《基础工程》总复习

《根底工程》总复习2014.04.23主要内容：第一章：绪论；〔2〕第二章：浅根底；〔10〕第三章：连续根底；〔6〕第四章：桩根底；〔10〕第五章：地基处理；〔3〕第六章：土工合成材料；〔1〕第七章：挡土墙；〔4〕第八章：基坑工程。〔2〕机动〔总复习〕〔2〕1.地基的类型:2.根底的类型:1〕浅根底分类:按材料分:砖根底、毛石根底、砼及毛石砼根底、钢筋砼根底、灰土及三合土根底；按构造分:单独根底、联合根底〔十字交叉、筏形、箱形〕、条形根底;按受力性能分:刚性(无筋扩展)根底、柔性(扩展)根底。根底方案的比较与选择：根底设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的根底类型，一般从以下三方面考虑：满足地基承载力要求：——第一功能要求，合理选择持力层、根底埋深，确定根底形式；满足建筑物变形要求：——从建筑物、根底、地基的整体性与共同工作角度出发，根据荷载、地基情况，确定根底结构与构造形式；满足建筑物使用要求：——从建筑物使用功能要求及建筑对地基变形要求考虑，如有地下室时，采用箱形与伐板形根底较为合理。荷载规定:荷载分类永久荷载可变荷载偶然荷载〔特殊荷载〕：爆炸力、撞击力《建筑结构荷载标准》〔GB50009-2001〕荷载的标准值荷载的准永久值荷载组合:根本组合:标准组合:准永久组合:正常使用极限状态下的承载力验算正常使用极限状态下的变形验算，不记入风荷载和地震作用水平荷载较大的建筑物、挡土墙等，承载力极限状态下的稳定验算民用建筑楼面均布活荷载的代表值类别住宅宿舍办公室教室试验室食堂餐厅礼堂剧场影院商店车站机场大厅健身房舞台书库档案库标准值(KN/m2)组合值系数c准永久值系数q2.02.53.03.54.05.00.70.70.70.70.70.90.40.50.50.30.50.50.8第2章浅根底本章将主要介绍浅根底的类型与适用条件，浅根底的设计程序与方法。§2.1概述；§2.2浅根底的内容；§2.3根底埋置深度的选择；§2.4浅根底的地基承载力；§2.5根底底面尺寸确实定；§2.6扩展根底设计；§2.7联合根底设计；§2.8减轻不均匀沉降危害的措施。重点内容：①根底埋深确定：

建筑物用途及根底构造；工程地质条件影响；

水文地质条件影响；

相邻建筑物影响；

地基土冻胀和融陷影响。。±0.00－0.45d≥0.5m≥0.1m②根底底面积尺寸计算：l要求:其中:基底面积：偏心荷载下根底底面积确定步骤〔试算法〕1.假定根底底宽b≤3m进行承载力修正，初步确定承载力特征值；2.按中心受压估算基底面积A0，考虑偏心影响将A0扩大10%~40%；3.承载力验算：取l/b=n(1.5~2.0)pk≤fa且pkmax≤1.2fa

③构造与结构设计：多层结构承重墙下毛石条形根底的设计αb0bb1h1H0b2根底设计高度：按允许宽高比及构造要求设计剖面尺寸。2软弱下卧层承载力验算：F

pdz

pcz软土Es1Es2注意：下卧层承载力f只做深度修正条基无后一项扩散角可查表图2-3墙下钢筋混凝土扩展根底的构造墙下钢筋混凝土条形根底：〔a〕无肋的；〔b〕有肋的。构造要求:受力分析:倒置悬臂梁；受地基净反力作用；危险截面：墙根部Ⅰ-Ⅰ面弯矩与剪力最大。地基净反力：

pj上部结构荷载设计值F在基底产生的反力。(b-a)/2倒置悬臂梁pjFbaⅠⅠ2、轴心荷载作用：ⅠⅠa(1)根底底板厚度确定：沿墙长取单位长度1m分析：上部结构荷载设计值为F(kN/m)，那么基底净反力设计值：pj=F/bⅠ-Ⅰ截面最大剪力：(b-a)/2pjⅠⅠⅠ-Ⅰ截面抗剪要求：根底底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。h0—根底底板有效高度；有垫层h0=h－40-5无垫层h0=h－70-5ft—砼轴心抗拉强度设计值，N/mm2；βhs—截面高度影响系数。h0≤800时,取800h0≥2000时,取2000根底底板有效高度l—根底底板计算长度，一般取l=1m；(2)根底底板配筋计算Ⅰ-Ⅰ截面弯矩设计值：根底底板配筋面积：As－受力筋面积,mm2；fy－钢筋抗拉强度设计值，

N/mm2。根底底板配筋主要用于抵抗弯拉破坏。3、偏心受压根底:基底压力分布为梯形。偏心距：e0=M/F

基底最大、最小净反力：baⅠⅠpjminFMpjmaxpj=F/b将V、M代入前式中即可。

Ⅰ二、柱下钢筋砼独立根底设计：按冲切破坏确定根底底板厚度：Fl≤0.7βhp·ft·

Am按弯拉破坏确定根底底板配筋：2.8

减轻不均匀沉降危害的措施

产生不均匀沉降的因素:1.地基土层不均匀；2.结构布置不均匀，有高差；3.根底尺寸差异、埋深差异；4.根底类型的不同。不均匀沉降的对工程的危害：1.不均匀沉降会引起上部结构产生附加应力，使上部结构开裂甚至破坏；2.沉降使得建筑地层层高减小，建筑总高度减小。解决危害的途径有二：

一是设法增强上部结构对不均匀沉降的适应能力〔抗〕；二是设法减少不均匀沉降或总沉降量〔防〕。具体的措施有：①采用柱下条形根底、筏形根底和箱形根底等，以减少地基的不均匀沉降；②采用桩基或其他深根底，以减少总沉降量〔不均匀沉降相应减少〕；③对不良地基某一深度范围或局部进行人工处理；④从地基、根底、上部结构相互作用的观点出发在建筑、结构和施工方面采取本节介绍的某些措施，以增强上部结构对不均匀沉降的适应能力。

一、建筑措施：

1.建筑物的体型应力求简单；2.控制建筑物的长高比及合理布置墙体；3.设置沉降缝；4．相邻建筑物根底间应有一定的净距；5.调整建筑物的标高。二、结构措施：

1.减轻建筑物自重；2.增强建筑物的整体刚度和强度；〔1〕设置圈梁；〔2〕加强根底刚度。3.减小或调整基底附加压力；〔1〕设置地下室；〔2〕调整基底尺寸。4.选用非敏感性结构。三、施工措施

1．遵照先重〔高〕后轻〔低〕的施工程序；2.注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响；3．注意保护坑底土体。第3章连续根底§3.1概述§3.2地基、根底与上部结构相互作用§3.3地基计算模型§3.4文克勒地基上梁的计算§3.6柱下条形根底§3.7柱下交叉条形根底§3.8筏形根底与箱形根底一、什么是连续根底？将柱下条形根底、交叉条形根底、筏形根底和箱形根底统称为连续根底。当荷载较大、地基较软或上部结构对根底的整体性有较高要求时可将柱下独立根底或墙下条形根底连接起来，形成柱下条形根底和筏形根底，当需要进一步增强根底的整体刚度时，可将根底在立面上设置成一层或假设干层，这就成为了箱形根底。柱下交叉条形根底是由纵横两个方向的柱下条形根底所组成的一种空间结构，各柱位于两个方向根底梁的交叉结点处。二、Winkler地基模型Winkler将地基离散为一系列互不相干的弹簧，也就是将地基分解为一系列竖直的土柱并略去了土柱之间的剪力，由此得出了地基外表的沉降与压力成正比而且地基外表各点之间互不相干的结论。Winkler地基模型的数学表达式为：公式中各符号的含义见p72。Winkler地基模型适用于地基土软弱或压缩层较薄的情形，因为这两种情况与模型的假设条件比较近似。Winkler地基模型只有一个参数k，称为基床系数。k可由地基载荷试验求得，没有资料的情况下也可参照表1-12取值。〔3-1〕

的单位为m-1，其倒数1/称为梁的特征长度，而l称为梁的柔度指数。微分方程〔3-13〕的通解为

式中的C1~C4为待定常数，决定于梁的边界条件。〔3-14〕梁的柔度特征值：柱下条形根底：指布置成单向或双向的钢筋混凝土条状根底，也称根底梁；柱根底梁地基反力

组成:肋梁、翼板，相当于倒置梁板柱结构；

断面形式：倒T形；

特点：抗弯抗剪能力大；

计算方法：倒置梁法。倒梁法：二、筏形根底〔满堂根底〕筏形根底：钢筋混凝土板式根底；组成；底板、〔根底梁〕，相当于倒置楼盖；形式：平板式〔荷载较小、柱距小且相等〕，梁板式〔荷载大且不均、柱距大〕；特点：抗弯抗剪能力大，整体性强，减小基底压力，抗不均匀沉降；计算方法：倒楼盖法。第4章桩根底4.1概述；4.2桩的类型；4.3桩的竖向承载力；4.4桩根底沉降的计算；4.5桩的负摩擦问题；4.6桩的水平承载力；4.7桩的平面布置原那么；4.8桩承台的设计；4.9桩根底设计的一般步骤。回忆与思考浅根底方案组合造价低；易施工；平安合理；技术先进。方案选择天然地基人工地基深根底??一、桩根底的类型：桩根底：〔桩基〕桩体〔基桩〕承台

低承台：其底面低于地面高承台：其底面高于地面工业与民用建筑中常用低承台桩根底桩根底作用：将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，

或通过桩身周围的摩擦力传给地基，以满足承载力、稳定性和变形的要求.工业与民用建筑中常用低承台桩根底。二、桩的分类：〔1〕按荷载传递方式分类；〔2〕按施工方法不同分类；〔3〕按桩的设置效应分类；〔4〕按桩的材料分类；〔5〕按桩的直径分类。还有一些分类方式，比方按桩的截面形式、桩轴线的方位等。〔1〕按桩根底承载性状分类按桩侧与桩端阻力大小及分担比例差异，分为如下两大类：端承型桩摩擦型桩摩擦端承桩：荷载主要由桩端阻力承担，桩侧阻力承担局部荷载；端承桩：〔l/d≤10〕荷载绝大局部由桩端阻力承担，桩侧阻力不计。端承摩擦桩：荷载主要由桩侧阻力承担，桩端阻力承担局部荷载；摩擦桩：〔l/d较大〕荷载绝大局部由桩侧阻力承担，桩端阻力不计。〔2〕按桩的施工方法分：〔a〕预制桩预制种类：断面尺寸：300mm×300mm~500mm×500mm方形桩三角形桩空心桩适合静压法施工适合软土层，增加侧面积与摩阻力。减小挤土效应，砂土地基中空腔射水助沉Φ400~500，壁厚80mm，长8~12m。敞口管桩钢筋砼桩〔b〕灌注桩：

灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基中成孔并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。

减少施工工序，桩不用承受弯折与锤击应力，节省钢材和造价，对基岩起伏变化大的地质条件适应性强。地下“隐蔽”施工质量不易保证。优点：缺点：(3)按桩的成型方式效应分:

成桩过程中对地基土结构有扰动，并产生挤土效应，引发施工环境问题。

1.非挤土桩：取土成孔，干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工；桩型为钻、挖孔桩。2.挤土桩：未取土成孔，沉管灌注桩、锤击等法施工的实心预制桩，桩位处土完全被挤开，土结构受破坏；3.局部挤土桩：局部取土，如预钻孔打入式预制桩、灌注桩及打入式敞口预制〔管〕桩等。提示：成桩方法应根据地基土特性，视挤土后对地基与桩身结构是否有利，一般饱和软土不宜，松散砂土宜。(4)按桩根底桩身材料分类：①混凝土桩：预制桩：工厂或现场预制成型〔预应力〕；灌注桩：现场挖孔就地浇筑；配筋：可配筋；可不配筋；预应力〔预制〕；截面形式：圆形、方形、三角形〔预制)、实心、空心〔预制〕。②钢桩：形状：钢管桩与H形桩。特点：抗弯压，宜施工，造价高，腐蚀。用两种材料组合而成的桩;如钢管内填砼组合，上部钢管下部砼组合等。工艺③复合材料桩：(5)按桩根底使用功能分类:竖向抗压桩：主要承受竖向荷载；竖向抗拔桩：主要承受上拔荷载；水平受荷桩：主要承受水平荷载；复合受荷桩：承受竖向、水平荷载均较大。(6)按桩径大小分类:1.小桩径：d≤250mm，根底加固，复合根底；2.中等桩径：250mm＜d＜800mm，工业与民用建筑工程中应用较多；3.大桩径：d≥800mm，用于单独根底。4.3桩的竖向承载力一、单桩竖向承载力桩基破坏类型桩材料强度：端承桩控制因素地基承载力：主要控制因素单桩承载力特征值确定规定：1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定，试桩数≥1%总数，且≥3根；2.地基根底设计为丙级的建筑物，单桩承载力特征值可由静力触探和标准贯入试验参数确定；3.初步设计时，可按公式估算。第5章地基处理：§5.1概述〔复合地基〕；§5.2换土垫层法；§5.3排水固结法；§5.4深层水泥搅拌法；§5.5高压喷射注浆法；§5.6强夯法；§5.7振冲法；§5.8土工合成材料。5.1概述浅根底,当承载力、沉降、液化、冻胀等不满足设计要求时；(1)采用深根底、桩根底；(2)地基处理，改善土性。方案组合天然地基人工地基?浅根底深根底?5.1概述地基处理的目的：对地基进行必要的加固或改进，提高地基的强度，保证地基的稳定，降低压缩性，减少根底的沉降或不均匀沉降。适用情况：拟建建筑物或已建工程地基加固。方案选择应注意问题：1.上部结构、根底和地基是共同工作的整体；2.方案应进行技术经济比较论证；3.处理后的地基应符合《标准》的规定。二、地基处理的对象软弱地基不良地基淤泥土e>1.5，>L(IL>1.0)淤泥质土e=1.0~1.5，>L(IL>1.0)泥炭土，泥炭质土冲填土湿陷性黄土膨胀土冻土松砂

Dr<1/3或e>0.85饱和液化,干土震陷。人工填土，杂填土形成：静水或缓水流中沉积而成，由粘粒和粉粒组成。特性：w＞wl，淤泥：e＞1.5，泥质土1.5≥e＞1.0；

强度低，压缩性高，渗透性小，灵敏度高。杂填土：形成：建筑垃圾、工业废料、生活垃圾。特点：强度低，压缩性高，均质性差，易侵水湿陷。冲填土：形成：由水力冲填而成。特性：不均匀性、欠固结。淤泥和淤泥质土：三、地基处理方法分类物理处理

化学处理

热学处理置换排水密实加筋

搅拌灌浆

加热冻结

地基处理方法的分类表地基处理方法1、机械压实法分层碾压法振动压实法2、强夯法强夯法是法国L·梅纳〔Menard〕1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。3、换土垫层法当建筑物根底下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。4、预压固结法

在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。

b

回填土B

=b+2zt