基础工程-绪论课件.ppt
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1、基础工程课程性质和内容?基础工程课程性质和内容?什么是基础工程?什么是基础工程?为什么要学习基础工程?为什么要学习基础工程?基础工程的发展概况?基础工程的发展概况?基础工程课程特点?基础工程课程特点?0 0 绪绪 论论基础工程基础工程是土木工程专业的一门重要的专业基础课,是土木工程专业的一门重要的专业基础课,是连接基础课和专业课的桥梁。本课程主要学习和是连接基础课和专业课的桥梁。本课程主要学习和掌握有关基础工程的设计原理和方法,其内容包括掌握有关基础工程的设计原理和方法,其内容包括浅基础的地基承载力计算和基础底面尺寸确定、浅基础的地基承载力计算和基础底面尺寸确定、浅基础结构设计与计算、地基变形
2、验算浅基础结构设计与计算、地基变形验算、连、连续基础续基础设计与计算、桩基础设计与计算、支挡结构设计与设计与计算、桩基础设计与计算、支挡结构设计与计算、地基处理方法等。计算、地基处理方法等。教材:教材:基础工程基础工程曹云、孟云梅、贾彩虹编,北京大曹云、孟云梅、贾彩虹编,北京大学出版社(学出版社(2012.122012.12)。)。材料力学、结构力学、土力学、工程地质学等,材料力学、结构力学、土力学、工程地质学等,特别是土力学,是本课程的重要理论基础,必须先特别是土力学,是本课程的重要理论基础,必须先行学习并予以很好掌握。行学习并予以很好掌握。一、基础工程的性质和内容一、基础工程的性质和内容基
3、础设计基础设计先导土力土力学学地基设计地基设计基础型式的选择基础型式的选择基础底面尺寸的计算基础底面尺寸的计算基础埋置深度的计算基础埋置深度的计算地下结构的计算地下结构的计算基础断面计算基础断面计算基础内力计算基础内力计算地基土的承载力确定地基土的承载力确定地基稳定性计算地基稳定性计算地基变形计算地基变形计算地基处理地基处理第二章第二章浅基础浅基础第三章第三章连续基础连续基础第四章第四章桩基础桩基础第五章第五章基坑工程基坑工程第六章第六章地基处理地基处理第七章第七章特殊土地基特殊土地基第八章第八章地基基础抗震地基基础抗震 0 0 绪论绪论第一章第一章绪论绪论u 地基基础的概念与特点地基基础的概
4、念与特点一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分个部分 。它们有着各自的功能。它们有着各自的功能。上部结构上部结构是完成设计预定功能的主体结构。是完成设计预定功能的主体结构。基础基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。殊处理的结构部件。地基地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。物稳定的岩土体。请看图例。请看图例。二、什么是基础工程?二、什么是基础工程?图图 1 1 房屋建筑体系的组成房屋建筑体系的组成楼层(
5、上部结构楼层(上部结构)基础(下部结构)基础(下部结构)地基地基图图 2 2 桥梁建筑体系的组成桥梁建筑体系的组成桥跨(上部结构桥跨(上部结构)桥墩(下部结构)桥墩(下部结构)地基地基地基地基基础(下部结构)基础(下部结构)土力学土力学是学科的理论基础,作为工程载体研究岩是学科的理论基础,作为工程载体研究岩土的特性及其应力应变、强度、渗流的基本规律土的特性及其应力应变、强度、渗流的基本规律;基础工程基础工程则为在岩土地基上进行工程的技术问则为在岩土地基上进行工程的技术问题,两者互为理论与应用的整体题,两者互为理论与应用的整体。基础工程:基础工程:就是研究下部结构物与岩土相互作用就是研究下部结构
6、物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生的各种变形与稳定问共同承担上部结构物所产生的各种变形与稳定问题。题。什么是基础工程?什么是基础工程?地基分类:地基分类:天然地基天然地基:当选定合适的基础形式后,若地基不加处理当选定合适的基础形式后,若地基不加处理 就可以就可以满足设计要求的,称为天然地基。满足设计要求的,称为天然地基。人工地基人工地基:当地基强度不足或压缩性很大而不能满足设计要求时,则需要当地基强度不足或压缩性很大而不能满足设计要求时,则需要对地基进行处理,经过人工处理后的地基则称为人工地基。对地基进行处理,经过人工处理后的地基则称为人工地基。基础分类:基础分类:浅基础浅基础:通常把埋
7、置深度较浅,且施工简单的基础称为浅基础。通常把埋置深度较浅,且施工简单的基础称为浅基础。深基础深基础:若浅层土质不良,须将基础埋置在较深的好土层上,且若浅层土质不良,须将基础埋置在较深的好土层上,且需要借助于特殊施工方法的基础,则称为深基础。需要借助于特殊施工方法的基础,则称为深基础。u基础工程的重要性基础工程的重要性 基础工程是基础工程是隐蔽工程隐蔽工程,影响因素很多,地基基础工程的勘,影响因素很多,地基基础工程的勘察、设计和施工质量,直接影响建筑物的安全。建筑物事故察、设计和施工质量,直接影响建筑物的安全。建筑物事故的发生,很多与基础工程问题有关。一旦发生质量事故,补的发生,很多与基础工程
8、问题有关。一旦发生质量事故,补救和处理往往很困难,甚至是不可能的,有些即使可以补救救和处理往往很困难,甚至是不可能的,有些即使可以补救,其加固修复工程所需的费用也十分可观。,其加固修复工程所需的费用也十分可观。在建筑史上,许多建筑工程质量事故就是发生在地基基在建筑史上,许多建筑工程质量事故就是发生在地基基础问题上。础问题上。工程实例:工程实例:三、为什么要学习基础工程三、为什么要学习基础工程?加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 事故:事故:19131913年年9 9月装谷物,月装谷物,1010月月1717日装了日装了3182231822谷物时,谷物时,1 1小时竖向沉降达小时竖向沉降达30.
9、5cm30.5cm2424小时倾斜小时倾斜26265353西端下沉西端下沉7.32m7.32m 东端上抬东端上抬1.52m1.52m上部钢混筒仓完好无损上部钢混筒仓完好无损概况:长概况:长59.4m59.4m,宽,宽23.5m23.5m,高,高31.0m31.0m,共,共6565个圆筒仓。个圆筒仓。钢混筏板基础,厚钢混筏板基础,厚61cm61cm,埋深,埋深3.66m3.66m。1911 1911年动工,年动工,19131913年完工,自重年完工,自重20000T20000T。加拿大特朗斯康谷仓加拿大特朗斯康谷仓 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
10、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谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动坏而滑动。处理:处理:事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩,使用事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩,使用388388个个50t50t千斤顶以及支撑系统,才把仓体逐渐纠正过来,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。但其位置比原来降低了米。于于19041904年落成,至今已有年落成,至今已有100100余年的历史。当地表层为人工填土与砂夹卵石余年的历史。当地表层为人工填土与砂夹卵石硬壳层,厚度硬壳层,厚度5m
11、5m;其下为超高压缩性淤泥,天然孔隙比高达;其下为超高压缩性淤泥,天然孔隙比高达7 71212,天然含水量,天然含水量高达高达150%150%600%600%,为世界罕见的软弱土,层厚达,为世界罕见的软弱土,层厚达25m25m。因此,这座艺术宫严重下。因此,这座艺术宫严重下沉,沉降量竟高达沉,沉降量竟高达4m4m。临近的公路下沉。临近的公路下沉2m2m,公路路面至艺术宫门前高差达,公路路面至艺术宫门前高差达2m2m。参观者需步下参观者需步下9 9级台阶,才能从公路进入艺术宫。下沉量为一般房屋一层楼有余,级台阶,才能从公路进入艺术宫。下沉量为一般房屋一层楼有余,造成室内外连接困难和交通不便,内外
12、网管道修理工程量增加。造成室内外连接困难和交通不便,内外网管道修理工程量增加。墨西哥市墨西哥市艺术宫艺术宫 比萨斜塔比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼,是比萨大教堂的钟楼,8 8层圆柱形建筑,白色大理石砌成,层圆柱形建筑,白色大理石砌成,塔高塔高54.554.5米。米。13701370年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.12.1米,米,19901990年年1 1月起斜塔全部关闭,塔身重心线已偏离月起斜塔全部关闭,塔身重心线已偏离1010。1590:1590:伽利伽利略在此塔做略在此塔做落体实验落体实验 比萨斜塔比萨斜塔 1838-18391838-1839:挖环形基
13、坑卸载挖环形基坑卸载1933-19351933-1935:基坑防水处理基坑防水处理 基础环灌浆加固基础环灌浆加固19901990年年1 1月月:封闭封闭19921992年年7 7月:月:加固塔身,用压重加固塔身,用压重 法和取土法进行地法和取土法进行地 基处理基处理处理措施处理措施原因:原因:地基持力层为粉砂,下面为粉土和地基持力层为粉砂,下面为粉土和粘土层,强度较低,粘土层,强度较低,变形较大变形较大。经过经过1111年的纠倾工作,年的纠倾工作,20012001年年1212月月1515日向游人重新开放,比萨斜塔被日向游人重新开放,比萨斜塔被扳扳“正正”0.440.44米,目前还倾斜米,目前还
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