土木工程概论 教学课件 作者 任建喜 3-基础工程与地基处理.ppt

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1、第3章基础工程与地基处理将上部结构荷载传递给地基土、连接上部结构与地基土的下部结构称为基础。地基是指承托土木工程基础的这一部分很小的场地。基础工程是阐述建筑设计和施工中有关地基和基础问题的学科。基础工程占工程造价的20%~30%，工期占总工期的25%~30%。据统计，世界各地的工程事故中，以地基基础事故为最多，而且一旦此类事故发生，补救非常困难，往往要花费大量的人力、财力，严重者几乎无法修复。因此，要充分重视地基和基础的设计、施工质量。3.1地基、基础及基础工程的概念基础:将上部结构荷载传递给地基土、连接上部结构与地基土的下部结构称为基础。一般

2、用砖、石、混凝土及钢筋混凝土等材料建造。地基:是指承托土木工程基础的这一部分很小的场地。大部分地基对于承托土木工程基础这一重任，并不是天然就理想的，所有存在地基处理。地基处理:指天然地基软弱，不能满足地基承载力和变形设计的要求，而需经过人工处理后再建造基础，也称地基加固。人工地基:是指当天然土层的承载力差，对土层必须进行人工处理，（如将坏土挖掉，填以砂或块石混凝土后；或在天然土层内打桩、碾压、夯实），才能在上面建造建筑物或构筑物的土层。即这种经过人工处理的土层，称人工地基。按基础刚度分类：刚性基础、扩展基础1.刚性基础刚性基础是由砖、石、素混凝土或

3、灰土等材料做成的基础。石基础砖基础素混凝土基础3.2浅基础2.扩展基础当刚性基础不能满足力学要求时，可以做成钢筋混凝土基础，称为扩展基础,亦称延性基础。按构造分类：1.独立基础2.条形基础3.十字交叉基础4.筏板基础5.箱形基础6.壳体基础1.独立基础在建筑中，柱的基础一般都是独立基础。亦称单独基础。柱下单独基础2.条形基础墙的基础通常连续设置成长条形，称为条形基础。墙下条形基础十字交叉条形基础3.3浅基础3.十字交叉基础柱下条形基础不能满足地基基础设计要求时，可采用双向的柱下钢筋混凝土条形基础形成的十字交叉条形基础，又称交叉梁基础。4.筏板基础当

4、柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力要求时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础，称为筏板基础。带形基础、十字形基础、筏式基础箱形基础5.箱形基础为了对筏板基础进行加强，增加基础板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础。箱形基础6.壳体基础为改善基础的受力性能，基础的形式可不做成台阶状，而做成各种形式的壳体，称做壳体基础。壳体基础位于地基深处承载力较高的土层上，埋

5、置深度大于5m或大于基础宽度的基础，称为深基础。3.3深基础特点：四周有壁、下部无底、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰，施工工艺也不复杂。适用范围：上部荷载较大，结构对基础的变位敏感，表层地基土的允许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层时采用。类型：按下沉方式分为就地制造下沉的沉井和浮运沉井；按外观形状分为单孔或多孔的圆形、矩形、圆端沉井及网格形。3.3.1沉井基础特点：顶盖留有孔洞，以安设向上接高的气筒(井管)和各种管路。在沉箱顶盖上安装围堰或砌筑永久性外壁。顶盖下的空间称工作

6、室。适用范围：：待建基础的土层中有障碍物而用沉井无法下沉，基桩无法穿透时；待建基础邻近有埋置较浅的建筑物基础，要求保证其地基的稳定和建筑物的安全时；待建基础的土层不稳定，无法下沉井或挖槽沉埋水底隧道箱体时类型：分为就地建造和岸边建造两种。3.3.2沉箱基础气压沉箱施工的典型布置图日本明石海峡大桥（中跨1991m，主塔297m）（1）移动主塔沉箱就位（3）水下浇注混凝土（2）沉箱优点：是刚度大,既挡土又挡水,施工时无振动,噪音低,可用于任何土质。施工过程：利用专用的挖槽机械在泥浆护壁下开挖一定长度（一个单元槽段）-挖至设计深度并清除沉渣-插入接头管-

7、吊入钢筋笼-导管浇注混凝土-待混凝土初凝后拔出接头管-逐段施工。地下连续墙在成槽之前先要沿设计轴线施工导墙，导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准3.3.3地下连续墙天津百货大楼地下连续墙3.5地基处理大型填海工程地基处理地基处理的主要目的是指提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性；降低软弱地基的压缩性、减少基础的沉降；防止地震时地基土的振动液化；消除特殊土的湿陷性、胀缩性和冻胀性。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。这种地基天然含水量过大，承载力低，在荷载作用下易产生滑动或固结沉降

8、。3.4.1软弱地基1.软土软土是淤泥和淤泥质土的总称。软土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗