第8章桩基础设计(土力学与地基基础教案)
桩基础设计(土力学与地基基础教案
桩基础设计(土力学与地基基础教案)第一章：桩基础概述1.1 桩基础的定义和分类1.2 桩基础的优缺点1.3 桩基础的应用范围第二章：桩的受力分析2.1 桩的受力特性2.2 桩的荷载传递机理2.3 桩的承载力计算第三章：桩的设计原则和方法3.1 桩的设计原则3.2 桩的设计方法3.3 桩的设计注意事项第四章：桩基础施工技术4.1 桩的施工方法4.2 桩基础施工质量控制4.3 桩基础施工安全措施第五章：桩基础的检测与验收5.1 桩基础检测方法5.2 桩基础验收标准5.3 桩基础验收程序第六章：桩基础工程案例分析6.1 案例一：高层建筑桩基础设计6.2 案例二：桥梁桩基础设计6.3 案例三：道路工程桩基础设计第七章：桩基础的抗震设计7.1 抗震设计的基本原则7.2 桩基抗震设计的方法7.3 桩基础抗震设计实例分析第八章：桩基础的维护与修复8.1 桩基础的维护措施8.2 桩基础的常见问题及修复方法8.3 桩基础的长期性能评估第九章：桩基础的环境影响与对策9.1 桩基础施工对环境的影响9.2 环境保护在桩基础施工中的重要性9.3 桩基础施工环境保护对策第十章：桩基础设计的未来发展趋势10.1 桩基础设计的创新技术10.2 桩基础设计的可持续发展10.3 桩基础设计在未来的挑战与机遇重点和难点解析重点一：桩基础的受力特性和荷载传递机理补充和说明：桩基础的受力特性是理解其工作原理的关键。
桩的荷载传递机理涉及竖向荷载和水平荷载下的桩身应力分布、侧阻力和端阻力的发挥等。
需要通过实际案例和动画演示来加深学生对这一复杂过程的理解。
重点二：桩的承载力计算补充和说明：桩的承载力计算是桩基础设计的核心内容。
涉及不同土层的桩侧摩阻力、桩端阻力以及群桩效应等因素。
教学中应强调公式推导和实际工程案例的结合，以及各种计算方法的应用和比较。
重点三：桩的设计原则和方法补充和说明：桩的设计原则包括安全性、经济性、可靠性和合理性等。
设计方法涉及静力法、动力法和基于经验的简化方法。
《土力学与地基基础》教案
《土力学与地基基础》教案第一章：土的性质与分类1.1 教学目标了解土的组成、性质和分类，掌握土的三相指标及土的密度、含水率和塑性指数的概念。
学会使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
理解土的工程特性及其对地基基础的影响。
1.2 教学内容土壤的组成与结构土壤的物理性质：密度、含水率、塑性指数土壤的力学性质：抗剪强度、压缩性、渗透性土的分类与工程特性土工试验：密度试验、含水率试验、塑性指数试验1.3 教学方法课堂讲授：讲解土壤的性质、分类和工程特性。
实验教学：指导学生使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
案例分析：分析实际工程案例，理解土壤性质对地基基础的影响。
第二章：土力学基本理论2.1 教学目标掌握土力学的基本概念、原理和定律，包括剪切强度理论、压缩理论和小应变弹性理论。
学会运用土力学理论分析土壤的力学行为。
土力学的基本概念：应力、应变、应力路径剪切强度理论：抗剪强度、库仑定律、莫尔-库仑准则压缩理论：压缩性、压缩系数、压缩模量小应变弹性理论：弹性模量、泊松比、弹性应变2.3 教学方法课堂讲授：讲解土力学的基本概念、原理和定律。
数值分析：运用数值方法分析土壤的力学行为。
案例分析：分析实际工程案例，运用土力学理论解决问题。
第三章：地基基础设计原理3.1 教学目标掌握地基基础的设计原理和方法，包括浅基础、深基础和地下工程的设计。
学会运用土力学和结构力学的知识进行地基基础的设计。
3.2 教学内容浅基础设计原理：承载力计算、基础尺寸确定、沉降计算深基础设计原理：桩基础、沉井基础、地下连续墙地下工程设计原理：隧道、地铁、地下室3.3 教学方法课堂讲授：讲解地基基础的设计原理和方法。
数值分析：运用数值方法分析地基基础的设计问题。
案例分析：分析实际工程案例，运用土力学和结构力学的知识进行地基基础设计。
第四章：地基承载力与稳定性分析掌握地基承载力和稳定性的分析方法，包括极限平衡法、数值方法和实验方法。
学会运用地基承载力和稳定性分析方法解决实际工程问题。
土力学课程设计(浅基础和桩基础)
《土力学与地基基础》课程设计（浅基础和桩基础）浅基础设计资料（1）上部构造：30m 预应力钢筋混凝土连续箱梁，计算跨径29.7m 。
行车道9m ，无人行道。
上部构造恒重所产生的支座反力R=4.65×26×30+0.09×9×24×30+0.10×9×30×25+2×0.35×30×25 =5410.2（kN ）其中沥青砼1γ=24kN/m 3，预应力钢筋砼2γ=26kN/m 3，普通钢筋砼=3γ25kN/m 3。
（2）支座：活动支座采用摆动支座，摩擦系数为0.05; （3）设计荷载：公路-I 级；（4）桥墩形式：采用双柱式加悬挑盖梁墩帽； （5）设计基准风压：0.45kN/m 2（6）其他：第一层：粉质粘土，sat γ=20.80kN/m 3；第二层：碎石土，sat γ=22.10kN/m 3；第三层：强风化砂岩，sat γ=25.20kN/m 3；第四层：中风化砂岩，sat γ=27.00kN/m 3。
桩基础设计资料1、地质与水文资料地基土第一层为粉质粘土，地基土水平向抗力系数的比例系数m 1=15000N/m 4；第二层为碎石土，m 2=55000 N/m 4 ；第三、四层分别为强风化砂岩、中风化砂岩，m 3=120000N/m 494500120000)3.01(350003.0)1(21=⨯-+⨯=-+=m m m γγ (N/m 4)2、桩、墩尺寸与材料墩帽顶标高为2616.8m ，桩顶标高为2606.5m ，墩柱顶标高为2614.78m 。
墩柱直径1.6m ，桩直径1.75m 。
桩身混凝土强度等级为C30，其抗压弹性模量E c =3.0×104 MPa 3、作用效应情况桥墩为单排双柱式，桥面宽9m ，设计荷载公路-Ⅰ级，标准跨径30m ，无人行道。
（1）永久作用上部为30m 预应力钢筋混凝土箱梁，每一根柱承受的荷载： 两跨恒载反力N 1=2705.10kN 盖梁自重反力N 2=362.90KN 系梁自重反力N 3=118.20KN一根墩柱（直径1.6m ）自重N 4=416.00KN 桩（直径1.75m ）每米自重)/(10.6025475.114.32m kN q =⨯⨯=（2）可变作用对于桥墩基础的设计，汽车荷载采用车道荷载，车道荷载包括均布荷载q k 和集中荷载p k 。
【完整版】土力学桩基础的设计
地基基础课程设计学生姓名：卢小虎学号：20084023260指导教师：郭巍所在学院：工程学院专业：土木工程中国²大庆2011年 10 月地基基础课程设计任务书（预制桩基础）一、工程概况哈尔滨某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度米，柱距6米（纵向总长度60m），室内外地面高差0.15米。
柱截面600³1200mm。
建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。
表A 建筑场地地质条件编号土层名称层底深度(m)γkN/m3 w(%)еωLωpEskPaCkPaφ°Ⅰ亚粘土 1.5 17.7 34.1 0.94 36.9 21.1 4600 17 15Ⅱ淤泥质粘土14.3 17.5 50.8 1.42 43.4 22.8 3200 7 10 Ⅲ亚粘土19.5 18.0 30.0 0.90 36.6 20.0 5800 36 12Ⅳ粘土38.0 18.2 43.0 1.10 47.8 24.9 5200 40 11 注：地下水在天然地面下2.5米处表B 上部结构传来荷载柱号柱底荷载设计值（F，M，H）（kN，kN.m，kN）柱号柱底荷载设计值（F，M，H）（kN，kN.m，kN）柱号柱底荷载设计值（F，M，H）（kN，kN.m，kN）1 2547，187，58 16 3276，112，86 31 2832，120，622 2977，279，109 17 3852，225，62 32 3368，123，723 3975，238，82 18 3943，203，81 33 3405，85，504 3121，197，62 19 3678，118，88 34 3982，89，605 4176，231，80 20 3956，281，80 35 3835，128，786 4276，112，86 21 3847，187，78 36 2862，217，627 3352，125，62 22 3577，279，89 37 3354，226，728 4043，203，81 23 4075，248，62 38 3433，155，509 3678，138，70 24 3321，197，72 39 3948，159，6010 2956，231，80 25 4076，231，90 40 3825，214，7811 2421，104，30 26 3276，212，96 41 4438，85，5012 3678，98，70 27 4152，125，102 42 4950，82，68。
桩基础设计(土力学与地基基础教案
桩基础设计(土力学与地基基础教案)章节一：桩基础概述教学目标：1. 了解桩基础的定义、分类和应用范围；2. 掌握桩基础的工作原理和优点；3. 了解桩基础的设计流程和注意事项。
教学内容：1. 桩基础的定义和分类；2. 桩基础的优点；3. 桩基础的设计流程；4. 桩基础的注意事项。
教学方法：1. 讲授法：讲解桩基础的定义、分类和优点；2. 案例分析法：分析桩基础的设计流程和注意事项。
教学资源：1. PPT课件；2. 相关案例资料。
教学活动：1. 导入：介绍桩基础的定义和应用范围；2. 讲解：讲解桩基础的分类、优点和工作原理；3. 案例分析：分析桩基础的设计流程和注意事项；4. 互动环节：学生提问，教师解答。
章节二：桩的分类和特性教学目标：1. 了解各种桩的分类和特点；2. 掌握不同桩型的适用范围和施工方法；3. 了解桩的承载力和变形特性。
教学内容：1. 各种桩的分类和特点；2. 不同桩型的适用范围和施工方法；3. 桩的承载力和变形特性。
教学方法：1. 讲授法：讲解各种桩的分类和特点；2. 案例分析法：分析不同桩型的适用范围和施工方法；3. 实验法：验证桩的承载力和变形特性。
教学资源：1. PPT课件；2. 相关案例资料；3. 实验设备。
教学活动：1. 导入：介绍桩的分类和特点；2. 讲解：讲解不同桩型的适用范围和施工方法；3. 案例分析：分析桩的承载力和变形特性；4. 实验环节：验证桩的承载力和变形特性；5. 互动环节：学生提问，教师解答。
章节三：桩基础设计原理教学目标：1. 了解桩基础设计的基本原理；2. 掌握桩基础设计的计算方法和步骤；3. 了解桩基础设计的注意事项。
教学内容：1. 桩基础设计的基本原理；2. 桩基础设计的计算方法和步骤；3. 桩基础设计的注意事项。
教学方法：1. 讲授法：讲解桩基础设计的基本原理；2. 案例分析法：分析桩基础设计的计算方法和步骤；3. 互动教学法：学生参与设计计算，教师指导解答。
《土力学与地基基础(第3版)》教案8
四川建筑职业技术学院授课教案班级名称日期/地点周次/星期上课节次课时章节或授课题目土压力类型、静止土压力的计算及朗肯土压力理论课程思政主题树立正确的人生观和价值观：幸福是通过奋斗出来的教学目标知识目标1.理解三种土压力的概念及产生条件；2.掌握朗肯土压力理论。
能力目标1.能根据实际情况判断土压力的类型；2.能应用朗肯土压力理论并能根据实际情况简化计算各种情况下的土压力；3.清楚朗肯土压力理论的误差。
素质目标1. 能结合课程中的案例及习题练习保持终身学习的热情2.学会团结合作共同探究教学设计复习要点或题目教学方法1.土的抗剪强度指标是什么？可以用什么试验方法测定？2.地基极限承载力与容许承载力的区别是什么？提问，5min 授课提纲及重难点分析教学方法及课程思政设计教学时间5.1土压力理论概述土压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧向压力。
由于土压力是挡土墙的主要外荷载，因此，设计挡土墙时首先要确定土压力的性质、大小、方向和作用点，土压力的计算是个比较复杂的问题。
它随挡土墙可能位移的方向分为主动土压力，被动土压力和静止土压力。
土压力的大小还与墙后填土的性质、墙背倾斜方向等因素有关。
1.教学方法设计：授课过程中主要采用讲授、讨论等方式进行，实现教学目标教学设计土压力类型1. 静止土压力挡土墙在不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力2. 主动土压力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土压力减小至土体达到主动极限平衡状态时，作用在墙背的土压力3. 被动土压力在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土压力增大至土体被动极限平衡状态时，作用在墙上的土压力三种土压力的比较：在挡土墙高度和填土条件相同的情况下，上述三种土压力之间有如下关系：5.2静止土压力的计算作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量。
静止土压力强度：zKγσ=墙上的静止土压力为：2021KHEγ=5.3朗肯土压力理论朗肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。
土力学地基基础教案
一、教案基本信息教案名称：土力学地基基础教案课时安排：45分钟教学目标：1. 让学生了解土力学地基基础的基本概念和原理；2. 使学生掌握地基的分类和性质；3. 培养学生运用土力学原理分析和解决实际问题的能力。
教学方法：1. 讲授法：讲解土力学地基基础的基本概念、原理和分类；2. 案例分析法：分析实际工程中的地基问题，引导学生运用土力学知识解决实际问题；3. 讨论法：分组讨论地基处理方法和优缺点，促进学生互动交流。
教学内容：1. 土力学基本概念：土的组成、土的物理性质、土的力学性质；2. 地基与基础的概念：地基的定义、地基的分类、基础的定义与分类；3. 地基的性质：承载力、压缩性、不均匀性、透水性；4. 地基处理方法：换填法、压实法、排水法、加固法；5. 地基验算：承载力验算、沉降验算。
教学步骤：1. 引入新课：通过提问方式引导学生回顾土力学基本概念，引出地基与基础的概念；2. 讲解土力学基本概念：详细讲解土的组成、土的物理性质、土的力学性质；3. 讲解地基与基础的概念：阐述地基的定义、地基的分类、基础的定义与分类；4. 讲解地基的性质：详细介绍承载力、压缩性、不均匀性、透水性的概念和特点；5. 讲解地基处理方法：介绍换填法、压实法、排水法、加固法的原理和适用条件；6. 讲解地基验算：阐述承载力验算和沉降验算的方法和步骤；7. 案例分析：选取实际工程案例，分析地基问题及其解决方法；8. 小组讨论：让学生分组讨论地基处理方法的优缺点，分享讨论成果；10. 布置作业：布置练习题，巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂问答：检查学生对土力学基本概念、地基与基础的理解程度；2. 案例分析：评估学生运用土力学知识分析实际问题的能力；3. 小组讨论：评价学生在讨论中提出观点的合理性和合作意识；4. 作业完成情况：检验学生对地基与基础知识的掌握和运用能力。
二、课时安排第一课时：土力学基本概念、地基与基础的概念第二课时：地基的性质、地基处理方法第三课时：地基验算、案例分析第四课时：小组讨论、课堂小结、布置作业三、教学资源1. 教材或教学参考书；2. 课件或黑板；3. 实际工程案例资料；4. 练习题。
桩基础设计土力学与地基基础教案
桩基础设计土力学与地基基础教案一、教学目标1. 了解土力学与地基基础的基本概念及其在桩基础设计中的应用。
2. 掌握桩基础的设计原理和方法。
3. 学会分析桩基础的承载力和稳定性。
4. 能够运用土力学与地基基础知识解决实际工程问题。
二、教学内容1. 土力学与地基基础的基本概念：土壤的组成与性质地基与基础的定义及分类地基承载力的概念及影响因素2. 桩基础的设计原理：桩的分类及适用范围桩基础的设计原则桩的承载力计算方法3. 桩基础的稳定性分析：单桩稳定性分析-群桩稳定性分析桩基础的破坏形态及预防措施4. 桩基础设计的方法与步骤：收集和分析地质资料选择合适的桩型和桩数计算桩的承载力和稳定性确定桩基础的设计参数绘制桩基础设计图纸5. 实际工程案例分析：分析实际工程中的桩基础设计案例探讨案例中的设计优点和不足之处提高学生解决实际问题的能力三、教学方法1. 采用讲授与讨论相结合的方式，讲解土力学与地基基础的基本概念、桩基础的设计原理和方法。
2. 通过案例分析，让学生学会分析桩基础的承载力和稳定性。
3. 利用数值模拟软件，演示桩基础的设计过程，增强学生的实践操作能力。
4. 开展小组讨论，培养学生团队合作精神和解决问题的能力。
四、教学评估1. 课后作业：布置相关习题，巩固所学知识。
2. 课堂提问：检查学生对土力学与地基基础基本概念的理解程度。
3. 案例分析报告：评估学生分析实际工程问题的能力。
4. 期末考试：全面测试学生对桩基础设计的掌握程度。
五、教学资源1. 教材：推荐《土力学与地基基础》、《桩基础设计》等教材。
2. 课件：制作精美的PPT课件，辅助讲解。
3. 案例资料：收集相关工程案例，供学生分析讨论。
4. 数值模拟软件：如SAP2000、FLAC等，用于演示桩基础设计过程。
六、教学活动1. 课堂讲解：对土力学与地基基础的基本概念进行详细讲解，包括土壤的组成与性质、地基与基础的定义及分类、地基承载力的概念及影响因素。
《土力学与地基基础》教案
《土力学与地基基础》教案一、教学目标1. 了解土力学的基本概念、研究对象和任务。
2. 掌握土的物理性质、力学性质及其指标的测定方法。
3. 理解地基与基础的概念、分类及作用。
4. 掌握地基承载力、地基变形和地基稳定性分析的方法。
二、教学内容1. 土力学的基本概念和研究对象1.1 土力学的定义和发展历程1.2 土力学的研究对象和任务2. 土的物理性质2.1 土的组成和结构2.2 土的密度和湿度2.3 土的粒径分布和级配3. 土的力学性质3.1 土的剪切强度3.2 土的压缩性3.3 土的弹性模量和泊松比4. 地基与基础的概念及分类4.1 地基的定义和作用4.2 基础的分类和特点5. 地基承载力分析5.1 地基承载力概念及其影响因素5.2 地基承载力计算方法三、教学方法1. 采用讲授法，系统讲解土力学与地基基础的基本概念、理论和方法。
2. 结合案例分析，使学生更好地理解和掌握土力学与地基基础的知识。
3. 利用实验和实践环节，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学环境1. 教室环境：宽敞、明亮，配备多媒体教学设备。
2. 实验场地：具备土力学实验所需的仪器和设备。
五、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等。
2. 期末考试：采用闭卷考试，测试学生对土力学与地基基础知识的掌握程度。
六、教学步骤与计划1. 教学步骤：1.1 土力学的基本概念和研究对象：讲解土力学的定义、发展历程和研究对象，引导学生了解土力学的重要性。
1.2 土的物理性质：介绍土的组成、结构和密度，讲解湿度、粒径分布和级配的概念。
1.3 土的力学性质：讲解剪切强度、压缩性和弹性模量的概念，并通过实例分析其工程应用。
1.4 地基与基础的概念及分类：阐述地基的定义、作用和基础的分类，引导学生理解地基与基础的关系。
1.5 地基承载力分析：介绍地基承载力的概念、影响因素和计算方法，分析实际工程中的地基承载力问题。
2. 教学计划：第1周：土力学的基本概念和研究对象第2周：土的物理性质第3周：土的力学性质第4周：地基与基础的概念及分类第5周：地基承载力分析七、案例分析1. 案例一：某建筑物地基承载力不足，导致地基下沉。
陈希哲《土力学地基基础》笔记和课后习题(含真题)详解(桩基础与深基础)
第八章 桩基础与深基础8.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、概述桩基础与深基础适用范围概述 深基础的类型深基础的特点按承载性状分类按桩的使用功能分类按桩身材料分类桩及桩基础的分类 按桩的施工方法分类按成桩方法分类按桩径大小分类单桩竖向承载力特征值的确定单桩抗拔承载力特征值单桩水平承载力 桩的承载力 桩身材料验算群桩竖向承载力 桩的负摩阻力选择桩的类型确定桩的规格与单桩竖向承载力桩基础设计 计算桩的数量进行平面布置桩基础验算桩承台设计沉井基础地下连续墙深基础 箱桩基础大直径桩墩基础深基槽护坡工程 桩基础与深基础1．桩基础与深基础适用范围（1）天然地基土质软弱若遇天然地基土质软弱，设计天然地基浅基础不满足地基承载力或变形的要求，或采用人工加固处理地基不经济，或时间不允许时，则可采用桩基础或深基础。
（2）高层建筑高层建筑，尤其超高层建筑的设计必须满足地基基础稳定性要求。
例如，在地震区，基础埋置深度d不应小于建筑物高度的1/15，采用浅基础，难以满足此要求，只能用桩基础或深基础。
（3）重型设备重型设备或超重型设备置于一般的天然地基浅基础上，地基将发生强度破坏。
2．深基础的类型深基础类型包括：桩基础，大直径桩墩基础，沉井基础，地下连续墙，箱桩基础和高层建筑深基坑护坡工程等。
其中以桩基础应用最广。
3．深基础的特点（1）深基础施工方法较复杂、埋置深度较大（一般基础埋深大于5m的称为深基础）；（2）深基础的地基承载力高；（3）深基础施工需专门设备；（4）深基础技术较复杂；（5）深基础的造价往往较高；（6）深基础的工期较长。
二、桩及桩基础的分类1．按承载性状分类桩按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩。
（1）摩擦型桩摩擦型桩分为以下两个类型：①摩擦桩。
在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受，即纯摩擦桩，桩端阻力可忽略不计，如图8-1-1（a）所示。
②端承摩擦桩。
在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受；桩端阻力占少量比例，“端承”为形容摩擦桩的，但不能忽略不计。
土力学与基础工程教学课件ppt作者代国忠第8章桩基础（4）
75%为单桩水平承载力特征值 Rha。 4）当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配筋率小于
10
35～100
2～5
密实老填土
5 中密、密实的砾砂，碎石类土
100～300
1.5～3
注：1.当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高（≥0.65%）时， m 值应适当降低； 当预制桩的水平向位移小于 10mm 时， m 值应适当提高。
2.当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，应将表列数值乘以 0.4 降低采用。
考虑承台和地下墙体侧面土体弹性抗力影响，并令 Cb = 0 。
对于群桩基础，承台底与地基土间的摩擦系数 μ 取值规定见表 8-25。
粘性土 粉土
表 8-25 承台底与地基土间的摩擦系数 μ
土的类别
摩擦系数 μ
可塑 硬塑 坚硬 密实、中密（稍湿） 中砂、粗砂、砾砂 碎石土、软质岩石 表面粗糙的硬质岩石
m
=
( H cr xcr
.ν
)5/3
x
b0 .(EI ) 2 / 3
式中 m ——地基上水平抗力系数的比例系数（MN/m4），该数值为地面以下 2(d + 1) 深度内各层土的综合值， m 值可参照表 8-23 选取；
H cr 、xcr ——分别为单桩水平临界荷载（kN）、及临界荷载对应位移（m）；
d 4 x + mb0 z.x = 0 dz 4 EI
或
d 4 x + α 5 z.x = 0
dz 4
（8-79）
式中 z 、 x ——分别为桩的深度及桩深 z 处的水平位移；
α ——桩的变形系数（m-1）， α = 5 mb0 ；
EI
EI ——桩身抗弯刚度，对于钢筋混凝土桩， EI = 0.85Ec I0 ；其中 Ec 为混 凝土 的弹 性 模量， I0 为桩 身 换 算 截面 惯 性矩 ， 圆形 截 面 I 0 = W0d / 2 ；
土力学与地基基础教案
一、教案基本信息教案名称：土力学与地基基础教案课时安排：本章共需4课时，每课时45分钟教学目标：1. 让学生了解土力学与地基基础的基本概念和重要性。
2. 让学生掌握土的分类和性质。
3. 让学生了解地基与基础的设计原则和计算方法。
教学内容：1. 土力学与地基基础的基本概念。
2. 土的分类及其性质。
3. 地基与基础的设计原则。
4. 地基与基础的计算方法。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解土力学与地基基础的基本概念、土的分类及其性质。
2. 采用案例分析法，分析地基与基础的设计原则和计算方法。
3. 采用互动讨论法，引导学生思考和提问。
教学准备：1. 教案、教材、课件等教学资料。
2. 相关案例资料。
二、教学过程第一课时：1. 导入新课：介绍土力学与地基基础的基本概念及其重要性。
2. 讲解土的分类及其性质。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第二课时：1. 讲解地基与基础的设计原则。
2. 案例分析：分析实际工程中的地基与基础设计案例。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第三课时：1. 讲解地基与基础的计算方法。
2. 案例分析：分析实际工程中的地基与基础计算案例。
3. 课堂互动：学生提问，教师解答。
第四课时：1. 总结本章内容。
2. 布置作业：让学生复习本章内容，完成相关练习题。
三、教学评价评价方式：课堂互动、作业完成情况、课后调查。
评价指标：1. 学生对土力学与地基基础基本概念的理解程度。
2. 学生对土的分类及其性质的掌握程度。
3. 学生对地基与基础设计原则的掌握程度。
4. 学生对地基与基础计算方法的掌握程度。
四、教学反思在教学过程中，教师应关注学生的学习反馈，根据实际情况调整教学内容和教学方法。
结合实际工程案例，让学生更好地理解和掌握土力学与地基基础的知识。
五、课后作业1. 复习本章内容，整理学习笔记。
2. 完成教材后的练习题。
3. 搜索相关土力学与地基基础的工程案例，了解其设计原理和计算方法。
六、教案基本信息教案名称：土力学与地基基础教案课时安排：本章共需4课时，每课时45分钟教学目标：1. 让学生了解土的力学性质，包括抗剪强度、压缩性和渗透性。
土力学与地基基础课程设计(桩基础)
《土力学与地基基础》课程设计——桩基础工程设计（适用于土木工程类专业）编写人：***福建工程学院土木工程系2010-10-31目录第1部分桩基础设计任务书 (1)（一）设计题目 (1)（二）设计内容 (2)（三）设计要求 (2)（四）参考资料 (3)第2部分桩基础设计指导书 (3)（一）必要的资料准备 (3)（二）选定桩型、桩长和截面尺寸 (4)（三）确定单桩竖向及水平承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置 (4)（四）桩身结构设计 (5)（五）桩基承载力验算 (5)（六）承台设计 (7)（七）绘施工图、施工说明 (8)第1部分桩基础设计任务书（一）设计题目某住宅楼桩基础设计(1)设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。
勘查期间测得地下水水位深为2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。
建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载：=3200kN,M=400kN m，H = 50kN；V承台底面埋深：D＝2.0m。
2、根据地质资料，以粉质粘土(2)为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300，桩长为10.0m3、桩身资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值fc＝15MPa，弯曲强度设计值为fm＝16.5MPa，主筋采用：4Φ16，强度设计值：fy＝310MPa4、承台设计资料：混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为fc＝15MPa，弯曲抗压强度设计值为fm＝1.5MPa。
附：1）：土层主要物理力学指标；2）：单桩静载荷试验曲线。
附表二：（二）设计内容（1）搜集工程地质资料和设计资料（2）选择桩型、桩端持力层及桩身截面（3）确定单桩竖向承载力标准值和设计值（4）初步选择承台尺寸（5）确定桩数及其平面布置（6）单桩承载力验算和桩身结构验算（7）进行软弱下卧层（若存在）验算和沉降计算（8）承台结构设计及验算（9）基础施工图设计，包括桩的平面布置图，桩身配筋图，承台配筋和必要的施工说明。
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第7章天然地基上的浅基础设计一、知识点：二、重点难点：三、本章内容：§8.1 深基础概述如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求、而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础方案了。
深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种类型，其中以历史悠久的桩基应用最为广泛。
本章着重讨论桩基础的理论与实践，并在本节中简略介绍沉井基础和地下连续墙。
8.1.1 桩基础的适用性随着近代科学技术的发展，桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有了很大的演进。
桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物，特别是高层建筑、重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础型式。
对下列情况，可考虑选用桩基础方案：1、不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其它重要的建筑物；2、重型工业厂房和荷载过大的建筑物，如仓库、料仓等；3、对烟囱、输电塔等高耸结构物，宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力，或用以防止结构物的倾斜时；4、对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响，或应控制基础沉降和沉降速率时；5、软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，或以桩基作为地震区结构抗震措施时。
当地基上部软弱而下部不太深处埋藏有坚实地层时，最宜采用桩基。
如果软弱土层很厚，桩端达不到良好地层，则应考虑桩基的沉降等问题；通过较好土层而将荷载传到下卧软弱层，则反而使桩基沉降增加。
总之，桩基设计也应注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。
在工程实践中，由于设计或施工方面的原因，致使桩基不合要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。
因此，做好地基勘察、慎重选择方案、精心设计施工，也是桩基工程必须遵循的准则。
8.1.2 沉井基础沉井是一个用混凝土或钢筋混凝土等制成的井筒结构物。
施工时(见书262页图8-20)，先就地制作第一节井筒，然后用适当的方法在井筒内挖土，使沉井在自重作用下克服土的阻力而下沉。
随着沉井的下沉，逐步加高井筒，沉到设计标高后，在其下端浇筑混凝土封底，如沉井作为地下结构物使用，则再在其上端接筑上部结构，如只作为建筑物基础使用的沉井，常用低强度混凝土或砂石填充井筒。
沉井在下沉过程中，井筒就是施工期间的围护结构。
在各个施工阶段和使用期间，沉井各部分可能受到土压力、水压力和浮力、摩阻力和底面反力以及沉井自重等的作用。
沉井的构造和计算应充分满足各个阶段的要求。
8.1.3 地下连续墙利用专门成槽机械钻(挖或冲)进，使用膨润土泥浆护壁，在土中开出窄长的深槽，于其中安放钢筋笼(网)后，以导管法浇灌水下混凝土，便形成一个单元墙段。
顺序完成的墙段以特定的方式连接组成一道完整的现浇地下连续墙。
地下连续墙的设计厚度一般为450-800mm，它具有挡土、防渗兼作主体承重结构等多种功能，能在沉井作业，板桩支护等法难以实施的环境中进行无噪音、无振动施工，能通过各种地层进入基岩，深度可达50m以上而不必采取降低地下水的措施，因此可在密集建筑群中施工。
尤其是用于二层以上地下室的建筑物，可配合“逆筑法”施工(从地面逐层向下修筑建筑物地下部分的一种施工技术)，而更显出其独特的作用。
这些明显优点使地下连续墙成为一种多功能的新的地下结构型式和施工技术，开始取代某些传统的深基础结构和深基施工方法，而日益受到广泛的重视。
地下连续墙的具体施工工序这里就不讲了。
§8.2 桩的分类桩基一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成。
按承台与地面的相对位置的不同，而有低承台桩基和高承台桩基之分。
（在黑板上画出下图来）前者的承台底面位于地面以下，而后者则高出地面以上，且其上部常处于水中。
工业与民用建筑几乎都使用低承台竖直桩基，并且很少采用斜桩。
桥梁和港口工程常用高承台桩基，且常用斜桩以承受水平荷载。
按施工方法的不同，桩有预制桩和灌注桩两大类。
随着桩的设置方法(打入或钻孔成桩等)的不同，桩对桩周土的排挤作用也很不同。
排挤作用会引起土的天然结构、应力状态和性质的变化，从而影响桩的承载力和变形性质。
这些影响可统称为桩的设置效应。
按桩的设置效应，可将桩分为大量挤土桩、小量挤土桩和不挤土桩三类。
以下将分别按上述两方面分类说明。
也就是一个是施工方法，一个是设置效应。
图8-3 低承台桩基础示意图8.2.1 预制桩与灌注桩8.2.1.1 预制桩预制桩可用钢筋混凝土、钢材或木料在现场或工厂制作后以锤击、振动打入、静压或旋入等方式设置。
1.钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩的优点是，长度和截面形状，尺寸可在一定范围内根据需要选择，质量较易保证，桩尖可达坚硬粘性土或强风化基岩，承载力较高，耐久性好。
其横截面有方、圆等各种形状。
普通实心方桩的截面边长一般为300～500mm。
现场预制桩的长度一般在25～30m以内。
工厂预制桩的分节长度一般不超过12m。
分节预制桩应保证接头质量以满足桩身承受轴力、弯矩和剪力的要求，分节接头采用钢板角钢焊接后，宜涂以沥青以防锈蚀。
国外常用的机械式接桩法用钢板垂直插头加水平销连接，施工快捷，又不影响桩的强度和承载力。
大截面实心桩的自重较大，其配筋主要受起吊、运输、吊立和沉桩等各阶段的应力控制，因而用钢量较大。
采用预应力钢筋混凝土(抽筋或不抽筋)桩，则可减轻自重、节约钢材、提高桩的承载力和抗裂性。
预应力混凝土管桩是在工厂中用离心旋转法经蒸汽养护预制的。
国内已有多种规格的定型产品，一般直径为300、400及550mm，管壁厚80～100mm，每节长度2～12m。
最下一节管桩底端可以是开口的，但一般多设置桩尖。
桩尖内部可预留圆孔，以便采用水冲法辅助沉桩时安装射水管之用。
预应力管桩的混凝土抗压强度标准值一般为45MPa，也有用70～80MPa，甚至采用更高的高强混凝土以提高桩的承载力。
2.钢桩常用的钢桩有开口或闭口的钢管桩以及H型钢桩等。
一般钢管桩的直径为250～1200mm。
H型钢桩的穿透能力强，自重轻、锤击沉桩的效果好，承载能力高，无论起吊、运输或是沉桩、接桩都很方便。
其缺点是耗钢量大，成本高，我国只在少数重要工程中使用。
3.木桩木桩常用松木、杉木做成。
其桩径(尾径)一般为160～260mm。
桩长为4～6m。
木桩自重小，具有一定的弹性和韧性，又便于加工、运输和施工。
木桩在淡水下是耐久的，但在干湿交替的环境中极易腐烂，而且木桩的承载能力很小，以及木材的供应问题，现在只在木材产地和某些应急工程中使用。
8.2.1.2 灌注桩灌注桩是直接在所设计桩位处开孔，然后在孔内加放钢筋笼，也可不加钢筋，再浇灌混凝土而成。
与钢筋混凝土预制桩比较，灌注桩一般只根据使用期间可能出现的内力配置钢筋，用钢量较省。
当持力层顶面起伏不平时，桩长可在施工过程中根据要求在某一范围内取定。
灌注桩的横截面呈圆形，可以做成大直径和扩底桩。
保证灌注桩承载力的关键在于施工时桩身的成形和混凝土质量。
灌注桩有不下几十个品种，大体可归纳为沉管灌注桩和钻孔灌注桩两大类。
同一类桩还可按施工机械和施工方法以及直径的不同再细分。
具体的施工工艺就不介绍了。
8.2.2 按设置效应分类1.大量排土桩实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开(一般把用这类方法设置的桩称为打入桩)，因而使土的结构严重扰动破坏(重塑)。
粘性土由于重塑作用使抗剪强度降低(过一段时间有部分强度可以恢复)，而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。
2.小量排土桩底端开口的钢管桩、H型钢桩和薄壁开口的预应力钢筋混凝土桩等，打桩时对桩周土稍有排挤作用，但对土的强度及变形性质影响不大。
由原状土测得的土的物理、力学性质指标一般仍可用于估算桩基承载力和沉降。
3.不排土桩先钻孔后再打入的预制桩、钻(冲或挖)孔桩在成孔过程中将孔中土体清除掉，故没有产生设桩时的排土作用。
桩周土可能向桩孔内移动，因此，不排土桩的承载力常有所减小。
在不同的地质条件下，按不同方法设置的桩所表现的不同性状是复杂的，因此，目前的设计工作还只能大致考虑桩的设置效应。
题型：填空题题目：深基础主要有、和等几种类型。
答案及分析：桩基础、沉井、地下连续墙。
题型：填空题题目：连续墙既是地下工程施工时的，又是永久性建筑物的。
答案及分析：围护结构，地下部分。
按桩的设置效应，可将桩分为哪三类？答案：大量挤土桩、小量挤土桩和不挤土桩常见问题8-3端承桩；摩擦桩。
答案：1.端承桩凡认为只通过桩端传递荷载的桩，称为端承桩，这类桩的侧面仍有摩阻力存在，但设计时只考虑由桩端支承力（桩端阻力）来承担荷载，而不考虑桩身侧面的承载能力。
在工程实践中，通常把端部进入岩层或坚实土层的桩视作端承桩。
2.摩擦桩摩擦桩通过桩身侧面将部分或全部荷载传递到桩周土层。
计算这类桩时既考虑桩身侧面与土之间的摩阻力，同时也考虑桩端下土的支承作用。
全部荷载都由摩阻力来传递的桩，可称为纯摩擦桩。
常见问题8-4确定单桩承载力的方法有哪几种？答案：确定单桩承载力的方法：1、按静载荷试验确定2、按土的抗剪强度指标确定3、按规范的经验公式确定4、动力打桩公式。