基础工程课件第一章绪论

基础工程

FOUNDATIONENGINEERING

主要内容第一章、绪论第二章、天然地基上的浅基础第三章、桩基础第四章、沉井基础第五章、地基处理第六章、几种特殊地基上的基础工程第一章、前言学科概况基础工程学科的发展概况基础工程设计和施工所需的资料基础工程设计计算应注意的事项基础工程的发展方向本课程的特点和学习要求本课程教材及参考书

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，即建造在地上、地下或水中的各种工程设施；也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动。土木工程科学技术的发展有着悠久的历史，它是伴随着人类社会的进步而发展起来的，人类建造的工程设施反映出各个历史时期社会、经济、文化、科学、技术发展的面貌。基础设施建设中的各类工程结构物，如房屋、隧道与地下工程、铁路、公路和机场以及各项市政与交通运输工程等，都需要土木工程学科的理论及其工程实践方面的研究成果。

1学科概况土木工程学科有如下二级学科：（1）岩土工程（2）结构工程（3）市政工程（4）供热、供燃气、通风及空调工程（6）桥梁与隧道工程（5）防灾减灾工程及防护工程基础工程的基本概念

任何建筑物都建造在一定的地层上，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称为地基，建筑物与地基接触的部分称为基础。桥梁上部结构为桥跨结构，而下部结构包括桥墩、桥台及其基础。

基础工程包括建筑物的地基与基础的设计与施工。图1-1桥梁结构各部分立面示意图1-下部结构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构地基：承受建筑物荷载应力与应变不能忽略的土层。（有一定深度和范围）基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的建筑物下部结构。持力层：直接支撑建筑物基础的土层。下卧层(软弱)：持力层下部的土层。结构荷载基底压力天然地基：没有经过人为处理，直接修建。

人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处理后才能修建。地基基础深基础刚性扩大基础单独和联合基础条形基础筏板和箱形基础桩基础沉井基础浅基础上部结构、基础、地基间的关系：

上部结构（荷载）、基础（压力）、地基（应力、变形），三者间相互制约协同工作。设计方法：简化设计将三部分相对独立分开，按静力平衡原则，采用不同的简化假定进行分析计算.地基基础在工程中的重要性隐蔽工程，处理困难，事故危害大；工程造价高，占20-25%；设计上应做方案比较。比萨斜塔、虎丘塔（地基不均匀沉降）；加特朗斯康谷仓、巴桩基大厦（地基破坏）；上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。特点实例软弱茂地基整体栋破坏地基洒土承岩载力训低，私产生殿强度离破坏地基值不均亲匀沉面降，建筑惩倾斜基岩不均匀软土层均质壮软弱族地基立整体艘下沉案例欲一：骨比萨头斜塔世界牛著名敢的比沾萨斜才塔于硬11鞭73偷年动骗工，击13起70产年竣冰工，齐塔身野高约顶55倾m，搞建成计后因身地基宵压缩宪层产斥生不荣均匀揪沉降映，使白塔的断北侧牲下沉伍近1虾m，蹈南侧际下沉晚近3形m，繁塔身晴倾斜消约5元.5诸°，惧塔顶口离开桨铅垂仁线的捡距离报已达仗5.道27度m，果是我拔国虎货丘塔毛的倾非斜值显的2廉.3骡倍。妙幸亏桨该塔炸使用副的大呜理石苏材质械优良根，在桐塔身跪严重览倾斜薪的情做况下迷尚未艘出现温裂缝忽。比贸萨斜流塔建障成后方曾经跪数次说加固肢，但但效果劫甚微成，每割年仍汇下沉鞋约1飘mm豆，倾纺斜尚爪未有牲加速习迹象重，已熟成为鬼一座欺名副演其实荣的危覆塔。案例氏一：车比萨秩斜塔加拿讯大的壤特朗谢斯康即谷仓含建于辛19柔13吹年，疫谷仓画的平日面为袖矩形草，长薪59女.4性4m烫,宽识23伤.4档7m顺，高后度为等31林m，盛由6梢5个梳圆柱伟形筒谋仓组嚼成，康采用向钢筋阵混凝剑土阀精板基邀础。离设计恭时对狼地基赴未作怎勘察敬，不甩了解劳基底粪下有遮厚达侍15衬m左讽右的截软粘浆土层某，仅凝根据叶对临疤近建谱筑的并调查狠判定监地基捆承载株力。炊建成竿后于闻当年唉9月雷开始尝均匀骡地向贝谷仓片内装援载谷旦物，请至1悠0月乎发现符谷仓左产生格大量俊快速堪沉降拦，1序小时篇内的窝垂直岭沉降没量竟州达到母30霜.5攀cm掌，在臣其后燃的2以4小塘时内付谷仓沙倾倒捉，倾徐倒后稼谷仓面的西限侧下采沉达朱7.贞32盈m，椒东侧低则抬瞧高了喘1.睛53监m，勺整体粪倾斜员达尽附27城度。涉因谷件仓整拣体性教很强果，筒墨仓本化身完吨好无旅损。案例精二：加拿佳大特主朗斯守康谷尺仓案例喘二：加拿棚大特概朗斯仆康谷决仓案例阳三：墨西陕哥城锯某建拼筑案例诸四：日本姜新泻预地震2四本学铜科发覆展概辰况我国鸣远古超时期新石戒器时樱代西嚼安半尿坡村刚土台看及石厨础、酷春秋太至秦各种榴地基花处理存方法窑：例宰灰土伐垫层覆、水梅撼砂成垫层工、石灰川桩等汗。近代疗世界穗上（18世纪团欧洲并工业攻革命过）17支73年，伶法国闯库伦18鹊69年，创英国造朗金18蝴85年，燥法国Bo谢us逼si宅ne痰sq19域22年，猛瑞典Fe葱ll旧en夸iu擦s19脸25年，坊美国Te怖za莫ge懒r（太醋沙基刻）现代封：世界症各国巧超高独土坝词（>2筐00五m）、婆超高弟层建孕筑、绩桥梁乘与石庆油开碎采平朝台采眼用的神超长辆或超抢大直堤径桩辉基础土的输本构艰关系条、土芹的弹陪塑性诞与粘裕弹性孔理论覆和土介的动杏力特尘性工程嗽勘察双、土最工试理验与览地基驴处理萄的新纪设备立、新秃方法我国屑是一炉个具裁有悠谎久历趋史的麻文明胳古国虏，我渗国古威代劳寒动人熊民在切基础鼓工程作方面宿，也乱早就壳表现招出高缓超的候技艺促和创躲造才蝇能，喷许多贪宏伟梳壮丽晨的中犬国古胆代建符筑逾禁千百形年仍雹留存驾至今骗安然匠无恙仪的事峡实就全充分荡说明恰了这迈一点来。例剑如，康远在踩13例00冬多年已前隋歌朝时洁所修扫建的赵州禁安济细石拱塑桥，不上仅在负建筑左结构板上有少独特疲的技比艺，督而且碎在地厘基基休础的腰处理击上也脆非常径合理蔑，该债桥桥渣台座享落在期较浅茎的密差实粗垮砂土星层上填，沉更降很迈小，宜现反远算其滔基底园压力熄约为忧50阔0k暂Pa援～6俱00允kP停a，竹与现敲行的牧各设替计规旺范中野所采恨用的湖该土范层容枝许承炊载力检的数傍值（自55厚0k渴Pa响）极麻为接柴近。响在当跌时就泉能如透此充案分利膛用天投然地坟基的哭承载束力，溉真令钱人赞君叹不盈已。召在桩盯基础裕和地膝基加随固方四面，趋我国现自古闹已有锁广泛史运用黑，具弄有悠孟久的搅历史猴。中国衫古代酿案例秤－：步赵州抢桥中国身古代荐案例础二：上海讲龙华谣古塔位于柴上海老市龙骂华公驶园南凳侧，添直径氏8.在0m猎，7捡层，非高4裂0.途40异m.拦该塔批建于吉北宋驳（公贤元9锁97隆年）其，距镜今已秤有1卖00丹0多堪年历诵史。爹塔基育使用姻了大股量的侍木桩夺，值烛得称溜道的盾是建拖塔者递用三写合土家对木块桩进要行了肠很好廊的隔亮离防撒腐处篇理，距木桩堤因之众保存咱千年美而不狂腐，桶使龙邻华古团塔至碌今风们光依新然。苏州瞧虎丘集塔，盖建于柏公元它95脚9～烦96胀1年姻期间遇，7禁级8别角形格砖塔默，塔亩底直激径1坦3.部66德m，篇高4瞒7.信5m左。塔友顶1改95弱7年惹位移券1.钉7m倍，1鞠97景8年榜2.伤3m轨。重码心偏悦离基澡础轴签线0恢.9吐24逼m。中国药古代栗案例韵三虎丘鹊塔台北哀10徐1刊目前悦为世伸界上输最高明建筑参，高50节8m，共10抽1层，位哪于台督北信矿义区妨。

阿联酋迪拜正兴建一幢全球最高的“迪拜大厦”，楼高至少690米，预计于2008年完工。迪拜大厦不仅是全球最高建筑物，也将是最高的人工塔。截止2008年9月底，高度已超过700米。耗资10亿美元完工时间2008年年底推迟至2009年9月。

苏通愿长江距公路河大桥主跨领10偷88踏米双默塔双罚索面姓斜拉粒桥设刑计，盲创造按了“胆最深李群桩勒基础求12而0m位”、别“最捡高桥祖塔3绝00自.4旗m”覆、“另最长最斜拉磨索5捞77巩m”留和“盟最大羊主跨谢”四碧项世寨界纪语录。胳16冶5座苏通有大桥位于滔中国泻江苏膛省，期该桥制跨越骄长江讨，连罚接苏恩州（双常熟搏）和杂南通具两座乎城市亲。公刚路总铸里程辈32捆.4槽公里蒙（含啊南北狱端引给道）挤，实柜际跨丛江的具桥梁滚部份妄约8貌20物0米范，其竭斜张蚊索桥埋间的迈跨距迹达1霉08番8米战，总指投资闻约6局4.斑5亿傻元。旬苏通奏大桥乘的建削设创库造了慢4个采世界殃第一腿：★世界鬼跨度嘴最大佩的斜忙拉桥系，比库日本立多多摘罗大享桥还趋长★世界眼最高铲桥塔晋，塔犬高3散00卡.4所米，逮相当肥于1闭00躲层楼安房的连高度★苏通券大桥己还有盖最深驻基础★最长药拉索斯等世恒界第蹄一堤苏通脆大桥鞠将由捆跨江烫大桥饥工程区和南观、北苹岸接饱线工则程三甲部分湖组成胶，建贤成后湿将创组造最大偏主跨亲、最盏高桥马塔、唯最长球拉索驴、最舟深基拍础四项握世界泊纪录肢。中呈国交股通部餐总工焰程师旅凤懋倚润也绪称，阵苏通玩大桥煌是世界层第一停跨度烫斜拉悲桥。最深僚基础孕：苏通静大桥万主墩努基础福由1格31塌根长约1衡20移米直该径2伴.5祖米－萌2.敬8米互的群对桩组成固，承碍台长捕11喊4米票、宽桨48的米，馒面积有判一个传足球删场大润，是严在4臣0米结水深以轿下厚泽达3察00鬼米的重软土瓜地基杀上建起来消的，刊是世然界上聪规模挎最大揉、入供土最深粱的群丘桩基跌础1-观承台劳；2俊-基妹桩；瓦3-散松软协土层叉；4-防持力瓣层；字5-放墩身润阳节大桥脏:索岩塔高史20锹9.闯9m职，两淹根主弃缆直丘径为慰0.躁86蔬8m狸，跨缴径布启置为匠47渣0m棒＋1慢49候0m组＋4阶70化m。润扬颂大桥是江骆苏省潜“四赵纵四膛横四皱联”肌公路粉主骨伴架和很跨长斗江公匪路通学道规陵划的滴重要喇组成西部分香，润楚扬长问江公逆路大治桥为授目前剂我国蚁第一终大跨第径的程组合搭型桥珠梁，龙其建恶设过猪程中容攻克唉多项使世界热性技遵术难馆题小，创身造出陪8项洲全国叼第一凯。第一仙大跨誉径：大晚桥南特汊主行桥为胖主跨泥径长肚14打90高米的亩单孔觉双铰滴钢梁静悬索贼桥，御是目嫩前中树国第拿一、延世界社第三巾的特赞大跨轧径悬抢索桥乓。第一乌大锚岩碇：大党桥北若锚碇放要承派受6厕.8皱万吨鞭的主借缆拉朋力，苹锚体利由近元6万招立方疤米混搞凝土寄浇筑仔而成饭，国汪内第膊一、违世界悟罕见愿。第一剧特大昂深基拌坑：为掉了给拘巨大辩的锚蹦体安与个“烟家”宵，开潮挖了探世界结罕见苦的特春大深慌基坑餐，开读挖土却方近疑17森万立悲方米堤。第一灯高塔：大庄桥南陆汊悬禾索桥纺索塔搜高达清21怎5.造58思米，坛相当贼于7宪3层屈楼的蹲高度脉，是挖目前钩国内敏桥梁栗中最秩高的矿索塔逼。第一绪长缆：悬市索桥异主缆夏缠丝打采用扬的是匹国内倡首次低使用皇的“印S”氏型钢待丝，宝两根则主缆诊每根干长2辟60观0米袖，为住国内海第一帖长缆倡。第一旋重钢换箱梁：大烤桥悬密索桥徒桥面阔钢箱税梁宽争38吹.7他米，设高3爬米，旗钢箱蚀梁共恶有9长3节屡，总绒重量碌为2卷10梢00古余吨徒，最域大一搬节钢牛箱梁施重达眠50误6吨振，是瞧目前润国内各最重酬的。第一浅大面免积钢杨桥面讯铺装：在半全国榴首次秩全部熟采用碧环氧残沥青绸铺装钞，铺宰装总刑长度沃22午48搏米，滑铺装比总面黎积达织70即80绸0平掘方米广。第一辣座刚飘柔相哈济的挥组合剪型桥出梁：润碍扬长参江公爬路大灾桥由杂北接得线、浮北汊晶斜拉倒桥、海世业破洲互惑通、任南汊伪悬索庙桥、宏南接仆线、狠南接珍线延辞伸段迟6个苍部分适组成胞，其互中南拐汊主少桥是圆柔性泉悬索梳桥，哈北汊风主桥炒是刚渴性斜姓拉桥怨，是汁我国汽第一绿座刚杠柔相装济的烟组合扬型桥柏梁。中国拌超级民工程岂：京沪界高速抗铁路——影世界猜最长温的高诸速铁这路项诊目曹妃肢甸工星业开猎发区升——张规模夺远超薪三峡毒工程杭州斗湾跨爬海大确桥—漆—世爱界最蛾长的孤跨海救大桥北京庸首都政国际凡机场笑T3疫航站臭楼—票—世酱界最积大单串体建谜筑上海傲临港碗新城贼——腹世界垮最大宝填海史造地纠项目上海额洋山纸深水静港—继—打踩造世烂界第侧一大汇港长兴蜻岛造魂船基锋地—办—打匆造世躺界最走大造渐船基扫地“南撒水北党调”筋工程杠——也世界槽最大涂水利冈工程“五就纵七类横”兰国道益主干肢线—泛—世燥界最锐大规雹模高谷速公吃路项驱目西部挤大开宅发—限—规院模宏股大的灾系统疗工程苏通迅长江拌大桥铜——局世界编最长有斜拉色桥北京漠南站慢——挂亚洲零最大替火车饼站八横鬼八纵些大容主量光尽纤通疾信网中国古高速槽铁路瘦网—勤—2氏00耕7-寸20韵20扒年投蚕资额腰至少晚2万猴亿武汉占新火蚕车站秒—文—迈脑向内高陆最垄大铁远路枢逐纽3贝基础绍工程除设计村和施建工所词需的滥资料桥梁熄的地龙基与小基础煮在设畅计及霞施工碰开始威之前粱，除唤了应玩掌握纹有关搅全桥仇的资旱料，辩包括痛上部西结构亚形式框、跨冤径、雄荷载穿、墩殖台结童构等暴及国奥家颁敲发的啊桥梁侧设计养和施拾工技速术规捕范外秘，还伐应注学意地美质、祖水文控资料僻的搜疼集和采分析赵，重产视土值质和绣建筑劳材料类的调挪查与撒试验凭。主窑要应概掌握孙各项因地质洁、水赤文、嫩地形郑等资全料，辣资料摇内容洁范围申可根雷据桥衔梁工弄程规姑模、由重要素性及妖建桥格地点挎工程倚地质屯、水注文条兰件的造具体找情况床和设原计阶油段确休定取姓舍。桥位薪（包仗括桥会头引锁道）纲平面杂图及孟拟建行上部趟结构醒及墩颈台形碌式、亡总体衡构造傅及有灾关设诱计资狡料桥位甚工程勇地质装勘测啄报告直及桥堆位地淹质纵咱剖面政图地基在土质优调查挤试验孩报告河流笋水文衫调查时资料4雁基础狠工程秧设计抱计算瓣应注自意的罚事项（一循）基赢础工转程设凯计计羡算的志原则1．铁基础丧底面胶的压缸力小卧于地学基的荣容许贴承载笔力；2．豪地基摩及基勺础的斜变形锤值小查于建毅筑物扭要求键的沉捏降值泪；3．嘉地基散及基口础的疫整体疯稳定贿性有漆足够熄保证圈；4．秘基础瓶本身肺的强讽度满参足要齿求。地基她与基范础方率案的库确定衬主要收取决融于地腥基土晶层的帅工程剂性质慎与水素文地拉质条良件、抬荷载碰特性家、上解部结相构的谅结构缺形式撞及使知用要粮求，神以及销材料样的供刘应和柱施工恨技术勇等因锡素，丽方案宝选择青的原拳则是境：力广求使舌用上军安全哭可靠很、施罪工技起术上副简便余可行麦和经盈济上奖合理浴。因猪此，弱必要状时应列作不夏同方贪案的侦比较爸，从督中选狐出较股为适甜宜与或合理恢的设愉计方元案和苹施工缝方案磨。（二嘴）考按虑地湾基、脏基础秘、墩握台及但上部眯结构拒整体炮作用建筑淡物是奏一个甜整体布，地踩基、寸基础也、墩矿台和纵上部出结构牢是共役同工效作且令相互蜻影响沫的，鲁地基迁的任爆何变月形都贞必定悲引起扎基础灯、墩著台和阻上部看结构宫的变租形；如不同秩类型喜的基毒础会叙影响耐上部乐结构患的受弄力和笑工作醋；上洒部结退构的励力学哗特征抖也必府然对钱基础饰的类澡型与储地基贿的强屡度、亿变形搅和稳允定条瞒件提波出相剃应的贪要求浴，同蚀时恰畏当的猪上部辽结构修、墩姿台结就构型灰式也脂具有痛调整营地基候基础恼受力斤条件亭，改破善位架移情窃况的僵能力补。因梯此，处基础绕工程悲应紧逐密结塔合上骑部结窄构、挤墩台狭特性掀和要妄求进舒行；黎上部挠结构心的设焦计也芒应充避分考盛虑地匪基的眨特点维，把丢整个亚结构霜物作纯为一膛个整何体，点考虑育其整碰体作顽用和仙各个踩组成宜部分蔽的共歉同作疮用。(三做)基雨础工补程极捆限状烟态设再计应用可靠雄度理论板进行饲工程盟结构妇设计潜是当路前国支际上霉一种龄共同拣发展伴的趋忠势，顶是工叹程结舟构设锯计领赚域一罪次带矮有根妈本性减的变沈革。可靠剖性分析活设计涌又称板概率吧极限货状态接设计丈。可靠纱性含义毙就是楚指系课统在声规定羽的时搂间内域在规土定的月条件辛下完票成预况定功讽能的栗概率冷。系旨统不变能完胡成预泽定功死能的涨概率抓即是失效唯概率。这绘种以扩统计延分析妥确定蛛的失藏效概燥率来挽度量倒系统伍可靠溜性的看方法屿即为董概率歌极限运状态转设计拼方法揭。结构吼设计悲的极限谈状态一般届分为承载并力极胜限状冶态和正常浸使用撤极限脆状态，承冈载力慈极限廊状态厘指结愈构失泽稳或万强度来不足敌，正梦常使格用极侧限状决态指络结构先变形摄或局涌部损由坏使滨其不闭能满纽奉足正欧常使解用和笔耐久叔性的柱情况杏。地基岩基础舱设计兵中的扯承载毁力极腊限状洗态不持仅包异含了闪地基慈整体桑失稳再所引遣起的挣极限冠状态搂，也勺包含池了由习于地赢基土涛的变漏形或创局部皱破坏阅使上月部结透构发社生严肯重破既坏的腔情况猾，即地泼基土挪的变僻形也里可能兵是上邮部结嘉构发缝生承植载力亚极限励状态户的原悠因之夕一。我国齐基础喷工程母可靠举度研楚究始孤于2温0世妹纪8吴0年培代初及，虽舍然起响步较士晚，爱但发权展很疫快，肿研究祥涉及控的课珍题范假围较棵广，狼有些她课题幼的研龄究成只果，则已达喂