地基基础工程的现状及发展综述幻灯片.ppt

地基基础工程的现状及发展综述 1. 地基基础工程国内外现状 地基基础工程需解决的问题： 建（构筑）物的地基强度设计、变形控制、稳定性控制、基础材料设计、检验与监测技术和相关施工技术。 地基强度设计：应包括，地基原位测试技术、室内测试技术、允许设计取值。 变形控制：应包括，地基变形计算、建筑物允许变形、对相邻建筑物的影响。 稳定性控制：应包括，建筑物整体稳定性、抗浮稳定性、抗震稳定性。 基础材料设计：应包括，材料抗冲切、抗剪、抗弯设计、耐久性设计及地基土的材料特性。 地基土的材料特性：应包括土的组成、化学成分、成因、应 力历史、地下水条件、物理力学指标等。 地基基础的工程研究：地基材料特性、结构类型适应性、施工技术可行性。 1.1 基础工程的可靠性、耐久性研究已 发展到新的水平。 1.1.1 可靠性 70年代我国科研工作者跟进国际工程结构可靠性设计的研究，全面开展了对工程结构可靠性设计的研究。 85年国际标准ISO2394《结构可靠性总原则》发布，这种设计方法在世界各国结构工程界得到实施，标志世界结构工程设计的全面技术进步。 84年我国国家标准GBJ68-84《建筑结构设计统一标准》发布。 我国89版国家标准体系全面引入了以概率理论为基础的极限状态设计法，简称概率极限状态设计法，即承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计方法。 89版国家标准体系的特点： 结构可靠度设计的范围仅限于构件设计的可靠度； 对结构体系的可靠度研究还未达到使用阶段； 国家规范体系中还没有全面涉及耐久性设计的内容。 2000版国家标准体系的公布，进一步明确了可靠性设计的原则和适用范围，全面引入结构耐久性设计的内容，使我国结构工程的技术水平随国际同步，达到了新的技术水平。 1）《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84，修订为《建筑结构可靠度设计统一标准》。 2）由于《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方法有一定特殊性，由原标准要求的“应遵守”本标准，改为“宜遵守”本标准。 3）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中明确了地基基础设计中承载能力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法，对荷载组合的设计取值和相应的抗力给出了明确规定。 对地基和桩基的承载力采用了极限值、特征值和安全系数的方法，并对荷载组合设计取值给出了规定。 4）基础工程可靠性包括以下几个方面： ·基础工程结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）； ·基础工程结构构件或连接因材料强度超过而破坏（包括疲劳破坏）、或因过度的塑性变形而不适于继续承载； ·基础结构转变为机动体系，或因过大变形引起上部结构不适合继续承载； ·基础工程的变形引起结构裂缝或影响正常使用； ·基础工程的耐久性。 1.1.2 耐久性 国外对耐久性的认识是使用极限状态的问题，认为结构或构件出现不可接受的外观损伤，是经济合理的使用寿命问题。 国内则更多的认为是安全问题，将耐久性看成是承载能力极限状态问题。 混凝土结构的耐久性问题，主要在三个方面： 1）钢材的耐久性； 2）混凝土的耐久性； 3）环境作用的耐久性问题。 钢筋锈蚀。 混凝土冻融损伤。 化学物质的侵蚀。 碱骨料反应—水泥水化过程中释放出来的碱金属与骨料发生反应。 碱—硅酸反应 碱—碳酸盐反应 机械物理损伤—磨损、空蚀、冲撞。 大气侵蚀—酸雨、空气污染、雨水冲淋、风沙。 溶蚀—长期浸泡在流动水中的混凝土，有效成份被水溶解。 生物侵伤—海洋环境和城市污水的影响。 2000版设计规范对耐久性的规定： 规定了设计使用年限 对使用环境进行了分类 对结构混凝土进行了规定 对构造要求进行了规定 1.2 更加强调原位测试的重要性。 地基土（岩）由于成因、应力历史、地下水条件等的改变，对土的基本力学性质影响很大，基础工程设计参数更加强调原位测试的重要性。 近20年的工程实践，在土的原位强度、变形特性的测试技术、软土、砂土的非扰动取土测试技术不断发展，如：静力触探仪技术、旁压仪技术、扁铲测试技术、软土的薄壁取土技术，砂土的二重管、三重管取土技术等研究和应用，已大大提高了岩土工程原位测试技术的发展和工程应用的可靠性。 如有的学者介绍国外发达国家，如德国，原位触探类测试与取土钻孔在工程上的比例与我国比正好相反，静力触探除有压力传感之外，还安装摄像和其他传感器，大大提高了岩土工程勘察的水平和能力。