基础工程总复习ppt课件.ppt

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1、基 础 工 程 学总 复 习第一章 绪 论地基受建筑物影响的那一部分地层;基础建筑物向地基传递荷载的下部结构.d基础基础地基地基埋深埋深地地 基基 天然地基天然地基 人工地基人工地基基 础 浅基础浅基础 深基础深基础基础工程设计包括基础设计和地基设计：基础设计基础形式、基础埋深、基底尺寸（面积）、基础内力、截面计算等。地基设计地基承载力、地基变形计算、地基稳定性、地基处理。 基础设计需满足的三个基本要求：1）强度要求：2）变形要求：3）上部结构的其他要求： 浅基础：浅基础：通常把位于天然地基上、埋置深度通常把位于天然地基上、埋置深度小于小于 5m 5m 的一般基础的一般基础 ( ( 柱基或墙基

2、柱基或墙基 ) ) 以及以及埋置埋置 深度虽超过深度虽超过 5m, 5m, 但小于基础宽度的大但小于基础宽度的大尺寸基础尺寸基础 ( ( 如箱形基础如箱形基础 ), ), 统称为天然地基统称为天然地基上的浅基础上的浅基础 。第二章第二章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础浅基础的设计内容及步骤浅基础的设计内容及步骤1.选择基础的选择基础的2.确定地基持力层，选择基础的确定地基持力层，选择基础的3.确定确定4.根据地基承载力，根据地基承载力，（包括变形与稳定性（包括变形与稳定性验算）；验算）；5.进行基础的结构进行基础的结构6.绘基础绘基础地基计算的规定：地基计算的规定：（1）所有建筑物的地基

3、计算均应满足承载力计算的）所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的规定，即基础底面的压力应符合下列要求：规定，即基础底面的压力应符合下列要求：当轴心受压时当轴心受压时当偏心受压时当偏心受压时Pkfa Pkmax1.2 fa （2）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计。变形设计。SS （3）部分设计等级为丙级的建筑物，可不作变形验）部分设计等级为丙级的建筑物，可不作变形验算算.基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择原则：原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋在满足承载力的条件下尽量浅埋基本要求：基本要求：1.除岩石以外，除岩石以外，D大于大于50c

4、m（表土扰动，植物，冻融，（表土扰动，植物，冻融，冲蚀）冲蚀）2.基础顶距离表土大于基础顶距离表土大于10cm，保护基础面。保护基础面。3.桥要求在冲刷深度以下桥要求在冲刷深度以下1 1、 建筑物的建筑物的2 2、 工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件3 3、 地基土的冻胀地基土的冻胀4 4、 场地环境条件场地环境条件其它控制因素：其它控制因素：2002规范采用地基承载力特征值 的概念：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。af地基承载力的概念我国规范中取：我国规范中取：fa=Mb b+Md md+Mcck 1 1 通过公式计算通过公式计算 2 2 通过载荷

5、试验确定通过载荷试验确定 3 3 通过经验确定通过经验确定GBJ7-89 GBJ7-89 规范：规范：推荐查表方法推荐查表方法GB50007-2002 GB50007-2002 规范：规范：取消了相关表格取消了相关表格fa=fak+ b (b-3)+ d m(d-0.5)对从载荷试验、其他原位测试、规范表对从载荷试验、其他原位测试、规范表格等方法确定的承载力，应进行深度和宽度修格等方法确定的承载力，应进行深度和宽度修正：正：fak ：查表计算或静载荷试验确定的承载力标准值查表计算或静载荷试验确定的承载力标准值fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值）深宽修正后的承载力特征值（设计值） b、 d

6、 ：宽度和埋深修正系数宽度和埋深修正系数 ：基础底面以下土的重度基础底面以下土的重度 m ：基础底面以上土的加权平均重度基础底面以上土的加权平均重度b ：大于大于6m按按6m考虑，小于考虑，小于3m按按3m考虑考虑4、按建筑经验确定 同一地区，相同土层，相近建筑。地基变形验算:变形验算要求：计算值允许值 AGFpkkkafA dfFGak f a修正后的地基承载力特征值。修正后的地基承载力特征值。pk基底压应力设计值（基底压应力设计值（kPa）Fk上部结构作用在基础顶面的荷载设计值上部结构作用在基础顶面的荷载设计值(kN)；Gk基础自重及其台阶上土的重力（基础自重及其台阶上土的重力（kN）；）

7、；中心荷载：中心荷载： GG 平均重度，一般取平均重度，一般取 20 20 kN/mkN/m3 3GFdakfp 基础地面尺寸的确定按地基承载力确定基础底面尺寸按地基承载力确定基础底面尺寸方形基础：方形基础：bdfFGak-b dfFGak条形基础：条形基础： b L dfFGak-独立基础：独立基础：)61 (+=minmaxleAGFppkkmaxp1.2 ， afminp 0，af2minmaxPP确定基底面积的步骤：确定基底面积的步骤：（1）按中心受压求）按中心受压求A1。（2）考虑偏心荷载，将）考虑偏心荷载，将A1扩大扩大 10%40%得得A。（3）验算：）验算：WMAGFpminm

8、ax261blW 例：某条形基础，埋置深度为2m，地下水位埋深1m。已知传至基础顶面的竖向轴心荷载 ，弯矩 。设经修正后的地基承载力特征值为 ，试确定基础宽度b。 mkNFk/400mmkNMk/60aakPf230FkMkb2mmdfFb0 . 2)0 . 1100 . 120(230400Gak扩大10，取b=2.2m。验算： mGFMekkk14. 0304006002 .1212762 . 17 .269)38. 01 (45.195)2 . 214. 061 (12 . 230400)61 (minmaxaaaakPkPfkPleAGFppkk满足要求。故取b=2.2m。地基软弱下卧

9、层承载力验算：地基软弱下卧层承载力验算：F pdz pcz软土软土Es1Es2对条形基础：对矩形基础：tan2)(zbpbcdkz)tan2)(tan2()(zbzlplbcdkzazczzf例：某钢筋混凝土条形基础和地基情况见下图，试验算软弱下卧层是否满足要求？ 1.0m2.0m2.0mFk=220kN/m粘土淤 泥质土3/18mkN3/19mkNaakkPf700 . 1, 0 . 0db025akkkkPbGFp1300 . 22600 . 20 . 20 . 120220acdkzkPzbpb5886. 322425tan0 . 220 . 2)0 . 118130(0 . 2tan2

10、)(0aczkP340 . 280 . 118amdakazkPzdff33.9833.28705 . 233.110 . 170)5 . 00 . 21 (30 . 280 . 1180 . 170)5 . 0(aazaczzkPfkP33.98923458沉降量：沉降量：基础某点的沉降值；基础某点的沉降值；沉降差：沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；倾斜：倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；局部倾斜：局部倾斜：砌体结构沿纵向砌体结构沿纵向610m内基础两点的沉降差内基础两点的沉降差与其距离的比

11、值。与其距离的比值。地基变形验算：地基变形验算： 建筑物需满足地基变形要求建筑物需满足地基变形要求沉降量、沉降差、倾斜等沉降量、沉降差、倾斜等 地基稳定性验算：地基稳定性验算： 水平荷载较大时，稳定验算水平荷载较大时，稳定验算 建筑在斜坡上时，稳定验算建筑在斜坡上时，稳定验算 抗震验算抗震验算PhPv扩展基础设计扩展基础设计刚性基础（无筋扩展基础）刚性基础（无筋扩展基础）00hbhbtgtt1:1.0 1:2.0F bth0有刚性角要求有刚性角要求刚性基础设计步骤刚性基础设计步骤:3、 按宽高比决定台阶高度与宽度按宽高比决定台阶高度与宽度从基底开始向从基底开始向上逐步收小尺寸，使基础顶低于室外

12、地面至少上逐步收小尺寸，使基础顶低于室外地面至少0.1m，否则应需修改尺寸或基底埋深。否则应需修改尺寸或基底埋深。4、 基础材料强度小于柱的材料强度时，应验算基础基础材料强度小于柱的材料强度时，应验算基础顶面的局部抗压强度，如不满足，应扩大柱脚的底面顶面的局部抗压强度，如不满足，应扩大柱脚的底面积。积。1、确定基底面积确定基底面积bl;2、 选刚性基础类型选刚性基础类型;2、轴心荷载作用墙下钢筋混凝土条形基础设计墙下钢筋混凝土条形基础设计1、一般构造要求、一般构造要求基础高度和配筋仍按上上述方法计算，但剪力和弯矩按下式计算：1 1）基础高度）基础高度 按抗冲切强度计算按抗冲切强度计算Fl VF

13、l = pj AcV = 0.7 h ftbph0其中：冲切力和抗其中：冲切力和抗力分别为力分别为柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计2 2）抗弯验算）抗弯验算 （底板配筋）（底板配筋）抗弯验算抗弯验算控控制扩展基础制扩展基础的的配筋配筋同理，同理，可计算-截面、-截面的弯矩。按同方向取大值进行配筋。长方向钢筋置于底层。偏心受荷偏心受荷45ob0h0h0bh0h0l0l偏心荷载偏心荷载一般都设计为长边偏心，一般都设计为长边偏心，只需对危险部位进行冲只需对危险部位进行冲切验算切验算原理同上原理同上M墙体裂缝；墙体裂缝；梁板拉裂；梁板拉裂；构配件损坏；构配件损坏；影响正常使用。影响

14、正常使用。采用筏基或箱基；采用筏基或箱基；采用深基础；采用深基础；地基处理；地基处理；在建筑、结构和施工方面采取措施。在建筑、结构和施工方面采取措施。减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施1、房屋体型力求简单建筑措施建筑措施2、控制建筑物的长高比，合理布置墙体三层和三层以上房屋L/Hf2.5，如2.52m)1.5 D或D+1.5m(当D2m)沉管夯扩、钻孔挤扩桩非饱和土、饱和非黏性土2.2D且4.0d2.0D且3.5d饱和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d注：1、 d 圆桩直径或方桩边长，D扩大端设计直径。2、当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。3

15、、当为端承桩时，非挤土灌注桩的“其他情况”一栏可减小至2.5d。表3.3.3 基桩的最小中心距基桩的最小中心距 桩承台设计承台作用：连结各桩，转换、调整、分配荷载。桩基承台可分为柱下独立承台、柱下或墙下条形承台（梁式承台）、筏板承台、箱形承台。桩基承台的构造，应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构要求. 桩基础设计原则、设计内容和步骤桩基础设计原则、设计内容和步骤（一）桩基础设计原则（一）桩基础设计原则 当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时，当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时，一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然地基承载一般可提出桩基础、地基加固方案

16、进行比较。当天然地基承载能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制沉降进行桩基础设计。沉降进行桩基础设计。 桩基础的设计应符合安全、合理合经济的要求。桩基础的设计应符合安全、合理合经济的要求。对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度合耐久性。对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度合耐久性。（二）桩基础设计基本资料（二）桩基础设计基本资料1、建筑本身的资料；、建筑本身的资料；2、建筑场地、建筑环境资料；、建筑场地、建筑环境资料；3、岩

17、土工程勘察资料；、岩土工程勘察资料；4、施工条件和桩型条件；、施工条件和桩型条件；5、供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。、供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。（三）桩基础设计基本内容和步骤（三）桩基础设计基本内容和步骤1、收集设计基本资料，包括提出勘察要求并实施勘察。、收集设计基本资料，包括提出勘察要求并实施勘察。2、持力层选择和桩型选择。、持力层选择和桩型选择。3、确定单桩承载能力。、确定单桩承载能力。4、根据上部结构荷载情况，初步确定桩的数量和平面布置，初步确、根据上部结构荷载情况，初步确定桩的数量和平面布置，初步确定承台尺寸与埋置深度。定承台尺寸与埋置深度。5、验算作用

18、于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台尺寸再进行验算，直至满足要求。尺寸再进行验算，直至满足要求。6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修正设计，直步修正设计，直至满足要求。至满足要求。7、桩身结构设计和计算。、桩身结构设计和计算。8、承台设计和计算。、承台设计和计算。9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。1）桩基中各单桩的桩顶竖向力）桩基中各单桩的桩顶竖向力（1）轴心竖向力作用下（2）偏心竖向力作用下n

19、GFQkkk22iiyiixiXXMyyMnGFQkkkkk桩基承载力验算桩基承载力验算（3）水平荷载）水平荷载 Fk ：荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力；荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力； G k ：桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力；下部分应扣除水的浮力； nHHkik/akRQ 2）单桩承载力验算）单桩承载力验算 荷载效应标准组合：荷载效应标准组合：（1）轴心竖向力作用下（2）偏心竖向力作用下，除应满足上式外还应满足akRQi2 . 1max（3）水平承载力：）水平承载力：HaikRH例

20、：某承台下为四根截面直径为500mm的沉管灌注桩，桩长10m，上部结构通过柱传至承台顶面的荷载为 ， 。土层为可塑粘土，桩的极限侧阻力标准值 ，极限端阻力标准值 。试验算该柱下独立承台桩基础的承载力。 kNFk3200mkNMk 300askkPq80apkkPq25002mFkMk15005005005005001500当桩的间距sa3d时不考虑群桩效应。kNAqlquQQQppkisikppkskuk6 .17466 .49012564/14. 35 . 02500108014. 35 . 02kNQRuka3 .8732/6 .17462/kNRkNnGFQakkk3 .8735 .86

21、2434504200 . 25 . 25 . 23200kNRkNxxMnGFQaiykkkk10482 . 15 .9621005 .8621004/345075. 0475. 03004200 . 25 . 25 . 232002maxmax满足要求。若考虑承台效应，地基承载力特征值为：承台效应系数：试确定基桩竖向承载力特征值（不考虑地震作用）：aakkPf18006. 0ccakcaAfRR22366. 14/ )785. 025. 6(4/ )4/5 . 045 . 25 . 2(/ )(mnnAAApsckNR8887 .143 .873366. 118006. 03 .873桩基础

22、软弱下卧层验算（桩基桩基础软弱下卧层验算（桩基94规范法）：规范法）：当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行 软弱层的承载力验算软弱层的承载力验算qwuk/qzzz桩基础软弱下卧层验算（桩基础软弱下卧层验算（2008规范法）规范法）对于桩距不超过对于桩距不超过6d的群桩基础，桩端持力层下存在承的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时，可按下列公的软弱下卧层时，可按下列公式验算软弱下卧层的承载力（实体深基础）式验算软弱下卧层的承载力（实体深基础）: azmzfz tgtBtgt

23、AlqBAGFisikkkz22230000Lt硬持力层软弱下卧层AooA +2ttgZ软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算 作用于软弱下卧层顶面的附加应力； 软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加权平均值； t硬持力层厚度； zm软弱下卧层经深度z修正的地基承载力特征值； azf5）桩基沉降验算 沉降计算方法：沉降计算方法： 实体深基础方法（实体深基础方法（ 桩距桩距 6d 6d ） 明德林应力公式方法明德林应力公式方法6）桩基负摩阻力验算桩身结构设计和计算桩身结构设计和计算 桩的质量检验 抽芯超声波低应变、高应变动测开挖检查第五章第五章地地 基基 处处 理理换土垫层法

24、换土垫层法复合地基复合地基加密法加密法预压加固法预压加固法胶结法胶结法土工合成材料土工合成材料第七章 特 殊 土 地 基湿陷性黄土膨胀土红粘土盐渍土多年冻土湿陷性黄土地基特征 湿陷性黄土：在覆盖土层的自重应力或自重应力和附加应力综合作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，并发生显著的附加下沉（湿陷），强度降低。非湿陷性黄土：不湿陷的黄土。 湿陷系数：0hhhpps015. 0s非湿陷性黄土015. 0s湿陷性黄土 湿陷类型和湿陷等级 （1）建筑场地湿陷类型的划分niizsizsh10 （2）黄土地基的湿陷等级niisish1（一）地基处理破坏土的大孔结构。（二）防水措施建筑物的防水和排水。（三）

25、结构措施增强建筑物适应不均匀沉降的能力。湿陷性黄土地基的工程措施膨胀土地基膨胀土的性质概念：膨胀土是指土中粘粒成分主要有亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土和泥质岩石。膨胀土的特征： 粘粒含量很高，粒径0.002mm的颗粒含量一般超过20; 液限大于40%， 塑性指数IP大于17，一般在2235之间。自由膨胀率一般超过40。天然含水量接近或略小于缩限，液性指数小于0; 压缩性低。 膨胀土的胀缩性指标%10000VVVwef%10000hhhwep膨胀土地基的胀缩等级按地基胀缩变形量 划分：csniiisiepichws1)(地基分级变形量Sc（mm）级别15sc

26、3535 sc85%；液性指数小-0.10.4，常处于硬塑和坚硬状态；强度较高，压缩性较低。次生红粘土呈可塑软塑状，压缩性较高。红粘土地区的岩溶和土洞红粘土地基的评价1、地基稳定性评价2、地基承载力评价3、地基均匀性评价红粘土地基的工程措施岩溶和土洞岩溶和土洞的概念 岩溶：可溶性岩层受水溶蚀和机械作用而形成裂隙，溶沟，溶槽和溶洞，等奇特的地面及地下形态的总称。 土洞：岩溶地区上覆盖层在地表水和地下水作用下形成的洞穴。岩溶发育的条件岩溶和土洞地基处理（一）处理地表水和地下水（二）挖填处理（三）灌砂处理（四）垫层处理（五）梁板跨越（六）采取桩基础或沉井其他特殊土地基 多年冻土地基盐渍土地基软土污染

27、土混合土第八章 动力机器基础与地基基础抗震振动对地基土性质的影响1、振动对土的抗剪强度的影响振动使土的抗剪强度降低。2、振动作用下土的压密地基基础的抗震地基基础的抗震第一节建筑场地的类别与震害一、建筑场地的类别（一）地基土的类型我国建筑抗震设计规范GB500112001按土层剪切波速划分： 1、坚硬土或岩石 2、中硬土 3、中软土 4、软弱土（二）建筑场地的类别根据土层等效剪切波速和建筑场地覆盖层厚度，将建筑场地划分为四类：类、类、类、类（三）各类地段的划分地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬土等。不利地段软弱土、液化土、条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩

28、质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如古道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半挖半填地基）等。危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。1.震陷： 地震时，地面产生的巨大沉降称震陷。包括：(1)疏松的非饱和无粘性土-水平振动引起(2)软黏土的震陷(3)地下采空区在强震作用下引起-震陷面积大、震陷量大。 2. 液化液化 在地下水位以下的饱和的松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势，但因孔隙水来不及排出，使土颗粒处于悬浮状态，形成如液体一样，这种现象称土的液化。地基的震害3. 滑坡地质边坡在强烈振动下，使土体下滑力增加，抗滑的内磨擦力降低，导致土坡失去稳定而发生滑坡，造成大量的土、石、砂的坍塌和滑移，这种现象叫滑坡。4. 地裂地震后地表往往出现大量裂缝，称为地裂。地裂可使铁轨移位、管道扭曲、基础断裂、甚至拉裂房屋。应尽量避开容易出现地裂的地段。地基基础的抗震设计抗震设计的基本原则：1）选择有利的建筑场地2）选择对抗震有利的基础形式与埋置深度3）加强基础和上部结构的整体性4）采用适当的结构构造措施5）地基抗震加固（挤密桩、强夯等）地基基础抗震措施：（1）地基为软弱粘性土地基处理，采用桩基（2）地基不均匀地基处理，填平沟、坎。（3）可液化地基地基处理，加强基础整体性和刚度，设置沉降缝等。