基础工程概述讲义教材
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1979年9月时，展览馆中央大厅平 均沉降达1600mm，逐渐趋向稳 定， 工程使用良好。大量事故充分表明： 对基础工程必须慎重对待。只有深入 了解地基情况，掌握勘察资料，经过 精心设计与施工才能使基础工程做到 既经济合理，又安全可靠。
日本关西机场
世界最大人工岛
概况：1986年：开工；1990年：人工岛完成；1994年：机场运营；面积： 4370m×1250m；填筑量：180×106m3；平均厚度：33m。 问题： 沉降大且有不均匀沉降。 设计时预测沉降：5.7－7.5 m；完成时实际沉降：8.1 m，5cm/月；(1990年)； 预测主固结完成：20年后；比设计超填：3m。
• 经勘察，虎丘山是由火山喷发和造山运动形成，为坚硬的凝灰岩和晶屑流纹 岩。山顶岩面倾斜，西南高，东北低。虎丘塔地基为人工地基，由大块石组 成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下 为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。底部即为风化岩石 和基岩。塔底层直径13．66m范围内，覆盖层厚度西南为2．8m，东北为5．8m， 厚度相差3．0m，这是虎丘塔发生倾斜的根本原因。此外，南方多暴雨，源源 雨水渗入地基块石填土层，冲走块石之间的细粒土，形成很多空洞，这是虎 丘塔发生倾斜的重要原因。在十年“文革”期间，无人管理，树叶堵塞虎丘 塔周围排水沟，大量雨水下渗，加剧了地基不均匀沉降，危及塔身安全。
比萨斜塔
1590: 伽利 略在此塔做 落体实验
目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°
1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 层，高度为55m
1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
基础工程
1 基础工程概述
1.1 基础工程概述 1.2 基础工程内容 1.3 基础工程发展
back
1.1 基础工程概述
地基和基础 基础工程
back
基础工程
基础工程就是岩土地层中建筑工程的技术问题。对某一建 筑结构而言，在岩土地层上的工程为上部结构工程，而 基础工程则为下部结构工程。 基础工程主要是研究下部结构与岩土相互作用共同承 担上部结构物所产生的各种变形与稳定作用。
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土 层，强度较低，变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。
• 苏州虎丘塔
不均匀沉降造成的严重倾斜
• 1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严
重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身 发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。仔细观 察塔身的裂缝，发现一个规律，塔身的东北方向为垂直裂 缝，塔身的西南面却是水平裂缝。在最高的第七层，站在 塔心，有站在斜坡上的感觉。
• 虎丘塔的倾斜历史悠久。目前观测塔的中心线是一条折 线形抛物线，这是由于建造第一层时，塔发生倾斜；于是 在建造第二层时重新校正呈铅直；当塔继续发生倾斜后， 建造第三层时又校正呈铅直……，依此类推，成为目前的 状态。
基础分为浅基础和深基础 浅基础埋置深度不大（小于或相当于基宽，小于5m ） 深基础浅层土质不良，需要利用深处良好的地层，采 用专门施工方法和机具建造的基础。
back
1.2 基础工程的内容
基础工程
基础工程的设计 基础施工
基础设计 地基设计
监测
基础设计满足 三个基本条件
强度要求: 变形要求
上部结构的要求 back
问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔 顶离中心线已达2.31m，底层 塔身发生不少裂缝，成为危险 建筑物而封闭。
原因：坐落于不均Leabharlann Baidu粉质粘土层上， 产生不均匀沉降。
处理：在塔四周建造一圈桩排式地下 连续墙并对塔周围与塔基进行 钻孔注浆和打设树根桩加固塔 身，获得成功。
加拿大特朗斯康谷仓
概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。 1911年动工，1913年完工，自重20000T。
事故： 1913年9月装谷物，10月17 日装了31822Ｔ谷物时， •1小时竖向沉降达30.5cm •24小时倾斜26°53ˊ •西端下沉7.32m
东端上抬1.52m •上部钢混筒仓完好无损
地基严重下沉 ------上海工业展览馆
1954年兴建的上海工业展览馆中 央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质 软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基 础，建成后当年就下沉600mm。1957 年6月展览馆中央大厅四角的沉降最 大达1465.5mm，最小沉降量为 1228mm。1957年7月，经苏联专家及 清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的 观察、分析，认为对裂缝修补后可以 继续使用(均匀沉降)。
基础形式的选择
基础设计
基础埋置深度 基础底面积的大小 基础内力和断面计算 地下结构的计算
back
地基设计
地基土承载力确定 地基变形计算 地基稳定性计算
back
基础工程工作必须引起足够的重视，稍有疏忽将产生严 重的后果，因基础工程问题导致的工程事故，古今中外不 胜枚举：
• 意大利比萨斜塔
举世闻名的意大 利比萨斜塔是建筑 物倾斜的典型实例
关西机场
问题： 沉降大且有不均匀沉降
设计时预测沉降： 5.7－7.5 m
完成时实际沉降： 8.1 m，5cm/月 (1990年)
预测主固结完成： 20年后
比设计超填： 3m
香港宝城滑坡
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６7人。
• 从虎丘塔结构设计上看有很大缺点，没有做扩大的基础，砖砌塔身垂直向 下砌八皮砖，即埋深0．5m，直接置于上述块石填土人工地基上。估算塔重 63000kN，则地基单位面积压力高达435kPa，超过了地基承载力。塔倾斜后， 使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。
虎丘塔
概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成 于宋太祖建隆二年（公元961年）。全 塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。
日本关西机场
世界最大人工岛
概况：1986年：开工；1990年：人工岛完成；1994年：机场运营；面积： 4370m×1250m；填筑量：180×106m3；平均厚度：33m。 问题： 沉降大且有不均匀沉降。 设计时预测沉降：5.7－7.5 m；完成时实际沉降：8.1 m，5cm/月；(1990年)； 预测主固结完成：20年后；比设计超填：3m。
• 经勘察，虎丘山是由火山喷发和造山运动形成，为坚硬的凝灰岩和晶屑流纹 岩。山顶岩面倾斜，西南高，东北低。虎丘塔地基为人工地基，由大块石组 成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下 为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。底部即为风化岩石 和基岩。塔底层直径13．66m范围内，覆盖层厚度西南为2．8m，东北为5．8m， 厚度相差3．0m，这是虎丘塔发生倾斜的根本原因。此外，南方多暴雨，源源 雨水渗入地基块石填土层，冲走块石之间的细粒土，形成很多空洞，这是虎 丘塔发生倾斜的重要原因。在十年“文革”期间，无人管理，树叶堵塞虎丘 塔周围排水沟，大量雨水下渗，加剧了地基不均匀沉降，危及塔身安全。
比萨斜塔
1590: 伽利 略在此塔做 落体实验
目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5°
1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 层，高度为55m
1272：复工，经6年，至7层，高48m，再 停工
1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工
基础工程
1 基础工程概述
1.1 基础工程概述 1.2 基础工程内容 1.3 基础工程发展
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1.1 基础工程概述
地基和基础 基础工程
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基础工程
基础工程就是岩土地层中建筑工程的技术问题。对某一建 筑结构而言，在岩土地层上的工程为上部结构工程，而 基础工程则为下部结构工程。 基础工程主要是研究下部结构与岩土相互作用共同承 担上部结构物所产生的各种变形与稳定作用。
原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土 层，强度较低，变形较大。
比萨斜塔
处理措施
1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理
基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重
法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。
• 苏州虎丘塔
不均匀沉降造成的严重倾斜
• 1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严
重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身 发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。仔细观 察塔身的裂缝，发现一个规律，塔身的东北方向为垂直裂 缝，塔身的西南面却是水平裂缝。在最高的第七层，站在 塔心，有站在斜坡上的感觉。
• 虎丘塔的倾斜历史悠久。目前观测塔的中心线是一条折 线形抛物线，这是由于建造第一层时，塔发生倾斜；于是 在建造第二层时重新校正呈铅直；当塔继续发生倾斜后， 建造第三层时又校正呈铅直……，依此类推，成为目前的 状态。
基础分为浅基础和深基础 浅基础埋置深度不大（小于或相当于基宽，小于5m ） 深基础浅层土质不良，需要利用深处良好的地层，采 用专门施工方法和机具建造的基础。
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1.2 基础工程的内容
基础工程
基础工程的设计 基础施工
基础设计 地基设计
监测
基础设计满足 三个基本条件
强度要求: 变形要求
上部结构的要求 back
问题：塔身向东北方向严重倾斜，塔 顶离中心线已达2.31m，底层 塔身发生不少裂缝，成为危险 建筑物而封闭。
原因：坐落于不均Leabharlann Baidu粉质粘土层上， 产生不均匀沉降。
处理：在塔四周建造一圈桩排式地下 连续墙并对塔周围与塔基进行 钻孔注浆和打设树根桩加固塔 身，获得成功。
加拿大特朗斯康谷仓
概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。 钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。 1911年动工，1913年完工，自重20000T。
事故： 1913年9月装谷物，10月17 日装了31822Ｔ谷物时， •1小时竖向沉降达30.5cm •24小时倾斜26°53ˊ •西端下沉7.32m
东端上抬1.52m •上部钢混筒仓完好无损
地基严重下沉 ------上海工业展览馆
1954年兴建的上海工业展览馆中 央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质 软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基 础，建成后当年就下沉600mm。1957 年6月展览馆中央大厅四角的沉降最 大达1465.5mm，最小沉降量为 1228mm。1957年7月，经苏联专家及 清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的 观察、分析，认为对裂缝修补后可以 继续使用(均匀沉降)。
基础形式的选择
基础设计
基础埋置深度 基础底面积的大小 基础内力和断面计算 地下结构的计算
back
地基设计
地基土承载力确定 地基变形计算 地基稳定性计算
back
基础工程工作必须引起足够的重视，稍有疏忽将产生严 重的后果，因基础工程问题导致的工程事故，古今中外不 胜枚举：
• 意大利比萨斜塔
举世闻名的意大 利比萨斜塔是建筑 物倾斜的典型实例
关西机场
问题： 沉降大且有不均匀沉降
设计时预测沉降： 5.7－7.5 m
完成时实际沉降： 8.1 m，5cm/月 (1990年)
预测主固结完成： 20年后
比设计超填： 3m
香港宝城滑坡
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６7人。
• 从虎丘塔结构设计上看有很大缺点，没有做扩大的基础，砖砌塔身垂直向 下砌八皮砖，即埋深0．5m，直接置于上述块石填土人工地基上。估算塔重 63000kN，则地基单位面积压力高达435kPa，超过了地基承载力。塔倾斜后， 使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。
虎丘塔
概况：位于苏州市虎丘公园山顶，落成 于宋太祖建隆二年（公元961年）。全 塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。