《绪论基础工程》PPT课件.ppt

基础工程 土木工程系勘查技术与工程教研室 FoundationEngineering 第2页 绪论 一 地基基础的概念二 基础工程及其重要性三 课程内容及学习要求 第3页 一 地基基础的概念 第4页 1 上部结构 基础 地基三者关系见下图 第5页 上部结构 基础 地基三者关系 第6页 上部结构 基础 地基三者关系 一个完整的建 构 筑物包含了上部结构 基础和地基三个部分 它们有着各自的功能 上部结构 完成设计预定功能的主体结构 基础 将建筑物荷载传递到地基上的建筑物下部结构 起着承上启下的作用 地基 支承建筑物荷载的整个地层 土体或岩体 地基是指受建筑物影响的那一部分地层 第7页 持力层 下卧层 直接承担建筑物荷载的土层称为持力层 位于持力层以下 处于被压缩或可能被剪损的一定深度内的土层称为下卧层 持力层和下卧层都应满足地基设计的要求 持力层 下卧层 第8页 2 地基 基础的分类见下图 第9页 浅基础 第10页 1 地基分类 地基 天然地基 不需处理直接放置基础的天然土层 人工地基 需要人工加固或处理后才能修建基础的土层 简单 造价低 尽量选择 2 基础的分类 分类依据 埋置深度及施工工艺特点 基础 浅基础 埋置深度较浅 施工程序简单 深基础 埋置深度较深 施工较为复杂 埋深界限5m 专门的设备或专业的人员 图1 1a图1 1b图1 2a图1 2b 图1 3 a b平板式c d梁板式 图1 4 第13页 第14页 第15页 桩基础 第16页 地基基础设计时 天然地基上的浅基础是首选方案 第17页 二 基础工程及其重要性 第18页 研究对象 地基 基础研究内容 地基持力层的选择 地基处理方案 浅 深 基础的设计 施工挡土结构 基坑支护 的设计 施工3 基本问题 强度 变形和稳定性4 基础知识 工程地质学 土力学 岩体力学 结构力学和钢筋砼 钢 砌体 结构5 研究方法 理论计算 经验修正 规范 的条文规定 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 基础工程问题的主要类型与典型实例 由于地基基础问题引起的上部结构倾斜 墙体破坏 基础自身的破坏 地基承载力不足发生整体滑动破坏或沉降量过大 边坡丧失稳定性 其他特殊不良地质条件引起的地基失效 第19页 地基整体滑移在天然地基上建造各类建筑物后 由建筑物上部结构荷重传到基础底面的接触应力数值 如果超过持力层地基土的抗剪强度 地基将产生滑动 第20页 第21页 加拿大特朗斯康谷仓 事故 1913年9月装谷物 10月17日装了31822 谷物时 1小时竖向沉降达30 5cm24小时倾斜26 53 西端下沉7 32m东端上抬1 52m上部钢混筒仓完好无损 第22页 水泥仓地基整体破坏 事后发现基础下埋藏有厚达16m的软粘土层 贮存谷物后使基底平均压力超过了地基的极限承载能力 地基发生整体滑移 设计时对地基未作勘察 仅根据对邻近建筑的调查决定了地基承载力 补强措施 在筒仓下增设70多个支承于基岩上的混凝土墩 用388个50t的千斤顶 才将筒仓纠正过来 但其标高比原来降低了1m 第23页 建筑物的地基由于土质不均匀或是上部结构荷载不均匀 都会造成地基不均匀沉降 整体导致建筑物发生倾斜 这一类问题在工程中是十分常见的 意大利比萨斜塔就是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例 第24页 第25页 始建于1173年 60米高 1271年建成平均沉降2米 最大沉降4米 倾斜5 5 顶部偏心5 2米 不均匀沉降的典型 比萨斜塔 原因 地基持力层为粉砂 下面为粉土和粘土层 强度低 变形大 地基变形过大而正常使用墨西哥城 第26页 边坡与基础稳定性问题 第27页 第28页 香港宝城滑坡现场 原因 山坡上残积土本身强度较低 加之雨水入渗使其强度进一步大大降低 使得土体滑动力超过土的强度 于是山坡土体发生滑动 1972年7月某日清晨 香港宝城路附近 两万立方米残积土从山坡上下滑 巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅 宝城大厦 顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅 死亡 7人 第29页 Early1972滑坡前 上海楼盘倒塌事件 时间 2009年6月27日清晨5时30分左右地点 上海闵行区莲花南路 罗阳路口西侧 莲花河畔景苑 小区事件 一栋在建的13层住宅楼全部倒塌 造成一名工人死亡 庆幸的是 由于倒塌的高楼尚未竣工交付使用 所以 事故并没有酿成居民伤亡事故 第30页 第31页 第33页 上海楼房倒塌事故调查 据新华社电上海市政府7月3日召开新闻发布会宣布 上海 莲花河畔景苑 在建楼房倒覆事故的主要原因是 楼房北侧在短期内堆土高达10米 南侧正在开挖4 6米深的地下车库基坑 两侧压力差导致过大的水平力 超过了桩基的抗侧能力 专家组经过勘察 检验 复核认为 倒覆大楼的原勘察报告 原设计结构和大楼所用的PHC管桩都符合规范要求 倒覆楼房的施工问题不在于开挖基坑 而在于土方没有外运 造成楼房前后高低差 产生非常大的压力 第34页 第35页 其他特殊不良地质条件引起地基失效当建筑物地基为砂土或粉土时 地下水位埋藏浅 可能产生振动液化 使地基土呈液态 失去承载能力 导致工程失事 第37页 新泻市位于日本本海 市区存在大范围砂土地基 1964年6月16日 当地发生7 5级强烈地震 使大面积砂土地基液化 丧失地基承载力 新泻市机场建筑物震沉915mm 机场跑道严重破坏 无法使用 据统计 1964年新泻市大地震 共毁坏房屋2890幢 3号公寓为其中之一 上部结构完好 第38页 新泻地震后的公寓 第39页 基础工程的成功典型 赵州桥 第40页 美国土木工程师协会也于1991年将赵州桥选为国际历史土木工程第12个里程碑 该桥的地基为较密实的砂黏土 从现代技术的角度看 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 确实令人叹服 赵州桥建成已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 第41页 上海龙华古塔 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 基础工程为建筑物的隐蔽工程 一旦失事 不仅损失巨大 且补救十分困难 因此在土木工程中具有十分重要的作用 基础工程直接关系到建筑物的安危 经济和正常使用 其质量受到勘察 设计和施工等因素的影响 在荷载作用下 建筑物的地基 基础和上部结构三部分彼此联系 相互制约 设计时应根据地质勘察资料 综合考虑地基一基础一上部结构的相互作用与施工条件 工程实例小结 第43页 第44页 三 课程内容及学习要求 第45页 基础工程学需要工程地质学和土力学的基本知识 这两门专业基础课是本课程的先修课程 其中土的基本特性 以及土力学中关于强度 变形 稳定 地基承载力等课题的基本内容和地基计算方法等都是必须掌握的 具备阅读和使用工程地质勘测资料的能力 同时用土力学知识 结合结构计算和施工知识 合理地解决基础工程问题 第46页 应明确任何一个成功的基础工程都是工程地质学 土力学 结构计算知识的运用和工程实践的完美结合 在某些情况下 施工可能是决定基础工程成败的关键 应了解上部结构 基础和地基作为一个整体是协调工作的 一些常规计算方法不考虑三者共同工作是有条件的 在评价计算结果中应考虑这种影响 关采取相应的构造措施 计算理论 工程实践 第47页 课程内容地基基础设计的基本原则扩展基础设计柱下钢筋混凝土条形基础筏形基础桩基础沉井基础基坑工程地基处理地基基础抗震设计 第48页 第49页 学习要求 考核办法平时成绩 30 考勤 作业 考试 70 闭卷考核 课程设计 另计 第50页