基础工程学课件第一篇章：地基基础绪论.ppt

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 ：直接支撑建筑物基础的土层。 下卧层(软弱) ：持力层下部的土层。 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，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