[PPT]基础工程学讲义课件
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基础工程概述PPT课件
独立基础
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19
墙下条形基础
柱下条形基础
条形基础
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20
箱形基础
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21
桩基础
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22
沉井基础
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23
四、基础工程的现状
基础工程是一项古老的工程技术，发展 到今天已成为一门专门的科学。随着岩土 工程及其它相关学科的不断发展，基础工 程在设计计算理论和方法、施工技术和机 械设备等方面都有长足的进展。
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15
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，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高 了1.53m，整体倾斜达尽27度。因谷仓整体性很强， 筒仓本身完好无损。
27
• 在地基处理方面，进一步完善复合地基 理论，对各类地基处理方法机理的深化研 究以及施工及检测技术的改进也是基础工 程关心的问题。对于深水和复杂地质条件 下的基础工程，例如在大型桥梁、水工结 构、近海工程中，重要的是深入研究地震 、风和波浪冲击的作用，以及发展深水基 础（超长大型水下桩基、新型沉井等）的 设计和施工方法。
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28
1、按基础刚度分类
根据受力后基础的变形情况，基础分为刚 性和柔性基础。
基础工程完整ppt课件
1抗倾覆稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O 点向外倾覆。
抗倾覆稳定条件
Kt
G0xEa Eaxzf
zxf
1.6
G
Eaz Ea
d
O
a0
a
x0 xf b
Eax
zf z
EazEacoasd()
EaxEasia n(d)
xf bzcoat zf zbtaan0
.
31
2抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础
f为修正后地基承载
基底平均应力p≤f
力设计值，当基底
倾斜时，应乘以0.8
基底最大压应力pmax≤1.2f 折减系数
4.地基整体稳定性验算
对于软弱地基，可采用圆弧滑动法验算整体稳定性。
.
28
4.填土质量要求
两个关键问题填料质量和密实度。
墙后填土宜选择抗剪强度高、性质稳定、透水性较强的粗 颗粒材料作填料，减少主动土压力。
若采用粘土，应混入一定量的块石，易于夯实和提高抗剪 强度，但重要、高大挡墙不合适。
不能用的回填土：淤泥、耕殖土、成块硬粘土和膨胀土， 不应夹杂冻土、木块和其他杂物。
砖石挡墙砌筑砂浆达到强度的70％后， 墙后填土应分层 夯实。
.
29
5.沉降缝和伸缩缝
一般沉降缝兼做伸缩缝。 每隔10～20m设置一道，缝宽约2cm，缝内嵌填柔性防水材 料。
6.挡土墙材料要求
石料： 完整、新鲜、力学性能好 砂浆： 水泥砂浆
7.砌筑质量
搭缝良好，砌稳安正；填缝紧密、灰浆饱满。
.
30
5.4.3 重力式挡土墙计算
17
qr
qs
L
r s
H
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O 点向外倾覆。
抗倾覆稳定条件
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31
2抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础
f为修正后地基承载
基底平均应力p≤f
力设计值，当基底
倾斜时，应乘以0.8
基底最大压应力pmax≤1.2f 折减系数
4.地基整体稳定性验算
对于软弱地基，可采用圆弧滑动法验算整体稳定性。
.
28
4.填土质量要求
两个关键问题填料质量和密实度。
墙后填土宜选择抗剪强度高、性质稳定、透水性较强的粗 颗粒材料作填料，减少主动土压力。
若采用粘土，应混入一定量的块石，易于夯实和提高抗剪 强度，但重要、高大挡墙不合适。
不能用的回填土：淤泥、耕殖土、成块硬粘土和膨胀土， 不应夹杂冻土、木块和其他杂物。
砖石挡墙砌筑砂浆达到强度的70％后， 墙后填土应分层 夯实。
.
29
5.沉降缝和伸缩缝
一般沉降缝兼做伸缩缝。 每隔10～20m设置一道，缝宽约2cm，缝内嵌填柔性防水材 料。
6.挡土墙材料要求
石料： 完整、新鲜、力学性能好 砂浆： 水泥砂浆
7.砌筑质量
搭缝良好，砌稳安正；填缝紧密、灰浆饱满。
.
30
5.4.3 重力式挡土墙计算
17
qr
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H
基础工程课件第一章
绪论0.1地基和基础一、地基和基础的概念（插图）1地基：受建（构）筑物荷重影响的那一部分地层称为地基2基础：支撑上部结构荷载并将其传给地层中地基的下部结构称为基础3直接支撑基础的地基称为持力层，在持力层下方的地层称为下卧层。
4基础分类：埋深不大于5cm或埋深与基础底面宽度之比小于1、只需简单施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础；埋深较深，且需要特殊方法施工的基础称为深基础，如桩基础、墩基础、沉井、地下连续墙、筏板带桩基础、箱基带桩基础等。
5地基分类：地层包括岩层和土层，因此地基有岩石地基和土质地基之分。
由于人们对选定场地的土质条件无法选择，只能对其进行合理的利用和处理。
对于开挖基坑后就可以直接修筑基础的地基，称为天然地基；对那些不能满足要求、需要进行人工处理的地基称为人工地基。
二、地基应满足的基本条件：为了建（构）筑物的安全和正常使用，地基基础设计必须满足下列两个基本条件：1地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不得超过地基的承载力，保证地基不发生整体强度破坏；地基的土（岩）体必须稳定，保证在建（构）筑物使用期间，不发生开裂、滑动和坍塌等有害现象。
【沉降量、沉降差】2地基的变形条件：控制基础的沉降不超过地基的容许变形值，保证建（构）筑物不因地基变形而损坏过影响其正常使用。
【倾斜、局部倾斜】在荷载作用下，建（构）筑物的地基、基础、上部结构上部分互相制约、共同工作。
对于特定的建筑物，采用何种类型的地基、配合何种形式的基础，是建筑物设计最基本的问题之一。
设计时应根据当地地质勘查资料，综合考虑地基、基础、上部结构的相互作用与当地施工水平及场地施工条件，通过技术经济比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境的地基基础方案。
0.2基础工程的作用一、基础工程的学科地位：基础工程是以土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、建筑施工等课程为专业基础，研究在各种可能荷载及其组合作用及一定工程地质条件和环境条件下，地基基础受力、变形稳定新装的变化规律及各种地基基础的设计、施工、检测与维护的专门学科，是土木工程学科的一个重要分支。
基础工程-培训课件PPT(共 68张)
8.3.1 换土垫层法
垫层设计
垫层厚度z：根据垫层底 面自重压力与附加压力之 和小于或等于该处下卧土 层的承载力要求确定，即
pcz pz fz
条形基础：
矩形基础：
pz
b(p pc)
b2ztan
pz (b2ztb aln(p) (lp c2 )ztan)
0.5≤z≤3 m
水平向增强体复合地基
竖 向 增 强 体 复 合 地 基水 平 向 增 强 体 复 合 地 基
8.2.2 复合地基作用机理与破坏模式
作用机理 桩体作用 排水固结 挤密作用 加筋作用
破坏模式 刺入破坏 鼓胀破坏 整体剪切破坏 滑动破坏
8.2.3 复合地基的有关设计参数
面积置换率 m 定义：桩体截面积Ap与其承担的复合地基面积A之比
分类：砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。 适用土层 淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及
暗沟、暗塘等的不良地基的浅层处理。
8.3.1 换土垫层法
垫层的主要作用 提高地基承载力； 减少地基沉降量； 加速排水固结； 消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性； 防止土的冻胀作用； 改善土的抗液化性能。
行计算，找出最小安全系数，即可根据要求的安全系数计 算地基承载力。 地基土强度应分区计算：未加固区采用天然地基土的强度 指标，加固区土体强度指标可分别采用桩体和桩间土的强 度指标，也可采用复合土体综合强度指标。
8.2.4 复合地基承载力fspk确定
稳定分析法
按分别强度指标计算
psm p(1m )s
Eps mEp (1m)Es [1m(n1)]Es
8.2.4 复合地基承载力fspk确定
基础工程PPT课件
Italy 比萨(Pisa)斜塔
意大利比萨斜塔自1173 年9月8日动工，至1178年建 至第4层中部，高度29m时， 因塔明显倾斜而停工。94年
后，1272年复工，经6年时间
建完第7层，高 48m，再次停 工中断82年。1360年再次复 工，至1370年竣工，前后历 经近200年。
塔身呈圆筒形，1-6层由
五 基础工程
Foundation Engineering
为什么学习《基础工程》知识？
2009年6月27日，上海闵行区一幢13层在建楼房，在结构 未产生较大破坏的情况下，突然发生整体倒塌。 这种在未发生严重的自然地质灾害或其它不可抗力因素下 产生的建筑整体倒塌事故是十分罕见的。
国内外与地基基础工程相关的工程事故案例
地基为什么会产生沉降？ 开采地下水怎么会影响地基沉降的？
建筑物倾斜工程案例 建筑物地基严重下沉的案例
建筑物地基滑动的案例
加拿大某农场容量为 2500t 的饲料筒仓，建于粘 土地基。在首次使用时，由于装填过快，地基土层无 法充分固结，至使地基发生破坏。
地震引起的砂土液化
1964年6月16日,日本新瀉发生7.5级地震后，因地基土发生液化所造成的破 坏，注意到虽然因地基破坏而使得建筑物严重倾斜甚至倒下，但结构本身并未破坏。
房。
ห้องสมุดไป่ตู้西哥城的下沉
墨西哥市艺术宫,地基土为超高压缩性土,天然 孔隙比7～12,天然含水量150％～ 600％,为世界 罕见的软弱土，层厚 25m。下沉达4m,旁边的道 路下沉2m 。
墨西哥城的下沉
图示为墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看见其发生的沉降及不 均匀沉降。该地的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达 650 ％，液限 500% ，塑性指数 350 ，孔隙比为 15 ，具有 极高的压缩性。
基础工程--浅基础 ppt课件
基础埋深的影响因素 2.3.1建筑结构条件与场地环境条件 (一)考虑建筑物地下空间的使用功能要求
F
1、有地下室或半地下室的建筑，其埋 深必须结合地下部分设计标高选定。 地下管道应在基底以上，便于维修。
2、电梯缓冲坑：自地面向下至少1.4m
(二)考虑建筑物的高度和荷载大小的影响
高层建筑基础
承载力 变形
基础埋深和尺寸
4.基础埋深基本要求：
1) D大于50cm：表土扰动，植物，冻融，冲蚀 2)基础顶面距离表土大于10cm：保护作用 3)桥基要求在冲刷深度以下
大于10cm
d
5.基础埋深d的取值 • 1）一般至室外标高算起；
• 2）在填方整平地区，可至填土地面标高算起。
• 3）对于地下室，如采用箱形或筏形基础时， 至室外标 高算起；当采用独立基础或条形基 础时，应从室内地 面标高算起。
基底面积越来越大、对上部结构荷载的扩散作用越来越强
在相同的上部结构荷载作用下，基底压力和基底附加压力越来越小， 刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形
在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用
设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高
2.3 基础埋置深度的选择
——持力层选择
墙下条形基础（墙基础的最经济型式：
条形基础
有无筋和配筋两种，设于砖墙或剪力墙下）
柱下条形基础 (钢筋混凝土基础)
十字交叉条形基础(钢筋混凝土基础) 筏板基础(钢筋混凝土基础) 箱形基础(钢筋混凝土基础)
★按基础结构和受力特点分类（规范分类法）
1.无筋扩展基础(刚性基础）
特点： （1）砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低 （2）有基础台阶宽高比(刚性角)要求
基础工程PPT(附动画)第六章-地基处理
3.溺谷相： 孔隙比大、结构松软、含水量高，有时甚于泻 湖相。分布范围略窄，在其边缘表层也常有泥炭沉积。
4.三角洲相： 由于河流及海潮的复杂交替作用，而使淤泥 与薄层砂交错沉积，受海流与波浪的破坏，分选程度差，结构 不稳定，多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层，结构疏松软， 颗粒细小。如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂 层，为水平渗流提供了良好条件。
6-2 软土处理
第六章 地基处理
（四）沼泽沉积
分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带，多以泥炭 为主，且常出露于地表。下部分布有淤泥层或底部与泥炭互 层。
软土由于沉积年代、环境的差异，成因的不同，它们的 成层情况，粒度组成，矿物成分有所差别，使工程性质有所 不同。不同沉积类型的软土，有时其物理性质指标虽较相似， 但工程性质并不很接近，不应借用。软土的力学性质参数宜 尽可能通过现场原位测试取得。
质粉土、泥炭、泥炭质土等。
6-2 软土处理
第六章 地基处理
一．软土的成因及划分
（一）滨海沉积
1.滨海相： 常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的 颗粒(粗、中、细砂)相掺杂，使其不均匀和极松软，增强了淤 泥的透水性能，易于压缩固结。
2.泻湖相： 颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽 阔，常形成海滨平原。在泻湖边缘，表层常有厚约0.3～2.0m 的泥炭堆积。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。
适用范围 筋条间用无黏性土， 加筋土垫层可适用各 种软弱地基
膨胀土地基和盐渍土 地基
用于填土挡墙结构
用于维持和提高土坡 稳定性
6-1 概述
第六章 地基处理
类别
加 筋
方法
锚杆支护法
锚碇板挡土结 构
树根桩法 低强度混凝土 桩复合地基法 钢筋混凝土桩 复合地基法
4.三角洲相： 由于河流及海潮的复杂交替作用，而使淤泥 与薄层砂交错沉积，受海流与波浪的破坏，分选程度差，结构 不稳定，多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层，结构疏松软， 颗粒细小。如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂 层，为水平渗流提供了良好条件。
6-2 软土处理
第六章 地基处理
（四）沼泽沉积
分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带，多以泥炭 为主，且常出露于地表。下部分布有淤泥层或底部与泥炭互 层。
软土由于沉积年代、环境的差异，成因的不同，它们的 成层情况，粒度组成，矿物成分有所差别，使工程性质有所 不同。不同沉积类型的软土，有时其物理性质指标虽较相似， 但工程性质并不很接近，不应借用。软土的力学性质参数宜 尽可能通过现场原位测试取得。
质粉土、泥炭、泥炭质土等。
6-2 软土处理
第六章 地基处理
一．软土的成因及划分
（一）滨海沉积
1.滨海相： 常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的 颗粒(粗、中、细砂)相掺杂，使其不均匀和极松软，增强了淤 泥的透水性能，易于压缩固结。
2.泻湖相： 颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽 阔，常形成海滨平原。在泻湖边缘，表层常有厚约0.3～2.0m 的泥炭堆积。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。
适用范围 筋条间用无黏性土， 加筋土垫层可适用各 种软弱地基
膨胀土地基和盐渍土 地基
用于填土挡墙结构
用于维持和提高土坡 稳定性
6-1 概述
第六章 地基处理
类别
加 筋
方法
锚杆支护法
锚碇板挡土结 构
树根桩法 低强度混凝土 桩复合地基法 钢筋混凝土桩 复合地基法
第二章-基础工程分解PPT课件
2.3 混疑土灌注桩施工
▪ 灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在
孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。
▪ 与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不
需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特 点。
▪ 灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管
灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。
将坑中松软土挖除，使坑底及四壁均见天然土为止 ，回填与天然土压缩性相近的材料。 当天然土为砂土时，用砂或级配砂石回填；当天然 土为较密实的粘性土，用3：7 灰土分层回填夯实 ；天然土为中密可塑的粘性土或新近沉积粘性土， 可用1：9或 2：8灰土分层回填夯实，每层厚度不 大于20cm 。
2、松土坑范围较大，且长度超过5m
度宜为5~15m。 3、材料要求 土：黏性土及塑性指数大于4的粉土
石灰：新鲜的生石灰，颗粒不得大于5mm 4、施工要点 （1）桩孔施工方法的选择 （2）桩孔的施工要求 （3）填孔要求 （4）冬雨季施工要求
5、质量检验
（三）深层搅拌法
1、原理：利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的搅 拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬 结成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥加固体土，从 而提高地基强度。
（二）土井、砖井的处理 1、土井、砖井位于基坑中间
先用素土分层回填夯实，至基础底下2m处，将井壁四周松软部 分挖去，有砖井圈时，将 井 圈 拆 至 槽 底 以 下1~1.5m。 当井内有水，应用中、粗砂及块石、卵石或碎砖回填至水位以上 50cm，然后再按上述方法处理；当井内已填有土，但不密实， 挖除困难时，可在部分拆除后的砖石井圈上加钢筋混凝土盖封口， 上面用素土或2：8 灰土分层回填、夯实至槽底 。
履带式桩架
[建筑工程]基础工程学.ppt
![[建筑工程]基础工程学.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/1563f700360cba1aa811daed.png)
（3）考虑上部结构－基础－地基之间的相互作用 满足结构－基础、基础－地基变形协调方程。最合理但计算也最复杂。
• 不同方法计算结果的比较
3.2 不考虑相互作用（变形协调）的计算方法
1．静定法
2．倒梁法
以上两种方法可见本科 《基础工程》教材。
3.3 地基模型 基底压力-基底沉降之间的关系。
将实际的地基土层简化为便于计算分析的模型。
fu 1.3cNc 0DNq 0.4 bNγ （矩形基础）
fu 1.3cNc 0DNq 0.6 rNγ （圆形基础）
Nc (Nq 1)cot
Nq
e(3 / 2 ) tan ( 2 cos2 ( / 4
/ 2)
1) cot
Nγ
1 2
(
kpγ cos2
1)tan
2.2 地基承载力验算
上述微分方程的通解为
w ex (C1 cos x C2 sin x) ex (C3 cos x C4 sin x)
例如，对集中力P0作用下的无限长梁，其解为
w
P0
2kB
Ax
P0 2 2kB
Bx
M
P0
4
Cx
V
P0 2
Dx
p
P0 2B
Ax
Ax ex (cos x sin x)
上部结构
地基
基础
1. 2 基础分类
独立基础
条形基 础
明挖基础
筏形基础
桥梁基础 桩 基 础
房建基础
箱形基础 壳形基础
沉井基础
桩基础
沉井基础
地下连续墙基础
（1） 相比之下，房建基础的类型更为丰富。 （2） 无论是桥梁还是房建，桩基础因承载力高，沉降小，因此应 用十分广泛，尤其是在大型建筑结构中。
• 不同方法计算结果的比较
3.2 不考虑相互作用（变形协调）的计算方法
1．静定法
2．倒梁法
以上两种方法可见本科 《基础工程》教材。
3.3 地基模型 基底压力-基底沉降之间的关系。
将实际的地基土层简化为便于计算分析的模型。
fu 1.3cNc 0DNq 0.4 bNγ （矩形基础）
fu 1.3cNc 0DNq 0.6 rNγ （圆形基础）
Nc (Nq 1)cot
Nq
e(3 / 2 ) tan ( 2 cos2 ( / 4
/ 2)
1) cot
Nγ
1 2
(
kpγ cos2
1)tan
2.2 地基承载力验算
上述微分方程的通解为
w ex (C1 cos x C2 sin x) ex (C3 cos x C4 sin x)
例如，对集中力P0作用下的无限长梁，其解为
w
P0
2kB
Ax
P0 2 2kB
Bx
M
P0
4
Cx
V
P0 2
Dx
p
P0 2B
Ax
Ax ex (cos x sin x)
上部结构
地基
基础
1. 2 基础分类
独立基础
条形基 础
明挖基础
筏形基础
桥梁基础 桩 基 础
房建基础
箱形基础 壳形基础
沉井基础
桩基础
沉井基础
地下连续墙基础
（1） 相比之下，房建基础的类型更为丰富。 （2） 无论是桥梁还是房建，桩基础因承载力高，沉降小，因此应 用十分广泛，尤其是在大型建筑结构中。
基础工程PPT课件
软 弱 土
h
25
◇水文地质条件
建筑基础：基础底面尽可能在地下水位以上 桥梁基础：局部冲刷线以下
原河床面 一般冲刷线
局部冲刷线
h
26
基坑下有承压水层
u/0.7
u w h izi
◇地基冻融条件
冻土
多年冻土 季节性冻土
冻胀 融沉
最小埋深 设计埋深
dmin zdhmax
zdz0zszwze
h
构造要求 保证基础不发生破坏
刚性角
H0
b b0
2 tan
h
50
表3-11 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
基础材料 混凝土 毛石混凝土 砖 毛石
灰土
三合土
质量要求
C15
C15 砖不低于MU10、砂浆不低 于M5
砂浆不低于M5
体积比为3：7或2：8， 其最小干密度：
粉土 1.55t/m3 粉质粘土 1.50t/m3 粘土 1.45t/m3
稳定性
1. 承受水平荷载的高层建筑或高耸结构物 2. 建在斜坡上的基础
h
33
二、地基承载力验算（持力层）
◇中心荷载
确定基础底面尺寸
Fk
要求
pk
Fk
Gk A
fa
d
Gk
b
独立基础 A Fk
fa Gd
pk
e0
条形基础 b Fk
fa Gd
h
34
Fk
◇小偏心荷载（ e≤b/6 ）
要求 d Gk
pk fa 及 pkmax 1.2b fa
600mm
±0.00
31kN
550kN 45kNm
粘土
0.8m
h
25
◇水文地质条件
建筑基础：基础底面尽可能在地下水位以上 桥梁基础：局部冲刷线以下
原河床面 一般冲刷线
局部冲刷线
h
26
基坑下有承压水层
u/0.7
u w h izi
◇地基冻融条件
冻土
多年冻土 季节性冻土
冻胀 融沉
最小埋深 设计埋深
dmin zdhmax
zdz0zszwze
h
构造要求 保证基础不发生破坏
刚性角
H0
b b0
2 tan
h
50
表3-11 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
基础材料 混凝土 毛石混凝土 砖 毛石
灰土
三合土
质量要求
C15
C15 砖不低于MU10、砂浆不低 于M5
砂浆不低于M5
体积比为3：7或2：8， 其最小干密度：
粉土 1.55t/m3 粉质粘土 1.50t/m3 粘土 1.45t/m3
稳定性
1. 承受水平荷载的高层建筑或高耸结构物 2. 建在斜坡上的基础
h
33
二、地基承载力验算（持力层）
◇中心荷载
确定基础底面尺寸
Fk
要求
pk
Fk
Gk A
fa
d
Gk
b
独立基础 A Fk
fa Gd
pk
e0
条形基础 b Fk
fa Gd
h
34
Fk
◇小偏心荷载（ e≤b/6 ）
要求 d Gk
pk fa 及 pkmax 1.2b fa
600mm
±0.00
31kN
550kN 45kNm
粘土
0.8m
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第
当H/b =0.5时，沉降量约增大30％（与
五
E2／E1的比值有关，比值越大，沉降量
讲
增大幅度越大，此处考虑中等压缩性
土），当H／b>2后，沉降的增大量小于
地
10％，可以认为刚性下卧层对地基沉降
基
的影响巳经很小，即刚性下卧层对上层
沉 降 分
土的主要影响深度是在基底下２倍基础 宽度范围内。
析
因此重庆规范规定：当土层厚度大
1．变形验算
第
土岩组合地基的变形验算，主要应
五
考虑刚性下卧层的存在。对上软下硬的
讲
双层地基，在荷载作用下会在上层土中
地
发生应力集中现象，这会造成土层变形
基
的增加。如不考虑此因素，则可能出现
变
计算变形值较实际变形值小的情况，得
形 验
出不安全的结论。
算
第 五 讲
应 力 增 大 减 小
第 五 讲
应 力 分 布 比 较
30mm。为此进行了填方试验。
场
实
例
重庆江北机场填方试验：
试验场地北端为浅丘，南端为冲沟，
第
相对高差19m。试验划分了四个区，每
六 讲
区面积长为82m，宽为12m，中间有6m 的隔离带。每区均有挖填方，对各区分
机
别采用不同的处理方法。
场
填
方
试
Байду номын сангаас
验
I区：将冲沟底的粘土覆盖层全部挖除，分 层
回填振动碾压至基顶。
地
垫层法在传统的地基加固处理中，
基
是利用垫层的应力扩散作用，解决地基
处
承载力不足的问题。在山区土岩组合地
理 方
基和填土地基的处理中，垫层的作用主
法
要调整应力。
山区的土体颗粒很不均匀，地基中
常有块石、孤石存在，若基础直接放
第
置
六
在这种地基上，有块石、孤石等大颗
讲
粒
垫 层
的地方，其弹性模量也高，分配的地 基
第
方面问题不是很大，关键是下卧岩石
五
起伏不平，土层在平面及空间方向均不
讲
均匀，导致地基变形的不均匀。
土
特点之二： 场地的稳定性问题
岩
一般土岩组合地基往往伴随着边
组 合 特
坡存在，特别是暗藏的下伏基岩，经 常给地基稳定性造成威胁。
点
工程实例：重庆钢铁公司滑坡
第 五 讲 土 岩 组 合 实 例
二、 土岩组合地基的验算
法
反力也高。当基础下有砂石垫层时，
的
垫
应
层底部与土体接触面上，也是弹性模
用
量
大的地方受力大，垫层将会产生侧向 位
第 六 讲
垫 层 应 力 分 布
工程实例：红岩煤矿调度楼
第 六 讲
红 岩 煤 矿 工 程
2.重锤夯实法的应用
重锤夯实法的设备比较简单，操作
第
比较容易，夯锤可在现场制作，另外配
六
备一台卷扬机和三脚架就可进行。
验
第 五 讲
试 验 坑 布 置 图
⑶ 试验结果
第 五 讲 试 验 结 果 比 较
⑷ 计算结果及分析
第 五 讲 计 算 结 果 分 析
从图5中可见，土中应力σz的增大量，
主要由地基相对厚度H／b（H为上覆土
第
层厚度，b为基础宽度）决定，H／b越
五 讲
小，即刚性下卧层越浅，应力集中现象 越显著。当Ｈ≤0.5倍基础宽度时，土中
填
平面及空间分布不均匀
土
2.不稳定性
地
变形不稳定
基
主要表现在
强度不稳定
二、山区填土地基的利用和处理
填土按其堆填方式又可分为压实填
第
土和抛掷填土两大类。
六
1.压实填土
讲
利用压实填土作为地基时，应根据
压 实 填
建筑物对地基的具体要求，进行填方设 计。设计内容包括填料的性质、压实机 械的选择、密实度的要求、质量监督措
重庆规范组进行了 “具有刚性下卧
层
第
地基的有限元计算及试验研究”的专题
五
课
讲
题研究。
⑴ 有限元计算
地 基
计算域深为41~50m，其中下卧层为
专
40m，对下卧层顶面的边界，采用上下界
题
面应变协调。
研
计算采用9节点等参元法，计算网格
究
见图1，土层及岩层计算参数和变化幅度
见图2。
第 五 讲
有 限 元 网 络 图
基
岩石地基的处理方法：
第
重庆最常用的办法是采用褥垫。
五 土质地基的处理方法：
讲
换填法，梁板跨越法，局部桩基等。
土 岩 组 合 地 基
第六讲 山区填土地基
一、山区填土地基的特点
第
山区填土按其组成可分为素填土和
六
杂填土两大类。其基本特点是：
讲
1.不均匀性
山
物质成分不均匀，
区
主要表现在 密实度不均匀，
于2b时，可按均质地基进行应力和变形
的计算。
考虑刚性下卧层时的地基变形计算
方法：先按弹性半无穷体理论计算出地
第
基中的应力和变形，然后根据刚性下卧
五
层的埋藏深度乘以一增大系数。
讲
pqz=kqzpz
应
sqz=βqzsz
力 变
式中： pqz 、 sqz --- 具有刚性下卧层
形
时，地基中的应力与变形计算值；
土
施等。对重大工程，应在填方正式施工
地
前，进行填方试验，取得必需的填方参
基
数后再进行施工。
工程实例：重庆江北机场
重庆江北机场场址属浅丘地貌，自
第 六 讲
然地表高差近60m，要开挖10个山头填 平9条深沟。地表及沟内覆盖层为饱和
粘性土，最大厚度10m，压缩性高，承
江
载力低。机场场道平整度要求不超过
北 机
计 算
kqz --- 应力增大系数； βqz --- 变形增大系数；
为减少计算工作量，重庆规范对可
不作变形验算的土岩组合地基，给了一
第
个具体规定（第7.2.2条表7.2.2），当
五 讲
下卧基岩表面坡度符合表中要求时，可
不作变形验算。
土 岩 组 合 地 基
第 五 讲
允 许 坡 度 值 表
2．稳定验算
岩
地的稳定性两大问题上，属复杂条件下的
组 合
地基类型。
地
基
国标地基规范定义：
在地基变形计算深度范围内，遇
第
下列情况之一者为土岩组合地基：
五 讲
① 下卧基岩坡度较大者；
② 石芽密布并有部分出露者；
土
③ 大块孤石或个别石芽出露者。
岩
组
合
地
基
重庆地基规范定义：
在地基变形计算深度范围内，遇下
列情况之一者为土岩组合地基：
应
附加应力不随深度衰减，犹如无穷分布
力
荷载作用下地基中的应力。随着H／b的
集 中
增大，应力集中程度逐渐减弱。当
分
H／b>2时，应力分布与均质地基中的
析
应力相差巳不太大了，当H／b=10时，
二者巳非常接近。
第 五 讲
沉 降 增 大 曲 线
地基的沉降亦有相似的规律，从图8
可见H／b越小，沉降量的增大越显著。
第
六
讲
Ⅱ区：将冲沟底的粘土覆盖层表面耕植土挖除，
翻松400mm，晾晒到含水量为13.2%时振动压
试
实，上面分层填筑，强夯夯实。
验
场
Ⅲ区：将冲沟底的粘土覆盖层用强夯夯实后，
地
上面分层填筑，振动压实。
划
分
Ⅳ区：将冲沟底的粘土覆盖层用强夯夯实后，
上面分层填筑，强夯夯实。
试验结果：
1.四个区中，除Ⅱ区土地基顶下1.5
第
~3m的密实度只达到96.1%外，其余三
六 讲
个区土地基下0~ 3m内的密实度均达到 98%；
填
2.Ⅰ区的分层振压和强夯都能满足土
方
地基下3m内的密实度达到98%，3m下
试 验 结
的密实度达到96%； 综合比较后，最后采用Ⅰ区的分层
果
重型振动碾压方法，取得了很好的效果。
机场场道填方完成后，进行了大量
第 五
① 一幢单体建筑物的地基，部分为岩
讲
石，另一部分为土质者；
② 下卧基岩表面坡度较大者；
土 岩 组
③ 基岩起伏多变，覆盖土层厚度相差 较大者；
合
④ 石芽密布并有部分出露者；
地
⑤ 风化残余岩块与残积土混杂堆积者；
基
⑥ 崩塌体堆积，或崩塌体与坡积土混
杂堆积者。
特点之一： 地基变形不均匀
与软土地基相比，一般来说强度
土地基的压实系数控制值，见规范表
8.2.6。
2.抛掷填土
一般素填土当回填年限超过3年（无
第
粘性土）或5年（粘性土）时，称为“老
六
填土”，在自重作用下可认为其变形已
讲
经
山
稳定。但目前为较快取得效益，常要在
区
新填土中进行建筑，这就对基础工程的
填
设计及施工提出了新的要求，稍有不当
土 地
就会引起建筑物的损坏，造成事故。因
目前地基稳定性验算还缺乏统一的模
第
式，重庆地区在土岩地基上的稳定破坏，
五 讲
多发生在下伏基岩坡度大于30°的地区， 坡度大于20 °时有稳定破坏的可能。据此