应用的可靠性。12如有的学者介绍国外发达国家，如德国，原位触探类测试与取土钻孔在工程上的比例与我国比正好相反，静力触探除有压力传感之外，还安装摄像和其他传感器，大大提高了岩土工程勘察的水平和能力。我们国家总的状况是触探技术应用的多一些，大都是传统的取土测试，先进的取土技术、旁压仪、扁铲等应用面较小，设备的差距较大。131.3强调按变形控制的基础工程设计原则：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中明确规定了按变形设计的原则、方法，地基基础工程按变形控制设计的思想是国内外岩土工程学术领域的共识。分析所有地基基础工程的事故，因地基强度引起的比例很小，大部分是因地基过大变形引起的倾覆和开裂，或因差异沉降引起的裂缝而影响正常使用。

14黄熙龄院士在1991年~1997年，通过一系列室内模型试验进行了变形控制设计研究，并进行了工程实践，同时把这一重要设计思想编入GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》，即在一个整体大面积基础上建有多栋高层或多层建筑，应按上部结构、基础与地基共同作用进行变形计算，标志着我国地基基础设计水平已达到国际先进水平。15我省原云南省设计院总工刘岳东教授级高工，已年过80高龄，经过多年的调查、分析、研究，出版了《高层建筑筏形基础内力分析》一书，对现行规范中的一些问题提出了不同的论点：如，对基础内力分析的弯曲与弯矩的概念及相应的“倒梁法”计算的不同观点；对基底摩擦阻力抵消基础整体弯矩的讨论。同时针对上部结构、基础、地基共同工作的设计思想和方法，分为9个章节进行了分析和论述。刘老的这部专著对我们更深入准确地学习贯彻《建筑地基基础设计规范》，并把上部结构、基础、地基共同工作的设计思想在工程实践中推广和实践有指导作用，刘老这种对工程科学问题严谨且不断探求的精神，是我们全体工程技术人员学习的榜样。161.4重现监测技术：监测技术在地基基础工程中占有十分重要的地位。它既是地基基础工程灾害的预警系统。同时监测数据是检验地基基础工程设计、施工质量和水平的重要依据。动态设计、信息化施工要依靠监测技术实现。监测技术包括：测试原件、监测仪器仪表、自动控制系统和反分析技术。监测技术研究包括：测试原件、仪器仪表的可靠性、耐久性研究，自动测试系统可靠性研究、远程监控技术和自动报警系统。

17近十年国内外在监测技术的研究方面已基本上实现了：除传统的应变、频率测试外，发展了远红外技术、光谱分析技术，并在自动化程度和可靠性上大大提高，并且实现了长期监测和自动预警的系统设计功能。监测和研究的内容：建筑物的沉降观测和监测；大型土石坝工程的裂缝、应力观测和监测；大型边坡工程、填筑工程的沉降监测和裂缝监测；地铁工程建造期和使用期对地上建筑物影响的监测等。181.5大型区域工程的相关技术和综合利用。区域性基础工程包括：区域性地下空间开发功能设计、基础设计和相关施工技术。地铁车站建设的地下通道与周围建筑群的联结；地铁道路对线路上建筑物基础（包括超长桩基础）的影响；地下车库在区域地下空间建设的道路设计；小区地下空间综合利用的规划、建筑设计等。

19随着冻城市磨用地泳日益滋紧张欲，地穗下空适间开京发的涉地下修车道箱、地型下商链场、伤地下叠车库街的需荡求越坚来越摩大，奋区域遣基础厅工程亡研究镇的问息题是周综合伯规划旺、建槽造、姨增加叫投资洲效益翼和地缴下空安间综很合利镰用率唇，减惹少由晃于单岂体设位计、揪施工沃引起屯的人戴为地短质灾件害，多包括都基础泪支护达结构怠及锚笛杆对岗邻建呜建筑熟物的带影响走、地构铁线脱路穿划越高挺层建鸟筑桩怖基础妹等引挤起的舒相关慰问题浅。目前围在小文区规谋划设偏计中沸，已休初步乖考虑数了地伍下空滚间综砖合利队用问消题，救但对画相关惰基础学工程股设计阵和相星关联全结技笨术还屋有待经进一到步研守究。202.佩地基现基础革工程违技术遇发展娇中的凳几个友问题剪。随着坑我国剥国民棒经济暂的高掀速发各展，懂建筑爷业在纯我们资国家巡寿的经咸济发蹄展中熟已占遇有重格要地今位。进入貌21践世纪饮，大株型公菌共建病筑项揪目、斯住宅肉产业爷项目宰、地歌下空艳间开淹发利游用、射城市旨地下修交通巡寿建设肉等规策划设撇计、航施工采综合福研究吴的需城求，舱对我图们结牢构工夏程师续提出馒了新盲的课耀题，吊也为触基础僚工程擦科学芒的发足展提第供了耻广阔泥的空宝间。21国内锹发达弊地区乖在超使深超畜大基汇坑工陵程、鸣大底劳盘多恼塔楼拒高层提建筑符、地象下商警场、邀地下网车库铸、以殖及大笑跨空贫间多胡层地套下建丘筑等稻，不术仅在凝大型坡公共呼建筑窄而且碰在住钻宅小启区建卫设中卡都已其经有杀广泛贺的应枯用，级其面介积已盼达到弟总建舰设面棒积的册10笨%。综上戏所述右我们身结构弦工程劈燕师在促思考害、研际究和岩实践器中，诱应在坑如下淋几个毁问题差有所维突破壶。222.撑1霉上部的结构般—基佳础—随地基粮共同染作用帆设计稀的进震一耍步徐研究均和实骗践。建筑恶物的浓基础船沉降每都是脱“盆笛形”笔沉降半，即班四周带小，宋中间打大。规范终中所尿列的搂单体塞高层蒸建筑复箱形军基础塘，当居地基障较均层匀、旋竖向撕结构绕构件尤布置吓均匀锣、上诸部结斑构荷众载分到布均支匀时诊，箱昏形基孝础的刑底板提、顶盐板的拍内力宫近似富于局句部受恶力的敏内力蓄，但哗这种岗情况冻在工毅程实还践中应是很社难遇孤到的欣。工程语中大纸量遇瓶到的牺情况僻越来盛越需赶要进但行上石部结罗构—书基础递—地凳基共铸同作央用的裤设计励。如堡：23（1段）箱栋形基相础或泉裙楼李比塔计楼扩像大，公刚度建较大烦荷载情分布昨也较撤大核剂心筒搞，造培成荷闷载不柱均匀芹，由榆于功岗能的船要求减竖向顿构件陷的布土置不读均匀去。（2坑）目触前上才部结勾构内虎力计哑算均滤把基朝础作牲为嵌茅固的搏固定惯端来贿假定检的，窑因此管整个累结构疮体系股没有前考虑镜“盆芦形”询沉降听而引损起的棒附加虏内力怒。（3瓶）有面的项壳目实卫测研脚究认搬为，铺上部顶结构鱼—基抢础—猴地基话共同辱作用泄的计姻算和扇设计汤应考哈虑施吐工过朗程的沾内力沾变化有和分倘布，探有的险项目担实测降表明翁，当照施工躺到9筒~1朗1层驰时对阴结构怒体系廉，特屿别是垄对地按基基盟础的澡计算性起控漂制作漫用，损即过辞多地到考虑蜻上部粱结构瘦的刚楚度参军与是哗不安孝全的连。以上盐仅是废复杂吩工程期实践思中的坟一小膛部分确，因初此上夺部结甩构—胜基础惧—地评基共兆同作蛮用的挨原理套还需从进一侨步的在研究适实践迅。242.笋2陆按变草形控验制设税计为减荣小沉孙降设掩置桩拉基的桌设计表思想趟，是跑我国谋应用沉变形伞控制煌进行国基础相工程冠设计劝的成柱功经告验。减少杀建筑恶物整融体沉店降可鸡以采传用减多少结迫构自萌重从交而降最低基杜底附黑加压乌力；悲采用挑深埋独基础唐；采夏用桩砖基等汗各种材措施命和方孝法。对于谋差异斑沉降充的控能制可搂采用夫设置崭沉降绳缝，固设置污施工帽后浇凳带等振措施祖和方临法。在实根际工彻程中止由于叫功能保要求拦，不懒允许秒设置侧沉降签缝；恒或因分地下烤水位皮较高堵或希透望工辩期缩焦短，闯采用扫施工帮后浇格带要丘增加陶施工既费用监，对种工期搁也有祝影响单。25因此灶就出邪现了来按变痕形控脆制的仇设计钩方法繁。如：辨云南浮省设搏计院蚂完成猾的北励京中情华民助族园恒，根赚据业锅主的麻需求镇，用暂一层密到九劳层的夺阶梯跪形建碌筑构达成人艇造山课体，访建筑据内部驻为商驱业用翼途地傍下一春层停抗车库峡，总悲面积图十二兼万平烧方米朋，荷饿载的狭差异蹈非常瞎大，法并且努不可陈能设珍缝。乎因此易采用央桩基事独立批柱承蹲台，演再用裳防水界板做竟地下役室底纺板，砖其核全心就分是不庭采用足天然貌地基锄，而担用桩政来控已制差刮异很驴大的尖变形物。这较一方舱法得微到北摧京首猫规委哀组织购的专敢家组顿的充北分肯报定，涛建成钳后说政明这冷一方绝案是表成功颂的，受且是杰经济蜘的。26其他周各地零也有溜若干舒成功亩的实谢例。但整饮个按烦变形谣控制列设计灵方法墙还有爪待在苏实践兄中总戏结完怠善和位系统驾地深骄入研呜究。另一豪个方素面，穴目前催深基狐坑工串程对造于周枣围建碎筑及跟地下年管线周、道更路的浸影响弦，在故城市价建设邪中事绿故率壶较高刷，深阶基坑直工程向设计上必须夫按变普形控腐制设鄙计已挖列入车规范构，但誉某些熟支护茫技术复对变锄形计花算的扣研究焰还十撑分欠洽缺乏属（如港土钉境墙支勒护）缩慧，事术故率誉也比闪较高醋，因史此按灾变形永控制盈的支鹿护设求计计演算方锦法还和有待衬全面难地总皆结完录善。272.规3断全面范提高送原位亦测试揉技术柳水平婚。作为津基础柱工程韵设计颈依据逐的岩征土工故程勘乡丰察，丘原位侄测试台技术乓研究当目前晕积累傲的大锋量资祸料以痒地基某强度线为主驶，而鲁且开套展工壶作的庭广度液和深离度还氏不均央衡，溉对于导原位痰地基睬变形附参数效的研拣究较骆少，霸至使比工程颤设计爪或由示于参步数保虫守，睁造成坊工程向浪费卡，或氧由于糟估计仙错误朋，造育成工友程事殖故。28随着骂地基昏—基咏础—估上部茶结构取共同虎作用宝设计地和按既变形欢控制斥设计喂的要少求，喊变形程参数弊原位叫测试剧技术判的研钥究和桌实践随十分侮重要于，特申别对双于砂望土、杯粉土全、风悼化岩廉等室决内评炮价有歉困难认的地桃基土小更加偏重要脊。并适且这生项技足术的庄发展辰不仅杨需要材引进弓先进巡寿的装汤备和毙仪器辽，还北需要踪蝶积累永量大锯面广脑的工蒙程资估料和侍经验妥总结租。因申此在踏市场践经济驱的现撇实中卵，还匆需要断我们芳在观暮念上帜给予冈重视雅、在郑方法些实施真合作位，推塔动这嫂项技乏术的洗进步吸。292.问4将进加行监者测技伤术的霞进一腾步实筐践和惑研究别。监测篇数据味是信弄息法卡施工哭和动娇态设蓄计的尖重要翻依据纷，也鹊是检侦验、杏总结遍和调窜整地失基基丸础工矛程设孕计的纯重要焰依据添；大哄量监波测数帝据的梯积累澡，为树工程拥设计鞭反分寄析，手建立华区域筒地质禽资料数库有笛十分烫重要欺的意眠义。我国唉基坑弓工程弊研究头方面输的投太入还毕十分愧欠缺炒，监闯测技登术的岛实践艳和研枕究包肚括测茅试原篇器件槽、测拐试系润统及鞭自动置化预帆警系计统等迹方面讲内容播。303.蜻几个卧重要矮的专崇题3.株1庸北京鱼市勘训察设黄计研未究院框的共扇同作逼用分泳析方羞法的梳研究献与应面用，悔上部稼结构旺、基凯础与衰地基郑共同霸作用历的概六念。共同贺作用掉应满杯足的写条件缝：1）鸟三者橡各自茄需满脑足静剧力平仆稳条聋件；2）费彼此线之间恰要满擦足变桑形协名调条码件。上部辱结构揪与基绞础的门共同虏作用昨是结帅构力链学问蜂题；地基疤与基孕础的堡共同麻作用怪是属罗于不绑同材撤料体址系的孕连接价。31共同双作用翠方法拨的难该点：·核碧心问辞题：独基础箩与地矛基接煤触面泼的反记力计凉算。·考蹄虑的彻内容拦：1）工地基隐模型秘的确衣定：鼻反映咸地基拥土的晌应力蜻应变急变化别规律浸，简伸便、常实用室，易奋于在烘工程走中应蜻用。2）邀参数衰确定雀：需台要大猛量工执程的蚂试测轻数据教，并犯对参势数进株行反功演分粗析。3）雁上部赶结构脆刚度观：上部欢结构虽刚度球随施碧工进蚕程的牲变化铲。上部点结构耗刚度少的贡林献的浆有限蜻性。32北京箱勘察葵院，先经过郊多年责实测彩研究滤，形泉成了坏一套轰地基洗与基伍础共且同作揪用分勉析方丽法和驴桩、尾土、谦基础反共同章作用掉分析酱方法口。以上吃研究湿成果咐最近柿在“绑北京岛丰联祖广场灾”、陡“国欺家大抢剧院鹅”、饼“国鼓家体板育场异”等醋工程中中得默到实继施和怨应用拢。333.锹2袖中国骆建筑侍科学荐研究搁院地妙基所享钱力过航油研倍究员迅的地带基基疫础的档概念卸设计