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1、第十二章 地基设计,Chapter 12 Foundation design 第一节 概 述 Section 1 Introduction,一、水工建筑物地基的特点(自学) Characteristics of Hydraulic structures 二、水工建筑物地基设计原则(自学) Principles of foundation design of hydraulic structures 三、水工建筑物地基设计内容和程序(自学) Contents and procedures of foundation design of hydraulic structures,Section 2
2、 Foundation investigation and collection of information of engineering geology 一、地基设计所需的地质资料 （自学） Geology information needed for foundation design 二、地基勘察 (Foundation investigation) 1.一般要求 (General request) （自学） 2.勘察范围及勘探点的布置 Investigation range and arrangement of exploratory point 3.勘察方法 (Investigat
3、ion method),第二节 地基勘察与工程地质资料的收集,1.按基础刚度分类 Classified by footing rigidity （1）刚性基础 (Rigid footing) （图12-2）,第三节 基础形式的选择及埋置深度、平面尺寸的确定,Section 3 Choice of footing type and determination of embedded depth and plane size of footing 一、水工建筑物常见基础的类型及选用 Common types and application of footing for hydraulic stru
4、ctures,（2）柔性基础 (Flexible footing) 2.按基础结构形式分类 Classified by structural type of footing （1）浅基础 (shallow foundation) 单独基础 (Single footing)（图12-3） 条形基础 (Strip footing) （图12-4）, 浮筏基础及箱式基础 （图12-5和图12-6 ） Floating foundation and box foundation 倒拱底板基础 (Inverse arch board) （图12-7 ）,(2) 深基础（D5m） Deep foundat
5、ion 桩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等 Pile foundation，caisson， box caisson，diaphragm wall,Determination of foundation embedded depth and planar size 1. 埋深的概念 (Concept of embedded depth) 2. 埋深的确定 (Determination of embedded depth) （1）考虑使用要求 （2）持力层有足够的承载能力 （3） 必须低于冻结深度0.25m （4） 必须低于水流的冲刷线 3. 基础的平面尺寸 Determination o
6、f plan size of foundation 依据上部结构的布置和尺寸、荷载的大小以及地基的承载能力确定,二、基础埋深和平面尺寸的确定,拟定的基础尺寸应满足地基强度要求 为防止产生过大不均匀沉降，最大、最小基底压力还应满足下列条件 对粘性土地基 对砂性土地基,(12-1，b),(12-1，a),第四节 地基验算,Section 4 Check calculation of foundation,一、按稳定性与变形要求校核地基 (一)地基稳定性验算 1、水平滑动验算 2、深层滑动验算 3、抗倾覆稳定性验算,4、渗透稳定验算 堤坝或透水地基，需进行渗透稳定验算，满足规范中流土和管涌的判别标准
7、。否则另行设计。,1. 水平滑动（Horizontal slide） （1）沿基础地面的水平滑动验算（图12-9）,(12-2),（2）挡土墙墙后有填土的水平滑动验算 （图12-10） （3）带裙板或抗滑桩建筑物的水平滑动验算 1）沿 abef 滑动时 （图12-11）,(12-3),(12-4),Pa,Pp,2）当沿 abcdef 滑动时（图12-11） 3）带抗滑桩的底板（图12-12）,Pa,图12-12,(12-5),(12-6),2.深层滑动稳定验算 Check calculation of deep slide 采用圆弧滑动法验算 3.倾覆稳定性的验算 Check calculat
8、ion of overturning stability 4.渗透稳定验算 Check calculation of seepage stability,(12-7),(12-8),图12-13,(二)基础沉降验算 1、要求：沉降ss 沉降差 s s 2、几个基础沉降特征值（名词解释或填空）： 沉降、沉降差、倾斜、局部倾斜,第五节 现场观测（自学）Section 5 Field observation,Chapter 14 Foundation improvement,第十四章 地基处理,建筑物上部结构基础,地基,由于建筑物的修建而引起应力状态改变的土层,基础,是建筑物中连接上部结构和地基的部
9、分，可调整上部结构对地基的荷载分布,地基设计两大要求： 1、控制变形 沉降ss 沉降差 s s 2、控制稳定 P计算 Pb （地基承载力）,天然地基,人工地基,第一节 概 述 Section 1 Introduction 1.地基类型的采用 (Adoption of foundation types) 2.水工建筑物常用的地基处理方法（P346表14-1） Common foundation improvement methods used in hydraulic structures,Section 2 Foundation treatment for soft clayey soil 一
10、、置换拌入法 (Replacement methods) 1.换土垫层法 (Exchanged cushion method) （1）适用范围：厚度不大的软弱土层地基 （2）施工步骤：挖出换填 （3）砂垫层的主要作用 (Main functions of cushion) 提高地基的承载力 减小沉降量 加速软弱土层的排水固结 防止冻胀及消除膨胀土地基的胀缩作用,第二节 软粘土地基处理, 砂垫层厚度的确定（图14-1） 条形基础 矩形基础 为垫层的压力扩散角，可按P348表14-2选取 砂垫层厚度不宜大于3 m，也不宜小于0.5 m 砂垫层宽度的确定,(14-1),（3）砂垫层的设计 (Desi
11、gn of sand cushion),(14-2),(14-3),(14-4), 承载力的确定 变形计算 （4） 砂垫层的施工（自学） （5）土垫层和灰土垫层（自学） （6）土工布在垫层中的作用 (Vibroflotation replacement method) （1）方法简介 (Method introduction) 原理和应用 适用土质：加固软粘土 振冲器（图14-2）和制桩步骤（图14-3） 桩的直径和平面布置 一般桩径0.61.0m，孔距13m,2.振冲置换法,振冲法施工示意,振冲法施工照片,振冲法施工,(Vibroflotation replacement method) （
12、1）方法简介 (Method introduction) 原理和应用 适用土质：加固软粘土 振冲器（图14-2）和制桩步骤（图14-3） 桩的直径和平面布置 一般桩径0.61.0m，孔距13m,2.振冲置换法, 加固范围 (Improved scope) 适当超出基础面积：12排桩，34排桩 桩位布置（Arrangement of pile location ） 桩距1.52.5m；正方形或梅花形 桩长的确定（Determination of pile length ） 4m；桩长的确定须考虑硬层深度 承载力计算（Calculation of bearing capacity） 承载力由复合地
13、基载荷试验确定，也可按下列计算： 对小型工程、初步设计无现场资料时，可按下式计算,(14-5),（2）设计与计算（Design and calculation）,(14-6), 变形计算（图14-4） Deformation calculation （3）振冲置换法施工（自学）,(14-7),图14-4,High pressure jet grouting (Revolve jet method) （1）原理 (Principle) （2）施工工序 (Construction procedure)（图14-5） （3）分类 (Classification)（P353表14-3） （4）适用范围
14、及优点 (Applicable scope and merit） 水利水电工程中的常用方法，主要用于形成防渗墙和 对堤、坝进行防渗加固 用于较软土层，但对砂类土、粘性土、黄土和淤泥均可酌情使用,3.高压喷射注浆法（旋喷法）,图14-5,高压喷射注浆,高压喷射注浆,（1）原理 (Principle)（图14-6） （2）施工工艺 (Construction procedure)（图14-7） （3）适用土类及优点 (Applicable soil and merit),4.深层搅拌法 (Deep soil mixing),图14-7,深层搅拌机,图14-6,二、排水固结法(P355) Drain
15、ed consolidation method,1、原理,2、适用范围：透水性低的软粘土。,袋装砂井,塑料排水板,砂井预压法的施工步骤,真空预压法,堆载预压法和真空预压法的区别,图14-12,图14-13,三、反压法 (Loading berm method) 1.简介 (Introduction)（图14-13） 2.反压台尺寸的确定 Determination of size of the loading berm,四、土工合成材料的应用 Application of geosynthetics 1.特点 (Features) （1）轻质、柔性、高强、耐腐蚀 （2）批量生产、成本低、运输和
16、施工方便 （3）适应性强 2.作用 (Function) （1）过滤作用 (Filtration) （2）加筋作用 (Reinforcing) （3）排水作用(Drainage) （4）隔离作用(Isolation) （5）防护作用(Protection) （6）封闭作用(Closing),Section 3 Foundation treatment for loose soil,第三节 松散土地基处理,一、 重锤夯实法,1、原理：利用落锤击实功使基土压密,2、使用范围：透水性较好的基土，浅层加固,3、夯实机具：小型起重机、夯锤重15-30kN，落距3-4m,二、 强夯法,1、原理：非饱和土与重锤夯实法相同，但饱和土机理完全不同。是利用高冲击功，使基土产生冲击波和很大的动应力，土的结构和应力状态改变，土层液化，土质变密，达到加密和提供强度的效果,
