《天然地基上浅基础》课件

天然地基上浅基础浅基础是建筑物基础的一种，它直接置于地基土上。浅基础通常适用于荷载较轻、基础埋深较浅的建筑物。课程大纲11.天然地基概述介绍天然地基的定义、特点、分类和作用22.浅基础重点讲解浅基础的类型、选型、设计和施工33.桩基础介绍桩基础的设计原理、施工技术和应用案例44.总结和展望对课程内容进行回顾并展望未来发展趋势天然地基概述自然形成天然地基是由自然形成的岩石、土层或两者混合物构成，是建筑物或工程结构的基础。承载力天然地基的承载力是指它所能承受的压力，决定了建筑物或结构的稳定性。沉降当建筑物或结构的重量施加到天然地基上时，地基会发生沉降。天然地基的特点不均匀性土的成分和结构差异很大，地基土的物理力学性质往往不均匀，导致地基承载力不均匀分布。压缩性土体在荷载作用下会发生压缩变形，导致基础沉降。蠕变性土体在长期荷载作用下会发生缓慢的变形，这是造成地基沉降的主要原因之一。湿陷性某些土体在浸水后体积会显著缩小，导致地基发生沉降和不均匀沉降。土层结构及成因1成层性土层通常以不同性质的土壤层叠加的方式出现，形成地质层结构，反映了地质历史中沉积环境的演变。2风化作用岩石在风化作用下，逐渐破碎成大小不等的颗粒，形成风化层，为土层形成提供物质基础。3沉积作用风化后的碎屑物质，经风、水等搬运，在适宜的环境中沉积下来，逐渐形成土层。4生物作用植物的根系、动物的活动、微生物的分解等生物作用，也会改变土层的结构和性质。土层分类土层分类土层根据粒径大小进行分类。颗粒直径大于2毫米为碎石土，2-0.075毫米为砂土，0.075-0.005毫米为粉土，小于0.005毫米为粘土。土层性质土层性质对地基承载力和沉降影响很大，影响基础设计和施工。主要包括以下几个方面：1密度土的密度反映了土体内部颗粒的紧密程度。2孔隙率土的孔隙率是反映土体内部孔隙大小和数量的指标。3含水率土的含水率是反映土体内部水分含量的重要指标。4强度土的强度是指土体抵抗外力破坏的能力。此外，土的压缩性、渗透性、抗剪强度等性质也会影响地基承载力和沉降。地基承载力概念地基承受建筑物荷载的能力影响因素土的强度、压缩性、地下水位、地基形状测定方法现场试验、室内试验应用基础设计、安全评估地基沉降地基沉降是指基础在荷载作用下，地基土发生压缩变形，导致基础及其上部结构产生竖向位移的现象。地基沉降的程度和速度与地基土的性质、荷载大小、时间等因素有关。地基破坏形式基础裂缝基础出现裂缝，是地基破坏的常见形式之一。裂缝可能导致基础承载力下降，甚至造成建筑物倒塌。地基沉降地基沉降是地基破坏的另一种常见形式。沉降可能导致建筑物倾斜或变形，甚至造成建筑物损坏。地基滑坡地基滑坡是指地基土体发生整体滑动现象。滑坡会导致建筑物倾斜或倒塌，甚至引发其他地质灾害。基础破坏基础破坏是指基础结构遭到破坏，例如基础断裂、基础坍塌等。基础破坏会影响建筑物的稳定性，甚至造成建筑物倒塌。浅基础的类型独立基础独立基础用于单个柱子或墙体，由一个独立的基础体构成，适用于地基承载力较强、荷载较小的建筑。条形基础条形基础用于承载墙体或墙体与柱子的组合，由连续的条形基础体构成，适用于地基承载力较强、荷载较大的建筑。筏板基础筏板基础用于承载整个建筑物，由一个连续的板状基础体构成，适用于地基承载力较弱、荷载较大的建筑。组合基础组合基础是将独立基础与条形基础组合使用，适用于地基承载力变化较大、荷载分布不均的建筑。浅基础选型建筑物类型建筑物类型决定了基础的承载力要求，不同类型的建筑物需要选择不同的浅基础类型。地基土性质地基土的承载力、压缩性等性质直接影响基础的选择，需要进行地质勘察，评估土层性质。荷载大小建筑物荷载大小直接影响基础尺寸和类型，需要计算建筑物荷载，确定基础所需的强度和尺寸。经济因素选择浅基础类型还需考虑经济因素，包括材料成本、施工难度、工期等，综合考虑成本效益。浅基础基底处理夯实提高地基土的密实度，增加承载力。垫层改善地基土的排水条件，防止地基土软化。混凝土垫层增加地基的强度，提高承载力，保护地基土。基础底部破坏防治基础底部破坏基础底部破坏主要包括冲刷破坏、管涌破坏、软弱土层压缩变形等。这些破坏会导致基础失去稳定性，甚至造成建筑物倒塌。预防措施针对不同的破坏形式，采取相应的预防措施，例如：防冲刷措施，如护坡、排水等；防管涌措施，如铺设滤层、设置排水沟等；防软弱土层压缩变形措施，如换填、加固等。监测与维护定期对基础底部进行监测，及时发现潜在的破坏问题，并进行有效的维护和修复。这有助于延长基础的使用寿命，确保建筑物的安全。基础抗剪设计剪切强度基础抗剪设计要考虑土壤的抗剪强度，确保基础能承受剪切力。安全系数抗剪设计需采用安全系数，以保证基础在极限荷载下不会发生剪切破坏。基础尺寸基础尺寸应根据抗剪强度和安全系数进行合理设计，确保安全性和经济性。地基承载力抗剪设计与地基承载力密切相关，确保基础能承受上部结构荷载。基础抗渗设计11.防水材料选择选择合适的防水材料，例如防水涂料、卷材、防水砂浆等。22.防水层构造根据地质条件和建筑物的用途，合理设计防水层的构造，例如设置多层防水层。33.排水设施设置有效的排水设施，将地下水排走，避免水压力对基础造成影响。44.施工质量控制严格控制施工质量，确保防水层的完整性和可靠性。基础抗浮设计1浮力计算计算基础所受的浮力和自重，确定其是否会发生浮起。2抗浮措施通过增加基础自重或减小浮力来防止基础浮起。3设计要求确保基础在水位变化的情况下，仍能保持稳定，不会发生浮起。基础抗震设计抗震设计目标确保建筑物在地震发生时能够保持稳定，防止倒塌。抗震设计方法采用抗震规范和相关技术，对基础进行抗震加固。抗震设计内容抗震计算、抗震构造措施、抗震验算等。基础防腐设计防腐材料选择根据环境和基础材料选择合适的防腐材料，例如水泥基、环氧树脂基、沥青基等。防腐涂层设计设计合理的涂层厚度和结构，以确保防腐效果，并考虑涂层与基础材料的相容性。施工工艺严格控制施工工艺，确保涂层质量，例如表面处理、涂层施工、养护等。维护保养定期检查和维护防腐层，及时发现和处理缺陷，延长基础的使用寿命。基础施工技术1基础开挖按照设计图纸和施工规范，确定开挖深度和尺寸。2基础垫层铺设碎石垫层，压实后形成承载层。3基础浇筑混凝土浇筑、振捣，保证混凝土密实度和强度。4基础养护定期洒水养护，保持混凝土湿度，确保其正常凝固。5验收检验基础尺寸、标高和强度，确保达到设计要求。基础施工技术是建筑工程的重要组成部分，要求严格按照设计图纸和施工规范进行。基础维修加固基础加固目的基础加固是为了提升结构强度、防止基础沉降和破坏。常见加固方法常见的加固方法包括灌浆、植筋、外包钢、增加基础面积等。加固材料选择根据实际情况选择合适的加固材料，如钢筋、混凝土、高强树脂等。加固施工要点加固施工要严格按照设计图纸进行，确保质量和安全。建筑物与基础的相互作用建筑物与基础的相互作用是复杂的力学问题。建筑物荷载通过基础传递到地基，地基反作用力支撑建筑物。基础的变形会影响建筑物整体的稳定性和功能。合理的设计和施工可以确保建筑物与基础的协调工作，保证建筑物的安全和耐久性。场地勘察与评价1土壤勘察确定土层类型、厚度2地下水勘察了解地下水位、水质3地质构造勘察分析地质构造对地基的影响4地震勘察评估地震烈度和地震影响场地勘察需要进行土壤、地下水、地质构造和地震勘察。通过勘察可以了解场地地质条件、土层性质、地下水位等信息，为基础设计提供依据。根据勘察结果，对场地进行评价，确定地基承载力、沉降量等指标。地质灾害与防治山体滑坡山体滑坡是常见的地质灾害，主要发生在山区和丘陵地区，通常由降雨、地震或人类活动引起。泥石流泥石流由大量泥沙、碎石和水混合而成，具有突发性强、破坏力大的特点，主要发生在山区沟谷地带。地面塌陷地面塌陷是地下水位下降、地表承载力不足或人为开采造成的，通常发生在矿区、城市地下工程和地下水开采区。地震地震是地壳运动引起的，会造成地表震动、房屋倒塌、山体滑坡等灾害，对人类社会造成重大影响。桩基础设计原则地质条件桩基础设计需考虑地质条件，如土层结构、土性、地下水位等。对地质条件进行分析，确定桩基的类型、长度、间距等。荷载条件桩基础设计需考虑荷载条件，如上部结构的荷载、地震荷载等。根据荷载条件，确定桩基的承载力、沉降量等。桩基础布置1桩基础布置桩基布置是保证桩基承载力、稳定性和耐久性的关键2桩位布置根据荷载分布、地质情况确定桩位3桩型选择根据地质情况、荷载大小选择合适的桩型4桩间距根据荷载、土质、桩型确定桩间距5桩帽设计连接桩头，均匀传递荷载桩基础布置需根据具体情况进行设计和施工，以确保桩基础的安全性和可靠性。桩基础承载力桩基础承载力是设计和施工的关键参数。该图表展示了不同类型桩基础的承载力。灌注桩承载力最高，旋挖桩次之，预制桩最低。桩基础沉降桩基础沉降是桩基础在荷载作用下产生的竖向位移，是影响桩基础工程安全和使用寿命的重要因素之一。桩基础沉降受多种因素影响，包括桩的类型、桩的长度、桩的间距、土层的性质、荷载的大小和分布等。1-3厘米一般情况下，桩基础沉降量在1-3厘米以内。5-10厘米如果沉降量超过5-10厘米，则需要采取措施进行处理。10厘米当沉降量超过10厘米时，桩基础可能会出现严重的不均匀沉降，导致结构破坏。20厘米在特殊情况下，桩基础沉降量甚至可以达到20厘米以上。桩基础破坏防治桩身缺陷桩身缺陷会导致桩基础承载力下降，例如桩身断裂、空洞、倾斜等。桩端承载力不足桩端承载力不足会导致桩基础沉降过大，例如桩端未达到设计深度，或桩端周围土层性质不佳等。桩周土体不均匀桩周土体不均匀会导致桩基础倾斜或沉降不均匀，例如桩周土体存在软弱层、空洞等。振动或冲击外力振动或冲击会导致桩基础破坏，例如地震、交通振动等。桩基础施工技术1桩基施工准备施工前进行详细的测量和定位，确保桩基位置准确。准备好施工机械和材料，包括钻机、钢筋笼、混凝土搅拌机等。2桩基施工过程根据设计图纸和施工方案，选择合适的施工方法，例如钻孔灌注桩、预制桩、旋挖桩等。严格控制桩基的质量，确保桩基的承载力、沉降量等符合设计要求。3桩基施工监测在施工过程中进行桩基的质量监测，包括桩位、桩长、桩径、承载力等参数的测量，确保桩基的质量符合要求。桩基础监测与修复11.定期监