东南大学基础工程讲稿30606.ppt

第1章 绪 论 一、地基及基础的概念 二、本学科的发展概况 三、本课程的特点和学习要求 一、地基及基础的概念 建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。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。 地基基础设计必须满足 的基本条件 建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化，所以地基基础的设计必须满足： a.作用于地基的荷载不超过地基的承载能力（地基土的强度问题）； b.控制基础沉降使之不超过允许值（地基土的变形问题）。 第2章 土的物理性质及 分类 第1节 概述 第2节 土的组成 第3节 土的三相比例指标 第4节 无粘性土的密实度 第5节 粘性土的物理特征 第6节 土的渗透性 第7节 地基土（岩）的分类 第1节 概述 土是岩石风化的产物。 几个特殊粒径：d10, d30 , d60 小于某粒径的土颗粒质量累积 百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。与之类似可以得到d30和d60（限定粒径）。 土颗粒的级配指标： 不均匀系数 Cu= d60/ d10 曲率系数 Cc=(d30)2/(d60× d10) 第1节 概 述 建筑物地基可分为天然地基和人工地基，基础可分为浅基础和深基础。 深基础埋深较大，其主要作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基深部；而浅基础则是通过基础底面、把荷载扩散分布于浅部地层。 浅基础不同于深基础主要 表现在 ： 1.从施工角度看，开挖基坑过程中降低地下水位（当地下水位较高时）和保证坑壁（或边坡）稳定的问题比较容易解决； 2.从设计角度来看，浅基础的埋置深度一般较浅，因此可以只考虑基础底面以下土的承载力，而忽略基础侧面土提供的竖向承载力。 浅基础的设计，不能离开 地基条件孤立地进行，故常称 为地基基础设计。 地基基础设计是建筑物结构设计的重要组成部分。基础的型式和布置，要合理地配合上部结构的设计，满足建筑物整体的要求，同时要做到便于施工、降低造价。 天然地基上结构较简单的 浅基础，最为经济，如能满足 要求，宜优先选用。天然地基、人工地基上浅基础设计的原则和方法基本相同，只是采用人工地基上的浅基础方案时，尚需对选择的地基处理方法进行设计，并处理好人工地基与浅基础的相互影响。 2. 潜水：指埋藏在地表以下 第一个稳定隔水层以上的具有自 由水面的地下水。潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。因此，潜水位的变化直接受气候条件变化的影响。 3.承压水：指充满于两个 连续的稳定隔水层之间的含水 层中的地下水。它承受一定的静水压力。由于承压水的上面存在隔水顶板，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。 二、地下水的腐蚀性 地下水中含有多种化学成 分，当某些成分含量过多时，会对混凝土等材料产生危害。 1.地下水中的 含量过多时，将与水泥水化生成的 发生作用，生成生石膏 。生石膏再与水泥的水化产物水化铝酸钙发生反应，生成硫铝酸钙（水泥杆菌）。 硫铝酸钙的体积比化合前 膨胀了许多，可以使混凝土产 生膨胀破坏。 2.pH7的酸性地下水对混凝土中的 和 可以起到溶解破坏作用。 3.地下水中的游离的CO2可与混凝土中的Ca(OH)2化合生成CaCO3硬壳，对混凝土可起到保护作用。 但CO2含量过多时，又会 与CaCO3化合，生成可溶于水 的Ca(HCO3 )2。这种过多的、能与CaCO3起作用的那一部分游离CO2称为腐蚀性CO2 。 第3节 土中渗流的影响 地下水在渗流过程中受到土骨架的阻力，作为反作用力，水对土骨架的作用力称为渗流力。 竖向渗流的作用可使土的有效重度发生变化。 向下渗流使有效应力增加， 增大土的抗剪强度；向上渗流 则使有效应力减少，降低土的抗剪强度 。向上渗流的水力梯度增加到使有效应力减少为零的某一数值icr，此时，土中的有效应力降低为零，砂土因抗剪强度丧失而“液化”。这种渗透液化现象称为流砂。 流砂出现时的水力梯度 icr称为临界水力梯度。 流砂是一种不良的工程地质现象，所以在地基勘察中应对可能出现的流砂现象的条件及其危害性作出评估。 基坑工程防治流砂的原则 主要是： 1.减小基坑内外地下水的水头差；