1、基 礎(chǔ) 工 程共三十三頁第1章 緒 論共三十三頁11地基與基礎(chǔ)的概念(ginin)與特點一個完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三個部分(b fen)。它們有著各自的功能。樓層（上部結(jié)構(gòu)）基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）地基橋跨（上部結(jié)構(gòu)）橋墩（下部結(jié)構(gòu)）地基地基基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）一、概念共三十三頁上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸(jich)并經(jīng)過了特殊處理的結(jié)構(gòu)部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷載并維持建筑物穩(wěn)定的巖土體。基礎(chǔ)工程是研究(ynji)基礎(chǔ)或包含基礎(chǔ)的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的一門科學(xué)，它既是結(jié)構(gòu)工程中的一部分，又是獨立的地基基礎(chǔ)工程。共三十三頁1.1

2、 基礎(chǔ)(jch)的作用及基礎(chǔ)(jch)工程的特點 將上部結(jié)構(gòu)所受的荷載(hzi)有效地分散在地基中，保證地基不發(fā)生破壞并且不產(chǎn)生過大的變形。上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基形成一個完整的系統(tǒng)。1.1.1 基礎(chǔ)的作用上部結(jié)構(gòu)地 基樁基礎(chǔ)淺基礎(chǔ) 基礎(chǔ)（地基）破壞及變形實例共三十三頁二、地基(dj)的特點地基的功能是承受(chngshu)建筑物的荷載并保持建筑物穩(wěn)定。受建筑物影響最大的那一部分地基稱為地基持力層（也稱為主要受力層）；位于持力層之下的地基稱為下臥層。特別地，當下臥層的土性明顯比持力層軟弱時則將該層稱為軟弱下臥層。地基的基本特點： 1） 隱蔽性； 2） 離散性； 3） 低強度； 4） 變形復(fù)雜。 共三十

3、三頁三、基礎(chǔ)(jch)的特點基礎(chǔ)位于地下，也具有隱蔽性，同時基礎(chǔ)的施工環(huán)境一般較差，所以其施工質(zhì)量通常較難控制，容易成為建筑體系中的薄弱環(huán)節(jié)。另外(ln wi)，由于地基基礎(chǔ)都具有隱蔽性，發(fā)生問題時不易發(fā)現(xiàn)，糾正起來也十分困難。基礎(chǔ)工程的各個環(huán)節(jié)（勘察、設(shè)計、施工和檢測）均將直接影響建筑物的安全、經(jīng)濟和正常使用。所以在工程中必須重視并嚴格控制各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。大量的工程經(jīng)驗和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情況，經(jīng)過精心設(shè)計與施工并進行認真的質(zhì)量檢測，才能保證基礎(chǔ)工程的經(jīng)濟合理與安全可靠。 共三十三頁Transcona Grain Elevator加拿大Transcona 谷倉，建于1913

4、年。高31m，寬23m。地基破壞后，西側(cè)下陷7.32m，東側(cè)抬高1.52m，傾斜27o。后用388個50T千斤頂糾正，但位置較原先下降4m。 地基(dj)（基礎(chǔ)）破壞共三十三頁1964年6月16日日本(r bn)新瀉7.5級地震共三十三頁13幾個典型失敗(shbi)實例特朗斯康谷倉( cn)加拿大Transcona 谷倉，建于1913年。高31m，寬23m，筏板基礎(chǔ)。地基破壞后，西側(cè)下陷8.8m，東側(cè)抬高1.5m，傾斜27o。后用388個50T千斤頂糾正，但位置較原先下降4m。事先不了解基底下有16m厚軟粘土層。地基強度不夠，造成破壞失穩(wěn)共三十三頁比薩斜塔(b s xi t)世界著名的意大利比

5、薩斜塔于1173年動工，1370年竣工，塔身高約55m，建成后因地基壓縮層產(chǎn)生不均勻沉降，使塔的北側(cè)下沉近1m，南側(cè)下沉近3m，塔身傾斜約5.5，塔頂離開鉛垂線的距離已達5.27m，幸虧該塔使用(shyng)的大理石材質(zhì)優(yōu)良，在塔身嚴重傾斜的情況下尚未出現(xiàn)裂縫。比薩斜塔建成后曾經(jīng)數(shù)次加固，但效果甚微，每年仍下沉約1mm，傾斜尚有加速跡象，已成了一座名副其實的危塔。 共三十三頁意大利比薩斜塔自 1173年9月8日 動工，至1178年建至第4層中部，高度 29m 時，因塔明顯傾斜而停工。94年后，1272年復(fù)工，經(jīng)6年時間建完第7層，高 48m ，再次停工中斷82年。1360年再次復(fù)工，至1370

6、年竣工，前后歷經(jīng)近200年。 該塔共8層，高 55m ，全塔總荷重145MN，相應(yīng)的地基平均壓力約為50kPa。地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層。由于地基的不均勻下沉，塔向南傾斜，南北(nnbi)兩端沉降差 1.8m ，塔頂離中心線已達 5.27m ，傾斜5.5o，成為危險建筑。 共三十三頁示意圖中所示為通過在塔北側(cè)下部鉆孔(zun kn)取土的方法對塔糾偏的技術(shù)方案。共三十三頁上海展覽中心館上海展覽中心館中央大廳為框架結(jié)構(gòu)，兩層箱形基礎(chǔ)，埋深7.27m，展覽館兩翼采用條形基礎(chǔ)。箱基頂面至中央大廳頂部塔尖，總高96.63m。地基(dj)為高壓縮性淤泥質(zhì)軟土。1954年5月開工，當年底實測地

7、基平均沉降量為60cm。1957年6月，中央大廳四周的沉降量最大達146.55cm，最小為122.8cm。到1979年，累計平均沉降量為160cm，從1957年至1979年共22年的沉降量僅20cm左右，不及1954年下半年沉降量的一半，說明沉降已趨向穩(wěn)定。但由于地基嚴重下沉，不僅使散水倒坡，而且建筑物內(nèi)外連接的水、暖、電管道斷裂，都付出了相當?shù)拇鷥r。共三十三頁上海閔行區(qū)13層住宅樓（2009年6月27日）堆載引起水平剪力，管樁被剪斷(jin dun)，基礎(chǔ)失去穩(wěn)定導(dǎo)致建筑倒塌共三十三頁 2010年8月19日，因地基被沖刷破壞，從西安開往昆明的K165次列車兩節(jié)車廂在四川廣漢市境內(nèi)掉進石亭江。

8、（水平力引起(ynq)基礎(chǔ)傾覆或墩斷裂）共三十三頁 地基沉降(chnjing)變形Pisa 塔墨西哥城，墨西哥共三十三頁古代輝煌的建筑(jinzh)，合理處理的基礎(chǔ)共三十三頁河姆渡文化(wnhu)遺址（7000年前）錢塘江南岸發(fā)現(xiàn)的河姆渡文化遺址(yzh)中7000年前打入沼澤地的木樁世所罕見。 共三十三頁趙州橋，跨度37.02m，基礎(chǔ)平面尺寸(ch cun)5.5m 10m，高4.4m，黏性土地基，建于隋開皇十五年大業(yè)元年（595605)。共三十三頁趙州橋（1400年前）橋長50.82m，寬9.6m，凈跨為37.02m，矢跨比為1：5。建成已1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，

9、特別是1966年邢臺發(fā)生的7.6級地震，而邢臺距趙州橋僅有40多公里。該橋的地基為較密實的砂粘土，即使(jsh)從現(xiàn)代技術(shù)的角度加以檢驗，能用粘性土作為地基修筑推力極大的拱橋，而且地基承載力的利用恰到好處，也確實令人嘆服。 共三十三頁龍華(ln hu)古塔（1000年前）龍華塔位于上海市龍華公園南側(cè)，直徑8.0m，7層，高40.40m。該塔建于北宋（公元977年），距今已有1000多年歷史。龍華塔的塔基使用了大量的木樁，值得稱道的是建塔者用三合土對木樁進行了很好的隔離防腐處理，木樁因之保存千年(qin nin)而不腐，使龍華古塔至今風(fēng)光依然。 共三十三頁1.2 基礎(chǔ)(jch)的類型1.1.2

10、基礎(chǔ)(jch)工程的特點（1） 上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基系統(tǒng)中的重要組成部分。（2）與地基直接接觸而使其行為十分復(fù)雜，與巖、土的聯(lián)系密切。（3） 對整個工程的工期和造價可產(chǎn)生較大的影響。（4） 屬隱蔽性工程，出現(xiàn)問題難以補救。橋梁基礎(chǔ)淺埋基礎(chǔ)（或稱明挖基礎(chǔ)）樁 基 礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)房建基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)條形基 礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)地下連續(xù)墻基礎(chǔ)殼形基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)共三十三頁條形基礎(chǔ) 十字交叉基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ) 獨立基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ)共三十三頁樁基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)施工過程共三十三頁大家熟知的一些(yxi)工程共三十三頁 在修建錢塘江大橋的過程中，所遇到的最大工程問題不是(b shi)來自于上部結(jié)構(gòu)，而是樁難

11、以打入土中以及沉箱下沉?xí)r發(fā)生歪斜，這使得他對巖土問題十分重視。1939年在我校開設(shè)土力學(xué)講座（國內(nèi)最早），1957年主持成立全國土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)委員會，并成為國際土協(xié)的團體會員。共三十三頁 武漢長江大橋（1957年通車），首創(chuàng)管柱基礎(chǔ)，解決深水施工(sh gng)問題。共三十三頁 沉井平面(pngmin)長69m，寬51m，下沉深度為58m，相當于9個半籃球場大的20層高樓埋進地下。世界上最大的沉井江陰長江公路(gngl)大橋（1999）錨碇。共三十三頁 主墩基礎(chǔ)由131根長約120m、直徑2.5m2.8m的鉆孔灌注樁組成，承臺長114m、寬48m，是迄今世界規(guī)模最大、入土(r t)最深的

12、橋梁樁基礎(chǔ)。 蘇通大橋（2008）世界(shji)上規(guī)模最大、入土最深的橋梁樁基礎(chǔ)。 承 臺橋 墩共三十三頁1.3 基礎(chǔ)工程(gngchng)的發(fā)展概況 1936年，成立(chngl)國際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)會，基礎(chǔ)工程成為一門學(xué)科。 1937年，茅以升主持修建錢塘江大橋，采用沉箱基礎(chǔ)。 1957年，建成武漢長江大橋，采用管柱基礎(chǔ)。 1968年，建成南京長江大橋，采用氣筒浮運沉井、沉井套管柱基礎(chǔ)。 1999年，建成江陰長江公路大橋，其沉井基礎(chǔ)（錨碇基礎(chǔ)）為世界之最。 2008年，建成蘇通大橋，其樁基的規(guī)模為世界之最。 總 結(jié) （1）基礎(chǔ)的規(guī)模（尺寸）不斷增大，施工技術(shù)發(fā)展迅速。 （2）理論落后于

13、實踐，計算理論的水平仍需提高。共三十三頁14本課程的特點和學(xué)習(xí)(xux)要求 本課程是土木工程專業(yè)的主干課程，主要(zhyo)內(nèi)容是各類地基和基礎(chǔ)的設(shè)計與施工。本門課程的許多內(nèi)容涉及到工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工等課程，綜合性、理論性和實踐性很強。本課程除了基本理論和知識外，還要引入大量的相關(guān)技術(shù)要求和具體規(guī)定。學(xué)習(xí)本課程的時候要注意掌握基本的原理和方法，勤于思考，多動手做題，通過習(xí)題和課程設(shè)計培養(yǎng)自己解決實際問題的能力。地基基礎(chǔ)問題具有強烈的區(qū)域性特征。所以在基礎(chǔ)工程領(lǐng)域除需要扎實的理論知識外，還需要豐富的工程實踐經(jīng)驗。注意規(guī)范的使用，尤其是不要混用不同體系的規(guī)范。 共三十三頁內(nèi)容摘要基 礎(chǔ) 工 程。上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)。特別地，當下臥層的土性明顯比持力層軟弱時則將該層稱為軟弱下臥層。地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層。示意圖中所示為通過在塔北側(cè)下部鉆孔取土的方法對塔糾偏的技術(shù)方案