基础工程绪论1

基础工程主讲：燕彬济南大学土木建筑学院基础工程本课程为土木工程专业必修的专业课程，课程建议理论学时为32学时。本课程主要讲授常见的地基基础的设计理论和计算方法方面的内容，包括地基基础设计原则、浅基础、桩基础、复合地基、挡土墙、基坑工程、地基处理、特殊土地基以及动力机器基础和地基基础抗震。绪论1.地基及基础的概念：任何建筑物都建造在一定的地层（土层或岩层）上，通常把直接承受建筑物荷载影响的地层称为地基。基础是将建筑物承受的各种荷载传递给地基上的实体结构。柱下钢筋混凝土扩展基础天然地基人工地基人工挖孔桩换填法处理地基2、基础工程的重要性：赵州桥隋朝大业初年（公元605年左右）石工李春所修建成的赵州石拱桥，造型美观，至今安然无恙。桥台砌置于密实的粗砂层上，一千三百多年来估计沉降量约几厘米。现在验算其基底压力约500-600kpa，这与现代土力学理论给出的承载力值很接近。成功事例：上海浦东20000m3大油罐•基底压力:210KN/m2•地基由淤泥质粘性土组成，属河口滨海相沉积。•内含薄砂层•容许承载力80KPa。失败事例特朗斯康谷仓比莎斜塔上海锦江饭店位于上海市中心淮海中路以北，瑞金路以西，长乐路南侧。此饭店高15层，是上海市早期的高层建筑，为接待外宾用的高级饭店。地基是深厚的淤泥质土，压缩性大。解放初期，锦江饭店大门朝北，由长乐路进入饭店要上几个台阶，1979年9月一层的室内地坪比长乐路室外地面反而低5台阶，地基沉降量达150cm。由于锦江饭店上部结构采用钢结构，虽然地基严重下沉，未发现开裂事故。但是一层的门窗约一半沉入地面下，一层房间变成半地下室，无法正常使用。上海锦江饭店实验室原建筑场地为一座小土山，土质坚实；辅助实验室东西两端位于山坡脚下，历史上受校河影响。地基中沉积了灰黑色淤泥层和软弱粘性土层。原勘察布孔失误，末发现淤泥和软弱上层。提供180kPa地基承载力。使一幢建筑物位于软硬相差悬殊的不均匀地基上。由强烈地震产生震沉，使实验室东西两端下沉，导致墙体拉裂。清华大学环境工程实验室天津市人民会堂办公楼位于人民会堂东北，东西向7个开间长约27m，南北宽约5m，高约5.6m，为两层楼房，工程建成，使用正常。1984年7月在人民会堂办公楼西侧，新建天津市科学会堂学术楼。此新建科学会堂学术楼东西向计8个开间，长约34m，南北宽约18m，高约22m，为6层大楼，与人民会堂办公楼外墙净距仅30cm。1984年底，人民会堂办公楼西侧北墙发现裂缝。此后．裂缝不断加长、展宽。l986年7月人民会堂办公楼墙体开裂极其严重。分析造成此工程事故的原因．在于新建天津市科学会堂学术楼附加应力扩散至人民会堂办公楼西侧软弱地基，引起严重下沉所致。这是相邻荷载影响导致事故的最典型的实例。事故处理采用“桩基托换法”天津市人民会堂办公楼工程事故概况塘沽新港码头仓库位于天津市东南、塘沽区新港，第一突体码头有三个仓库。仓库的室内地坪略高于室外公路路面，进出港口的货物可以用汽车进入仓库暂时贮存，十分方便。塘沽新港码头仓库由于室外路面下沉，室内外地面高差超过0.5m，货车无法驶入仓库内装卸货物，只好做一道斜坡于仓库大门外加以联结。塘沽新港位于海河入渤海湾的阿门地区，新港仓库的地基上为海河淤积土和吹填土，是淤泥质土。地基土为欠固结土、在自重作用下尚未因结。因此，土的压缩性很大。在修建码头仓库时，考虑到地基沉降问题．设计采用桩基础，使仓库的地基沉降大大降低。但仓库周围场地并未做桩基，经常堆放钢材等货物，使场地在荷载作用下发生沉降，形成一种反常的情况：仓库地基沉降小于四周场地沉降量。事故原因分析为防止塘治新港码头过大的沉降量，应当在修建码头仓库前，大面积普遍进行人工处理。传统的人工处理方法是砂井堆土预压法。或排水塑料板真空预压法。墨西哥市艺术宫墨西哥市南北长约80km，东西宽40km。人口1200万，是世界上人口最多的城市之一。墨西哥市艺术宫是一座巨型的具有纪念性的早期建筑。此艺术宫于1904年落成，至今已有近百年历史。建筑地基持力层为超高压缩性极软弱淤泥，使这座艺术宫严重下沉，沉降量达4m，临近的公路下沉2m。公路路面至艺术宫门前高差达2m。参观者需步下九步台阶，由公路进入艺术官。这是地基沉降最大的典型实例。由于艺术宫严重下沉，不仅使散水倒坡，雨水积聚，室内外高差悬殊，而且水、电外网连接断裂，造成使用不良和修理工程量增加。墨西哥市地处四面环山的盆地中，古代原是一个大湖泊，由于周围火山喷发的火山灰沉积和湖水蒸发，天长日久，湖水干涸形成盆地。墨西哥市典型的地质情况，自上而下分为五层：表层人工填土及砂夹卵石层，e＝1—2，ω＝40-90％，qu＝100—200kPa，标准贯入击数N＝10-15，厚度为5m，第二层超高压缩性淤泥，孔隙比e高达7—12，天然含水量高达l50—600％，N＝1，厚度25m；第三层为砂夹卵石，厚约4m，第四层粘土，厚约10m；第五层坚硬状态砂卵石．厚达150m。基础工程为隐蔽工程，施工难度大，造价高，工期长，失事难以处理，应慎重处理。基础工程设计应满足的三个条件：•强度•变形•稳定作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基的容许承载力或地基承载力特征值，保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够的防止整体破坏的安全储备。基础沉降不得超过地基变形容许值，保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用。挡土墙、边坡以及地基基础具有足够的防止失稳破坏的安全储备。