地基基础工程现状及发展综述课件.ppt
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- 地基基础 工程 现状 发展 综述 课件
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1、1地基基础工程的现状及发展综述21. 地基基础工程国内外现状地基基础工程需解决的问题: 建(构筑)物的地基强度设计、变形控制、稳定性控制、基础材料设计、检验与监测技术和相关施工技术。地基强度设计:应包括,地基原位测试技术、室内测试技术、允许设计取值。变形控制:应包括,地基变形计算、建筑物允许变形、对相邻建筑物的影响。稳定性控制:应包括,建筑物整体稳定性、抗浮稳定性、抗震稳定性。 3基础材料设计:应包括,材料抗冲切、抗剪、抗弯设计、耐久性设计及地基土的材料特性。地基土的材料特性:应包括土的组成、化学成分、成因、应 力历史、地下水条件、物理力学指标等。地基基础的工程研究:地基材料特性、结构类型适应
2、性、施工技术可行性。 41.1 基础工程的可靠性、耐久性研究已 发展到新的水平。1.1.1 可靠性 70年代我国科研工作者跟进国际工程结构可靠性设计的研究,全面开展了对工程结构可靠性设计的研究。 85年国际标准ISO2394结构可靠性总原则发布,这种设计方法在世界各国结构工程界得到实施,标志世界结构工程设计的全面技术进步。 84年我国国家标准GBJ68-84建筑结构设计统一标准发布。 5 我国89版国家标准体系全面引入了以概率理论为基础的极限状态设计法,简称概率极限状态设计法,即承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计方法。 89版国家标准体系的特点: 结构可靠度设计的范围仅限于构件设计的可靠
3、度; 对结构体系的可靠度研究还未达到使用阶段; 国家规范体系中还没有全面涉及耐久性设计的内容。62000版国家标准体系的公布,进一步明确了可靠性设计的原则和适用范围,全面引入结构耐久性设计的内容,使我国结构工程的技术水平随国际同步,达到了新的技术水平。1)建筑结构设计统一标准GBJ68-84,修订为建筑结构可靠度设计统一标准。2)由于建筑地基基础设计规范、建筑抗震设计规范在结构可靠度设计方法有一定特殊性,由原标准要求的“应遵守”本标准,改为“宜遵守”本标准。73)建筑地基基础设计规范GB50007-2002中明确了地基基础设计中承载能力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法,对荷载组合
4、的设计取值和相应的抗力给出了明确规定。对地基和桩基的承载力采用了极限值、特征值和安全系数的方法,并对荷载组合设计取值给出了规定。84)基础工程可靠性包括以下几个方面:基础工程结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);基础工程结构构件或连接因材料强度超过而破坏(包括疲劳破坏)、或因过度的塑性变形而不适于继续承载;基础结构转变为机动体系,或因过大变形引起上部结构不适合继续承载;基础工程的变形引起结构裂缝或影响正常使用;基础工程的耐久性。91.1.2 耐久性 国外对耐久性的认识是使用极限状态的问题,认为结构或构件出现不可接受的外观损伤,是经济合理的使用寿命问题。 国内则更多的认为是安全问题,将
5、耐久性看成是承载能力极限状态问题。 混凝土结构的耐久性问题,主要在三个方面: 1)钢材的耐久性; 2)混凝土的耐久性; 3)环境作用的耐久性问题。 10钢筋锈蚀。混凝土冻融损伤。化学物质的侵蚀。碱骨料反应水泥水化过程中释放出来的碱金属与骨料发生反应。碱硅酸反应 碱碳酸盐反应机械物理损伤磨损、空蚀、冲撞。大气侵蚀酸雨、空气污染、雨水冲淋、风沙。溶蚀长期浸泡在流动水中的混凝土,有效成份被水溶解。生物侵伤海洋环境和城市污水的影响。112000版设计规范对耐久性的规定:规定了设计使用年限对使用环境进行了分类对结构混凝土进行了规定对构造要求进行了规定121.2 更加强调原位测试的重要性。 地基土(岩)由
6、于成因、应力历史、地下水条件等的改变,对土的基本力学性质影响很大,基础工程设计参数更加强调原位测试的重要性。 近20年的工程实践,在土的原位强度、变形特性的测试技术、软土、砂土的非扰动取土测试技术不断发展,如:静力触探仪技术、旁压仪技术、扁铲测试技术、软土的薄壁取土技术,砂土的二重管、三重管取土技术等研究和应用,已大大提高了岩土工程原位测试技术的发展和工程应用的可靠性。13如有的学者介绍国外发达国家,如德国,原位触探类测试与取土钻孔在工程上的比例与我国比正好相反,静力触探除有压力传感之外,还安装摄像和其他传感器,大大提高了岩土工程勘察的水平和能力。 我们国家总的状况是触探技术应用的多一些,大都
7、是传统的取土测试,先进的取土技术、旁压仪、扁铲等应用面较小,设备的差距较大。141.3 强调按变形控制的基础工程设计原 则: 建筑地基基础设计规范GB50007-2002中明确规定了按变形设计的原则、方法,地基基础工程按变形控制设计的思想是国内外岩土工程学术领域的共识。 分析所有地基基础工程的事故,因地基强度引起的比例很小,大部分是因地基过大变形引起的倾覆和开裂,或因差异沉降引起的裂缝而影响正常使用。 15黄熙龄院士在1991年1997年,通过一系列室内模型试验进行了变形控制设计研究,并进行了工程实践,同时把这一重要设计思想编入GB50007-2002建筑地基基础设计规范,即在一个整体大面积基
8、础上建有多栋高层或多层建筑,应按上部结构、基础与地基共同作用进行变形计算,标志着我国地基基础设计水平已达到国际先进水平。16我省原云南省设计院总工刘岳东教授级高工,已年过80高龄,经过多年的调查、分析、研究,出版了高层建筑筏形基础内力分析一书,对现行规范中的一些问题提出了不同的论点:如,对基础内力分析的弯曲与弯矩的概念及相应的“倒梁法”计算的不同观点;对基底摩擦阻力抵消基础整体弯矩的讨论。同时针对上部结构、基础、地基共同工作的设计思想和方法,分为9个章节进行了分析和论述。刘老的这部专著对我们更深入准确地学习贯彻建筑地基基础设计规范,并把上部结构、基础、地基共同工作的设计思想在工程实践中推广和实
9、践有指导作用,刘老这种对工程科学问题严谨且不断探求的精神,是我们全体工程技术人员学习的榜样。171.4 重现监测技术: 监测技术在地基基础工程中占有十分重要的地位。它既是地基基础工程灾害的预警系统。同时监测数据是检验地基基础工程设计、施工质量和水平的重要依据。动态设计、信息化施工要依靠监测技术实现。 监测技术包括: 测试原件、监测仪器仪表、自动控制系统和反分析技术。 监测技术研究包括: 测试原件、仪器仪表的可靠性、耐久性研究,自动测试系统可靠性研究、远程监控技术和自动报警系统。 18近十年国内外在监测技术的研究方面已基本上实现了:除传统的应变、频率测试外,发展了远红外技术、光谱分析技术,并在自
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