《土力学与地基基础 教学课件 ppt 作者 陈晋中地基课件1 第1章 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与地基基础 教学课件 ppt 作者 陈晋中地基课件1 第1章 绪论（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、土力学与地基基础 陈晋中 主 编 陈晋中 刘燕宁 魏党生 陈剑波 邵明波 蔡 宁 康会宾 朱艳丽 吴卫祥 编 写,本书主要内容,第1章 绪论 第2章 土的物理性质与工程分类 第3章 土中应力与地基变形 第4章 土的抗剪强度与地基承载力 第5章 土压力与土坡稳定 第6章 天然地基上浅基础设计 第7章 桩基础设计 第8章 工程地质勘察 第9章 深基坑支护 第10章 地基处理 土工试验指导书,基础知识,土力学基本概念 基本原理,与土力学密切相关的 地基基础工程问题,常规土工试验,主要规范、规程,建筑地基基础设计规范GB500072002 岩土工程勘察规范GB500212002 建筑地基处理技术规范J
2、GJ79-2002 土工试验方法标准GB/T501231999,本章学习要求 1.1 土力学与地基基础的研究对象 1.2 与地基基础有关的工程事故 1.3 本课程的特点与学习要求 1.4 建筑地基基础设计规范（GB500072002）的基本规定,第1章 绪论,本章学习要求,了解土力学与地基基础的研究对象，掌握地基、基础、持力层与下卧层等基本概念； 了解与地基基础有关的工程问题，重视本课程的学习； 了解本课程的特点与学习要求； 熟悉建筑地基基础设计规范（GB500072002）的基本规定。,1.1 土力学与地基基础的研究对象,土力学是以工程力学和土工测试技术为基础，研究与工程建设有关的土的应力、
3、变形、强度和稳定性等力学问题的一门应用科学。 广义土力学还包括土的成因、组成、物理化学性质及分类等在内的土质学。 地基基础是建立在土力学基础上的设计理论与计算方法，和土力学密不可分的。研究地基基础工程，必然涉及到大量的土力学问题。 地基与基础是两个完全不同的概念。,地基,支承基础的土层或岩层称为地基。 位于基础底面下第一层土称为持力层。 持力层以下的土层称为下卧层，强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。 基础应埋置在良好的持力层上。 地基按是否进行人工处理分为天然地基和人工地基。,地基与基础示意图,建筑物地基应满足的两个基本条件：,地基的强度条件。要求建筑物的地基应有足够的承载力，在荷载作用下
4、，不发生剪切破坏或失稳。 地基的变形条件。要求建筑物的地基不产生过大的变形（包括沉降、沉降差、倾斜和局部倾斜），保证建筑物正常使用。,基础,通常将埋入土层一定深度的建筑物下部的承重结构称为基础（见地基与基础示意图）。,基础作用,承受上部结构荷载,向地基传递压力,调整地基变形,基础按埋深分为,深基础 浅基础,基础设计不尽要使基础本身满足强度、刚度和耐久性的要求；还要满足地基对承载力和变形的要求，即地基应具有足够的强度和稳定性，并不产生过大的沉降和不均匀沉降，因此基础设计又统称为地基基础设计。,1.2 与地基基础有关的工程事故,与地基强度有关的工程问题： 加拿大特朗斯康谷仓倾倒 香港宝城大厦滑坡
5、萨尔瓦多山体滑坡 与地基变形有关的工程问题： 意大利比萨斜塔 苏州虎丘塔中国的比萨斜塔 上海展览中心地基下沉 日本关西机场地基沉降,工程实践表明，建筑物的事故很多都与地基基础有关的，而一旦发生地基基础事故，往往后果严重，补救困难，有些即时可以补救，其加固、修复所需的费用也非常高。,加拿大特朗斯康谷仓倾倒,事故： 1913年9月装谷物，10月17日装了31822谷物时， 1小时竖向沉降达30.5cm 24小时倾斜2653 西端下沉7.32m 东端上抬1.52m 上部钢筋混凝土筒仓完好无损,概况：加拿大特朗斯康谷仓，南北长59.44m，东西宽23.47m，高31.00m，共65个圆筒仓。基础为钢筋
6、混凝土筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。谷仓1911年动工，1913年秋完成，谷仓自重20000t。,加拿大特朗斯康谷仓倾倒,原因： 地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。,处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。,香港宝城大厦滑坡,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
7、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120人。,原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。,香港1900年建 市 1972 Po Shan 滑坡 20,000 m3 1977年成立土 力工程署,Po Shan Road,Conduit Road,Notewell Road,香港宝城大厦滑坡,萨尔瓦多山体滑坡,2001年1月13日，萨尔瓦多发生了里氏7.6级的强震，震中 位于San Miguel西南60英里。并因此在Santa Tecla造成山 体滑坡，最终导致700多人遇难。,意大利比萨
8、斜塔,1173：动工； 1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工； 1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工； 1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m ； 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52116。,意大利比萨斜塔地基不均匀沉降,事故原因：塔身建立在深厚的高压缩性土之上（地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层），地基的不均匀沉降导致塔身的倾斜。,处理措施： 18381839年，挖环形基坑卸载； 19331935年，基坑防水处理，基础环灌浆加固； 1990年1月封闭整修； 1992年
9、7月加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理，经过12年的整修，耗资约2500万美元，斜塔被扶正44cm； 2001年12月重新对外开放。,苏州虎丘塔中国的比萨斜塔,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。,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。,苏州虎丘塔地基土压缩层厚度不均,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。,原因：虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，人工块石填土层厚12m，西南薄，东北厚。下为粉
10、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，覆盖层厚度相差3.0m。地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北方向倾斜。,虎丘塔地质剖面图,上海展览中心地基下沉,上海展览中心中央大厅为框架结构，箱形基础，两翼采用条形基础。箱形基础为两层，埋深7.27m。箱基顶面至中央大厅顶部塔尖，总高96.63m，地基为高压缩性淤泥质软土。 展览馆于1954年5月开工，当年底实测地基平均沉降量为60cm。 1957年6月，中央大厅四周的沉降量最大达146.55cm，最小为122.8cm。 到1979年，累计平均沉降量为160cm。 由于地
11、基严重下沉，不仅使散水倒坡，而且建筑物内外连接的水、暖、电管道断裂，付出了相当的代价。,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：4370m1250m 填筑量：180106m3 平均厚度：33m,日本关西机场地基沉降,设计时预测沉降：5.77.5 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,问题：世界上第一个海上机场关西机场出现了严重的地基沉降。目前还并未影响到飞机的起落,但预计除了已花费大约270亿日元开展的防沉降工程以外,今后也还要不断地进行很多修复工程。,1.3 本课程
12、的特点与学习要求,本课程涉及工程地质学、土力学、建筑结构和建筑施工等几个学科领域，知识面广、综合性强，学习时应该突出重点，兼顾全局。 通过本课程的学习，要求掌握下列几方面的知识： （1）熟悉土的基本物理、力学性质，掌握一般土工试验原理和方法。 （2）掌握土中应力、变形、强度及土压力的基本理论和计算，学会利用这些知识分析解决地基基础工程中的实际问题。 （3）掌握天然地基上一般浅基础的设计方法及单桩承载力的计算和桩基础的设计；了解基坑支护与地基处理的一般方法。 （4）了解工程地质勘察的基本知识，能正确阅读和理解工程地质勘查报告。 （5）能正确地使用建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）及
13、其它相关的规范、规程进行地基基础的设计计算。,1.4建筑地基基础设计规范（GB500072002）的基本规定,地基基础设计等级划分 地基基础设计规定 地基基础设计采用的荷载效应组合,地基基础设计等级划分,建筑地基基础规范设计规范（GB500072002）根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况按表1-1选用。,表1-1 地基基础设计等级,地基基础设计规定,根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： （1）所有建筑物的地基计算均应满足
14、承载力计算的有关规定； （2）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； （3）表1-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4）相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；别的地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 （4）对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； （5）基
15、坑工程应进行稳定性验算； （6）当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。,表1-2 可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围,地基基础设计采用的荷载效应组合,地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定： （1）按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。 （2）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。 （3）计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合但其分项系数均为1.0。 （4）在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。 （5）基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数不应小于1.0。,
