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土木工程概论 Introduction to civil engineering 10 基础工程与地基处理 了解地基、基础及基础工程的概念; 了解浅基础的分类; 了解沉井基础、沉箱基础与地下连续墙; 熟悉地基处理。 任务一 地基、基础及基础工程的概念 所有支承在岩土层上的结构物(包括房屋、桥梁、堤坝等)都是由上部结构和地基基础组成的。承担建筑物荷载的地层称为地基，介于上部结构与地基之间的部分称为基础。 任务一 地基、基础及基础工程的概念 基础工程是阐述建筑设计和施工中有关地基和基础问题的学科。随着高层建筑的发展以及大跨度、大空间结构的应用，基础工程的重要性和技术上的困难程度进一步增加。 基础工程造价约占工程造价的20%-30%，工期占总工期的25%-30%。 因此，充分了解场地的地基情况，选择合理的基础形式，并进行精心设计，具有重要的技术和经济意义。 任务二 浅基础 一、按基础刚度分类 浅基础按刚度可分为刚性基础和柔性基础。 任务二 浅基础 一、按基础刚度分类 浅基础按刚度可分为刚性基础和柔性基础。 1.刚性基础 刚性基础是指用抗压性能较好，而抗拉、抗剪性能较差的材料建造的基础，常用材料有砖、三合土、灰土、混凝土、毛石、毛石混凝土等。刚性基础需具有非常大的抗弯刚度，承受荷载后基础不允许产生挠曲变形和开裂。所以，刚性基础设计时必须规定材料强度及质量、限制台阶高宽比、限制建筑物层高和一定的地基承载力，而无需进行繁杂的内力分析和截面强度计算。刚性基础的台阶高宽比要求一般可表示为: 任务二 浅基础 一、按基础刚度分类 2.柔性基础 用钢筋混凝土浇筑的基础称为柔性基础。 当基础荷载较大时，按地基承载力确定的基础底面尺寸也将扩大。若采用刚性基础，按刚性角的要求确定的基础埋深很大，使得基础材料用量增加，造价提高，且过大的埋深也给施工带来不便，刚性基础自身重力也增大了地基的附加应力，因此，这时应采用钢筋混凝土基础。由于基础配置了钢筋，使得基础的抗弯和抗剪能力得到了很大提高，这种基础不受刚性角的限制，基础剖面可做成扁平形状，用较小的基础高度把上部荷载传到较大的基础底面上去，以适应地基承载力的要求。与刚性基础相比，柔性基础钢材、水泥用量增加，技术复杂、造价较高。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 浅基础按构造可以分为独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础和壳基础。 1.独立基础 独立基础也称“单独基础”，是整个或局部结构物下的无筋或配筋的单个基础，通常柱基、烟囱、水塔、高炉、机器设备基础多采用独立基础。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 2.条形基础 条形基础是指基础长度远远大于其宽度的一种基础形式，按上部结构形式可分为墙下条形基础和柱下条形基础。 (1)墙下条形基础。墙下条形基础有刚性条形基础和钢筋混凝土条形基础两种。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 (2)柱下钢筋混凝土条形基础。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 3.十字交叉基础 当荷载很大，采用柱下条形基础不能满足地基基础设计要求时，可采用双向的柱下钢筋混凝土条形基础形成十字交叉条形基础。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 4.筏形基础 当地基软弱而荷载很大，采用十字交叉基础也不能满足地基基础设计要求时，可采用筏形基础，即用钢筋混凝土做成连续整片基础，俗称“满堂红”。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 5.箱形基础 高层建筑由于建筑功能与结构受力等要求，可以采用箱形基础。这种基础是由钢筋混凝土底板、顶板和足够数量的纵横交错的内外墙组成的空间结构。 任务二 浅基础 二、按基础构造分类 6.壳体基础 正圆锥形及其组合形式的壳体基础，用于一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物(如烟囱、水塔、料仓、中小型高炉等)基础。 任务三 深基础 一、沉井基础 沉井是一个无底无盖的井状结构，是以在井孔内部不断除土，井体借自重克服外壁与土的摩擦力而不断下沉至设计标高，并经过封底、填芯以后，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。 任务三 深基础 二、沉箱基础 沉箱分为盒式沉箱和气压沉箱。盒式沉箱一般在岸上做好，然后从水上运至建筑场地就位，再在箱体内 填以砂、碎石、水或混凝土等重物，令其下沉至预定深度，用作建筑物的基础或作为构筑物的主体。气压沉箱的构造同沉井相似，所不同的是气压沉箱在井筒的中部有一层隔板，因而在沉箱下部形成一个“箱室”，即工作仓，其高度一般不小于3米。 任务三 深基础 三、地下连续墙 地下连续墙是近代发展