基础工程第一章 前言

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1、基础工程主讲：刘立新青岛理工大学汽车与交通学院主要内容第一章前言第二章天然地基上的浅基础第三章桩基础第四章桩基础的设计计算第五章沉井基础及地下连续墙第六章地基处理第七章几种特殊地基上的基础工程第一章前言Ø一、学科概况Ø二、基础工程学科的发展概况Ø三、基础工程设计和施工所需的资料Ø四、基础工程设计计算应注意的事项Ø五、基础工程的发展方向一、学科概况学科概况土木工程学科属于工学门类，在整个科学技术领域中占有非常重要的地位，随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。土木工程学科的发展需要借助于基础科学、材料科学、管理科学和电子信息

2、技术等研究成果。同时，土木工程学科的发展也促进了其它相关学科以及高新技术的发展。土木工程学科有如下二级学科：l（1）岩土工程l（2）结构工程l（3）市政工程l（4）供热、供燃气、通风及空调工程l（6）桥梁与隧道工程l（5）防灾减灾工程及防护工程基础工程的基本概念l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。l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。l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

3、墩；6-上部结构l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）l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。地基人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处理后才能修建。刚性扩大基础单独和联合基础浅基础条形基础基础筏板和箱形基础桩基础深基础沉井基础上部结构（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Ø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

4、性l隐蔽工程，处理困难，事故危害大；特点l工程造价高，占20-25%；l设计上应做方案比较。l比萨斜塔、虎丘塔（地基不均匀沉降）；实例l加特朗斯康谷仓、巴桩基大厦（地基破坏）；l上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。（均质软弱地基整体下沉）地基不均匀沉降，建筑倾斜不均匀基岩软土层软弱地基整体破坏地基土承载力低，产生强度破坏案例一：比萨斜塔Ø世界著名的比萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m。Ø建成后因地基压缩层产生不均匀沉降，使塔的北侧下沉近1m，南侧下沉近3m，塔身倾斜约5.5°，塔顶离开铅垂线的距离已达5.27m，是我国虎丘塔的倾斜值的2.3倍。幸亏该塔使用的大理

5、石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。案例一：比萨斜塔Ø比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微。Ø每年仍下沉约1mm，倾斜尚未有加速迹象，已成为一座名副其实的危塔。案例二：加拿大特朗斯康谷仓加拿大的特朗斯康谷仓建于1913年，谷仓的平面为矩形，长59.44m,宽23.47m，高度为31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢筋混凝土阀板基础。设计时对地基未作勘察，不了解基底下有厚达15m左右的软粘土层，仅根据对临近建筑的调查判定地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物，至10月发现谷仓产生大量快速沉降，1小时内的垂直沉降量竟达到30.5cm，在其后的24小时内谷仓倾倒

6、，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高了1.53m，整体倾斜达近27度。因谷仓整体性很强，筒仓本身完好无损。案例二：加拿大特朗斯康谷仓案例三：墨西哥城某建筑案例四：日本新泻地震二、基础工程学科的发展概况l国外在18世纪产业革命以后，城建、水利、道路建筑规模的扩大促使人们对基础工程的重视与研究，对有关问题开始寻求理论上的解答。此阶段在作为本学科的理论基础的土力学方面，如土压力理论、土的渗透理论等有局部的突破，基础工程也随着工业技术的发展而得到新的发展，如19世纪中叶利用气压沉箱法修建深水基础。l20世纪20年代，基础工程有比较系统、比较完整的专著问世，1936年召开第一届国际土力

7、学与基础工程会议后，土力学与基础工程作为一门独立的学科取得不断的发展。基础工程学科的发展概况l我国是一个具有悠久历史的文明古国，我国古代劳动人民在基础工程方面，也早就表现出高超的技艺和创造才能，许多宏伟壮丽的中国古代建筑逾千百年仍留存至今安然无恙的事实就充分说明了这一点。l例如，远在1300多年前隋朝时所修建的赵州安济石拱桥，不仅在建筑结构上有独特的技艺，而且在地基基础的处理上也非常合理，该桥桥台座落在较浅的密实粗砂土层上，沉降很小，现反算其基