基础工程-第1章

基础工程第一章绪论1．1地基与基础的概念与特点一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分。它们有着各自的功能。楼层（上部结构）基础（下部结构）地基桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）一、概念上部结构是完成设计预定功能的主体结构。基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。基础工程是研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学，它既是结构工程中的一部分，又是独立的地基基础工程。二、地基的特点地基的功能是承受建筑物的荷载并保持建筑物稳定。受建筑物影响最大的那一部分地基称为地基持力层（也称为主要受力层）；位于持力层之下的地基称为下卧层。特别地，当下卧层的土性明显比持力层软弱时则将该层称为软弱下卧层。地基的基本特点：1）隐蔽性；2）离散性；3）低强度；4）变形复杂。三、基础的特点基础位于地下，也具有隐蔽性，同时基础的施工环境一般较差，所以其施工质量通常较难控制，容易成为建筑体系中的薄弱环节。另外，由于地基基础都具有隐蔽性，发生问题时不易发现，纠正起来也十分困难。基础工程的各个环节（勘察、设计、施工和检测）均将直接影响建筑物的安全、经济和正常使用。所以在工程中必须重视并严格控制各环节的工作质量。大量的工程经验和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情况，经过精心设计与施工并进行认真的质量检测，才能保证基础工程的经济合理与安全可靠。1．2学科发展概况一、漫长的经验积累阶段二、学科体系的建立三、现代发展阶段◇新材料、新工艺、新施工机具的大量应用。◇设计理论的不断发展，由容许应力法向概率极限状态法过渡。◇河姆渡文化遗址（7000年前）钱塘江南岸发现的河姆渡文化遗址中7000年前打入沼泽地的木桩世所罕见。◇赵州桥（1400年前）桥长50.82m，宽9.6m，净跨为37.02m。建成已1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震，特别是1966年邢台发生的7.6级地震，而邢台距赵州桥仅有40多公里。该桥的地基为较密实的砂粘土，即使从现代技术的角度加以检验，能用粘性土作为地基修筑推力极大的拱桥，而且地基承载力的利用恰到好处，也确实令人叹服。◇龙华古塔（1000年前）龙华塔位于上海市龙华公园南侧，直径8.0m，7层，高40.40m。该塔建于北宋（公元977年），距今已有1000多年历史。龙华塔的塔基使用了大量的木桩，值得称道的是建塔者用三合土对木桩进行了很好的隔离防腐处理，木桩因之保存千年而不腐，使龙华古塔至今风光依然。1．3几个典型失败实例◇特朗斯康谷仓加拿大Transcona谷仓，建于1913年。高31m，宽23m，筏板基础。地基破坏后，西侧下陷8.8m，东侧抬高1.5m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。事先不了解基底下有16m厚软粘土层。◇比萨斜塔世界著名的意大利比萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m，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，幸亏该塔使用的大理石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微，每年仍下沉约1mm，倾斜尚有加速迹象，已成了一座名副其实的危塔。◇上海展览中心馆上海展览中心馆中央大厅为框架结构，两层箱形基础，埋深7.27m，展览馆两翼采用条形基础。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m。地基为高压缩性淤泥质软土。1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降量为60cm。1957年6月，中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，最小为122.8cm。到1979年，累计平均沉降量为160cm，从1957年至1979年共22年的沉降量仅20cm左右，不及1954年下半年沉降量的一半，说明沉降已趋向稳定。但由于地基严重下沉，不仅使散水倒坡，而且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂，都付出了相当的代价。1．4本课程的特点和学习要求本课程是土木工程专业的主干课程，主要内容是各类地基和基础的设计与施工。本门课程的许多内容涉及到工程地质学、土力学、结构设计与施工等课程，综合性、理论性和实践性很强。本课程除了基本理论和知识外，还要引入大量的相关技术要求和具体规定。学习本课程的时候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多动手做题，通过习题和课程设计培养自己解决实际问题的能力。地基基础问题具有强烈的区域性特征。所以在基础工程领域除需要扎实的理论知识外，还需要丰富的工程实践经验。注意规范的使用，尤其是不要混用不同体系的规范。1．5教学内容第一章绪论第二章地基勘察第三章扩展基础的设计与施工第四章柱下条形基础、筏形和箱形基础第五章桩基础课程设计