地基基础知识点.ppt

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1、地基基础施工地基基础施工地基与基础施工地基与基础施工知识点回顾知识点回顾地基基础施工地基基础施工一一.基本概念基本概念二二.土的物理性质土的物理性质三三.土的物理状态土的物理状态四四.土方施工（建工）土方施工（建工）五五.浅基础施工浅基础施工六六.深基础施工深基础施工七七.地基处理地基处理八八.地基基础设计（铁工）地基基础设计（铁工）九九.自测复习题自测复习题一一.基本概念基本概念1.1.地基地基：受建筑物荷载的影响，建筑物下一定范围内的土层将产生应力和变形，应力和变形值不可忽略的那部分土层称为地基。2.2.基础基础：起支撑上部结构，并将上部结构荷载传给地基的作用的这部分位于上部结构和地基之间

2、的部分称为基础。3.3.持力层：持力层：基础以下的第一层土称为持力层。4.4.软弱下卧层：软弱下卧层：在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层，若下卧层的承载力低于持力层，则称为软卧下卧层。二二.土的物理性质土的物理性质1.1.土的形成：土的形成：土是由原岩经过风化、剥蚀、搬运、沉积而成的。2.2.土的工程分类土的工程分类 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土3.3.土的三相：土的三相：固相、液相、气相4 4土的颗粒（固相）土的颗粒（固相）土的粒径级配：土的粒径级配：用各个粒组的相对含量来表示。界限粒径：界限粒径：粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。粒径级配曲线：粒径级配曲线：若曲线较陡

3、，土粒均匀，土粒级配不良。反之，曲线平缓，分布范围广粒径相差悬殊，则土粒级配良好。不均匀系数：不均匀系数：常用不均匀系数Cu来反映粒径级配的不均匀程度。Cu=d60/d10即限制粒径与有效粒径之比。若Cu5级配良好。Cu越大，土粒越不均匀。土的颗粒分析试验：土的颗粒分析试验：筛分法、密度计法或移液管法。筛分法适用于粒径大于0.075mm的土。 二二.土的物理性质土的物理性质二二.土的物理性质土的物理性质5.5.土中的水（液相）：土中的水（液相）：分为结合水和自由水。6.6.土中的空气（气相）土中的空气（气相）7.7.土的结构类型：土的结构类型：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。单粒结构压缩性低、强

4、度高适合做天然地基蜂窝结构和絮状结构土统称为有结构性土。土粒之间的连接强度会由于长期的压密作用和胶结作用而加强。二二.土的物理性质土的物理性质8.8.土的三项比例指标（重点）土的三项比例指标（重点）一般由试验直接测定其数值1)1)土的密度土的密度：土单位体积的质量，g/cm3。2)2)土粒比重土粒比重( (土粒相对密度）土粒相对密度）d ds s土粒的质量与同体积纯蒸馏水在 4 时的质量之比。 3)3)土的含水量土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比，以%表示。 mVsswd100%wsmm二二.土的物理性质土的物理性质9.9.换算指标换算指标 除了上述几个可以直接测定的指标外，还有几个可以计

5、算求得的指标。 二二.土的物理性质土的物理性质二二.土的物理性质土的物理性质4)4)孔隙比孔隙比 5)5)孔隙率孔隙率 二二.土的物理性质土的物理性质6)6)饱和度饱和度 二二.土的物理性质土的物理性质10.10.指标的转换指标的转换100%(1 0.01 )(1 0.01 )11(1)100%11 0.011()11()wssswsswswswswdddsvwswvwssatwsswsvmwmdwd pwmdppev peempvppd pd pwpepwepmv pd pv pdeppveemv pmvv ppv （一）（二）（三）111 0.01100%100%10.010.01()10

6、0%100%100%,swwsswwsatwvswwwsrrrsvvwwsdppemv pvpppvvvennevenwd pvmwds eS eSwdvv pepedw（四）五二二.土的物理性质土的物理性质三三.土的物理状态土的物理状态1.1.砂土的密实度的判别方法砂土的密实度的判别方法 1)1)天然孔隙比天然孔隙比:孔隙比越大，土越松散；孔隙比越小，土越密实。 2)2)相对密度相对密度DrDr：若Dr趋近于1，土越米实；若Dr趋近于0，土越松散。 3)3)现场标准贯入实验锤击数现场标准贯入实验锤击数N N：N越大越密实。 4)4)野外鉴别法野外鉴别法2.2.粘性土的状态粘性土的状态随含水率

7、增加处的状态：固态、半固态、可塑及流塑状态。1)1)界限含水率界限含水率：粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水率。2)2)液限液限：土由可塑状态转到流塑状态的界限含水率,WL3)3)塑限塑限:由半固态转到可塑状态的界限含水率,WP三三.土的物理状态土的物理状态4)塑性指数：液限和塑限的差值为塑性指数IP。去掉百分号。 塑性指数越大,可塑性越好。5)液性指数：天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比IL PLPIPLPII三三.土的物理状态土的物理状态3.3.土的渗透性土的渗透性 土孔隙中的自由水在重力作用下，透过土孔隙流动的现象。即土被水流透过的性质。1 1) )达西定律达西定律:水的渗透速度

8、与水头差成正比,与渗透路径成反比。2 2) )影响土的渗透性的因素影响土的渗透性的因素:土粒的大小和级配：级配越好渗透性越低；土的孔隙比：孔隙比越小渗透性越小；水的温度：温度越高，渗透性越好；土中封闭气体的含量,气泡越多渗透性越小。三三.土的物理状态土的物理状态2.2.土的压缩性土的压缩性 地基土在压力作用下体积缩小的特性。1)1)土体变形的原因土体变形的原因：土中水及气体从空隙中排出；封闭在土中的气体被压缩；土颗粒和土中的水被压缩。2)2)试验试验：土的固结试验3)3)压缩曲线压缩曲线：横坐标表示压力P，纵坐标表示孔隙比e绘出的曲线。三三.土的物理状态土的物理状态4)4)压缩指标：压缩指标：

9、压缩系数压缩系数:压缩曲线上任一点的切线斜率为压缩系数a， a值越大，曲线越陡，压缩性越大，单位MPa-1；压缩模量压缩模量：是指在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量的比值， 用Es表示，Es越大， 压缩性越低，单位MPa。三三.土的物理状态土的物理状态3.土的可松性 在自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，以后虽然经过回填压实也不能恢复其原来体积的特性。312VVV3211(1 1)(1 2)ssVVKKVVV1 V3 V2三三.土的物理状态土的物理状态四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）1.1.勘探的方法勘探的方法 钻探、坑探、物探、触探2.2.工程地质

10、勘察等级划分工程地质勘察等级划分 根据工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级分为甲级、乙级、丙级。3.3.土方的边坡坡度土方的边坡坡度 土方的边坡坡度以其高度与底宽之比表示坡宽b坡角坡肩坡顶坡底坡高h边坡各部位名称mhbb：土方边坡坡度11h4.4.土方施工的原则土方施工的原则开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖5.5.推土机提高生产率的方法推土机提高生产率的方法下坡推土；并列推土、分批集中；一次推送；槽形推土并列推土并列推土四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）6.6.铲运机开行路线铲运机开行路线环形线路、8字形线路7.7.铲运机提高生产率的方法铲运机提高生产率的方法下

11、坡铲土；挖近填远、挖远填近；推土机助铲；双联铲运法；挂大斗铲运；跨铲法四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）跨铲法跨铲法8.8.单斗挖土机的分类单斗挖土机的分类正铲、反铲、拉铲、抓铲四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）9.9.实际工程中常用的土方回填料实际工程中常用的土方回填料 粘性土、砂、石粉10.10.填土压实的方法填土压实的方法 碾压法、夯实法、振动法碾压法碾压法夯实法夯实法振动法振动法四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）11.11.影响填土压实质量的因素影响填土压实质量的因素压实功、土的含水量、铺土厚度12.12.深基坑的定义深基坑的定义 底面积27m2以内

12、，且底长边小于三倍短边； 开挖深度超过5米(含5米)； 或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）13.13.排桩支护按结构形式的分类排桩支护按结构形式的分类 悬臂式排桩支护结构 内撑式排桩支护结构 拉锚式排桩支护结构四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）14.14.土钉的类型土钉的类型 钻孔注浆型 直接打入型 打入注浆型15.15.降低地下水的方法降低地下水的方法 集水坑法和井点降水法集水坑法集水坑法井点降水法井点降水法四四.土方工程施工（建工）土方工程施工（建工）1.基础按结构型式的分

13、类条形基础、独立基础、井格基础、片筏基础、箱形基础条形基础条形基础五五.浅基础施工浅基础施工独立基础独立基础井格基础井格基础片筏基础片筏基础箱形基础箱形基础五五.浅基础施工浅基础施工2.基础埋深的定义 室外设计地面至基础底面的垂直距离3.条形基础砌筑的质量要求 横平竖直、砂浆饱满、 灰缝均匀、上下错缝、 内外搭砌、接槎牢固4.筏形基础基础的分类 梁板式和平板式五五.浅基础施工浅基础施工5.砖基础大放脚的形式 等高式和间隔式六六.深基础施工深基础施工1.1.桩分类桩分类（1）按施工方法分为：预制桩和灌注桩。（2）按承台与地面相对位置不同分为：低承台桩和高承台桩。（3）按桩的形状和竖向受力情况分为

14、： 摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受； 端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。六六.深基础施工深基础施工2.桩基础的组成桩身、桩台3.混凝土灌注桩的分类 钻孔灌注桩 冲孔灌注桩 沉管灌注桩 人工挖孔桩 爆破灌注桩5.混凝土预制桩的种类 实心桩 空心桩 钢桩七七.地基处理地基处理1.1.换填垫层法 指将基础下部一定范围内不能满足承载能力的的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。 适用于：包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。七七.地基处理地基处理2.强夯法 强夯法指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自

15、一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。 适用于：砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。3.挤密桩法 用冲击或振动方法，把桩管打入原地基，拔出后用素土，灰土、石灰土、水泥土等回填夯实，达到形成增大直径的桩体，并同原地基一起形成复合地基。 适用于：软土地基加固，在湿陷性黄土地区使用较广八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）1.作为承托建筑物的地基应满足的要求：（1）地基的承载能力不小于作用于地基的压力，在防止地基整体破坏和建筑物失稳方面必须有足够的安全储备。（2）地基的变形值不能过大，保证建筑物不因沉降量过大而破坏或影响正常使用。2.土中应力的分类： 自重应力:由土的自重在地基内产生应

16、力, 以地面为起量点。 附加应力:由建筑物荷载和其它外荷载在地基内产生的应力， 以基础地面为起量点。 八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）3.自重应力的变化规律： 随深度线性增加； 土的自重应力分布曲线是一条折线，拐点在土层交界处和地下水位处； 同一土层的自重应力按直线变化。 当地下水位下降时，自重应力增加。八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）4.4.地基地基附加应力分布附加应力分布规律规律 附加应力在向四周和向下逐渐扩散，数值并逐渐减小。 角点法计算竖向附加应力5.5.基底压力基底压力：又称接触应力，它是建筑物的荷载通过基础传给地基的压力，也是地基作用于基础地面上

17、的反力。方向竖直向上，单位KPa(1)中心荷载下的基底压力：AG+F=PkkkAL b式中式中 F Fk k上部结构传至基础顶面的竖向力值，上部结构传至基础顶面的竖向力值，( (kNkN) )； G Gk k 基础和基础上覆土重，基础和基础上覆土重，( (kNkN) )。可近似取。可近似取G Gk k= = G GAdAd； G G 基础及其上覆土的平均重度，一般取基础及其上覆土的平均重度，一般取2020kN/mkN/m3 3，地，地 下水位以下水位以下取有效重度下取有效重度 ； d d 基础埋置深度基础埋置深度(m) (m) 。当室内外标高不同时，取平均深度计算；。当室内外标高不同时，取平均

18、深度计算； 八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）(2)偏心荷载作用下基底压力的分布规律： 当eL/6时，基底压力重新分布。maxmin61vpFeplblFvFG dacbxxyyb b L L e e pminpmaxpminpmaxdacbpmaxPmin=0pmaxPmin=0dacbpmaxPmin0pmaxPmin0dacbxxyy八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）6.土的两个抗剪强度度指标(直剪试验确定) c土的粘聚力：黏性土的性质 土的内摩擦角：取决于土粒间的摩阻力和连锁作用，内摩擦角反映了土的摩阻性质。7.土的极限平衡状态：当土中任意点在某一平面上

19、的切应力达到抗剪强度时，称该点处于极限平衡状态。八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）8.地基土的破坏形式 整体剪切破坏 局部剪切破坏 冲剪破坏。9.设计地基基础应该满足的要求 (1)地基应该有足够的强度和稳定性 (2)基础的沉降量应小于地基的允许变形值。八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）10.10.地基变形地基变形特征特征 (1)沉降沉降量量：基础中心的沉降量s； (2)沉降差沉降差：两相邻基础沉降量的差值； (3)倾斜倾斜：指单独基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值; (4)局部局部倾斜倾斜：指砌体称重结构沿纵墙6-10m之内基础两点间的沉降差与距离的比值，

20、墙身开裂，大多数都是墙身局部倾斜超过允许值所引起的。11.11.基础埋置深度的基础埋置深度的影响因素影响因素 (1)建筑物的用途及基础构造的影响； (2)作用在基础上的荷载大小和性质的影响； (3)工程地质和水文地质条件的影响； (4)相邻建筑物基础的影响； (5)地基冻胀性的影响：要求基础埋置深度大于冻结深度。八八.地基基础的计算（铁工）地基基础的计算（铁工）九九.自测复习题自测复习题一.选择题1.在建筑工程上，我们将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分称为：（ ）。 A、基础 B、地基 C、持力层 D、下卧层2.粘性土的塑性指数为大于（ ）的土。A、17 B、10 C、7 D、3

21、 3.满足条件（ ）的土为级配良好的土。 A.Cu5 B.Cu5 C.Cc=13 D.Cu5且Cc=134.工程建设中，进行地基处理的目的，下列选项中错误的（ ）。 A、提高地基土的压缩性 B、增加地基稳定性 C、改善软弱土的渗透性 D、提高地基土的抗震性能ABDA九九.自测复习题自测复习题5.用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的( ) A颗粒级配越好 B颗粒级配越差 C颗粒大小越不均匀 D不均匀系数越大6.判别粘性土软硬状态的指标是 ( ) A塑性指数 B液性指数 C压缩系数 D压缩指数7.在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是( ) A均匀的 B曲线的

22、 C折线的 D直线的8.下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是( ) A钻孔柱状图 B工程地质剖面图 C地下水等水位线图 D土工试验成果总表。BBDC九九.自测复习题自测复习题二、填空题1.基础根据埋置深浅可分为 和 。2.土是由 、 、 组成，故称为三相体。3.土颗粒试验分析结果用 表示。4.桩基础按受力条件可分为端承桩和 。5.泥浆循环工艺分为 和 两种。6.土颗粒的结构有三种：单粒结构，蜂窝结构， 。7.土的三个基本物理性质指标是重度、含水量、 。8.土中液态水可以分为自由水和 。10.无粘性土的物理状态指标是 ，粘性土的物理状态指标是含水率。深基础 浅基础土颗粒 水 空气颗粒级配曲线摩

23、擦桩正循环 反循环絮状结构土粒相对密度结合水密实度九九.自测复习题自测复习题11.当粘性土液限为39%,塑限为21%时,则塑性指数为 。12.地基土中的应力包括自重应力和 。13.地基中附加应力是 在地基中引起的应力。14.工程土的压缩变形主要是由于孔隙中的 和 被挤出，致使土孔隙减小。15.土的抗剪强度试验条件不同，测出的抗剪强度指标值 、 不同。16.地基土的破坏形式有整体剪切破坏、局部剪切破坏、 破坏17.工程地质勘探的方法有： 、 、物探、触探。18.岩土工程勘察等级根据工程的 ，场地的 和地基等级综合分析确定。18附加应力建筑物荷载或外荷载水 气体内摩擦角粘聚力c冲剪钻探 坑探重要性

24、复杂程度九九.自测复习题自测复习题19.浅基础根据其结构形式可分为 、 、井格基础、 、 。20.基坑的排水方法主要有 和 两类。21.地基土的处理方式有 、 、 。22.桩基础按施工方法可分为 和 。23.桩基础中，承受并分布上部荷载的结构是 。25.矩形分布荷载作用下地基附加应力常用 法求解。26.土被水渗流通过的性能称为 。27.土是 经过风化、剥蚀、破碎、搬运和沉积的产物28. 是指半固态与可塑状态之间的界限含水率；液限是指可塑状态与 之间的界限含水率。集水坑法 井点降水法换填垫层法 强夯法 挤密桩法预制桩 灌注桩承台角点渗透性岩石片筏基础 箱形基础条形基础 独立基础塑限流动状态九九.

25、自测复习题自测复习题三.判断题1.单粒结构的土如果孔隙比较小，且土体强度大，则可以作为天然地基。2.标准贯入试验的垂击次数越多，说明土越疏松。3.地基土的三大基本物理性质指标是天然密度、饱和度、相对密度。4.地基就是建筑物的下部结构。5.轴心荷载作用下，基底压力呈矩形分布。6.偏心受压时，若偏心距，则基底压力呈三角形分布。7.偏心受压时，若偏心距，则基底压力呈梯形分布。8.大直径桥墩的灌注桩基础常采用人工挖孔。9.击实曲线中，最大干密度对应的含水量是最佳含水量。九九.自测复习题自测复习题四.简答题1.土的工程分类2.基础埋置深度选择所考虑的因素有哪些？3.简述土体压缩变形产生的三大原因。4.影

26、响土体压实的因素有哪些？答：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土答：建筑物用途及基础构造的影响；作用于地基上荷载的大小和性质；工程地质和水文地质条件；相邻建筑物基础的埋深影响；地基土冻胀和融陷的影响。答：土颗粒本身的压缩；土孔隙中不同形态的水和气体的压缩；孔隙中部分水和气体被挤出，土颗粒相互移动靠拢使孔隙体积减小。答：压实功、土的含水量、铺土厚度九九.自测复习题自测复习题五.计算题1某原状土样，测得体积为61cm3，湿土质量为102g，烘干后质量为75g，土粒相对密度为2.7。试求该土样的天然含水量w、天然密度、干重度d、孔隙比e、饱和重度sat、有效重度及饱和度Sr。10275100%

27、100%36%7510231.67/6116.7312.28/110.36(1)2.7 1 (10.36)1111.21.672.71.231017.73/11 1.2317.73107.73/mwwmsmg cmvg cmdwddws ws weddesg cmwsateg cmwsatwsr 36%2.7100%100%81%1.2dse10275100%100%36%7510231.67/6116.7312.28/110.36(1)2.7 1 (10.36)1111.21.672.71.231017.73/11 1.2317.73107.73/mwwmsmg cmvg cmdwddws ws weddesg cmwsateg cmwsatwsr 36%2.7100%100%81%1.2dse九九.自测复习题自测复习题2.某基础底面尺寸l=3m，b=2m，基础顶面作用轴心力Fk=450kN，弯矩M=150kN.m,基础埋深d=1.2m，试计算基底压力并绘出分布图。144kN212320AdGGk. 土重土重 基础自重及基础上回填基础自重及基础上回填mGFMekkk2530144450150.偏心矩偏心矩kPaleblGFppkk948114932530613214445061.minmax基底压力基底压力【解】