基础工程学课件第一章：地基基础绪论

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1、基础工程学任课教师：胡庆兴南京工业大学交通学院绪论岩土工程与基础工程的概念地基与基础的概念基础工程与土木工程的关系基础工程学的课程特点岩土工程与基础工程的概念岩土工程学：运用土力学与岩石力学的基本理论和方法，结合工程地质学和水文地质学知识，解决广义土木工程领域内的各种与岩土相关的工程问题的一门学科。岩土工程与基础工程的概念基础工程学：研究各类结构物的地基基础和挡土结构物的设计和施工，以及为满足基础工程要求进行的地基处理方法。即利用岩土工程的基本理论和方法解决地基基础的设计和施工问题。岩土工程学＋结构工程学＝基础工程

2、学地基与基础的概念上部结构：结构物的地上部分基础：结构物的地下部分地基：直接承托建筑物的场地土层地基：承托建筑物荷重的岩土介质（包括岩石和土层），满足强度、变形、稳定性的要求。基础：综合考虑地基承载特性和上部结构荷载性质而设计的某种型式结构，使上部结构荷载合理、安全传递至地基。图1-1桥梁结构各部分立面示意图1-下部结构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构地基：承受建筑物荷载应力并产生相应应变的土层。（有一定深度和范围）基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的建筑物下部结构。持力层：直接支撑建筑物

3、基础的土层。下卧层(软弱)：持力层下部的土层。结构荷载基底压力天然地基：没有经过人为处理，直接修建。人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处理后才能修建。地基基础深基础刚性扩大基础单独和联合基础条形基础筏板和箱形基础桩基础沉井基础浅基础上部结构、基础、地基间的关系：上部结构（荷载）、基础（压力）、地基（应力、变形），三者间相互制约协同工作。设计方法：简化设计将三部分相对独立分开，按静力平衡原则，采用不同的简化假定进行分析计算.基础工程和土木工程的关系基础工程和土木工程的关系西安灞桥（1834年清道光14年）上海河南

4、路桥木桩基础（1923年）基础工程和土木工程的关系解放前我国第一高楼，24层（地上22层，地下2层）高83.8米。我国采用木桩支承的最高楼。上海国际饭店地基基础在工程中的重要性隐蔽工程，处理困难，事故危害大；工程造价高，占20-25%；设计上应做方案比较。比萨斜塔、虎丘塔（地基不均匀沉降）；加特朗斯康谷仓、巴桩基大厦（地基破坏）；上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。特点实例案例一：比萨斜塔世界著名的比萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m，建成后因地基压缩层产生不均匀沉降，使塔的北侧下沉近1m，

5、南侧下沉近3m，塔身倾斜约5.5°，塔顶离开铅垂线的距离已达5.27m，是我国虎丘塔的倾斜值的2.3倍。幸亏该塔使用的大理石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微，每年仍下沉约1mm，倾斜尚未有加速迹象，已成为一座名副其实的危塔。案例一：比萨斜塔加拿大的特朗斯康谷仓建于1913年，谷仓的平面为矩形，长59.44m,宽23.47m，高度为31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢筋混凝土阀板基础。设计时对地基未作勘察，不了解基底下有厚达15m左右的软粘土层，仅根据对临近建筑的

6、调查判定地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物，至10月发现谷仓产生大量快速沉降，1小时内的垂直沉降量竟达到30.5cm，在其后的24小时内谷仓倾倒，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高了1.53m，整体倾斜达尽27度。因谷仓整体性很强，筒仓本身完好无损。案例二：加拿大特朗斯康谷仓案例二：加拿大特朗斯康谷仓案例三：墨西哥城某建筑案例四：日本新泻地震我国是一个具有悠久历史的文明古国，我国古代劳动人民在基础工程方面，也早就表现出高超的技艺和创造才能，许多宏伟壮丽的中国古代建筑逾千百年仍留存至今安

7、然无恙的事实就充分说明了这一点。例如，远在1300多年前隋朝时所修建的赵州安济石拱桥，不仅在建筑结构上有独特的技艺，而且在地基基础的处理上也非常合理，该桥桥台座落在较浅的密实粗砂土层上，沉降很小，现反算其基底压力约为500kPa～600kPa，与现行的各设计规范中所采用的该土层容许承载力的数值（550kPa）极为接近。在当时就能如此充分利用天然地基的承载力，真令人赞叹不已。在桩基础和地基加固方面，我国自古已有广泛运用，具有悠久的历史。中国古代案例－：赵州桥中国古代案例二：河姆渡木桩中国古代案例三：上海龙华古塔位于上

8、海市龙华公园南侧，直径8.0m，7层，高40.40m.该塔建于北宋（公元997年），距今已有1000多年历史。塔基使用了大量的木桩，值得称道的是建塔者用三合土对木桩进行了很好的隔离防腐处理，木桩因之保存千年而不腐，使龙华古塔至今风光依然。中国古代案例四：苏州虎丘塔基础工程学的课程特点基础地基土力学结构力学材料力学钢混＋规范