地基基础教案全

教案

2008 -2009 学年第一学期

课程名称：地基与基础

课程编号：

系别、专业、年级：建工0701-06 ***师：**

教师所在单位：建筑工程系-结构教研室

济南工程职业技术学院

课程及教材简介

教研室负责人签字

年月日教学大纲

授课时间9 月15 日第 1 次课

本学科发展概况

《土力学》学科发展概况

•18世纪土力学理论的产生和发展

•1773年法国的库仑（Coulomb）--砂土抗剪强度理论

与土压力理论

•1857年英国朗肯—朗肯土压力理论

•1885年法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解

•1925年美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理

本学科研究领域

20世纪60年代～70年代

区域性土分布和特性

地基处理技术水利、铁道和矿井等工程建设

70年代～80年代

基础工程、围护体系的稳定和变形

复合地基新技术的开发和应用建筑工程、市政工程和交通工程建设

地基基础施工质量检测及岩土工程测试技术

90年代后

岩土工程计算机分析

岩土工程可靠度分析城市地铁、越江越海地下隧道、超高层建筑超深基础及特大桥超

深基坑工程建设等环境岩土工程

特殊岩土工程问题

近年来

随着工程地质勘察、室内及现场土工试验、地基处理、新设备、新材料、新工艺、新测试技术等研究和应用进展以及有关基础工程各种设计与施工、质量检测的规范规程日臻完善，为我国基础工程设计与施工做到技术先进、经济合理、确保质量提供了理论与实践依据。

与本课程有关的工程问题

1、土三个方面的应用

建筑物地基

土作为构筑物的环境

土工建筑材料

2、与土有关的工程

绪论

1、土的物理性质及工程分类

2、土中应力计算

3、土的压缩性和地基沉降计算土力学部分

4、土的抗剪强度和地基承载力

5、土压力和土坡稳定

6、建筑场地的工程地质勘察

7、天然地基上浅基础设计

8、桩基础设计基础工程部分

9、地基处理

10、区域性地基

一、土力学、地基及基础概念

土——

是地壳岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物，是各种矿物颗粒组成的松散集合体，是由固体颗粒水和空气组成的三相体系。

无粘性土：颗粒间互不连接、完全松散

粘性土：颗粒间虽有连接，但连接远小于颗粒本身强度

土的主要特点：松散性和三相组成，这是它在强度和变形等力学性质上与其他连续固体介质根本不同的内在原因。

土力学——

是运用力学基本原理和土工测试技术，研究土的生成、组成、密度或软硬状态等物理性质以及土的应力、变形、强度和稳定性等静力、动力性状及其规律的一门学科。（简单说：就是用力学的观点研究土各种性能一门科学。）

土与其他连续固体介质不同，仅靠具备系统理论和严密的公式的力学知识，尚不能描述土体在受力后所表现的性状及由此引起的工程问题。必须借助经验、现场实验、室内试验辅助理论计算，因此土力学是一门依赖实践的科学。

地基——

土层中附加应力和变形所不能忽略的那部分土层。承受建筑荷载并受其影响的该部分地层。

地基分类

天然地基：未经人工处理就可直接利用天然土层的的地基。

人工地基：经过人工加工处理才能作为地基的。

基础—

把埋入土层一定深度的建筑物向地基传递荷载的下部承重结构。

基础作用

1、承受上部结构荷载

2、向地基传递压力起承上传下作用

3、调整地基变形

基础分类

浅基础

——用普通（常规）方法施工的基础。一般基础埋深d≤5m。

深基础

——需要一定的机械设备建造的基础。如桩基、墩基、和地下连续墙等。埋深d≥5m。

基础埋深：从设计地面（一般从室外地面）到基础底面的垂直距离叫～。

持力层：直接与基础地面接触的土层。（基础直接坐落的土层）

下卧层：地基内持力层下面的土层叫～。

软弱下卧层：地基承载力低于持力层的下卧层叫～。

地基与基础设计的基本条件

强度条件：作用在基础底面的压力必须小于等于地基承载力特征值。

变形条件：基础沉降不得超过地基变形容许值。也就是说将地基变形值必须限制在建筑所允许的范围内。

二、地基基础在建筑工程中的重要性

地基与基础是建筑物的根基，又属于隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质量直接关系到建筑物的安危!

实践证明，建筑物的事故很多是与地基基础有关的。

基础工程失败的例子 (1)

加拿大Transcona谷仓，南北长59.44m，东西宽23.47m，高31.00m。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚2m，埋深3.66m。谷仓1911年动工，1913年秋完成。谷仓自重20000t，相当于装满谷物后总重的42.5%。1913年9 月装谷物，发现谷仓1 小时内竖向沉降达30.5cm，并向西倾斜，24小时后倾倒，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27°。地基虽破坏，但钢筋混凝土筒仓却安然无恙，后用388个50t千斤顶纠正后继续使用，但位置较原先下降4m。

事故的原因是：设计时未对谷仓地基承载力进行调查研究，不了解埋藏有厚达16m的软粘土层，而采用了邻近建筑地基352kPa 的承载力，建成后初次储藏谷物吗，使基底平均压力达到了320kPa。事后1952年的勘察试验与计算表明，该地基的实际承载力为193.8 ～276.6kPa，远小于谷仓地基破坏时329.4kPa的地基压力，地基因超载而发生强度破坏。

基础工程失败的例子 (2)

意大利比萨(Pisa)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1370年竣工，前后历经近200年。

该塔共8层，高55m，全塔总荷重145MN，相应的地基平均压力约为50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。由于地基的不均匀下沉，塔向南倾斜，南北两端沉降差1.8m ，塔顶离中心线已达5.27m ，倾斜5.5°，成为危险建筑。

比萨斜塔能闻名于世，至少有以下原因：一、倾斜超极限却巍然屹立；二、它是意大利伟大科学家伽利略自由落体运动的实验室；三、意大利政府投巨资拯救斜塔而产生的新闻效应。比萨斜塔1174年开始兴建，由意大利著名建筑师那诺·皮萨诺主持，从动工到建成用了将近200年时间。建筑用材料全是意大利上等大理石，塔身墙壁底厚4米，顶部厚1米多，总重量为14553吨。这座8层圆柱形建筑高约60米（原设计高100米），整座塔身洁白如玉，高耸入云，建成后倾斜5.8度，而建筑学教科书