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1、哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 土木工程系土木工程系基础工程基础工程2024年7月27日 课课 程程 安安 排排 授课时间：授课时间：授课时间：授课时间： 1 1 1 110101010周周周周 课程设计：课程设计：课程设计：课程设计： 第第第第20202020周周周周 教材选择：基础工程华南理工大学、浙江大学、湖南大学合编教材选择：基础工程华南理工大学、浙江大学、湖南大学合编教材选择：基础工程华南理工大学、浙江大学、湖南大学合编教材选择：基础工程华南理工大学、浙江大学、湖南大学合编 课程性质：课程性质：课程性质：课程性质： 考试课考试课考试课考试课 授课教师：授课教师：授课教师：授课教师： 王
2、幼清王幼清王幼清王幼清 参考书：参考书：参考书：参考书： 土力学地基基础陈希哲编著土力学地基基础陈希哲编著土力学地基基础陈希哲编著土力学地基基础陈希哲编著 第第 1 章章 绪论绪论一、基础工程的一般概念一、基础工程的一般概念 1 1、基础工程、基础工程 基础工程一般是指地面以下的部分建筑工程。包括这部分建筑的基础工程一般是指地面以下的部分建筑工程。包括这部分建筑的基础结构基础结构及及地基地基的设计和施工。本课程中主要介绍按的设计和施工。本课程中主要介绍按土力学土力学理论对理论对基础结构基础结构及及地基土体地基土体进行进行设计计算。为此先回顾有关的设计计算。为此先回顾有关的土力学土力学概念。概念
3、。 2 2、土或土体、土或土体 土土是岩石矿物固体颗粒集合体，也称为是岩石矿物固体颗粒集合体，也称为土体土体。土体的物理力学性能与其生成。土体的物理力学性能与其生成条件、环境条件、所处位置等密切相关。在工程中常见的土有：条件、环境条件、所处位置等密切相关。在工程中常见的土有：碎石土、砂土、碎石土、砂土、粉土、粘性土、特殊土等。粉土、粘性土、特殊土等。 由于土体中含有一定孔隙，当建筑的荷载在土中产生较大应力时会造成显著由于土体中含有一定孔隙，当建筑的荷载在土中产生较大应力时会造成显著沉降或土体强度破坏。沉降或土体强度破坏。 受到显著影响的部分土体称为受到显著影响的部分土体称为地基地基。3 3、地
4、基、地基地基是受上部结构荷载影响的一部分土层。地基是受上部结构荷载影响的一部分土层。地基是受上部结构荷载影响的一部分土层。地基是受上部结构荷载影响的一部分土层。 基础是建筑物（构筑物）向下传递荷载的下部结构。一般地表土层较松软，基础是建筑物（构筑物）向下传递荷载的下部结构。一般地表土层较松软，基础是建筑物（构筑物）向下传递荷载的下部结构。一般地表土层较松软，基础是建筑物（构筑物）向下传递荷载的下部结构。一般地表土层较松软，基础有一定埋深。基础有一定埋深。基础有一定埋深。基础有一定埋深。 5 5 5 5、基础设计的基本要求、基础设计的基本要求、基础设计的基本要求、基础设计的基本要求 设计中通过调
5、整基础尺寸控制地基应力，使其满足强度要求、变形要求及上设计中通过调整基础尺寸控制地基应力，使其满足强度要求、变形要求及上设计中通过调整基础尺寸控制地基应力，使其满足强度要求、变形要求及上设计中通过调整基础尺寸控制地基应力，使其满足强度要求、变形要求及上部结构的其他要求。部结构的其他要求。部结构的其他要求。部结构的其他要求。4 4、基础、基础基础基础地基地基地基地基地面地面2024年7月27日1 1. .按基础埋置深度分类按基础埋置深度分类二二 、基础工程分类、基础工程分类基础工程通常可按基础埋置深度、基础结构形式、基础上作基础工程通常可按基础埋置深度、基础结构形式、基础上作用的荷载性质等分类。
6、用的荷载性质等分类。 天然天然天然天然(人工人工人工人工)地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等;其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等; 深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地
7、下连续墙基础等。2.2.按基础结构形式分类按基础结构形式分类 柱下单独基础柱下单独基础柱下单独基础柱下单独基础(扩展式基础扩展式基础扩展式基础扩展式基础)、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、 十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、 大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础
8、、桩筏基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。3.3.按基础上作用的荷载性质分类按基础上作用的荷载性质分类）一般静荷载作用的基础：竖向抗压基础、抗拔基础，水平抗推力基础）一般静荷载作用的基础：竖向抗压基础、抗拔基础，水平抗推力基础）抗震基础）抗震基础）动力机器基础）动力机器基础本课程中由于学时有限，主要介绍一般常用类型的基础设计。本课程中由于学时有限，主要介绍一般常用类型的基础设计。2024年7月27日1 1. .按基础埋置深度分类按基础埋置深度分类二二 、基础工程分类、基础工程分类基础工程通常可按基础埋置深度、基础结构形式、基础上作基础工程通常可按基础埋置深
9、度、基础结构形式、基础上作用的荷载性质等分类。用的荷载性质等分类。 天然天然天然天然(人工人工人工人工)地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等地基浅基础：包括：单独基础、连续基础等;其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等其中连续基础又包括：条形基础、筏板基础、箱型基础等; 深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连
10、续墙基础等。深基础：包括：桩基础、沉井基础、地下连续墙基础等。2.2.按基础结构形式分类按基础结构形式分类 柱下单独基础柱下单独基础柱下单独基础柱下单独基础(扩展式基础扩展式基础扩展式基础扩展式基础)、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、柱下条形基础、墙下条形基础、 十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、十字交叉条形基础、板壳式基础、筏板基础、箱型基础、 大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏
11、基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。大直径桩墩基础、群桩基础、桩筏基础、桩箱基础，等等。3.3.按基础上作用的荷载性质分类按基础上作用的荷载性质分类）一般静荷载作用的基础：竖向抗压基础、抗拔基础，水平抗推力基础）一般静荷载作用的基础：竖向抗压基础、抗拔基础，水平抗推力基础）抗震基础）抗震基础）动力机器基础）动力机器基础本课程中由于学时有限，主要介绍一般常用类型的基础设计。本课程中由于学时有限，主要介绍一般常用类型的基础设计。1 1、研究内容丰富、研究内容丰富 基础结构受力复杂，涉及到工程地质、材料力学、弹性力学、塑性力学、流基础结构受力复杂，涉及到工程地质
12、、材料力学、弹性力学、塑性力学、流基础结构受力复杂，涉及到工程地质、材料力学、弹性力学、塑性力学、流基础结构受力复杂，涉及到工程地质、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等等。体力学等等。体力学等等。体力学等等。2 2、力学、力学介质复杂介质复杂 多相性多相性多相性多相性 区域性区域性区域性区域性 应力应变非线性应力应变非线性应力应变非线性应力应变非线性 地基土体是复杂的力学介质：表现为剪切破坏地基土体是复杂的力学介质：表现为剪切破坏地基土体是复杂的力学介质：表现为剪切破坏地基土体是复杂的力学介质：表现为剪切破坏 具有剪胀与剪缩性具有剪胀与剪缩性具有剪胀与剪缩性具有剪胀与剪缩性 应力分为有效
13、应力和孔隙水压力应力分为有效应力和孔隙水压力应力分为有效应力和孔隙水压力应力分为有效应力和孔隙水压力 变形与应力历史有关变形与应力历史有关变形与应力历史有关变形与应力历史有关 与结构发生相互作用与结构发生相互作用与结构发生相互作用与结构发生相互作用三、本课程的内容特点三、本课程的内容特点基础工程从实践中产生，随着工程实践的进步基础工程领域发展概况如下：基础工程从实践中产生，随着工程实践的进步基础工程领域发展概况如下：基础工程从实践中产生，随着工程实践的进步基础工程领域发展概况如下：基础工程从实践中产生，随着工程实践的进步基础工程领域发展概况如下： 1773 1773年年年年库仑发表了土的抗剪强
14、度和土压力理论；库仑发表了土的抗剪强度和土压力理论；库仑发表了土的抗剪强度和土压力理论；库仑发表了土的抗剪强度和土压力理论；18691869年年年年朗金发表了土压力理论；朗金发表了土压力理论；朗金发表了土压力理论；朗金发表了土压力理论；18691869年年年年卡尔洛维奇发表世界上第一本地基与基础著作；卡尔洛维奇发表世界上第一本地基与基础著作；卡尔洛维奇发表世界上第一本地基与基础著作；卡尔洛维奇发表世界上第一本地基与基础著作；18851885年年年年布辛涅斯克给出集中力作用下地基中的三维应力解析解；布辛涅斯克给出集中力作用下地基中的三维应力解析解；布辛涅斯克给出集中力作用下地基中的三维应力解析解
15、；布辛涅斯克给出集中力作用下地基中的三维应力解析解；19001900年年年年莫尔提出了土的抗剪强度理论；莫尔提出了土的抗剪强度理论；莫尔提出了土的抗剪强度理论；莫尔提出了土的抗剪强度理论；19201920年年年年普朗特尔提出了地基极限承载力理论；普朗特尔提出了地基极限承载力理论；普朗特尔提出了地基极限承载力理论；普朗特尔提出了地基极限承载力理论；19221922年年年年费伦纽斯提出了土坡稳定分析方法；费伦纽斯提出了土坡稳定分析方法；费伦纽斯提出了土坡稳定分析方法；费伦纽斯提出了土坡稳定分析方法；19251925年年年年太沙基土力学与基础工程著作出版发行太沙基土力学与基础工程著作出版发行太沙基土
16、力学与基础工程著作出版发行太沙基土力学与基础工程著作出版发行19361936年年年年在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议；在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议；在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议；在美国召开第一届国际土力学与基础工程会议；19621962年年年年我国召开第一届全国土力学与基础工程会议；我国召开第一届全国土力学与基础工程会议；我国召开第一届全国土力学与基础工程会议；我国召开第一届全国土力学与基础工程会议；从上世纪从上世纪从上世纪从上世纪6060年代开始我国颁布了较为系统的地基基础方面的规范，用于指导工程实践年代开始我国颁布了较为系统的地基基础方面的规范，用于指导工程
17、实践年代开始我国颁布了较为系统的地基基础方面的规范，用于指导工程实践年代开始我国颁布了较为系统的地基基础方面的规范，用于指导工程实践四、基础工程的发展概况四、基础工程的发展概况主要表现在以下几方面：主要表现在以下几方面：主要表现在以下几方面：主要表现在以下几方面：地基与基础的地位和作用地基与基础的地位和作用地基与基础的地位和作用地基与基础的地位和作用基础工程造价高基础工程造价高基础工程造价高基础工程造价高基础工程施工周期长基础工程施工周期长基础工程施工周期长基础工程施工周期长基础工程属隐蔽工程基础工程属隐蔽工程基础工程属隐蔽工程基础工程属隐蔽工程基础工程事故危害性大且修复难度大基础工程事故危害
18、性大且修复难度大基础工程事故危害性大且修复难度大基础工程事故危害性大且修复难度大五、本课程的重要性五、本课程的重要性1 1、加拿大特朗斯康谷仓、加拿大特朗斯康谷仓、加拿大特朗斯康谷仓、加拿大特朗斯康谷仓 地基发生整体剪切破坏。地基发生整体剪切破坏。地基发生整体剪切破坏。地基发生整体剪切破坏。六、工程事故实例分析六、工程事故实例分析、意大利比萨斜塔、意大利比萨斜塔、意大利比萨斜塔、意大利比萨斜塔 地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔 塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。、上海展览中心馆、上海展览中心馆、上海展览中心馆、上海展览中心馆 地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔、苏州虎丘塔 塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。塔身发生严重倾斜。、上海展览中心馆、上海展览中心馆、上海展览中心馆、上海展览中心馆 地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。地基发生严重不均匀沉降。
