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。

地基和基础是建（构）筑物的根基，又属于地下隐蔽工程它的勘察、设计、施工质量直接关系着建（构）筑物的安危。

在建筑工程重大事故中，以地基基础方面的故事为最多。

而且地基基础事故一旦发生，很难补救。

从造价或施工工期上来看，基础工程在建（构）筑物中所占比例也很大，可达到30%，甚至更多。

因此，基础工程在土木工程中的重要性显而易见。

二、发展方向：1基础理论研究方面2测试技术方面3高层建筑的地基基础工程方面4地基处理技术方面5既有建筑地基基础加固方面0.3课程特点和学习方法一、主要内容：系统的介绍了基础工程的设计原则和方法，其内容包括地基工程地质勘察、天然地基上浅基础的设计与计算，筏形基础与箱形基础、桩基础、沉井与墩基础、地下连续墙的设计原理与方法及施工注意事项，常用的地基处理方法、基坑支护工程，地基基础抗震工程的设计原理和方法。

二、学习方法:1注重基本理论和概念的掌握2注重地基勘察及现场原位测试技术3注重地区性工程经验第一章地基勘察地基勘察：就是根据建设工程的要求，查明、分析、评价建筑场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。

其成果资料是工程项目决策、设计和施工等的重要依据。

1.1地基勘察的目的和任务一、地基勘察的目的和任务1地基勘察的目的任何建筑场地和地基都处于一定的地质环境中，因此，地基勘察工作必须遵循基本建设的程序，走在设计和施工的前面。

目的在于：以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为建筑选址、设计和施工提供所需的基本资料。

建筑工程项目日益增多，从事建筑物设计和施工的人员，必须重视场地和地基的勘查工作，对勘察内容和方法有所了解。

设计工程师对地基土层的分布、土的疏密、压缩性高低、强度大小、尤其是均匀性、是否在局部软硬异常的情况、地下水的埋深与水质以及图的性质是否产生液化等条件，进行全面和深入的研究，才能做好设计，防止地基事故发生，确保工程质量。

2地基勘察的主要任务地基勘察的主要任务从整体上讲是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。

具体而言，地基勘察的任务可归纳为：1）查明建筑场地的工程地质条件，选择地质优越或合适的建筑场地。

2）查明场地内崩塌、滑坡、岩溶、岸边冲刷等物理地质作用和现象，分析和判断它们对建筑场地稳定性的危害程度，为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据。

3）查明建筑物地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因及其埋藏分不规律，并测定地基岩土的物理力学性质指标。

4）查明地下水类型、水质、埋深击分布变化等情况。

5）根据建筑场地的工程地质条件，分析研究肯能发生的工程地质问题，提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法建议。

6）对于不利于建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施。

二、地基勘察与岩土工程勘察等级的关系：地基勘察属于岩土工程勘察的范畴，必须遵循国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的有关规定。

因为建筑工程的重要性、建筑场地复杂程度各不同，所以地基勘察的任务大小就不同，工作内容、工作量及勘察方法等也不一样，因此需要首先确定建筑工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，然后在综合分析的基础上确定勘察等级。

1建筑工程重要性等级根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，建筑工程分为三级：一级工程：重要工程，后果很严重；二级工程：一般工程，后果严重；三级工程：吃药工程，后果不严重。

2建筑场地等级根据场地的复杂程度，建筑场地的等级分为三级：1）一级场地（复杂场地）。

符合下列条件之一者为一级场地：①对建筑抗震危险的地段。

②不良地质作用强烈发育③地质环境已经或可能受到强烈破坏④地形地貌复杂⑤有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。

2）二级场地（中等复杂场地）。

符合下列条件之一者为二级场地：①对建筑抗震不利的地段②不良地质作用一般发育③地质环境已经或可能受到一些破坏④地形地貌较复杂⑤基础位于地下水位以下的场地3）三级场地（简单场地）。

符合下列条件者为三级场地：①抗震设防烈度等于小于6度，或对建筑抗震有底的地段②不良地段作用不发育③地质环境基本未破坏④地形地貌简单⑤地下水对工程无影响3建筑地基等级根据地基的复杂程度，建筑地基等级分为三级：1）一级地基（复杂地基）。

符合下列条件之一者为一级地基：①岩土种类多，很不均匀，性质变化很大，需特殊处理②严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，一级其他情况复杂，需做专门处理的岩土。

2）二级地基（中等复杂地基）。

符合下列条件之一者为二级地基：①岩土种类较多，不均匀，性质变化较大②除一级地基规定以外的特殊性岩土。

3）三级地基（简单地基）。

符合下列条件者为三级地基：①岩土种类单一，均匀，性质变化不大②无特殊性岩土场地与地基等级的确定，从一级开始，向二级、三级推定，一最先满足的为准。

4勘察等级根据建筑工程重要性等级，建筑场地复杂程度等级，可按下列条件划分岩工程等系。

1）甲级。

在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中，有一项或多项为一级的勘察项目。

2）乙级。

除勘察等级为甲级和丙级以外的勘查项目。

3）丙级。

工程重要性、场地复杂程度等级均为上级的勘查项目。

三、地基勘察的基本要求：地基勘察，应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上分阶段进行。

与设计工作划分为可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段相适应，勘查工作一般分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘查、详细勘察三个阶段。

1可行性研究勘察（选址勘察）：对于大型工程师非常重要的环节，其目的在于从总体上判定拟建场地的工程地质跳进是否适宜建设项目。

一般通过机构候选场址的工程地质资料进行对比分析，对拟建场地的稳定性作出评价。

2初步勘察（初勘）：在场址选定批准后进行初步勘查，勘察内容应符合初步设计的要求，其目的对场内拟建建筑的稳定性作出评价，为确定建筑物总体平面布置提供依据，为确定主要建筑物的地基基础方案提供资料，以及不良地质的防止提供资料和建议。

3详细勘察（详勘）：详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。

4施工勘察：对高层或多层建筑物，均需进行施工验槽。

基坑或基槽开挖后，岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况是，应进行施工勘察。

1.2地基勘察方法一、测绘与调查：作为最基本的勘察方法和基础是共性工作，工程地质测绘与调查就是对拟建场地及其邻近场地的工程地质条件进行调查研究，为确定勘探、测试工作及对场地的工程地质分区与评价提供依据。

一般在可行性研究阶段或初勘阶段进行，基本原则是：在可行性研究阶段搜集地质资料时宜包括航空相片，卫星相片的解译结果；在岩石出露或地貌、地质条件较为复杂的场地应进行工程地质测绘；对地质条件简单的场地，可用调查代替工程地质测绘；对经过初勘测绘与调查仍未解决的某些专门地质问题（如滑坡、断裂等），应在详细勘察阶段做必要调查。

二、勘探方法：工程地质勘查是地基勘察过程中查明地下岩土性质、分布及地下水等条件的必要手段。

常用的勘探方法有钻探、掘探和触探。

1钻探：用各种钻探工具钻入地基中分层取土进行鉴别、描述和测试的勘探方法称为钻探。

按动力来源，可分为人工钻和激动转，钻孔结构应按照钻探任务、地质条件和钻进方法综合考虑确定。

对于小型或中型工程，钻孔深度常常较浅，考虑采用人工钻。

2触探：通过探杆用静力活动力将金属探头贯入土层中，并量测土对探头的贯入阻力值，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法或原位测试技术。

作为勘探手段，触探可以用于划分土层，了解低沉的均匀性；作为测试技术，则可估计基地承载力和土的变形指标等。

（1）原罪动力触探试验：根据打入途中一定距离所需要的锤击数，判定图层的力学特性，具有勘探和测试双重功能。

（2）标准贯入试验：原理与圆锥动力触探相同，其标准规格的贯入器为两个半圆合成的取土器，可采取土样直接观察和进行有关试验。

试验时，将质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将标准规格的贯入器，自钻孔底部预打15cm，记录再打30cm的锤击数，即为标准贯入试验锤击数N。

当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm时，可记录实际贯入深度S（cm）,按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。