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基础工程 王宁伟 2011 1 基础工程概述 1.1 基础工程概述? 1.2 基础工程内容? 1.3 基础工程发展? 1.1 基础工程概述 地基和基础? 基础工程? 地基和基础 建筑物全部荷载都是 由下面的地层来承担，受 建筑物影响的那一部分地 层称为地基。 建筑物向地基传递荷 载的下部结构称为基础。 地基分为天然地基和 人工地基 基础工程 基础工程就是岩土地层中建筑工程的技术问题。对某一建筑结构而言，在岩土地层上的工程为上部结构工程，而基础工程则为下部结构工程。 基础工程主要是研究下部结构与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生的各种变形与稳定作用。 基础分为浅基础和深基础 浅基础埋置深度不大（小于或相当于基宽，小于5m ） 深基础浅层土质不良，需要利用深处良好的地层，采用专门施工方法和机具建造的基础。 1.2 基础工程的内容 基础工程工作必须引起足够的重视，稍有疏忽将产生严重的后果，因基础工程问题导致的工程事故，古今中外不胜枚举： 意大利比萨斜塔 苏州虎丘塔 ?1980年6月虎丘塔现场调查，当时由于全塔向东北方向严重倾斜，不仅塔顶离中心线已达2．31m，而且底层塔身发生不少裂缝，成为危险建筑而封闭、停止开放。仔细观察塔身的裂缝，发现一个规律，塔身的东北方向为垂直裂缝，塔身的西南面却是水平裂缝。在最高的第七层，站在塔心，有站在斜坡上的感觉。 ???虎丘塔的倾斜历史悠久。目前观测塔的中心线是一条折线形抛物线，这是由于建造第一层时，塔发生倾斜；于是在建造第二层时重新校正呈铅直；当塔继续发生倾斜后，建造第三层时又校正呈铅直……，依此类推，成为目前的状态。 ?经勘察，虎丘山是由火山喷发和造山运动形成，为坚硬的凝灰岩和晶屑流纹岩。山顶岩面倾斜，西南高，东北低。虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，块石最大粒径达1000mm。人工块石填土层厚1－2m，西南薄，东北厚。下为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，也是西南薄，东北厚。底部即为风化岩石和基岩。塔底层直径13．66m范围内，覆盖层厚度西南为2．8m，东北为5．8m，厚度相差3．0m，这是虎丘塔发生倾斜的根本原因。此外，南方多暴雨，源源雨水渗入地基块石填土层，冲走块石之间的细粒土，形成很多空洞，这是虎丘塔发生倾斜的重要原因。在十年“文革”期间，无人管理，树叶堵塞虎丘塔周围排水沟，大量雨水下渗，加剧了地基不均匀沉降，危及塔身安全。 ???从虎丘塔结构设计上看有很大缺点，没有做扩大的基础，砖砌塔身垂直向下砌八皮砖，即埋深0．5m，直接置于上述块石填土人工地基上。估算塔重63000kN，则地基单位面积压力高达435kPa，超过了地基承载力。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。 地基严重下沉 ------上海工业展览馆 3 基础工程的发展 18—19世纪，促进了岩土力学的发展。 库伦（1773）抗剪强度理论和土压力理论 达西（1856)渗流的达西定律 文克尔（1867)文克尔定律 太沙基（1925)发表了比较完整《土力学》，1948年于佩克合作发表了《工程实用土力学》。 20世纪70年代工程促进发展阶段 我国改革开方以来大发展，促近了本学科的发展。 * back back back back back 基础工程 基础工程的设计 基础施工 监测 基础设计? 地基设计? 基础设计满足 三个基本条件 强度要求: 变形要求 上部结构的要求 back 基础设计 基础形式的选择 基础埋置深度 基础底面积的大小 基础内力和断面计算 地下结构的计算 back 地基设计 地基土承载力确定 地基变形计算 地基稳定性计算 举世闻名的意大 利比萨斜塔是建筑 物倾斜的典型实例 比萨斜塔 目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m， 塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5° 1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8 　　　层，高度为55m 1272：复工，经6年，至7层，高48m，再　 　　　停工 1178：至4层中，高约29m，因倾斜停工 1173：动工 原因： 地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层，强度较低，变形较大。 1590: 伽利略在此塔做落体实验 比萨斜塔 1838-1839：挖环形基坑卸载 1933-1935：基坑防水处理 　　　　　 基础环灌浆加固 1990年1月: 封闭 1992年7月：加固塔身，用压重 　　　　　 法和取土法进行地 基处理 目 前: 已向游人开放。 处理措施 不均匀沉降造成的严重倾斜 虎丘塔 问题：塔身向东北方向严重倾