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1、 0.1 土力学与地基基础的概念土力学与地基基础的概念 0.2 地基与基础地基与基础 0.3 本课程的特点与学习方法本课程的特点与学习方法 1.1.土与土力学概念土与土力学概念 土是岩石风化的产物，是土是岩石风化的产物，是由土粒、水和空气三相物质组由土粒、水和空气三相物质组成的体系。成的体系。 土力学是用力学的基本原土力学是用力学的基本原理和土工测试技术，研究土的理和土工测试技术，研究土的各种性能的一门学科。各种性能的一门学科。2.2.地基与基础概念地基与基础概念 所有的建筑物都直接坐落于土体上，这时在土层的一定范围内应力状态发生了变化。我们将应力状态发生变化的这部分土体称为建筑物的地基，而建
2、筑物的地下部分称为基础，如图0-1所示。2.2.地基与基础概念地基与基础概念图图0-1 0-1 地基与基础地基与基础1.1.地基与基础案例分析地基与基础案例分析1）加拿大特朗斯康谷仓倾倒 加拿大的特朗斯康谷仓南北长为加拿大的特朗斯康谷仓南北长为59.44 m59.44 m，东西宽为，东西宽为23.47 m23.47 m，高为，高为31 m31 m，共，共6565个圆筒仓。基础为钢筋混凝土筏个圆筒仓。基础为钢筋混凝土筏形基础，厚度为形基础，厚度为0.61 m0.61 m，埋深为，埋深为3.66 m3.66 m。谷仓于。谷仓于19111911年动年动工，工，19131913年秋完成，自重达年秋完成
3、，自重达2104 t2104 t。19131913年年9 9月开始装谷月开始装谷物，当物，当1010月月1717日装了日装了31 822 t31 822 t谷物时，谷物时，1 h1 h竖向沉降达竖向沉降达30.5 30.5 cmcm，装载，装载24 h24 h后西端下沉后西端下沉7.32 m7.32 m，东端上抬，东端上抬1.52 m1.52 m，倾斜，倾斜26532653，如图，如图0-20-2（a a）所示。）所示。 在建造该谷仓前没有对地基土进行调查，而是根据邻在建造该谷仓前没有对地基土进行调查，而是根据邻近结构物基槽开挖取土的试验结果，计算地基承载力。事近结构物基槽开挖取土的试验结果，
4、计算地基承载力。事故的原因是地基软弱下卧层承载力不足而造成整体失稳倾故的原因是地基软弱下卧层承载力不足而造成整体失稳倾倒。该谷仓由于整体刚度很大，虽倾斜严重但筒体却安然倒。该谷仓由于整体刚度很大，虽倾斜严重但筒体却安然无恙。无恙。(a)(a)倾斜分析倾斜分析图图0-2 0-2 加拿大特朗斯康谷仓倾倒加拿大特朗斯康谷仓倾倒2）巴西11层框架楼倾倒 巴西一幢巴西一幢1111层高的框架结构大楼支承在层高的框架结构大楼支承在9999根根21 21 mm长的钢筋混凝土桩上。施工中虽发现明显沉降但长的钢筋混凝土桩上。施工中虽发现明显沉降但没有引起重视。当发现沉降速度加快再采取加固措没有引起重视。当发现沉降
5、速度加快再采取加固措施为时已晚，竣工约施为时已晚，竣工约20 min 20 min 后大楼彻底倒塌。经调后大楼彻底倒塌。经调查发现：地基中有查发现：地基中有16 m16 m厚的软土，虽然周围建筑物厚的软土，虽然周围建筑物也采用桩基，但桩长只有也采用桩基，但桩长只有26 m26 m，由于桩长不够，未，由于桩长不够，未打入较好土层而悬浮在软土中，最终因软土承载力打入较好土层而悬浮在软土中，最终因软土承载力不足而导致大楼倾倒。不足而导致大楼倾倒。3）意大利比萨斜塔 比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，共比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼，共8 8层，从地层，从地面到塔顶的高度为面到塔顶的
6、高度为55 m55 m。比萨斜塔于。比萨斜塔于11731173年动工，年动工，11781178年建造至年建造至第第4 4层中部（高度为层中部（高度为29 m29 m）时，因塔明显倾斜而停工。比萨塔被设）时，因塔明显倾斜而停工。比萨塔被设计为垂直建造，但在第计为垂直建造，但在第3 3层建造完成后，塔已向北倾斜约层建造完成后，塔已向北倾斜约0.250.25，在随后的建造过程中，建造者采取各种措施修正倾斜，如刻意将在随后的建造过程中，建造者采取各种措施修正倾斜，如刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离。钟楼上层搭建成反方向的倾斜，以便补偿已经发生的重心偏离。比萨塔的塔身建造在深
7、厚的高压缩性土之上，塔的地基持力层为比萨塔的塔身建造在深厚的高压缩性土之上，塔的地基持力层为粉砂层，下面为粉土层和黏土层，地基的不均匀沉降导致塔身倾粉砂层，下面为粉土层和黏土层，地基的不均匀沉降导致塔身倾斜。斜。19901990年年1 1月，比萨塔南北两端沉降差已达月，比萨塔南北两端沉降差已达1.8 m1.8 m，塔顶中心线，塔顶中心线偏离塔底中心线达偏离塔底中心线达5.27 m5.27 m，倾角为，倾角为5211652116，斜率为，斜率为9.39.3，如图如图0-30-3所示。所示。图图0-3 0-3 意大利比萨斜塔意大利比萨斜塔4）苏州虎丘塔 苏州虎丘塔建于北宋建隆二年（公元959961
8、年）。塔高为47.5 m，塔底直径为13.66 m，为7层八角形砖塔，由外壁、回廊及塔心三部分组成，重6.3103 t。由于地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，该塔向东北方向倾斜，如图04所示。19561957年间对上部结构进行修缮，但使塔重增加了200 t，加速了塔体的不均匀沉降。后来在塔周围建造了一圈桩排式地下连续墙，并采用注浆法和树根桩加固塔基，目前基本控制了塔的继续沉降和倾斜。图图0-4 0-4 苏州虎丘塔苏州虎丘塔5）广东省海康大旅店倒塌 广东省海康大旅店坐落在湛江市通往海南岛的公路旁，建广东省海康大旅店坐落在湛江市通往海南岛的公路旁，建筑面积为筑面积为4 190 m24 1
9、90 m2，总高度为，总高度为24.4 m24.4 m。19821982年年1 1月月3131日测定最日测定最大沉降量达大沉降量达44 cm44 cm。19821982年年5 5月月3 3日下午日下午6 6时时3030分，在无风无雨的分，在无风无雨的情况下，大楼突然全部倒塌，七层大楼一塌到底，是我国建筑情况下，大楼突然全部倒塌，七层大楼一塌到底，是我国建筑史上罕见的倒塌事故。分析事故原因发现，在地基与基础的设史上罕见的倒塌事故。分析事故原因发现，在地基与基础的设计中地基承载力取值错误，经在现场旁边计中地基承载力取值错误，经在现场旁边1.8 m1.8 m的地下取土测的地下取土测定，其天然含水率达
10、到定，其天然含水率达到65%65%75%75%，这种淤泥质的容许承载力为，这种淤泥质的容许承载力为404050 kPa50 kPa，而原设计竟错误采用，而原设计竟错误采用100100120 kPa120 kPa，差，差2.52.5倍。倍。此外，地基不均匀沉降、结构计算有误、工程质量失控和施工此外，地基不均匀沉降、结构计算有误、工程质量失控和施工管理松懈等也都是引起倒塌的原因。管理松懈等也都是引起倒塌的原因。6）上海“莲花河畔景苑”在建楼整体倾倒 2009年6月27日5时30分左右，上海市闵行区莲花南路、罗阳路在建的“莲花河畔景苑”商品房小区工地内发生了一桩13层的在建楼房向南整体倾倒的事故。事后有关方面组织了专家组进行了深入调查，得出房屋倾倒的直接原因是：紧贴该楼的北侧在短期内堆土过高，最高处有10 m左右；与此同时，紧邻该楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度为4.6 m，大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。2.2.地基与基础的设计要求地基与基础的设计要求1.1.强化基本概念、强化基本概念、基本理论的学习基本理论的学习2.2.重视土工试重视土工试验，加强动验，加强动手操作能力手操作能力3.3.加强案例学加强案例学习，提高理习，提高理论联系实际论联系实际的能力的能力
