地基与基础--建筑力学与结构

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1、港岛1972滑坡(20,000m3)，(67死、20伤)楼房倒塌楼房损坏1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年下沉0.6m。目前展览馆大厅平均沉降量为1.6m。1173年9月8日动工，1178年到第4层中部，高度约29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后复工，6年时间建完第7层，高48m，再次停工，于1360年复工至1370年竣工。全塔共8层，高度55m，基础底面平均压力约50kPa。该塔诞生了物理学中的自由落体定律。成为世界上最珍贵的历史文物。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.

2、8m，塔顶离中心线5.27m，倾斜5.5°。意大利比萨斜塔塔身向东北方向严重倾斜，塔顶离中心线已达2.31m，底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑物而封闭。苏州虎丘塔墨西哥城的土层为深厚的湖相沉积层，土的天然含水量高达650%，液限500%，塑性指数350，孔隙比为15，具有极高的压缩性。图中可清晰地看见发生的沉降及不均匀沉降。该工程1911年动工，1913年秋完工。事前不了解基础下埋藏厚达16m的软粘土层。同年9月开始向谷仓中装谷物，10月17日谷仓1小时内竖向沉降30.5cm，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m。后用388个50T千斤顶纠正后继续使

3、用，在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩但位置较原先下降4m。加拿大特朗斯康谷仓日本关西机场1986年开工，1990年人工岛完成，1994年机场运营。面积4370×1250m2，平均厚度33m设计沉降：5.7-7.5m完成时(1990年)实际沉降：8.1m，5cm/月。沉降大且不均匀1.6.1地基基础的设计原则1.6.2天然地基上浅基础1.6.3桩基础§1.6地基与基础地基和基础的概念1.地基1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层下卧层：持力层下部的土层2）分

4、类：天然地基：在天然土层上修建，土层要符合修建建筑物的要求（强度条件、变形条件）人工地基：经过人工处理或加固过的地基：2.基础：1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。2）分类：地基和基础的概念浅基础(≤5m)：用一般方法、工艺施工。深基础(桩基、沉井)：特殊工艺施工。结构荷载基底压力地基和基础的概念§1.6.1地基土的基本知识土：岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程形成的堆积物，由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。（形成了土自身固有的特性）一、地基土的组成(一)土中固体颗粒：土颗粒构成土的骨架，其大小、粗细、成分

5、与组成决定土的物理力学性质。粘粒粉粒砂粒细粒砾粒卵石漂石（粗粒）（碎石）（块石）0.0050.0522060200（二）土中水：分为固态水（冰）气态水（孔隙中水气）液态水（有以下两种存在方式，影响土性）。土颗粒自由水弱结合水强结合水结合水存于孔隙中1.结合水强结合水：紧靠土粒表面（受电场作用力很大）近于固体特征。弱结合水：强结合水外，受电场作用减小，呈粘滞状态，对粘性土物理力学性质影响大。2.自由水（不受电场吸引）重力水：地下水位以下土孔隙中，服从重力规律，传递水压力，对土粒有浮力。毛细水：存在于地下水位以上土孔隙中（表面张力作用产生，细粒土明显），注意

6、防冻、防潮。（三）土中气体与大气相通时可排出，封闭气泡可使土产生压缩性和弹性。a.单粒结构b.蜂窝结构c.絮状结构二、土的物理性质指标气水土粒WWwWSVVSVvVaVwa-气体s-土粒w-水v-孔隙W—重量V—体积（一）土的三相组成简图：可用烘干法测定，反应土的干湿程度。同类土，w越大，土越软。提示：填土施工最优含水量（使土在同样的击实能情况下获得最大密实程度）。（二）基本指标（可由试验直接测得）1.土的重度(kN/m3)一般用环刀法测定，天然土γ在16~22kN/m3之间。2.土的含水量3.土粒相对密度（或称土粒比重）土粒重量与同体积4℃时水的重量之

7、比。一般砂土：2.65~2.95，粘土：2.7~2.75。γs—土颗粒重度（二）基本指标（可由试验直接测得）（三）换算指标（以下定义指标可由上述三个指标推算得出）3.土的有效重度（地下水位以下水受浮力作用）(kN/m3)2.土的饱和重度(kN/m3)(kN/m3)1.土的干重度4.土的孔隙比用于评价天然土层的密实程度，一般e＜0.6为低压缩性土，e＞1为疏松的高压缩性土。6.土的饱和度反映土中孔隙被水充满的程度。Sr=0为干土，Sr=1为饱和土。5.土的孔隙率亦反映土的密实程度（三）换算指标三、岩土的分类（一）岩石指尚未变成碎散颗粒集合体的微风化、中等风

8、化或强风化的岩石。作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人