《建筑地基基础案例》PPT课件.ppt

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1、建筑地基基础案例分析贺怀建贺怀建贺怀建贺怀建中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院武汉岩土力学研究所内 容一、地基勘探要求及勘察报告一、地基勘探要求及勘察报告二、二、浅基础设计浅基础设计三、三、地地基处理设计与施工若干问题基处理设计与施工若干问题四、地基处理的施工技术及常用方法（实例分析）四、地基处理的施工技术及常用方法（实例分析）五、五、软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验软土地基路桥地基处理试验 一、地基勘探要求及勘察报告（一）地勘案例分析（一）地勘案例分析（二）岩土工程勘察（二）岩土工程勘察（三）

2、岩土工程勘察报告的编写（三）岩土工程勘察报告的编写（一）地勘案例分析（一）地勘案例分析 工程实例工程实例工程实例工程实例1 1 1 1：北京某校教室楼为三层砖混结构，二、三层为现浇钢筋混凝土大梁和北京某校教室楼为三层砖混结构，二、三层为现浇钢筋混凝土大梁和预制楼板，屋盖为木屋架、瓦屋面，西侧辅助房间及楼梯间为四屋钢筋混预制楼板，屋盖为木屋架、瓦屋面，西侧辅助房间及楼梯间为四屋钢筋混凝土现浇楼盖。此楼设计时即发现基础落在不均匀土层上：东南角下为较凝土现浇楼盖。此楼设计时即发现基础落在不均匀土层上：东南角下为较坚实的亚粘土，而西北占总面积坚实的亚粘土，而西北占总面积2 23 3范围内却有高压缩性有

3、机土及泥炭层，范围内却有高压缩性有机土及泥炭层，厚厚23m(23m(图图5-1-3)5-1-3)。当时的处理措施是；对可能位于泥炭层上的基础都采。当时的处理措施是；对可能位于泥炭层上的基础都采用钢筋混凝土条形基础，并将地基承载力由用钢筋混凝土条形基础，并将地基承载力由120kN120kNm2m2降至降至80kN80kNm2m2，同同时在二、三层楼板下设置圈梁。此楼建成使用后第二年即多处开裂，房屋时在二、三层楼板下设置圈梁。此楼建成使用后第二年即多处开裂，房屋微倾，不得不停止使用，微倾，不得不停止使用，1212年后进行加固。年后进行加固。(1)(1)(1)(1)房屋开裂和倾斜情况房屋开裂和倾斜情

4、况房屋开裂和倾斜情况房屋开裂和倾斜情况 东、西立面墙体裂缝如图东、西立面墙体裂缝如图c c、d d所示。其中最宽的裂缝在西立面所示。其中最宽的裂缝在西立面轴线轴线边，自墙顶起直达房屋半高，裂缝宽边，自墙顶起直达房屋半高，裂缝宽30mm30mm左右；左右；轴轴线线屋屋架架下下内内纵纵墙墙的的壁壁柱柱也也被被拉拉裂裂，错错开开30mm30mm左左右右，这这是是北北墙墙一一端端下下沉沉，与与内内纵纵墙墙相相连连的的拉拉梁梁将将壁壁柱柱拉拉裂裂的的缘缘故故。在在二二、三三层层楼楼面面上上，、轴线附近有贯通房屋东西向的裂缝，宽轴线附近有贯通房屋东西向的裂缝，宽101020mm20mm不等。不等。房屋东南

5、角沉降小，西北角沉降大，相对沉降差房屋东南角沉降小，西北角沉降大，相对沉降差8284mm8284mm左右左右(图图e)e)。表层表层表层表层为填土，疏松，厚为填土，疏松，厚23.5m23.5m；第二层第二层第二层第二层为亚粘土，褐灰色，为亚粘土，褐灰色，a1-2a1-2O.45Mpa-1O.45Mpa-1，厚，厚1 11.5m1.5m；第三层第三层第三层第三层为有机土，灰黑色，较软弱，为有机土，灰黑色，较软弱，550550烧灼失量烧灼失量5 51515，厚，厚O.5O.51.4m1.4m；第四层第四层第四层第四层为泥炭层，黑绿色，含大量未分解植物质，烧灼失量为泥炭层，黑绿色，含大量未分解植物质

6、，烧灼失量l5%l5%5%5%，l55%l55%160%,e160%,e3.543.543.823.82，a1-2a1-23 33.6Mpa-13.6Mpa-1，属超高压缩性，属超高压缩性，此层厚不均匀，多数此层厚不均匀，多数0.50.52.3m2.3m，西端薄中部厚，东南角无此泥炭层；，西端薄中部厚，东南角无此泥炭层；第五层第五层第五层第五层为砂砾石，密实，厚为砂砾石，密实，厚0.80.81.5m1.5m；第六层第六层第六层第六层为亚粘土，黄褐色，厚为亚粘土，黄褐色，厚8 816.8m16.8m；(3)(3)(3)(3)事故原因分析事故原因分析事故原因分析事故原因分析 1)1)1)1)本楼位

7、于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。如果该楼如果该楼在规划设计时东移、西移或做穿越泥炭层的桩基、采用换土地基等措施，在规划设计时东移、西移或做穿越泥炭层的桩基、采用换土地基等措施，都能避免此事故。都能避免此事故。所以事故主因是末处理好勘察、地基处理和建筑总平面三者关系。所以事故主因是末处理好勘察、地基处理和建筑总平面三者关系。2)2)2)2)对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对

8、已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。仅采用降低仅采用降低地基承载力、加大钢筋混凝土基础底面积、在二、三层设置圈梁的做法，地基承载力、加大钢筋混凝土基础底面积、在二、三层设置圈梁的做法，它们对于地基实际发生的不均匀变形基本上不能起抵御作用。它们对于地基实际发生的不均匀变形基本上不能起抵御作用。3)3)3)3)房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误：房屋中部有两个空旷楼梯间，使楼面整体性在此

9、处严重削弱；房屋中部有两个空旷楼梯间，使楼面整体性在此处严重削弱；教室，三层基本上是一个教室，三层基本上是一个56m56m宽宽12m12m的大房间的大房间(中间只有两排砖垛作中间只有两排砖垛作为横墙相连为横墙相连)，整个房屋的空间刚度太弱；，整个房屋的空间刚度太弱；房北端为阶梯教室，室内填土从北向南坡下，加剧了北部的沉降。房北端为阶梯教室，室内填土从北向南坡下，加剧了北部的沉降。从以上因素分析，该楼必然西北部的沉降大于东南部。从以上因素分析，该楼必然西北部的沉降大于东南部。整个房屋如同既受反向弯矩又受扭矩的梁。裂缝必然集中在房屋中部整个房屋如同既受反向弯矩又受扭矩的梁。裂缝必然集中在房屋中部薄

10、弱部位的顶端，上屋楼面和墙体的裂缝必然多于下层。薄弱部位的顶端，上屋楼面和墙体的裂缝必然多于下层。此楼需要等待沉降基本停止后方可进行加固处理，为此等待了此楼需要等待沉降基本停止后方可进行加固处理，为此等待了1212年。年。曾经考虑矽化法加固曾经考虑矽化法加固(因有机土和泥炭土很难与化学浆液化合胶结因有机土和泥炭土很难与化学浆液化合胶结而放弃而放弃)、现浇混凝土桩托梁法、现浇混凝土桩托梁法(因施工困难，费用太高而放弃因施工困难，费用太高而放弃)、拆除第、拆除第三层改为两层的减荷法三层改为两层的减荷法(因影响使用而放弃因影响使用而放弃)等处理措施。等处理措施。最后决定用最后决定用“增设圈梁、加固墙

11、体增设圈梁、加固墙体”的做法：的做法：1)1)暂拆木屋盖，在三层顶部增设一现浇内外墙交圈的钢筋混凝土圈梁暂拆木屋盖，在三层顶部增设一现浇内外墙交圈的钢筋混凝土圈梁540mm350mm540mm350mm，422422，做完后再将木屋盖恢复；，做完后再将木屋盖恢复；2)2)在三层楼板顶皮标高处加设一层现浇内外墙的钢筋混凝土圈梁在三层楼板顶皮标高处加设一层现浇内外墙的钢筋混凝土圈梁(室室外外160mm680mm160mm680mm，822822；室内；室内260mm200mm260mm200mm，422)422)，每隔，每隔lmlm用螺栓穿过用螺栓穿过砖墙加以连接；砖墙加以连接；3)3)在二层楼板

12、顶皮标高处也增设类似圈梁见图在二层楼板顶皮标高处也增设类似圈梁见图5-1-4d;5-1-4d;4)4)在外墙窗间墙和在外墙窗间墙和4 4个墙角，加设上下贯通的钢筋个墙角，加设上下贯通的钢筋(416)(416)，并锚固在，并锚固在基础上，保证各层圈梁的共同工作；基础上，保证各层圈梁的共同工作；5)5)外墙内外两面加设外墙内外两面加设66200200的钢筋网并喷一层的钢筋网并喷一层30mm30mm水泥砂浆。水泥砂浆。目前，此教室楼已安全使用多年，未发现新的开裂情况。目前，此教室楼已安全使用多年，未发现新的开裂情况。工程实例工程实例工程实例工程实例2 2 2 2：北京某库房楼，位于一荷花池东南侧、东

13、西干道北侧。该库房为两层北京某库房楼，位于一荷花池东南侧、东西干道北侧。该库房为两层楼房，平面呈一字形，东西向长楼房，平面呈一字形，东西向长47.28m47.28m，南北向宽，南北向宽10.68m10.68m，高，高7.50m(7.50m(图图5-5-6-4)6-4)。库房正中为楼梯间，东西各两大间，每间长。库房正中为楼梯间，东西各两大间，每间长10.80m10.80m、宽、宽l0.20ml0.20m，中，中部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。部有两个独立柱基。内外墙均为条形基础。(1)(1)(1)(1)房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况 此楼此楼19801980年动工，当年年

14、动工，当年6 6月竣工后使用。一年后在库房西侧二楼墙上月竣工后使用。一年后在库房西侧二楼墙上即发现有裂缝。此后，裂缝数量增多，裂缝长度延伸，裂缝宽度展扩。即发现有裂缝。此后，裂缝数量增多，裂缝长度延伸，裂缝宽度展扩。19841984年年4 4月曾对此库房作详细调查统计，大裂缝已有月曾对此库房作详细调查统计，大裂缝已有3333条，有的裂缝长度条，有的裂缝长度超过超过1.80m1.80m，宽度达，宽度达101030mm30mm，且地面多处开裂。，且地面多处开裂。同年同年6 6月月4 4日在库房一楼西大间南墙裂缝处贴纸，日在库房一楼西大间南墙裂缝处贴纸，6 6月月8 8日纸即被撕开，日纸即被撕开，说

15、明裂缝发展速度较快。同年说明裂缝发展速度较快。同年1010月，实测该裂缝长达月，实测该裂缝长达2.80m2.80m，宽为，宽为6 68mm8mm。19911991年年2 2月月1515日再度实测该处裂缝，发现已长达日再度实测该处裂缝，发现已长达3.20m3.20m，缝宽为，缝宽为8 810mm10mm，且墙内外贯通。说明且墙内外贯通。说明6 6年多来库房的沉降仍在发展，但已有收敛的趋势。年多来库房的沉降仍在发展，但已有收敛的趋势。l979 l979年在该库房楼设计时所采用的年在该库房楼设计时所采用的“建筑地基勘察报告建筑地基勘察报告”地层剖面图地层剖面图见图见图5-6-55-6-5。该报告建议

16、的地基持力层为。该报告建议的地基持力层为层，地基设计强度取层，地基设计强度取f f100kN100kNm2m2。为研究事故原因和加固方案，于为研究事故原因和加固方案，于19841984年年1010月重新钻探，在库房南北月重新钻探，在库房南北外墙各布置外墙各布置4 4孔，孔深孔，孔深6 67m7m，都钻至坚实卵石层终孔。同时进行原位测试，都钻至坚实卵石层终孔。同时进行原位测试与土工试验。查明土层分布如下：与土工试验。查明土层分布如下：表面为填土，疏松，厚表面为填土，疏松，厚1.652.30m1.652.30m；第二层第二层为新近代冲积粘性土，场地南为粘土，场地北还有粉质粘为新近代冲积粘性土，场地

17、南为粘土，场地北还有粉质粘土和粉土，呈可塑至软塑状态，厚土和粉土，呈可塑至软塑状态，厚1.151.152.23m2.23m；第三层第三层为有机土和泥炭，黑色；有机土为饱和可塑状态，厚为有机土和泥炭，黑色；有机土为饱和可塑状态，厚0.30.31.5m1.5m不等；泥炭层极疏松，稍湿，状如蜂窝煤引火用炭饼，有大量未腐不等；泥炭层极疏松，稍湿，状如蜂窝煤引火用炭饼，有大量未腐烂植物质，含量高达烂植物质，含量高达41.341.3，压缩性极大；泥炭层厚度极不均匀，东西两，压缩性极大；泥炭层厚度极不均匀，东西两端很薄，端很薄，l l、4 4、8 8三孔无，三孔无，7 7孔厚度超过孔厚度超过2m2m；第四层

18、第四层为粉砂，灰色为粉砂，灰色灰黑色，密实，灰黑色，密实，(东南局部有细砂薄层东南局部有细砂薄层)厚厚度很不均匀，度很不均匀，1 1、5 5 厚度超过厚度超过2m2m，3 3孔无，孔无，7 7孔仅孔仅0.2m0.2m厚。厚。(3)(3)(3)(3)事故原因分析事故原因分析事故原因分析事故原因分析 1)1)原勘察失误是事故的主因。原原勘察失误是事故的主因。原“勘察报告勘察报告”虽有虽有7 7个钻孔资料，但个钻孔资料，但仅有库房对角线的仅有库房对角线的41414646孔分别深孔分别深5.10m5.10m、5.35m5.35m，其余，其余5 5个孔深只有个孔深只有2m2m多，远不及地基受压层深度。多

19、，远不及地基受压层深度。更值得注意的是，其中有更值得注意的是，其中有2 2个孔已穿透有机土与泥炭层但却未做记个孔已穿透有机土与泥炭层但却未做记录，录，“报告报告”中也未说明，只是简单地建议地基计算强度为中也未说明，只是简单地建议地基计算强度为R R1.0kg1.0kgcm2 cm2，即，即fkfk100kN100kNm2m2。这是该库房发生严重质量问题的根源。这是该库房发生严重质量问题的根源。2)2)设计人员面对这份粗糙而不满足设计要求的设计人员面对这份粗糙而不满足设计要求的“勘察报告勘察报告”，并末提，并末提出补做勘察的要求。此外，出补做勘察的要求。此外，(GBJ789)(GBJ789)规定

20、对于三层和三层以上房屋，其规定对于三层和三层以上房屋，其长高比长高比L LH H宜小于或等于宜小于或等于2.52.5；本例虽为二层砌体结构，但长高比本例虽为二层砌体结构，但长高比L LH H47.2847.287.507.506.36.3，此值，此值2.52.5，导致房屋的整体刚度过小，对地基过大不均匀沉降的调整能力太，导致房屋的整体刚度过小，对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施，也是导致墙体开弱。设计人又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施，也是导致墙体开裂的重要原因。裂的重要原因。(4)(4)(4)(4)加固处理做法加固处理做法加固处理做法加固处

21、理做法 曾经考虑了曾经考虑了曾经考虑了曾经考虑了4 4 4 4种加固方案：种加固方案：种加固方案：种加固方案：1)1)1)1)三重管旋喷桩定向旋喷法三重管旋喷桩定向旋喷法三重管旋喷桩定向旋喷法三重管旋喷桩定向旋喷法在基础底面以下形成半径为在基础底面以下形成半径为0.60.60.8m0.8m的半圆桩，托住基础使它们不再继续下沉。但因为基础底面宽度为的半圆桩，托住基础使它们不再继续下沉。但因为基础底面宽度为1.2m1.2m，旋喷桩只能托住基底外侧部分，将造成基础偏心受压；同时由于该，旋喷桩只能托住基底外侧部分，将造成基础偏心受压；同时由于该库房北侧可供施工的空间狭窄，难以安置旋喷法的施工机械。库房

22、北侧可供施工的空间狭窄，难以安置旋喷法的施工机械。2)2)2)2)混凝土灌注桩架梁法混凝土灌注桩架梁法混凝土灌注桩架梁法混凝土灌注桩架梁法如若采用常规灌注桩直径，地基中的软弱如若采用常规灌注桩直径，地基中的软弱土层可能造成缩颈；若采用大直径灌注桩，工程量大，造价高。土层可能造成缩颈；若采用大直径灌注桩，工程量大，造价高。3)3)3)3)钢管桩架梁法钢管桩架梁法钢管桩架梁法钢管桩架梁法经估算需用直径经估算需用直径200200、长、长6m6m的的132132根钢管，不仅根钢管，不仅造价高而且在室内分段打入后的连接做法既不易又难以保证质量。造价高而且在室内分段打入后的连接做法既不易又难以保证质量。4

23、)4)4)4)钢筋混凝土预制桩架梁法钢筋混凝土预制桩架梁法钢筋混凝土预制桩架梁法钢筋混凝土预制桩架梁法它的投资少，接桩采用硫磺胶泥粘法，它的投资少，接桩采用硫磺胶泥粘法，快速方便，被定为实施方案。所设计的预制桩横截面为快速方便，被定为实施方案。所设计的预制桩横截面为180mm180mm180mm180mm，八，八角形，第一节长角形，第一节长260cm260cm，下部，下部30cm30cm为尖锥形，便于打入土中，第二、三节为尖锥形，便于打入土中，第二、三节长长170cm170cm，便于运输，便于运输(库房室内净高库房室内净高3.30m3.30m，该桩分三节才能施工，该桩分三节才能施工)。预制桩。

24、预制桩布置在墙体两侧，间距布置在墙体两侧，间距23m23m不等。横梁采用钢筋混凝土现浇梁，位于基不等。横梁采用钢筋混凝土现浇梁，位于基础墙的圈梁底侧。础墙的圈梁底侧。按上述第按上述第(4)(4)方案加固后，未在加固部位新发现裂缝，房屋使用情况方案加固后，未在加固部位新发现裂缝，房屋使用情况良好。良好。工程实例工程实例工程实例工程实例3:3:3:3:某五层住宅工程，全长某五层住宅工程，全长81.84m81.84m，总宽，总宽13.04m13.04m。楼板采用长向预制。楼板采用长向预制空心板，由三条纵墙承重空心板，由三条纵墙承重(图图5-6-6)5-6-6)。横墙为自承重墙。基础为三步灰土、。横墙

25、为自承重墙。基础为三步灰土、砖砌大放脚。地基为第四纪冲积亚粘土，密实，压缩性低，地基承载力可砖砌大放脚。地基为第四纪冲积亚粘土，密实，压缩性低，地基承载力可达达250kN250kNm2 m2，设计时取，设计时取180kN180kNm2m2。(1)(1)(1)(1)房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况房屋开裂情况 该工程主体结构完工后，进行了一次检查，发现西南角门口处有一斜该工程主体结构完工后，进行了一次检查，发现西南角门口处有一斜向裂缝，最宽处达向裂缝，最宽处达10mm10mm，直至灰土基础上皮。裂缝上宽下窄，自下而上向，直至灰土基础上皮。裂缝上宽下窄，自下而上向西倾斜。当时在裂缝处贴石膏两块

26、，一周后，上面一块石膏裂开西倾斜。当时在裂缝处贴石膏两块，一周后，上面一块石膏裂开1mm1mm左右。左右。同时，内墙门洞处也有新裂缝出现，而且一层顶部墙身外角略有外倾。这同时，内墙门洞处也有新裂缝出现，而且一层顶部墙身外角略有外倾。这些迹象表明，地基的不均匀沉降在发展中。些迹象表明，地基的不均匀沉降在发展中。(2)(2)(2)(2)补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布补充勘察得到的西南角土层分布 经过对房屋西南角进行钻孔补充勘察，发现产生裂缝的屋角恰好座落经过对房屋西南角进行钻孔补充勘察，发现产生裂缝的屋角恰好座落在压缩性较高的亚粘土回填土上。在

27、压缩性较高的亚粘土回填土上。补充勘察共计补充勘察共计8 8个钻孔个钻孔(分布见图分布见图5-6-6a)5-6-6a)，各钻孔土层分布见图，各钻孔土层分布见图5-5-6-6b6-6b。由图可见，回填土的深度以西南角最深，向东向北逐渐变浅。填由图可见，回填土的深度以西南角最深，向东向北逐渐变浅。填土的压缩系数土的压缩系数a1-2a1-20.590.59，e e0.780.78。回填土层以下为很厚的黄褐色可塑。回填土层以下为很厚的黄褐色可塑性亚粘土，性亚粘土，e e0.650.65，5252，IpIp14.614.6，ILIL0.60.6。过去施工时，曾经发。过去施工时，曾经发现该处回填土的土质很差

28、，但只是局部将基础加深现该处回填土的土质很差，但只是局部将基础加深80cm80cm，以，以3:73:7灰土回填，灰土回填，且加深部分与原来的灰土基础宽度相等。补充勘察资料说明，局部加深的且加深部分与原来的灰土基础宽度相等。补充勘察资料说明，局部加深的灰土层下还有灰土层下还有1.5m1.5m左右的回填土层，向东约左右的回填土层，向东约111112m12m，向北约，向北约121214m14m，逐，逐渐减薄至渐减薄至0 0。根据估算，墙角处的自由沉降量可达根据估算，墙角处的自由沉降量可达12.2cm12.2cm，而无回填土处的自由，而无回填土处的自由沉降量只有沉降量只有6.5cm6.5cm，差异，差

29、异5.7cm(5.7cm(局部倾斜约局部倾斜约0.005)0.005)规范规定的允许值规范规定的允许值0.002)0.002)。从上述情况看，裂缝的产生主要是由于对回填土没有全部挖除，因从上述情况看，裂缝的产生主要是由于对回填土没有全部挖除，因而产生过大不均匀沉降的缘故。而产生过大不均匀沉降的缘故。此外，上部房屋的整体刚度很差，横墙与楼板无联系，各层未设圈此外，上部房屋的整体刚度很差，横墙与楼板无联系，各层未设圈梁，也促使裂缝发展。梁，也促使裂缝发展。(3)(3)(3)(3)加固处理做法加固处理做法加固处理做法加固处理做法(图图图图5-6-7)5-6-7)5-6-7)5-6-7)采用柱墩架梁托

30、底法，即在屋角墙体两侧各设置若干穿越回填土座落采用柱墩架梁托底法，即在屋角墙体两侧各设置若干穿越回填土座落在亚粘土层上的毛石混凝土柱墩在亚粘土层上的毛石混凝土柱墩(直径直径1 11.2m)1.2m)，上架钢筋混凝土次主梁，上架钢筋混凝土次主梁，将原砖墙基础挑起。计算上考虑加固后房屋能共同工作。将原砖墙基础挑起。计算上考虑加固后房屋能共同工作。传力途径是将纵墙荷载传给贴墙两侧的次梁，再由次梁传给横穿墙传力途径是将纵墙荷载传给贴墙两侧的次梁，再由次梁传给横穿墙体的主梁和柱墩。为了使纵墙荷载传给次梁，每隔体的主梁和柱墩。为了使纵墙荷载传给次梁，每隔1m1m左右在墙上剔一左右在墙上剔一12cm12cm

31、深槽，由次梁侧边挑出槽齿伸入此深槽。为了防止主梁混凝土在达到一定深槽，由次梁侧边挑出槽齿伸入此深槽。为了防止主梁混凝土在达到一定强度前过早受力，在柱墩与主梁间保留强度前过早受力，在柱墩与主梁间保留40cm40cm空隙，待主梁混凝土达到设计空隙，待主梁混凝土达到设计强度的强度的5050后，再浇筑梁垫。后，再浇筑梁垫。为了验证此工程地基基础加固的效果、加固前在外诺墙角处设置了为了验证此工程地基基础加固的效果、加固前在外诺墙角处设置了2323个沉降观测点。加固后第一个月测得沉降量为个沉降观测点。加固后第一个月测得沉降量为0.560.560.80mm0.80mm，第二个月，第二个月测得新沉降量为测得新

32、沉降量为0.020.020.03mm0.03mm，说明效果良好。，说明效果良好。应吸取的教训应吸取的教训应吸取的教训应吸取的教训 本节从本节从3 3个侧面说明地基软硬不均造成的危害个侧面说明地基软硬不均造成的危害(房屋局部座落在软弱土房屋局部座落在软弱土层上、房屋完全座落在厚薄悬殊的软弱土层上、房屋座落在山区覆盖层厚层上、房屋完全座落在厚薄悬殊的软弱土层上、房屋座落在山区覆盖层厚薄不同的土层上、房屋局部座落在回填土上薄不同的土层上、房屋局部座落在回填土上)。我们不能要求房屋都建造在良好地基上，但必须对拟建房屋的地基我们不能要求房屋都建造在良好地基上，但必须对拟建房屋的地基土层有全面了解，以便提

33、出合理的地基处理方案，使房屋尽可能座落在良土层有全面了解，以便提出合理的地基处理方案，使房屋尽可能座落在良好的天然或人工地基上。好的天然或人工地基上。我们也不可能要求房屋不发生不均匀沉降，但必须使上部结构有足我们也不可能要求房屋不发生不均匀沉降，但必须使上部结构有足够的整体刚度，以抵御房屋必然发生的不均匀沉降而不致使墙体开裂。够的整体刚度，以抵御房屋必然发生的不均匀沉降而不致使墙体开裂。本节本节本节本节3 3 3 3个实例的共同教训是：个实例的共同教训是：个实例的共同教训是：个实例的共同教训是：1)1)1)1)工程勘察工作做得粗糙。工程勘察工作做得粗糙。工程勘察工作做得粗糙。工程勘察工作做得粗

34、糙。2)2)2)2)地基选择和处理方法不当。地基选择和处理方法不当。地基选择和处理方法不当。地基选择和处理方法不当。未能使房屋座落在比较均匀的天然或人未能使房屋座落在比较均匀的天然或人工地基上；工地基上；3)3)3)3)上部结构整体刚度弱。上部结构整体刚度弱。上部结构整体刚度弱。上部结构整体刚度弱。这三点教训也就是平时常说的这三点教训也就是平时常说的“情况不明，情况不明，决心不大，方法不好决心不大，方法不好”。三个实例的加固方案之所以成功，也是在这三方面认真考虑和妥当解三个实例的加固方案之所以成功，也是在这三方面认真考虑和妥当解决的结果。决的结果。土的成因与构造土的成因与构造 地球的内部构造：

35、地球的内部构造：地球的内部构造：地球的内部构造：分为：地壳、地幔、地核。分为：地壳、地幔、地核。一、土的成因地球的构成地球的构成：地球的赤道半径6378.4km，两极半径为6356.9km，地球的扁平率为1/297。地壳：地壳：地球的固体外壳叫做地壳厚度：大陆上厚的70多km，海洋里薄的仅10多km，平均厚度在33km左右。构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。岩石和土。地质作用地质作用 建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用。建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用。内力地质作用：内力地质作用：内力地质作用：内力地质作用：一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋

36、转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作用。动（构造运动）和变质作

37、用。地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用地质作用地质作用地质作用。可分。可分为内力地质作用和外力地质作用。为内力地质作用和外力地质作用。外力地质作用：外力地质作用：由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。积作用。这种外力（包括大气、水、生物

38、）对原岩机这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破碎和化学变化的作用，统称为风化作用。械破碎和化学变化的作用，统称为风化作用。运积土运积土有搬运风：风积土风：风积土重力重力:坡积土坡积土 流水流水:洪积土洪积土冲积土冲积土湖泊沼泽沉积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物海相沉积物冰川冰川:冰积土冰积土土粒粗细不同，性质不均匀土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交叠浑圆度分选性明显，土层交叠含有机物淤泥，土性差含有机物淤泥，土性差颗粒细，表层松软，土性差颗粒细，表层松软，土性差土粒粗细变化较大，性质不均匀土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理颗

39、粒均匀，层厚而不具层理（陕北榆林城曾被砂淹没，三次（陕北榆林城曾被砂淹没，三次南迁）南迁）风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物坡积层坡积层坡积层坡积层：应注意不均匀应注意不均匀沉降和地基稳定性问题。沉降和地基稳定性问题。坡积层坡积层高处岩石风化产物顺着斜坡向下高处岩石风化产物顺着斜坡向下移动、沉积在较平缓的山坡上而移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。自上而下呈现由形成的沉积物。自上而下呈现由粗而细的分选现象。由于坡积物粗而细的分选现象。由于坡积物形成于山坡，常常发生滑动；土形成于山坡，常常发生滑动；土质不均，厚度变化大。新近堆积质不均，厚度变化大。新近堆积

40、物，土质疏松，压缩性较大。物，土质疏松，压缩性较大。由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流冲刷由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。而形成洪积层。离山渐远，颗粒变细，离山渐远，颗粒变细，分布范围逐渐扩大。其地貌分布范围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近处窄而陡，离特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而缓，形如锥体，山远处宽而缓，形如锥体，故称为洪积锥（扇）。故称为洪积锥（扇）。洪积层洪积层洪积层洪积层洪积层洪积层：应注意土层的尖灭和应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降

41、。透镜体引起的不均匀沉降。平原河谷横断面平原河谷横断面砾卵石砾卵石中粗砂中粗砂粉细砂粉细砂粉质粘土粉质粘土粉土粉土黄土黄土淤泥淤泥冲积层冲积层 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉坡积物、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物。于河谷内的沉积

42、物。形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学物理力学性质性质影响影响 土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构成的广扩大地成的广扩大地 是工程建设的基地是工程建设的基地 是建筑物的地基是建筑物的地基 是地下建筑的环境是地下建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料为土工构筑物提供填筑材料l 土体的特点土体的特点 一般固体：一般固体：液体：液体：土体（散粒）：土体（散粒）：可保持固定的形状可保持固定的形状不具有特定的形状不具有特定的形状具有一定但不固具有一定但不固定的形状定的形状岩石风化或破岩石风化或破碎的产物，是碎的产物，是非连续体非连续体 受力以后易变形

43、，强度低受力以后易变形，强度低 体积变化主要是孔隙变化体积变化主要是孔隙变化 剪切变形主要由颗粒相对剪切变形主要由颗粒相对 位移引起位移引起固相固相-土骨架土骨架液相液相-水水气相气相-空气空气 受力后由土骨架、孔隙受力后由土骨架、孔隙 介质共同承担介质共同承担 相间存在复杂的相互作用相间存在复杂的相互作用 孔隙流体流动孔隙流体流动自然界的产物，自然界的产物，存在自然变异性存在自然变异性 非均匀性非均匀性 各向异性各向异性 时空变异性时空变异性土体的特点土体的特点 碎散性碎散性 三相性三相性 天然性天然性比重计法比重计法比重计法比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来利用不同大小的土粒

44、在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量确定小于某粒径的土粒含量 是将一定量的土样（粒径是将一定量的土样（粒径0.075mm0.075mm）放在量筒中，然）放在量筒中，然后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下

45、沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d d（mmmm）的）的颗粒占土样的百分数。颗粒占土样的百分数。（2）矿物成分矿物成分取决于矿物成分取决于母岩的矿物成分母岩的矿物成分和和风化作用风化作用原生矿物原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同岩相同例：例：石英、云母、长石等石英、云母、长石等特征：特征：无粘性、透水性较大、压缩性较低无粘性、透水性较大、压缩性较低次生矿物次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同分与母岩不相同例：例：主要是粘土矿物，包

46、括三种类型主要是粘土矿物，包括三种类型 高岭石、伊里石、蒙脱石高岭石、伊里石、蒙脱石 D0。若考虑地震组合，则允许基础底面可以局部与地基土脱开，但零应力区的面积不应超过基础底面积的25，即3a 0.75b。2.2.地基承载力设计值地基承载力设计值 地基承载力设计值是满足土的强度条件和变形要求时的地基单位面积上的承载能力。因此承载力验算可以认为是控制地基中塑性区域的发展以免导致地基失稳。地基承载力特征值确定方法：1按建筑地基基础设计规范提供的承载力表，由室内土工试验和原位测试指标确定地基承载力特征值fak。2按土的抗剪强度指标，以理论公式f fa a=M Mb b b b+M Md d 0 0d

47、 d+M Mc cc ck k 计算地基承载力设计值fa。地基承载力设计值确定地基承载力设计值确定 fafak b (b3)d (d0.5)式中 fa 修正后的地基承载力特征值，kPa；fak 地基承载力特征值，kPa；基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kNm3；b 基础宽度，当宽度小于3m时按3m计，大于6m时按6m计；d 基础埋置深度m；一般基础自室外地面标高起算。在填方整平地区，可自填土面标高算起，但填土在上部结构施工完成后进行，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起，当采用独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。地下室的外墙

48、基础埋深，可按下式计算 d=(d1+d2)/2。在其他情况下，从室内地面标高起算；b、d 基础宽度和埋置深度的承载力修正系数。（二）中心荷载作用下基础的计算（二）中心荷载作用下基础的计算 在基础的设计中，通常假定基础底面压力是直线分布，受中心荷载作用时，则为均匀分布，基础采用对称形式，使荷载作用线通过基底形心。计算步骤如下：1 1、计算基础底面积、计算基础底面积A A(矩形矩形)或基础底面宽度或基础底面宽度b b(条形、正方形条形、正方形)中心荷载作用下的基础，按承载力设计值计算，应满足条件：初步估算时，可假定基础与土的平均容重 为19.6kN/m3(工程计算中，常简化取为 20 kN/m3)

49、即GG dA。在实际计算时G则为基础自重的设计值和基础上土重的标准值，地下水位以下部分均用浮容重计算。（三）偏心荷载作用下基础的计算三）偏心荷载作用下基础的计算 偏心荷载作用下，基础底面的尺寸一般用逐次渐近法进行计算。计算步骤如下：先不考虑偏心，用条形基础公式或矩形基础公式计算出基础的底面积A1(对于单独基础)或基础宽度b1(对于条形基础)。根据偏心大小，把底面积A1(或b1)适当提高1040，作为偏心荷载作用下基础底面积(或宽度)的第一次近似值，即：A(1.11.4)A1 按假定的基础底面积A，用下式计算基底的最大和最小的边缘压力。如不满足要求，或应力过小，地基承载力未能充分发挥，应调整基础

50、尺寸，直到既满足要求又能发挥地基承载力为止。基础高度的确定方法与受中心荷载作用的方法相同。若地基中有软弱下卧层时，应进行软弱下卧层的承载力验算。若建筑物属于必需进行变形验算的范围，应按要求进行变形验算。必要时还要对尺寸进行调整，并重新进行各项验算。软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算 持力层以下存在承载力明显低于持力层的土层，称为软弱下卧层。如果软弱下卧层埋藏不够深，扩散到下卧层的应力大于下卧层的承载力时，地基仍然有失效的可能，因此需要进行软弱下卧层的承载力验算。当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算：pzpczfaz 式中 pz软弱下卧层顶面处的附加压力设计值；pcz软弱下卧层顶