土木工程(专业)概论(罗福午)-3基础工程

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扩展基础
3.2 浅基础
按构造分类:
1、单独基础 2、条形基础 3、筏板基础 4、箱形基础 5、壳体基础
3.2 浅基础
1、单独基础
建筑中,柱的基础一般都是单独基础。 亦称独立基础。
柱下单独基础
返回
3.2 浅基础
2、条形基础 墙的基础通常连续设置成长条形,称为条形基础。
墙下条形基础
中预估沉降较大者的标高; ③建筑物与设备之间应留有足够的净空; ④有管道穿过建筑物时,应留有足够尺寸的孔洞,
或采用柔性管道接头。
二、结构措施
三、施工措施
3.5 地基处理
地基处理的主要目的是指提高软弱地基的强度、保证 地基的稳定性;降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降; 防止地震时地基土的振动液化;消除特殊土的湿陷性、胀 缩性和冻胀性。
(2) 控制长高比及合理布置纵横墙
■长高比小的建筑物,整体刚度好,能较好地防止不均匀 沉降的危害。相反,长高比大的建筑物整体刚度小,纵 墙很容易因挠曲变形过大而开裂。
(3) 设置沉降缝
①平面形状复杂的建筑物的转折部位; ②建筑物的高度或荷载突变处; ③长高比较大的建筑物适当部位; ④地基土压缩性显著变化处; ⑤建筑结构(包括基础)类型不同处; ⑥分期建造房屋的交界处。
工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘。
工程地质测绘的研究内容 包括工程地质条件的全部要素。
□地形地貌,划分地貌单元 □岩土年代、成因、分布和风化程度 □地质构造与岩土结构 □地下水条件 □气象水文条件 □不良地质现象(崩滑、岩溶、塌陷等) □建筑物的变形和工程经验等
工程地质测绘的方法
• 像片成图法 利用地面摄影、航空(卫星)摄影等像
3.1.3 原位测试
圆锥动力触探:
用标准质量的铁锤提升到标准高度自由下落,将特制的圆锥 探头贯入地基土层标准深度,所需的击数n值的大小来判定
工程性质的好坏。
3.1.3 原位测试
静力触探:
利用液压或机械传动装置,将圆 锥形金属探头压入地基土中,依 据比贯入阻力的大小来判定地基 土的工程性质。
适用范围:粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土层 用 途:
划分为多个长高比较小、体型简单、整体刚度好、 结构类型相同的独立单元。
(4) 控制相邻建筑物基础的间距
原理:避免引起附加应力, 导致互倾开裂。
✓ 轻者受重者影响 ✓ 旧的受新的影响
(5) 调整建筑物的局部标高
①适当提高室内地坪和地下设施的标高; ②适当提高相互有联系的建筑物各部分(包括设备)
塔身发生不少裂缝,成为危险 建筑物而封闭。
原因:不重视岩土工程勘察工作。基 础坐落于不均匀粉质粘土层 上,产生不均匀沉降。
阪神大地震
地震引起大面积砂 土地基液化后产生 很大的侧向变形和 沉降,大量的建筑 物倒塌或遭到严重 损伤
阪神大地震
神户码头: 沉箱式岸墙因砂土地基液 化失稳滑入海中
1972 香港宝成 滑坡 (~ 20,000 m3)(67 死、20 伤)
从基础角度出发
调整基础
适应
上部结构
(1) 采用柱下条形基础、筏基和箱基等结构刚度较 大、 整体性较好的浅基础;
(2)采用桩基或其他深基础; (3)采用各种地基处理方法。
从上部结构出发
调整上部结构
适应
地基基础
建筑措施; 结构措施; 施工措施。
一、建筑措施
(建 筑 物 相 差 太 大 而 开 裂)
第三章 基础工程
本章内容
• 3.1 工程地质勘查 • 3.2 浅基础 • 3.3 深基础 • 3.4 不均匀沉降问题 • 3.5 地基处理
地基与基础
将上部结构荷载传递给地 基土、连接上部结构与地基 土的下部结构称为基础。
地基是指承托土木工程基 础的这一部分很小的场地。
➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢
片,在室内进行判释。
• 实地测绘法
(1) 路线法(穿越法和追索法)
(2)布点法
像片成图方法
实地测绘方法
3.1.2 岩土工程勘察方法
工业与民用建筑工程常用勘探方法
坑探法
钻探法 触探法
了解定义、应用
地球物理勘探
3.1.2 岩土工程勘察方法
掘探法(坑探法):
在建筑场地开挖探坑或探槽直接观察地基土层情况,并 从坑槽中取高质量原状土进行试验分析。包括探坑、探 槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。
物探 坑探 钻探 室内试验 室外试验
二、岩土工程勘察的阶段
勘察阶段
可行性勘察(选址勘察) 初步勘察 详细勘察 施工勘察
可行性勘察(选址勘察)
•目的:为建筑场地选择提供依据 •范围:拟选场址 •内容:
搜集和分析区域地形、地貌、不良地质现象、 附近地区的工程地质资料及当地建筑经验等。 对拟选场址的稳定性和适宜性作出全局工程地 质评价。
初步勘察阶段
•目的:为初步设计提供依据 •范围:具体的建筑场地 •内容:
初步查明场地的工程地质和水文地质情况以 及地基的岩土工程特性; 对场地做出最终评价,为确定建筑物的地基基 础方案提供依据。 对不良地质现象的防治,提供资料和建议。
详细勘察阶段
•目的:为施工图设计和施工提供可靠依据 •范围:具体建筑物地基或具体工程地质问题 •内容:
分,判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质 现象的勘探方法。 物探分为:电法、磁法、震法、地质雷达、重力法 及放射性勘探,但应用最广泛的是电法和震法。
3.1.3 原位测试
土工试验:
通过试验,测定地基岩土的各项物理力学特性,提供相 应的指标,作为地基计算分析和工程处理的依据。
室内试验: 实验室内测定现场取来土样的物理力学性质
而成,我国多用人工开挖,亦称
大直径人工挖孔桩。
墩基础
3.3 深基础
4、沉井基础
沉井基础
返回
3.3 深基础
5、沉箱基础
沉箱基础
3.4 地基不均匀沉降
一、定义
1、一般是指同一结构体中,相邻的两个基 础沉降量的差值 是反映土木工程结构地基 的变形特征的重要指标;
2、差异沉降过大,就会使相应的上部结构 产生额外应力
十字板剪切试验
将十字形金属
板插入钻孔的
土层中,施以
匀速的扭矩,
直至土体破坏,
从而求得土的
H
不排水抗剪强
D
度。
3.1.3 原位测试
触探法:
通过探杆用静力或动力将金属探头压入土层,并且 测出各层土对触探头的贯入阻力大小的指标,从而 间接地判断土层的工程性质的一类勘探方法
类型
根据探头结构和入土方法 动力触探(DPT) 标准贯入(SPT) 静力触探(CPT)
水泥土搅拌桩
3.3 深基础
(2)按施工方法分类
按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类。
预制桩
钻孔灌注桩
3.3 深基础
(3)按承载性状分类: 端承型桩和摩擦型桩。
端承型桩 摩擦型桩
3.3 深基础
2、地下连续墙
天津百货大楼地下连续墙
返回
3.3 深基础
3、墩基础

在人工或机械成孔的大直
径孔中浇筑混凝土(钢筋混凝土)
大型填海工程地基处理
哪些土需要处理?
淤泥土与淤泥质土muck, mucky soil 泥炭,泥炭质土Peat 填土,回填土Fill, backfill 松砂Loose sand 区域性特殊土Regional soil
3.2 浅基础
3、筏板基础
当柱子或墙传来的 荷载很大,地基土较软弱, 用单独基础或条形基础都 不能满足地基承载力要求 时,往往需要把整个房屋 底面(或地下室部分)做 成一片连续的钢筋混凝土 板,作为房屋的基础,称 为筏板基础。
带形基础、十字形基础、筏式基础 箱形基础
3.2 浅基础
4、箱形基础

3.1.3 原位测试
地基载荷试验
在现场的天然土层上,通过一定的荷载板向土 层施加竖向静载荷,并测定压力p和沉降s的关 系。根据p-s曲线评定土的承载力。
优点:模拟实体基础承受荷载的试验,工程 通常认为是可靠的原位试验方法。
3.1.3 原位测试
O
pcr
pu
A
B
荷载沉降曲线
• Pcr——比例界限压
Early 1972 滑坡前 June 1972 滑坡后
3.2 浅基础
一、浅基础的定义和作用
上海大学新校区
3.2 浅基础
二、浅基础的类型

按基础刚度分类:刚性基础、扩展基础
1、刚性基础
刚性基础是由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的 基础。
砖基础
石基础
素混凝土基础
3.2 浅基础
2、扩展基础 • 当刚性基础不能满足力学要求时,可以做成 钢筋混凝土基础,称为扩展基础,亦称延性基础。
为了对筏板基础进行加强,增加基础板的刚度,以减
小不均匀沉降,高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙
及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝
土箱形结构,称为箱形基础。
箱形基础
3.2 浅基础
5、壳体基础
为改善基础的受力性能,基础的形式可不做成台阶
状,而做成各种形式的壳体,称做壳体基础。
壳体基础
3.3 深基础
一、深基础定义 位于地基深处
承载力较高的土层 上,埋置深度大于 5m或大于基础宽度 的基础,称为深基
础。
厦门九州花园深基础施工
3.3 深基础
二、深基础的类型
桩基础 地下连续墙 墩基础 沉井基础 沉箱基础
3.3 深基础
1、桩基础 桩基础的分类: (1)按桩身材料分类 木桩、混凝土桩、 钢筋混凝土桩、钢桩、 其它组合材料桩。
3.1 工程地质勘察
一、岩土工程勘察的目的和任务
预制提选作分查 测定出择出析明 新措建场评问条 问施议地价题件 题
工程地质条件:与工程建筑物有关的各 种地质因素的综合。 包括:
• • • • • •
天物水地地岩
然理文形质土
建地地地结类
筑质质貌构型
材现
与及
料象
构性
造质
工程地质勘察方法
测绘
勘探
试验 监测
3、差异沉降将会产生裂缝,倾斜甚至破坏
比萨斜塔
3.4 地基不均匀沉降
二、减小地差异沉降的主要措施
1、在设计时尽量使上部荷载中心受压,均匀分布; 2、遇到高低相差悬殊或地基软硬突变时,要合理设
置沉降缝; 3、增加上部结构对地基不均匀对地基协调作用。如
在砌体结构中设置圈梁以增强结构得整体性; 4、合理安排施工工序和采用合理的施工方法。
三、勘察与测绘的仪器
水准仪
经纬仪
3.1 工程地质勘察
四、各种条件下的勘测
海上勘察
水上勘察
岩溶勘察
软土勘察
3.1.1 工程地质测绘
通过对地质现象的详细观察和描述,并将其反映 到一定比例尺的地形图上。
据测绘成果可以分析各种地质现象的成因、分 布、发展变化规律以及对工程建筑的影响,还可为勘 探、试验等其他工作的布置奠定基础。
适用范围:
土层埋藏不深,地下水位较低的情况.探坑深度2~3m。
3.1.2 岩土工程勘察方法
钻探法:常用的一种方法
用钻机打钻孔获取地下地 质资料的方法称为钻探法。
应用
划分地层 确定地下水 取样 可以进行触探及原位试验
回转式钻机 驱动器
钻杆 套管
钻孔取出的岩石试样
物探(geophysical exploration): 以专门仪器探测地质体的物理场来进行地层划
优点:简便,试验条件明确,能够预先控制。 缺点:试样体积小,受到不同程度的扰动。
原位试验: 保持土原位的应力条件、天然结构和含水量
优点:试样体积大,受扰动小,测得的指标可靠
3.1.3 原位测试
常用的原位测试技术:
工程地质触探试验 (静力触探、动力触探) 地基载荷试验 旁压试验 十字板剪切试验

• Pu —— 极限压力
ຫໍສະໝຸດ Baidu
S
地基载荷试验曲线
3.1.3 原位测试
旁压试验
通过向旁压器注 水,使旁压器弹 性模产生横向膨 胀,对土体施加 压力,并产生横 向变形,从而测 得压力与变形的 关系曲线,由此 求得土的变形模 量和承载力。
水箱 量测
特点 操作简易 测试快速 横向加压
3.1.3 原位测试
提出详细的岩土层的构成;岩土的强度大小、压缩 性高低。
评价土层是否满足工程建筑对地基承载力、容许最大 沉降量和沉降差的要求;
对基础设计、地基处理方案和不良地质现象防治作出 详细论证和建议。
施工勘察阶段
• 目的:为解决施工中的工程地质问题提供依据 • 范围:施工过程中进行 • 适用条件:
1. 对重要建筑物的复杂地基。 2. 深基础施工需进行有关地基监测工作。 3. 地基处理、加固需进行检验工作。 4. 地基中的溶洞发育,需进一步查明和处理。 5. 基槽开挖后,地质条件与原勘察资料不符,影响质量。 6. 施工中边坡失稳,需进行观测处理。
测定比贯入阻力、侧壁摩擦阻力、锤尖阻力和孔隙水压力 划分土层外,还可以作为
确定地基承载力的依据。
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
岩土工程勘察规塔范7层规,定高4:7.5m,塔的平面呈八角形。
各项工程建设问题在:塔设身向计东北和方向施严重工倾斜前,塔, 必须进行岩土工程勘察。 顶离中心线已达2.31m,底层
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