《地基基础》课程电子教案.doc

《地基基础》课程 电子教案 目录 绪 论 2 第一章 土的物理性质及工程分类 5 第二章 土中应力 22 第三章 土的压缩性及地基变形 42 第四章 土的抗剪强度及地基承载力 64 第五章 天然地基上浅基础设计 77 第六章 边坡稳定与挡土墙 100 第七章 桩基础 112 绪 论 一、地基与基础的概念 1、基础 （1）定义：建筑物的下部结构，将建筑物的荷载传给地基，起着中间的连接作用。 （2）分类：按埋深可分为： 浅基础：埋深（小于5m）较小时，可采用 深基础：埋深（大于5m）桩基础、地下连续墙 2、地基 （1）定义：基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值（变形）所不可忽略的那部分土层。 持力层：直接与基础接触，并承受压力的土层 下卧层：持力层下部的土层，强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层 （2）分类： 天然地基：未经加固处理，直接支承基础的土层。 人工地基：经过人工处理或加固的地基。 二、地基基础设计的基本要求 由于建筑物荷载通过基础传给地基，使地基产生应力和变形，为保证建筑物的安全使用，地基基础设计应满足下列基本要求： 1、地基应具有足够的强度，在建筑物荷载作用下，地基土不会失稳破坏。 2、地基不能产生过大的变形而影响建筑物的安全和正常使用。 3、基础结构本身应具有足够的强度和刚度，在地基反力作用下基础不会破坏，并具有调整不均匀沉降的能力。 三、地基基础在建筑工程中的重要性 1、变形问题 （1）意大利比萨斜塔 举世闻名的意大利比萨斜塔就是一个典型实例。因地基土层强度差，塔基的基础深度不够，再加上用大理石砌筑，塔身非常重，1.42万吨。500多年来以每年倾斜1cm的速度增加，比萨斜塔向南倾斜，塔顶离开垂直线的水平距离已达5．27m，比萨塔的倾斜归因于它的地基不均匀沉降。 意大利比萨斜塔 苏州市虎丘塔 上海锦江饭店 （2）苏州市虎丘塔： 虎丘塔位于苏州市西北虎丘公园山顶，原名云岩寺塔，落成于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年悠久历史。 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。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。塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。 1954年兴建的上海工业展览馆中央大厅，因地基约有14m厚的淤泥质软粘土，尽管采用了7.27m的箱形基础，建成后当年就下沉600mm。1957年6月展览馆中央大厅四角的沉降最大达1465.5mm，最小沉降量为1228mm。1957年7月，经苏联专家及清华大学陈希哲教授、陈梁生教授的观察、分析，认为对裂缝修补后可以继续使用(均匀沉降)1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓，由于事前不了解基础下埋藏厚达16 m的软粘土层，初次贮存谷物时，就倒塌了，地基发生了整体滑动，建筑物失稳，好在谷仓整体性强，谷仓完好无损，事后在主体结构下做了70多个支承在基岩上的砼墩，用了388个500KN的千斤顶，才将谷仓扶下，但其标高比原来降低了4m 。 3、渗透问题 1963年，意大利265m高的瓦昂拱坝上游托克山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近的上游扩展长达1800m，并横跨峡谷滑移300－400m，估计有2－3亿立方米的岩块滑入水库，冲到对岸形成100－150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人，但大坝却未遭破坏。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。1998年长江全流域特大洪水时，万里长江堤防经受了严峻的考验，一些地方的大堤垮塌，大堤地基发生严重管涌，洪水淹没了大片土地，人民生命财产遭受巨大的威胁。仅湖北省沿江段就查出4974处险情，其中重点险情540处中，有320处属地基险情；溃口性险情34处中，除3处是涵闸险情外，其余都是地基和堤身的险情。 第一章 土的物理性质及工程分类 第一节 土的组成与结构 土的组成 天然状态下的土的组成（一般分为三相） ⑴ 固相：土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小 、形状、 成分、组成、排列 ⑵ 液相：水和溶解于水中物质 ⑶ 气相：空气及其他气体 （1）干土=固体+气体（二相） （2）湿土=固体