土木工程勘察與設(shè)計

第2章土木工程勘察與設(shè)計2．1工程地質(zhì)勘察內(nèi)容2．2工程測量2．3地基與地基處理2．4土木工程力學(xué)根底2．5工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本理論與方法土木工程概論設(shè)計規(guī)劃施工建造第2章土木工程勘察與設(shè)計結(jié)構(gòu)工程師的工作勘測管理維修初步設(shè)計〔擴大初步設(shè)計〕結(jié)構(gòu)總體布局與方案構(gòu)思

結(jié)構(gòu)力學(xué)分析結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計結(jié)構(gòu)施工圖繪制〔柱網(wǎng)布置、尺寸估計、受力分析、構(gòu)造處理、繪施工圖〕結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計過程任何土木工程都建筑地球的表層——地殼地殼是人類賴以生存的場所和一切工程設(shè)施的根底因此要研究工程地質(zhì)問題、進行工程地質(zhì)勘察土木工程概論將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基、連接上部結(jié)構(gòu)與地基的下部結(jié)構(gòu)稱為根底承托根底的場地稱為地基2.1.1工程地質(zhì)勘察國家標準《建筑地基根底設(shè)計標準》(GB50007—2002)根據(jù)地基損壞造成建筑物破壞后果、地基復(fù)雜程度和建筑物規(guī)模、功能特征的嚴重性，建筑物地基根底分三個設(shè)計平安等級如重要的工業(yè)與民用建筑，30層以上高層建筑———————甲級甲、丙以外的一般的工業(yè)與民用建筑——————————乙級次要的輕型建筑物、場地和地基條件簡單荷載分布均勻的七層及七層以下的一般工業(yè)與民用建筑——丙級土木工程概論2.1.1工程地質(zhì)勘察絕大多數(shù)工程建筑物破壞，是因地基損壞造成的掌握建筑物平安等級和巖土工程勘察分級對確保工程建筑物平安十分必要根據(jù)場地的地形地貌和地質(zhì)條件和對建筑抗震是否有利地段劃分為三類

如穩(wěn)定巖石、密實的碎石土層等————有利地段軟弱土；液化土等—————————不利地段地震時可能發(fā)生滑坡、泥石流等———危險地段土木工程概論2.1.1工程地質(zhì)勘察國家標準《建筑抗震設(shè)計標準》(GBJ50O11--2002)國家標椎《巖土工程勘察標準》(GB50021—94)2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論根據(jù)工程的破壞后果和工程的重要性工程分為三個平安等級如地下鐵路、大型橋梁、高壩——一級工程公共建筑、藝術(shù)性建筑——二級工程其他工程——三級工程根據(jù)場地的復(fù)雜程度

場地分為三個等級

如對建筑抗震危險地段、地形地貌條件復(fù)雜等

————一級場地對建筑抗震不利地段、地形地貌條件較復(fù)雜等

————二級場地對建筑抗震有利地段，地形地貌條件簡單等

————一級場地根據(jù)地基(開挖工程為巖土介質(zhì))的復(fù)雜程度

地基分為三個等級如巖土條件差———————一級地基巖土條件一般——————二級地基巖土條件好———————三級地基2.1.1工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察:效勞于工程建設(shè)，用勘察的手段和方法，查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑地區(qū)作出工程地質(zhì)評價，為設(shè)計施工提工程地質(zhì)資料依據(jù)土木工程概論巖土的類型、巖土工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地形外貌、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象、可利用的天然建筑材料等※不同地區(qū)場地的工程地質(zhì)條件可能差異很大,工程地質(zhì)勘察的任務(wù)、勘察手段和評價內(nèi)容也不同土木工程概論

工程地質(zhì)勘察一般分為三個階段：

1、場址選擇(可行性研究勘察或選址勘察)

2、初步設(shè)計(初步勘察)

3、施工圖設(shè)計(詳細勘察)※地質(zhì)條件簡單，面積不大的場地，勘察可從簡地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求者還應(yīng)增加

第四階段——施工勘察階段2.1.1工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察的任務(wù):

按照不同勘察階段的要求，針對建筑物類型、建筑物重要性等，正確反映場地的工程地質(zhì)條件及巖土性質(zhì)，結(jié)合設(shè)計、施工以及地基處理等具體要求，進行技術(shù)論證和評價，提出解決問題的決策性具體建議2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論1、可行性研究勘察(選址勘察)的具體內(nèi)容：為場地方案確定提供依據(jù)，應(yīng)符合確定場地方案的要求搜集、分析場址方案的區(qū)域性質(zhì)、地形地貌、地震危險性以及附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料、當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗等了解場地的地層巖性，地質(zhì)構(gòu)造，巖石及土的性質(zhì)，地下水情況，不良地質(zhì)現(xiàn)象等有幾個場址方案時，對擬選場地的穩(wěn)定性和適宜性做出工程地質(zhì)評價和方案比較※選擇場地應(yīng)避開工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段如受洪水威脅或地下水不利影響嚴重、設(shè)防烈度8度以上的發(fā)震斷裂帶等，進行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論2、初步勘察的具體內(nèi)容：為初步設(shè)計或擴大初步設(shè)計提供依據(jù)或計算參數(shù)，應(yīng)符合初步設(shè)計或擴大初步設(shè)計的要求①、查明建筑場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、危害程度及開展趨勢，以使確定場地內(nèi)建筑總平面布置時主要建筑物布置避開這些地段②、初步查明地層及構(gòu)造，地質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)，地下水埋藏條件及土凍結(jié)深度等，為地基根底方案提供工程地質(zhì)條件※勘探線布置應(yīng)垂直于地貌單元邊界線、地質(zhì)構(gòu)造和地層界線，勘探點布置在這些界線上并在變化最大地段處加密2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論3、詳細勘察的具體內(nèi)容：

為施工圖設(shè)計提供依據(jù)或計算參數(shù)，應(yīng)符合施工圖設(shè)計的要求只針對具體的地質(zhì)問題查明建筑物范圍內(nèi)的地層構(gòu)造、地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)并對地基的穩(wěn)定性及承載能力進行評價查明有關(guān)地下水埋藏條件、腐蝕性、地層透水性和水位變化規(guī)律提供不良地質(zhì)現(xiàn)象防治工作所需的計算指標及資料

※手段以勘探、原位測試、室內(nèi)土工試驗為主，必要時補充物探和工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作詳細勘察勘探點布置按巖土工程等級確定，勘探點間距視建筑物和巖土工程等級而定2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論四、勘察任務(wù)書的具體內(nèi)容：主要包括工程意圖、設(shè)計階段、勘察內(nèi)容、目的、勘察技術(shù)要求、勘察工作所需的各種圖表資料等勘察設(shè)計階段不同、有些內(nèi)容也有所小差異初步設(shè)計勘察階段任務(wù)書中還應(yīng)有工程類別、規(guī)模、建筑面積、建筑物特殊要求、主要建筑物名稱、最大荷載、根底最大埋深、勘察地形圖等詳細設(shè)計階段任務(wù)書中還應(yīng)有建筑物層數(shù)、高度、跨度、上部結(jié)構(gòu)特點，根底形式，根底埋深，荷載情況等建筑物的具體情況，建筑總平面布置圖等2.1.1工程地質(zhì)勘察土木工程概論

工程地質(zhì)勘察測繪的目的：

通過對場地的地形地貌、地層巖型、地質(zhì)構(gòu)造、地下水與地表水、不良地質(zhì)現(xiàn)象等進行勘察和必要的測繪工作，為場地工程地質(zhì)條件評價及勘探的合理確定提供依據(jù)

測繪范圍：除場地外還包括附近相關(guān)地段

※不同勘察測繪階段的勘測內(nèi)容側(cè)重點亦不同

選址勘察階段：需搜集已有的地質(zhì)資料和進行現(xiàn)場查勘

初步勘察階段：需考慮是否繼續(xù)進行工程地質(zhì)測繪

詳細勘察階段：需對一些特殊地質(zhì)問題作必要補充2.1.2工程地質(zhì)勘察測繪方法土木工程概論在工程地質(zhì)勘察測繪的根底上，為進一步查明地表以下的工程地質(zhì)問題，取得深層地質(zhì)資料而進行的對場地工程地質(zhì)條件的定量評價2.1.2工程地質(zhì)勘察方法—勘探土木工程概論

方法：坑槽探、鉆探、觸探、地球物理勘探等坑、槽探

用人工或機械方式進行挖掘坑、槽、井、洞直接觀察巖土層的天然狀態(tài)和地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)能取出接近實際的原狀結(jié)構(gòu)土樣鉆探用鉆機在地層中鉆孔，鑒別和劃分地表下地層，可沿孔深取樣鉆探是工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用最廣的勘探手段，可獲得深層地質(zhì)資料2.1.2工程地質(zhì)勘察方法—勘探土木工程概論某壩址區(qū)勘探布置圖1砂巖；2頁巖；3花崗巖脈；4斷層帶；5坡積層；6沖積層；7風(fēng)化層界線；8一鉆孔；P—平洞；S—豎井；K一探井：Z一探槽；C—淺井坑探示意圖(a)探井〔b〕在探井中取原狀土樣〔c〕原狀土樣▲▼以簡明的文字和圖表將地質(zhì)勘察資料分析整理，歸納總結(jié)做出的場地工程地質(zhì)評價勘察報告書應(yīng)配合相應(yīng)勘察階段，針對場地地質(zhì)條件、建筑物性質(zhì)、規(guī)模、設(shè)計、施工要求，提出地基根底方案依據(jù)和設(shè)計計算數(shù)據(jù)，指出存在問題及解決問題方法一個單項建筑工程的地質(zhì)勘察報告通常包括以下內(nèi)容：①、任務(wù)要求及勘察工作概況②、場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震設(shè)計烈度③、場地地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力等設(shè)計計算指標④、地下水的埋置條件、腐蝕性、土層的凍結(jié)深度⑤、綜合評價場地、地基的工程地質(zhì)，做出場地穩(wěn)定性、適宜性結(jié)論，指出存在問題和解決途徑及方法，建議合理方案2.1.3工程地質(zhì)勘察報告土木工程概論工程地質(zhì)勘察報告的相關(guān)圖表：

勘探點平面布置圖、工程地質(zhì)剖面圖、綜合地質(zhì)柱狀圖、土工試驗成果表，其他測試成果圖表(如標準貫入試驗、現(xiàn)場載荷試驗、靜動力觸探試驗)等2.1.3工程地質(zhì)勘察報告土木工程概論將建筑物位置、各類勘探、測試點編號、位置用不同圖例在建筑場地地形圖上表示出來并注明各勘探、測試點標高、深度、剖面線及編號等勘察報告的最根本圖件，反映某一勘探線上地層沿豎向和水平方向的分布情況，是在勘探線地形剖面線上標出各鉆孔地層層面；在鉆孔兩側(cè)標出層面高程、深度、將相鄰鉆孔中相同土層分界點以直線相連的表示方法地層按新老次序自上而下按比例繪成柱狀圖，注明層厚，地質(zhì)年代等，概括描述地層層次及主要特征和性質(zhì)的圖件將土試驗和原位測試等成果以表形式列出高層建筑、高，剛度大、豎向荷載大而集中〔高度每增加1m，基底總壓力增加4～6kPa〕大型根底對巖土工程勘察提出了更高的要求〔與高層建筑、高聳構(gòu)筑物相適應(yīng)的根底有筏片、箱形、樁、樁筏、樁箱和大體積塊體、大型單獨〕風(fēng)荷載和地震作用有時成為控制因素土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察

巖土工程勘察報告應(yīng)分析評價并提供指標和參數(shù)的問題：

地基承載力

變形和傾斜深基坑開挖抗震設(shè)計

環(huán)境問題場地與地基穩(wěn)定性分析

高層建筑物與裙房的差異沉降問題土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察

公路:延伸長度大的線形構(gòu)筑物承受汽車荷載的重復(fù)作用和各種自然因素的長期影響

平面上彎曲、豎直向起伏(地形、地質(zhì)和經(jīng)濟條件決定)公路等級不同，主要技術(shù)指標也不同

穩(wěn)定性和正常營運受所穿越的地形和地質(zhì)構(gòu)造影響大工程地質(zhì)條件是選擇路線方案的重要因素

土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察正橋+引橋+導(dǎo)流

正橋：主體位于河岸橋臺之間、橋墩于河中

引橋：連接正橋與路線的建筑物、于河漫灘或階地

——高路堤或橋梁

導(dǎo)流：保護橋梁穩(wěn)定，不受河流沖刷破壞的附屬工程

——護岸、護坡、導(dǎo)流堤和丁壩等

橋梁結(jié)構(gòu)：梁橋、拱橋和鋼架橋

工程地質(zhì)條件是選擇橋梁結(jié)構(gòu)的主要依倨土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察

橋梁工程地質(zhì)主要問題：(1)橋墩臺地基穩(wěn)定性：取決于墩臺地基中巖土體承載力大小對選擇橋梁根底和確定橋梁結(jié)構(gòu)形式起決定性作用(2)橋墩臺的河水沖刷：橋墩和橋臺減少河槽過水?dāng)嗝妫植吭龃罅魉?，改變流態(tài)對橋基產(chǎn)生強烈沖刷，威脅橋墩臺平安土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察橋位選擇取主要決于持力層部位、還應(yīng)滿足：①、在河道順直、水流集中、河床穩(wěn)定的地段

保護橋梁受河流強烈沖刷破壞或河流改道失去作用

②、在岸坡穩(wěn)定、地基條件好、無嚴重不良地質(zhì)現(xiàn)象的地段

保證橋梁和引道穩(wěn)定、降低造價③、避開順河向及平行于橋梁軸線的大斷裂帶，尤其是有活動可能的斷裂帶土木工程概論2.1工程地質(zhì)勘察土木工程建設(shè)在勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理各個階段使用的的測量技術(shù)和方法工程勘測規(guī)劃階段(各種比例尺地形圖、數(shù)字地形圖、GIS技術(shù))施工階段(高精度測量技術(shù)GPS、測量機器人)工程管理階段(竣工驗收測量資料—管理維護工作根底〕結(jié)構(gòu)施工、使用階段(定期或不定期進行變形沉降測量等)根本原那么：測量布局上—“從整體到局部〞的原那么測量程序上—“先控制后碎部〞的原那么測量精度上—“由高級到低級〞的原那么測量過程上—“隨時檢查，杜絕錯誤〞的原那么

※先進行整體的控制測量，后進行局部的碎部測量，隨時檢核測量結(jié)果，減少誤差累積，保證精度2.2土木工程測量土木工程概論土木工程測量有地形圖測繪、施工測量、變形觀測三個任務(wù)、地形圖測繪地形圖測繪:對地球外表形態(tài)地物、地貌的特征點的平面位置和高程進行的測量并繪制地形圖的工作地圖:按一定比例尺用規(guī)定符號表示地物、地貌平面位置和高程的正射投影圖應(yīng)遵循土木工程測量根本原那么〔先控制測量，后碎部測量，以保證測圖精度〕，為加快測繪進度可多幅圖同時測繪常用方法：經(jīng)緯儀測繪法、紅外測距平板儀測繪法、全站儀測繪法。2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論1、 經(jīng)緯儀測繪法：按極坐標法測定點位元素，按比例縮繪定點所用儀器：經(jīng)緯儀〔分光學(xué)和電子兩種〕2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論經(jīng)緯儀測繪法2、 紅外測距平板儀測繪法用紅外測距儀測量極邊長度，再用圖解方向〔極角〕定點所用儀器：紅外測距照準儀和平板儀〔有大、小之分〕2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論彎管目鏡2.讀數(shù)顯示窗3.豎直制動螺旋4.水平微動手輪5.測量操作鍵6.豎直微動螺旋7.豎直角自動測量裝置8.物鏡及紅外光發(fā)射、接收鏡9.圓水準器10.距離基準點11.縮放臂固定螺絲12.移動比例尺〔平行尺〕紅外測距照準儀平板儀2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論全站儀由電子經(jīng)緯儀、光電測距儀、數(shù)據(jù)記錄裝置組成

3、全站儀測繪法

原理同經(jīng)緯儀測繪法，但用全站型電子速測儀

不僅可以自動顯示出距離、水平角、豎直角等，而且還可以直接測算出高差、點的坐標，甚至實現(xiàn)測圖自動化全站儀測繪地形圖

將碎布點展繪在圖上后，可進行地物描繪，等高線勾繪等地形圖繪制當(dāng)測區(qū)較大，分幅測圖時，需進行相鄰圖幅的拼接，圖的整飾、檢查等工作

利用地形圖可繪制剖面圖確定匯水邊界、作平整土地設(shè)計確定點位坐標、點間距離、直線方向、點高程、兩點間坡度等

含有豐富信息，是工程規(guī)劃、設(shè)計的必備資料2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論2.2.1施工測量(又稱施工放樣，貫穿于工程施工全過程)按設(shè)計要求，將工程結(jié)構(gòu)的平面位置和高程按一定精度測設(shè)到實地仍遵循土木工程測量的先控制后碎部根本原那么分類：建筑施工測量道路施工測量橋梁施工測量隧道施工測量管道施工測量等2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論施工測量主要內(nèi)容：施工控制網(wǎng)的建立工程結(jié)構(gòu)定位和軸線測設(shè)各種工序的細部測設(shè)(根底施工測量、構(gòu)件設(shè)備安裝測量等)工程竣工測量變形測量等※施工測量精度要求高于地形圖測繪結(jié)構(gòu)性質(zhì)、類型、材料、用途、施工方法等不同施工測量精度要求也不同高層＞低層；工業(yè)＞民用；鋼結(jié)構(gòu)＞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等※測量人員應(yīng)在熟悉設(shè)計圖紙的根底上，了解設(shè)計內(nèi)容和施工全過程對測量的精度要求，使施工測量與施工密切配合2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論〔一〕建筑施工測量1)、民用建筑施工測量內(nèi)容:建筑物定位

建筑物軸線測設(shè)

根底施工測量→主體施工測量2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論根據(jù)總平面圖建筑設(shè)計位置定位，將其外輪廓各軸線交點測設(shè)到地面上，根據(jù)這些點進行細部放樣定位建筑物定位后，為防止開挖根底破壞所測設(shè)的軸線交點，將軸線延長到平安地點并做好標志根底開挖前，根據(jù)軸線測設(shè)的軸線位置和根底寬度及根底開挖時的放坡尺寸，在地面上放出根底開挖線建筑物定位的三種常用方法2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論3、根據(jù)現(xiàn)場控制點進行定位1、根據(jù)建筑紅線進行建筑物定位2、根據(jù)現(xiàn)有建筑物進行定位

※建筑物軸線測：設(shè)延長軸線方法龍門板法：一般用于小型民用建筑在建筑物四角與隔墻兩端基槽開挖以外1.0～1.5m處釘設(shè)龍門樁，根據(jù)場地水準點，用水準儀在龍門樁上測設(shè)±0.000標高線并釘龍門板，將墻、柱軸線投到龍門板頂面上作為軸線投測點，檢驗合格后以軸線釘為準將墻寬、基槽寬、開挖邊線劃在龍門板上軸線控制樁法：在基槽外根底邊線外2.0～3.0m處設(shè)軸線控制樁2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論※根底施工測量工作內(nèi)容：放樣基槽開挖邊線控制根底開挖深度測設(shè)墊層施工高程放樣根底樓板位置等大致過程：先按測設(shè)軸線位置和根底大樣的基寬加放坡尺寸給出基槽開挖邊線開挖基槽一定深度后用水準測量在基槽壁、離坑底設(shè)計高程0.3～0.5m處每隔2～3m和拐角處設(shè)水平樁作為控制基槽深度的依據(jù)基槽開挖完在基坑底設(shè)置墊層標高樁作為清理槽底和鋪設(shè)墊層的依據(jù)。墊層施工完成后，將根底軸線投設(shè)到墊層上定出基槽邊線2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論2)、工業(yè)廠房施工測量工業(yè)廠房一般采用預(yù)制件到現(xiàn)場裝配，因此工業(yè)廠房施工測量的主要測量內(nèi)容：工業(yè)廠房控制網(wǎng)的測設(shè)工業(yè)廠房柱列軸線的測設(shè)工業(yè)廠房柱根底施工測量工業(yè)廠房構(gòu)件的安裝測量等廠房柱列軸線測設(shè)精度要求高〔生產(chǎn)設(shè)備安裝需要〕一般用廠房矩形控制網(wǎng)作為根本依據(jù)2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

◆小型廠房可用民用建筑定位方法—直接測設(shè)廠房四角，將軸線投測到軸線控制樁或龍門板上◆中小型廠房可只測設(shè)簡單的矩形控制網(wǎng)◆大型廠房需建有主軸線〔一般與廠房柱列軸線重合〕的較復(fù)雜矩形控制網(wǎng)〔主軸線定位點、矩形控制網(wǎng)控制點應(yīng)離開建筑根底開挖線2.0～4.0m，先測設(shè)控制網(wǎng)主要軸線，再據(jù)主軸線測設(shè)矩形控制網(wǎng)〕2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論中小型廠房控制網(wǎng)測設(shè)大型廠房控制網(wǎng)測設(shè)

2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論廠房矩形控制網(wǎng)測設(shè)完成后，可量出軸線控制樁位置作為測設(shè)基坑和施工安裝依據(jù)，然后在相應(yīng)軸線控制樁上用經(jīng)緯儀交會出各柱基位置并根據(jù)施工圖尺寸標定基坑開挖邊線

廠房矩形控制網(wǎng)及柱列軸線控制樁3)、高層建筑施工測量主要工作內(nèi)容：軸線投測和高程傳遞地面測量精度要求：高層建筑＞普通多層建筑※高層建筑軸線投測：①、經(jīng)緯儀引樁投測法先測設(shè)建筑物中心軸線根據(jù)樓層高度和場地情況，離開待建建筑物盡可能遠處，在中心軸線上選定點埋設(shè)軸線控制樁〔引樁〕根底完成后將中心軸線精確投測到建筑物底部并標定，然后逐層將軸線向上傳遞2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論經(jīng)緯儀引樁投測法平面圖和軸測圖

②、激光垂準儀投測法先據(jù)建筑物軸線分布和結(jié)構(gòu)情況定設(shè)計投測點位根底施工完成后，將設(shè)計投測點位準確測設(shè)到地坪層上每層樓板施工在投測點位處預(yù)留垂準孔根據(jù)設(shè)計投測點與建筑物軸線關(guān)系測設(shè)出投測樓層的建筑軸線2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

※高層建筑高程傳遞：

①、鋼尺直接測設(shè)法在首層墻體砌筑到1.5m標高后，用水準儀在內(nèi)墻面上測設(shè)一條1m標高線作為首層地面施工和室內(nèi)裝修的標高依據(jù)每砌一層用鋼尺量取兩層間設(shè)計高差得該層1m標高線在該層測設(shè)1m標高線設(shè)置之處用水準儀測設(shè)該層標高2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

②、全站儀天頂距法

利用高層建筑垂直孔或電梯井在底層架設(shè)全站儀將望遠鏡指向天頂，在各層垂直通道上安置反光鏡，測得儀器至棱鏡橫軸垂直距離計算出高差2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論〔二〕道路施工測量1)、道路中線測量通過直線和曲線的測設(shè)，將道路中心線具體測設(shè)到地面上工作內(nèi)容：測量中線交點轉(zhuǎn)點坐標測量路線轉(zhuǎn)向角里程樁的測設(shè)等2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

※道路中線交點測設(shè)方法:根據(jù)與地物的關(guān)系測設(shè)—在地形圖上選定支點位置，現(xiàn)場用距離交會法測設(shè)根據(jù)導(dǎo)線點測設(shè)交點—

根據(jù)導(dǎo)線點的坐標和交點的設(shè)計坐標計算出測設(shè)數(shù)據(jù)用極坐標法、距離交會法等測設(shè)支點穿線法測設(shè)交點—選定中線上的某些點并在實地測設(shè)，用目測法或經(jīng)緯儀視準法定出一條盡可能靠這些測設(shè)點的線(此過程為穿線)根據(jù)穿線結(jié)果得中線直線段上的轉(zhuǎn)點,同樣方法測設(shè)另一中線直線段上轉(zhuǎn)點由兩組轉(zhuǎn)點測設(shè)兩直線段交點2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

兩交點能通視：用經(jīng)緯儀直接定線或經(jīng)緯儀正倒鏡分中點測設(shè)轉(zhuǎn)點兩交點互不通視：在兩交點間或延長線上設(shè)測設(shè)轉(zhuǎn)點里程樁：整樁和加樁兩種整樁：從路線起點開始，每隔20m，50m或100m設(shè)置，其樁號應(yīng)為20m或50m整倍數(shù)加樁：沿中線地面重要地形、地物、地貌、曲線主點標記，樁號一般不是整數(shù)里程里程樁設(shè)置的主要工作：

定線、量距和打樁2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論2)、道路圓曲線(單圓曲線)測量:

道路工程中最常用的一種平面曲線

圓曲線測設(shè)主要包括：

①、圓曲線主點測設(shè)：主點為曲線的起點、中點、終點

②、圓曲線主點里程計算③、圓曲線各副點的測設(shè)2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論公路的轉(zhuǎn)彎線形3)、道路縱斷面測量〔路線水準測量〕:沿路線測量各里程樁的地面高程而繪制成的路線縱斷面圖解決豎直面上的位置問題：包括基平測量、中平測量基平測量：沿路線每隔一定距離設(shè)置假設(shè)干水準點進行高程控制測量中平測量：由各水準點高程，對道路沿線所有里程樁進行的水準測量4)、道路橫斷面測量：沿路線測量中線各里程樁兩側(cè)垂直于中線的地面高程，繪成路線橫斷面圖供路基設(shè)計、土石量計算、施工測設(shè)邊柱用2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論〔三〕橋梁施工測量橋梁按跨度大小不同、施工測量的方法也不同主要內(nèi)容：平面控制測量高程控制測量橋梁墩臺定位墩臺根底及頂部放樣等橋位控制測量(平面控制網(wǎng)和高程控制)目的：保證橋梁軸線，墩臺位置(平面、高程)上符合設(shè)計要求橋位平面控制——三角測量、邊角測量或GPS2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論雙三角形大地四邊形雙大地四邊形

已穩(wěn)固墩臺根底上的橋梁定位測設(shè)：直接法、方向交會法或極坐標法墩臺位置水位較深，狀態(tài)不穩(wěn)定，不能安置測量儀器時，用方向交會法測設(shè)墩底橋位高程控制：水準測量方法橋梁施工前根據(jù)現(xiàn)場情況增設(shè)水準點〔橋位水準點應(yīng)與路線水準點聯(lián)測〕，必要應(yīng)與橋位附近其他單位水準點或工程設(shè)施聯(lián)測，聯(lián)測有困難可用橋位附近其他單位水準點※水準點高程一般采用國家水準點高程2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論〔四〕隧道施工測量主要工作：準確測出洞口的平面位置和高程開挖時測設(shè)隧道設(shè)計中心線的方向與高程具體側(cè)設(shè)內(nèi)容：1)、隧道地面控制測量平面控制測量和高程控制測量2)、隧道施工測量的主要內(nèi)容：隧道掘進方向的測設(shè)開挖施工測量洞內(nèi)施工導(dǎo)線和水準測量豎井聯(lián)系測量及竣工測量2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論測定洞口相對位置，使能按設(shè)計方向開挖并以規(guī)定精度貫穿按定的精度測量洞口及附近水準點的高程〔五〕管道施工測量：為各種管道的設(shè)計、施工效勞主要內(nèi)容：管道中線測量縱橫斷面測量管道施工測量管道竣工測量遵守“從整體到局部，先控制后碎部〞的原那么1)、管道中線測量將管道設(shè)計中心線用假設(shè)干樁位標定在地面上主要內(nèi)容:主點測設(shè)、中線樁測設(shè)、轉(zhuǎn)折角測設(shè)、樁位的標定等2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論市政建設(shè)的根底性工程包括給水排水、暖氣、煤氣、電力、通訊等

2)、管道縱斷面測量：

根據(jù)埋設(shè)的水準點，用水準儀測出中線上各樁位的地面高程，繪制管道縱斷面圖

反映管道的縱向坡度及埋設(shè)深度

3)、管道橫斷面測量：

測定各樁位處垂直于中線兩側(cè)一定距離內(nèi)地面變坡點與管道中線的距離和高差，繪制管道橫斷面圖

反映垂直于管道方向的地面起伏狀況

※根據(jù)縱斷面上的縱坡和埋深、橫斷面上的地形起伏狀況，可計算相應(yīng)土方量2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論中線測量高程測量管道坡度測量4)、管道施工測量：內(nèi)容與管道施工設(shè)置狀態(tài)有關(guān)

①、頂管施工測量控制管道中線方向、管道高度、坡度，包括中線測量和高程測量

②、地下管道施工測量

管道中線坡度測設(shè)、檢查井位、設(shè)置控制樁、開挖溝槽等

③、地面敷設(shè)管道施工測量測設(shè)管道中線及管道坡度5)、管道竣工測量

包括測繪管道竣工帶狀平面圖和管道竣工斷面圖2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論測量管頂和檢查井的井口高程等管道的起點、轉(zhuǎn)折點、檢查井位置、附屬構(gòu)筑物實際位置、高程等2.2.3變形觀測為保證工程結(jié)構(gòu)在施工、使用過程中平安，對工程結(jié)構(gòu)在施工中、施工完成后一定時期變形狀態(tài)及其周邊環(huán)境變形狀況進行觀測包括沉降觀測、傾斜觀測、位移觀測和裂縫觀測1)、沉降觀測〔又稱垂直位置觀測〕測定工程結(jié)構(gòu)地基的沉降量、差異沉降量、沉降速度；計算根底的局部傾斜、相對彎曲和撓度值2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論地基受壓后由于土質(zhì)和承受荷載不同，地下水位變化，外界附加荷載影響等會引起建筑物產(chǎn)生沉降重要建筑物施工中和使用初期，尤需定期沉降觀測，確保其平安2)、傾斜觀測測定工程結(jié)構(gòu)頂部相對于底部或?qū)娱g相對水平位移與高度變化，計算傾斜度，傾斜方向及傾斜速度常用方法：吊垂球法，激光鉛直儀觀測法，激光位移計自動測記法，投點法，經(jīng)緯儀投測法，前方交會法等3)、位移觀測測定工程結(jié)構(gòu)在平面位置上隨時間變化的大小及方向常用方法：角度交會法，基準線法、極坐標法4)、裂縫觀測當(dāng)建筑物地基產(chǎn)生不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)某些部位可能產(chǎn)生裂縫，為了解裂縫現(xiàn)狀，掌握開展情況，應(yīng)進行裂縫觀測裂縫觀測主要是裂縫寬度和裂縫長度觀測2.2土木工程測量—主要任務(wù)土木工程概論

遠古、史前，建筑活動中就有了地基根底工藝。半坡村新石器時代遺址、殷墟遺址，都有土臺和根底河北趙縣趙州橋〔隋朝李春〕橋臺根底置于密實砂土層上，1300多年沉降僅幾厘米土木工程概論2.3地基與地基處理工程地質(zhì)、根底工程、地基處理都是土木工程專業(yè)知識的重要組成局部土木工程概論2.3地基與地基處理地基處理(地基加固)是指天然地基很軟弱，不能滿足地基承載力和變形的設(shè)計要求，地基需經(jīng)過人工處理的過程〔得人工地基〕有時不得不在地質(zhì)條件不良的地基上修建工程科技的開展使工程重量增大，變形要求變嚴，原來評價為良好的地基，也可能不滿足要求必須進行地基處理:經(jīng)過換土墊層、深層密實、排水固結(jié)等處理的地基不經(jīng)過處理就滿足使用要求的地基一般根底多埋置地面以下碼頭樁根底、橋梁根底、半地下室箱形根底等均有局部在地表上淺基礎(chǔ):位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般根底(柱基或墻基)以及埋置深度雖超過5m，但小于根底寬度的大尺寸根底(如箱形根底)橋梁根底埋置深度：無沖刷河流河底或地面至根底底面的距離沖刷河流局部沖刷線至根底底面的距離土木工程概論2.3地基與地基處理軟弱土層(承載力<100kPa的土層)不適于做天然地基上的淺根底時,可將淺根底做在人工地基上天然地基上的淺根底埋置深度淺，開挖基坑僅必要時才支護坑壁和排水疏干地基不加處理即可修建上部，工期短、造價低設(shè)計時宜優(yōu)先選用,困難時可用大型或復(fù)雜的根底形式〔連續(xù)根底,樁根底等〕土木工程概論2.3地基與地基處理淺根底按根底剛度分：剛性根底擴展根底由磚、毛石、素混凝土和灰土等材料做成——滿足剛性角條件灰土根底：(石灰和土按三分石灰和七分粘性土(體積比)配制——三七灰土,用于枯燥的華北和西北)水中硬化慢、早期強度低、抗水性差、早期抗凍性差—地下水位以上三合土根底：〔灰土+水泥——提高灰土的強度和抗水性〕橋梁結(jié)構(gòu)剛性根底常用材料：混凝土、粗石和片石、磚

可砌成任何形狀、但抗腐蝕性(特別是鹽堿地區(qū))和抗凍性差——根底四周最外層磚可浸瀝青來可增加抗腐蝕能力

土木工程概論2.3地基與地基處理—剛性根底(a)磚根底(b)砌石根底(c)素混凝土根底不能滿足剛性角要求的根底〔可作成鋼筋混凝土根底〕

為增加根底的整體性加強根底縱向抗彎能力

土木工程概論2.3地基與地基處理—擴展根底墻下鋼筋砼擴展根底錐形〔墻下和柱下〕臺階形〔墻下和柱下〕有肋〔墻下〕(1)單獨根底房屋建筑的柱根底(2)條形根底房屋建筑的墻根底——連續(xù)長條形(3)筏板根底和箱形根底(4)殼體根底為改善根底受力性能、形式做成殼體土木工程概論2.3地基與地基處理—淺根底分類地基不均勻沉降會造成建筑物開裂、設(shè)計和施工全過程中必須采用綜合措施防止或減輕地基的不均勻沉降，將其控制在標準允許的范圍內(nèi)建筑物平面力求簡單〔平面形狀復(fù)雜、沉降大〕立面高差盡可能小〔立面高差懸殊，荷載輕重不一，降差大，建筑物易傾斜和開裂〕防止建筑物窄長矮〔建筑物縱墻過長、會產(chǎn)生較大撓曲而開裂〕用建筑物的長高比控制——承重磚墻結(jié)構(gòu)剛度的主要指標,長高比小，整體剛度好，調(diào)整不均勻沉降能力強土木工程概論減輕不均勻沉降的措施

設(shè)置沉降縫〔地基不均勻、建筑物平面形狀復(fù)雜、高差懸殊時，在建筑物的特定部位，從屋頂?shù)礁兹植块_，分割成假設(shè)干個自成沉降體系的長高比較小、整體剛度較好、體型簡單的單元，減輕地基不均勻沉降〕合理安排建筑物間距離用輕型結(jié)構(gòu)以減輕建筑物的自重在砌體中設(shè)圈梁增強結(jié)構(gòu)整體性采用合理施工順序和施工方法土木工程概論減輕不均勻沉降的措施深基礎(chǔ)：位于地基深處承載力較高的土層上、埋深5m或埋深基寬的根底

樁根底地下連續(xù)墻墩根底沉井土木工程概論2.3地基與地基處理—深根底樁具有悠久的應(yīng)用歷史智利蒙特維爾德附近森林有一支承于木樁上的木屋，放射性C60測定，距今約12000—14000年七八千年前的新石器時代，在湖上和沼澤里打木樁，上面建“湖上住所〞中國浙江余姚河姆渡村的新石器文化遺址，出土了占地40000m2的木結(jié)構(gòu)遺址有木樁數(shù)百根，距今約7000年土木工程概論2.3地基與地基處理—樁根底人工挖孔樁問世〔100年前的美國〕后，灌注樁根底開展極大很多新樁型，單樁承載力達數(shù)千kN，最大樁徑達數(shù)米，深度超100m還有預(yù)應(yīng)力管樁、鋼管樁、空心混凝土樁、勁性水泥土攪拌樁(在樁中心插入型鋼或小直徑預(yù)制混凝土樁)、復(fù)合樁基(考慮樁和土共同工作)等**新樁型是樁根底施工機械取得突破性進展后開展的土木工程概論2.3地基與地基處理—樁根底上海金茂大廈〔地上88層、高420.5m、樁深80m〕※采用樁根底的條件①荷載大，地基軟弱，天然地基承載力缺乏②天然地基承載力雖滿足要求，但沉降量過大或建筑物對沉降要求嚴格③防水平力作用下高聳建(構(gòu))筑物傾覆、提高抗傾覆穩(wěn)定性或限制傾斜有特殊要求〔局部樁將受到上拔力〕④防新建建筑物沉降影響鄰近舊建筑物⑤有大噸位重級工作制吊車的重型單層工業(yè)廠房〔吊車載重量大使用頻繁，車間內(nèi)設(shè)備平臺多、根底密集，且有地面荷載，地基變形大〕土木工程概論2.3地基與地基處理—樁根底⑥精密設(shè)備根底〔安裝和使用過程中對地基沉降及沉降速率有嚴格要求〕和動力機械根底〔對允許振幅有要求〕⑦地震區(qū)消除或減輕液化對建筑物的危害、用樁穿過液化土層伸入到下部密實穩(wěn)定土層⑧淺層土為雜填土或欠固結(jié)土、換填或地基處理困難或處理后仍不滿足要求⑨已有建筑物加層、糾偏、根底托換其他情況依據(jù)“經(jīng)濟合理、技術(shù)可靠〞的原那么，分析比較后確定土木工程概論2.3地基與地基處理—樁根底

※樁的分類按樁身材料分:

木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁、其他組合材料樁等按施工方法分:

預(yù)制樁、灌注樁按成樁過程中的擠土效應(yīng)分:

擠土樁、小量擠土樁、非擠土樁按承載力極限狀態(tài)時樁荷載的傳遞方式分:

端承型樁、摩擦型樁土木工程概論2.3地基與地基處理—樁根底(a)端承樁(b)摩擦樁土木工程概論2.3地基與地基處理—沉井根底※采用沉井根底情況①上部荷載大，結(jié)構(gòu)對根底的變位敏感，而表層地基土的允許承載力缺乏，做擴展根底開挖工作量大以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉較其他深根底經(jīng)濟時②在山區(qū)河流中，雖淺層土質(zhì)較好，但沖刷大，或河中有較大卵石、樁基困難時③巖層外表較平坦且覆蓋層薄，但河水較深，采用擴大根底施工圍堰有固難時※沉井的分類按下沉方式分:就地制造下沉沉井:在根底設(shè)計位置上制造，然后挖土靠自重下沉如根底位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉浮運沉井：在岸邊制作沉井拖運到設(shè)計位置下沉在深水地區(qū)，筑島困難或不經(jīng)濟或有礙通航或流速大土木工程概論2.3地基與地基處理—沉井根底水上筑島下沉沉井按外觀形狀分:有單孔或多孔的圓形沉井〔受力好，適用于主流方向易變的河流〕矩形沉井〔制作方便，但四角土不易挖，河流水流不順〕圓端沉井、〔兼有兩者優(yōu)缺點〕網(wǎng)格形沉井土木工程概論2.3地基與地基處理—沉井根底※工程結(jié)構(gòu)對地基的要求：1、地基承載力、穩(wěn)定性要求作用在地基上的力≤地基承載力同時滿足穩(wěn)定要求，防止產(chǎn)生滑動破壞否那么，將因地基產(chǎn)生剪切破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞2、地基沉降要求在載荷作用下的沉降量和不均勻沉降量≤允許值否那么，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)傾斜、倒塌3、地基滲流要求不能因滲流作用而引起水量流失或流土、管涌否那么，將因地基土體破壞引起破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞土木工程概論2.3地基與地基處理—對地基要求※地基處理的對象地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基①軟弱地基：主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基②特殊土地基〔有地區(qū)性的特點〕：包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理對象土木工程概論二、地基處理的目的——改善地基條件(1)地基剪切特性改善剪切破壞表現(xiàn)：承載力不夠，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或土方開挖時邊坡失穩(wěn)、臨近地基隆起或基坑坑底隆起，措施：增加地基土的抗剪強度(2)地基壓縮特性改善高壓縮性表現(xiàn)：建筑物沉降和差異沉降大，措施：提高地基土壓縮模量(3)地基透水特性改善透水性表現(xiàn)：堤壩、房屋等根底產(chǎn)生的地基滲漏，基坑開挖時發(fā)生流沙和管涌，措施：使地基土不透水或減少水壓力(4)地基特性改善動力動力特性表現(xiàn)：地震時粉土、砂土?xí)a(chǎn)生液化、交通荷載或打樁使鄰近地基振動下沉，措施：防止地基土液化，提高抗震性能(5)特殊土地基的不良地基特性改善措施：消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性2.3地基與地基處理—地基處理目的許多現(xiàn)代地基處理技術(shù)都可在古代找到雛形①軟土中夯入碎石等壓密土層的夯實法二千年前灰土和三合土的墊層法(古代傳統(tǒng)建筑技術(shù))②前期荷載使地基逐年固結(jié)從而提高土的抗剪強度〔現(xiàn)代堆載預(yù)壓法的分期填筑法雛形〕我國古代在沿海地區(qū)軟弱地基上修海塘，每年農(nóng)閑時逐年填筑土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法一、地基處理方法重要工程和復(fù)雜廠房在軟弱土地基上興建，使軟弱土地基處理技術(shù)迅速開展，地基處理方法愈來愈多，主要有：1．換土墊層法〔用于荷載不大的工程結(jié)構(gòu)〕結(jié)構(gòu)根底下持力層較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)對地基的要求、用換土墊層來處理軟弱地基將根底下一定范圍內(nèi)的土層挖去，用強度較大的砂、碎石或灰土等回填夯實按回填材料分為砂墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、土工聚合物加筋墊層等土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法2．預(yù)壓碾壓法：一種有效的軟土地基處理方法建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場地上施加或分級施加與其相當(dāng)?shù)暮奢d，使土體土體密實〔排出孔隙水、孔隙體積變小〕、提高地基承載力和穩(wěn)定性、減少沉降重錘夯實：將重錘提到一定高度，自由落下，重復(fù)夯打用于處理非飽和粘性土或雜填土提高強度、減少壓縮性和不均勻性用于處理濕陷性黃土去除濕陷性機械碾壓：用壓實機械壓實大面積填土和雜填土地基振動壓實：在地基外表施加振動將淺層松散土振實用于處理砂土、爐渣、碎石等無粘性土、回填土土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法3、強夯法〔法國梅納(Menard)1969首創(chuàng)〕用10~40噸重錘從高處落下反復(fù)屢次夯擊地面，對地基進行強力夯實地基承載力可提高2～5倍，壓縮性降低200-500%影響深度達10m以上，減少了地基沉降用于處理沙土，碎石，低飽和度的粘性土、粉土、濕陷性黃土等施工簡單、施工速度快、節(jié)省材料噪音大，振動大，影響附近建筑物土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法4．振沖法〔振動水沖擊法〕利用振沖器在高壓水流作用下振沖，在砂土中起振動擠密和振動液化作用使松砂地基密實；或在粘性土地基中起振沖置換作用〔振沖成孔并在孔內(nèi)填入碎石等填料形成碎石樁體，樁體與土形成復(fù)合地基〕提高地基土承載力用于處理砂土、濕陷性黃土及局部非飽和粘性土，不排水的剪強度稍高的飽和粘性土和粉土土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法5．?dāng)D密法〔砂、石、素土或灰土樁擠密〕利用機械、沉管、振動沖擊或爆擴等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內(nèi)夯填砂、石、素土或灰土成樁體，依靠樁管打入地基產(chǎn)生橫向擠密作用使樁周土密實，提高地基土承載力

用于處理松軟砂類土、素填土、雜填土、濕陷性黃土等※砂石樁法〔振動沉管砂樁和振動沉管碎石樁〕在振動機的振動作用下，把套管打入規(guī)定深度擠密周圍土體，然后投入砂石，再排砂石于土中，振動密實成樁，屢次循環(huán)后就成為砂石樁土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法6．高壓噴射注漿法

用高壓噴射化學(xué)漿液與土凝結(jié)混合固化成加固體的處理地基方法

將帶有特殊噴嘴的注漿管置入預(yù)定深度，用20MPa高壓噴射沖擊破壞土體，使?jié){液與土混合凝結(jié)固化成固體

按注漿形式分：旋噴注漿、定噴注漿、擺噴注漿等

用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、黃土、砂土、人工填土、碎石土等土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法

7．排水固結(jié)法利用地基排水固結(jié)規(guī)律，采用各種排水技術(shù)措施處理飽和軟弱地基土用于軟粘土、粉土、雜填土、泥炭土地基等

分為：堆載預(yù)壓法超載預(yù)壓法真空預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法等土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法

8．深層攪拌法

用水泥或其他固化劑通過特制攪拌機在地基中強制拌和水泥與土體，使軟弱土硬結(jié)成整體，形成有水穩(wěn)性和足夠強度的圓柱狀、格柵狀水泥土樁或地下連續(xù)墻，組合成復(fù)合地基來提高地基承載力和減少沉降

分為噴漿攪拌法噴粉攪拌法兩種

用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高，地基承載力標準值不大于120KPa的粘性土、粉土等軟土地基定位下沉重復(fù)攪拌上升重復(fù)攪拌下沉噴漿攪拌上升沉到底部完畢土木工程概論2.3地基與地基處理—地基處理方法對具體工程問題，工程地質(zhì)條件不同，對地基的要求也不同應(yīng)進行綜合考慮，比較可能的地基處理方案從中優(yōu)選出施工可行，技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理的方案可是單一的地基處理方式，也可是各種地基處理方式的綜合土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底縱觀土木工程開展史，土木工程近代能形成一門獨立學(xué)科，其主要的原因之一：17世紀牛頓力學(xué)三定律和伽利略將工程結(jié)構(gòu)與其上重物作用建立聯(lián)系，為工程結(jié)構(gòu)受力分析奠定了根底19世紀納維容許應(yīng)力設(shè)計基于結(jié)構(gòu)實際受力和結(jié)構(gòu)能抵抗的力之間的比較，說明力學(xué)對土木工程學(xué)科的根底作用“掌握三大力學(xué)〔理論學(xué)力、材料力論學(xué)、結(jié)構(gòu)力論學(xué)〕四大結(jié)構(gòu)〔混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)〕土木工程任遨游〞土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底力學(xué)一級學(xué)科(含一般普通力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、工程力學(xué))，與土木工程關(guān)系最緊的有材料力學(xué)、理論力學(xué)〔靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)〕、結(jié)構(gòu)力學(xué)〔結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)〕、彈性力學(xué)、土力學(xué)、水力學(xué)、有限元分析等，土木工程教學(xué)方案已作為必修課或主選課安排塑性力學(xué)、彈塑性力學(xué)、巖石力學(xué)、流體力學(xué)、非線性力學(xué)、振動分析計算力學(xué)、斷裂力學(xué)、空氣動力學(xué)、凍土力學(xué)〔低溫力學(xué)〕、結(jié)構(gòu)矩陣分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析設(shè)計、結(jié)構(gòu)軟設(shè)計理論等也被根據(jù)實際情況設(shè)為任意選修課，有的納入研究生教學(xué)課程土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底1、材料力學(xué)研究桿件在拉、壓、彎、剪、扭五種作用下的強度特性及變形、穩(wěn)定等剛度特性是機械、土建、水利等專業(yè)工程技術(shù)人員必修的技術(shù)根底課程2、理論力學(xué)把物體看成是有形狀、有尺寸的剛體，研究其機械運動的規(guī)律。又稱“古典力學(xué)〞或“經(jīng)典力學(xué)〞，主要含牛頓力學(xué)根本原理、剛體靜力學(xué)、剛體運動學(xué)和剛體動力學(xué)等學(xué)習(xí)材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的根底機械運動指物體在點間的相對位置上隨時間變化的一種運動狀態(tài)土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底3、結(jié)構(gòu)力學(xué)研究結(jié)構(gòu)在荷載作用下內(nèi)力、變形的計算方法，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及在動力荷載作用下的結(jié)構(gòu)反響研究對象：梁、拱、桁架、框架、平板、殼體等桿件結(jié)構(gòu)、實體結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)研究內(nèi)容：實際結(jié)構(gòu)的計算簡圖及其計算方法、計算結(jié)果的實際結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工運用，包括靜定結(jié)構(gòu)〔靜定梁、靜定剛架、靜定平面桁架、三鉸拱等〕的內(nèi)力、位移計算，力法、位移法的原理及應(yīng)用，結(jié)構(gòu)影響線、虛功原理與能量原理等土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底4、彈性力學(xué)(彈性理論—固體力學(xué)的一個分支)研究彈性體在外力作用或溫度改變及支座沉陷等原因發(fā)生時的應(yīng)力、變形、位移研究對象：非桿狀的實體結(jié)構(gòu)(如板、殼、擋土墻、堤壩、地基等)可以得到較精確的分析結(jié)果研究內(nèi)容:平面問題、空間問題的根本理論，平面問題的直角坐標、極坐標解答，差分法、變分法、有限單元法求解平面問題、空間問題的解答，薄板彎曲問題等土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底5、塑性力學(xué)(彈性理論—固體力學(xué)的一個分支)研究可變形固體受到外荷載、溫度變化及邊界約束變動等作用時的塑性變形和應(yīng)力狀態(tài)根據(jù)固體材料在受外部作用時所呈現(xiàn)出的塑性性質(zhì)命名，討論固體材料塑性變形階段的力學(xué)問題彈性力學(xué)和塑性力學(xué)分別研究固體材料彈性階段和塑性階段密切相連的力學(xué)問題6、流體力學(xué)研究流體平衡和流體機械運動規(guī)律及在工程應(yīng)用研究對象：流體〔液體和氣體〕研究內(nèi)容：流體靜力學(xué)、流體動力學(xué)、明渠均勻流、滲流、層流、紊流、孔口、管嘴出流、有壓管流等土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底7、水力學(xué)研究水作為一種流體的平衡和機械運動的規(guī)律以及這些規(guī)律的工程應(yīng)用研究對象：流體——水，阿基米德的浮力定律奠定了水力學(xué)的靜力學(xué)根底 土木工程的地下建筑、巖土工程、水工建筑、礦井建筑等分支，都需要掌握好水力學(xué)來解決所遇到的各種問題8、土力學(xué)研究土體的應(yīng)力、變形、強度、滲流及長期穩(wěn)定性的一門力學(xué)廣義土力學(xué)還包括土質(zhì)學(xué)(研究土的生成、組成、物理化學(xué)、物理生物性質(zhì)及分類)土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底目前已有相當(dāng)?shù)挠嬎銠C軟件能較為精確計算受力已不成問題。但計算機本身像一個黑匣子，土木工程技術(shù)人員不可能處處依賴或百分之百地相信計算機的輸出結(jié)果能從宏觀上粗略地把握結(jié)構(gòu)受力的大致特性十分重要工程結(jié)構(gòu)受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循的八個宏觀原那么：1受力平衡原那么2變形協(xié)調(diào)原那么3力走捷徑原那么4剛者多勞原那么5共生突變原那么6多重設(shè)防原那么7避脆保穩(wěn)原那么8滿約束設(shè)計原那么土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底1、受力平衡原那么：處于靜止不動狀態(tài)的工程結(jié)構(gòu)或工程結(jié)構(gòu)的局部，作用于其上的所有力是相平衡的結(jié)構(gòu)材料在重力、風(fēng)、地震等外部作用下，外力會產(chǎn)生維持結(jié)構(gòu)不會變形或破壞的恢復(fù)力(結(jié)構(gòu)內(nèi)力、強度),受力平衡原那么說明靜平衡狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和外力是平衡的，而對于平衡狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力和外力(含慣性力)也是平衡的人重、板重和支持力平衡土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底2、變形協(xié)調(diào)原那么：工程結(jié)構(gòu)受力后會發(fā)生變形，這種變形是協(xié)調(diào)的即工程結(jié)構(gòu)上的某一點，其左右側(cè)的位移或上下側(cè)的位移，或從不同的角度來計算，在結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞時總是協(xié)調(diào)一致的E點豎向撓度按AB方向考慮，按CD方向考慮均為Δ

土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底3)、力走捷徑原那么：一方面作用工程結(jié)構(gòu)上的外力會按捷徑傳播到結(jié)構(gòu)的支撐物上另一方面，能使作用在結(jié)構(gòu)上的力按最短捷的路線傳到支撐物上的工程結(jié)構(gòu)會把結(jié)構(gòu)的承載的功能發(fā)揮得很好右圖梁和柱的傳力特點說明柱的傳力最短捷，結(jié)構(gòu)的承載功能必然發(fā)揮得最好(“立柱頂千斤〞的道理)土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底4)、剛者多勞原那么多種結(jié)構(gòu)或構(gòu)件共同工作時，剛度(工程結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力)大的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件分配到的須承載的作用大右圖墻A和柱B、C共同承受水平力P，墻A水平剛度大，水平變形小，柱B、C水平剛度小，水平變形大，故墻A承受水平力P的絕大局部剛者多勞是樓梯間在地震中易破壞，抗震結(jié)構(gòu)忌短粗柱子的原因(眾人同抬重物都喜歡挺直腰板的合作者〕土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底5)、共生突變原那么在工程結(jié)構(gòu)中，剛度突變和內(nèi)力突變是共生的即結(jié)構(gòu)剛度的突然變化必然會引起內(nèi)力的突變——應(yīng)力〔單位面積上的內(nèi)力〕突變工程結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計得盡可能的規(guī)整、對稱、均勻、光滑和緩變右圖豎向有剛度突變的墻結(jié)構(gòu)，在剛度突變處A點有應(yīng)力突變、處理不當(dāng)會形成結(jié)構(gòu)的薄弱層★土木工程概論2.4工程結(jié)構(gòu)力學(xué)根底6)、多重設(shè)防原那么：為防止局部結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞引起