《基礎(chǔ)工程》總復(fù)習(xí)

《根底工程》總復(fù)習(xí)2014.04.23主要內(nèi)容：第一章：緒論；〔2〕第二章：淺根底；〔10〕第三章：連續(xù)根底；〔6〕第四章：樁根底；〔10〕第五章：地基處理；〔3〕第六章：土工合成材料；〔1〕第七章：擋土墻；〔4〕第八章：基坑工程。〔2〕機(jī)動(dòng)〔總復(fù)習(xí)〕〔2〕1.地基的類型:2.根底的類型:1〕淺根底分類:按材料分:磚根底、毛石根底、砼及毛石砼根底、鋼筋砼根底、灰土及三合土根底；按構(gòu)造分:單獨(dú)根底、聯(lián)合根底〔十字交叉、筏形、箱形〕、條形根底;按受力性能分:剛性(無(wú)筋擴(kuò)展)根底、柔性(擴(kuò)展)根底。根底方案的比較與選擇：根底設(shè)計(jì)計(jì)算首先是進(jìn)行方案比較，選擇最適合工程實(shí)際的根底類型，一般從以下三方面考慮：滿足地基承載力要求：——第一功能要求，合理選擇持力層、根底埋深，確定根底形式；滿足建筑物變形要求：——從建筑物、根底、地基的整體性與共同工作角度出發(fā)，根據(jù)荷載、地基情況，確定根底結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形式；滿足建筑物使用要求：——從建筑物使用功能要求及建筑對(duì)地基變形要求考慮，如有地下室時(shí)，采用箱形與伐板形根底較為合理。荷載規(guī)定:荷載分類永久荷載可變荷載偶然荷載〔特殊荷載〕：爆炸力、撞擊力《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2001〕荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的準(zhǔn)永久值荷載組合:根本組合:標(biāo)準(zhǔn)組合:準(zhǔn)永久組合:正常使用極限狀態(tài)下的承載力驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài)下的變形驗(yàn)算，不記入風(fēng)荷載和地震作用水平荷載較大的建筑物、擋土墻等，承載力極限狀態(tài)下的穩(wěn)定驗(yàn)算民用建筑樓面均布活荷載的代表值類別住宅宿舍辦公室教室試驗(yàn)室食堂餐廳禮堂劇場(chǎng)影院商店車站機(jī)場(chǎng)大廳健身房舞臺(tái)書庫(kù)檔案庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)值(KN/m2)組合值系數(shù)c準(zhǔn)永久值系數(shù)q2.02.53.03.54.05.00.70.70.70.70.70.90.40.50.50.30.50.50.8第2章淺根底本章將主要介紹淺根底的類型與適用條件，淺根底的設(shè)計(jì)程序與方法?！?.1概述；§2.2淺根底的內(nèi)容；§2.3根底埋置深度的選擇；§2.4淺根底的地基承載力；§2.5根底底面尺寸確實(shí)定；§2.6擴(kuò)展根底設(shè)計(jì)；§2.7聯(lián)合根底設(shè)計(jì)；§2.8減輕不均勻沉降危害的措施。重點(diǎn)內(nèi)容：①根底埋深確定：

建筑物用途及根底構(gòu)造；工程地質(zhì)條件影響；

水文地質(zhì)條件影響；

相鄰建筑物影響；

地基土凍脹和融陷影響。?！?.00－0.45d≥0.5m≥0.1m②根底底面積尺寸計(jì)算：l要求:其中:基底面積：偏心荷載下根底底面積確定步驟〔試算法〕1.假定根底底寬b≤3m進(jìn)行承載力修正，初步確定承載力特征值；2.按中心受壓估算基底面積A0，考慮偏心影響將A0擴(kuò)大10%~40%；3.承載力驗(yàn)算：取l/b=n(1.5~2.0)pk≤fa且pkmax≤1.2fa

③構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：多層結(jié)構(gòu)承重墻下毛石條形根底的設(shè)計(jì)αb0bb1h1H0b2根底設(shè)計(jì)高度：按允許寬高比及構(gòu)造要求設(shè)計(jì)剖面尺寸。2軟弱下臥層承載力驗(yàn)算：F

pdz

pcz軟土Es1Es2注意：下臥層承載力f只做深度修正條基無(wú)后一項(xiàng)擴(kuò)散角可查表圖2-3墻下鋼筋混凝土擴(kuò)展根底的構(gòu)造墻下鋼筋混凝土條形根底：〔a〕無(wú)肋的；〔b〕有肋的。構(gòu)造要求:受力分析:倒置懸臂梁；受地基凈反力作用；危險(xiǎn)截面：墻根部Ⅰ-Ⅰ面彎矩與剪力最大。地基凈反力：

pj上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值F在基底產(chǎn)生的反力。(b-a)/2倒置懸臂梁pjFbaⅠⅠ2、軸心荷載作用：ⅠⅠa(1)根底底板厚度確定：沿墻長(zhǎng)取單位長(zhǎng)度1m分析：上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值為F(kN/m)，那么基底凈反力設(shè)計(jì)值：pj=F/bⅠ-Ⅰ截面最大剪力：(b-a)/2pjⅠⅠⅠ-Ⅰ截面抗剪要求：根底底板有足夠厚度主要用于抵抗剪切破壞。h0—根底底板有效高度；有墊層h0=h－40-5無(wú)墊層h0=h－70-5ft—砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2；βhs—截面高度影響系數(shù)。h0≤800時(shí),取800h0≥2000時(shí),取2000根底底板有效高度l—根底底板計(jì)算長(zhǎng)度，一般取l=1m；(2)根底底板配筋計(jì)算Ⅰ-Ⅰ截面彎矩設(shè)計(jì)值：根底底板配筋面積：As－受力筋面積,mm2；fy－鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，

N/mm2。根底底板配筋主要用于抵抗彎拉破壞。3、偏心受壓根底:基底壓力分布為梯形。偏心距：e0=M/F

基底最大、最小凈反力：baⅠⅠpjminFMpjmaxpj=F/b將V、M代入前式中即可。

Ⅰ二、柱下鋼筋砼獨(dú)立根底設(shè)計(jì)：按沖切破壞確定根底底板厚度：Fl≤0.7βhp·ft·

Am按彎拉破壞確定根底底板配筋：2.8

減輕不均勻沉降危害的措施

產(chǎn)生不均勻沉降的因素:1.地基土層不均勻；2.結(jié)構(gòu)布置不均勻，有高差；3.根底尺寸差異、埋深差異；4.根底類型的不同。不均勻沉降的對(duì)工程的危害：1.不均勻沉降會(huì)引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，使上部結(jié)構(gòu)開裂甚至破壞；2.沉降使得建筑地層層高減小，建筑總高度減小。解決危害的途徑有二：

一是設(shè)法增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)能力〔抗〕；二是設(shè)法減少不均勻沉降或總沉降量〔防〕。具體的措施有：①采用柱下條形根底、筏形根底和箱形根底等，以減少地基的不均勻沉降；②采用樁基或其他深根底，以減少總沉降量〔不均勻沉降相應(yīng)減少〕；③對(duì)不良地基某一深度范圍或局部進(jìn)行人工處理；④從地基、根底、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點(diǎn)出發(fā)在建筑、結(jié)構(gòu)和施工方面采取本節(jié)介紹的某些措施，以增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)能力。

一、建筑措施：

1.建筑物的體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單；2.控制建筑物的長(zhǎng)高比及合理布置墻體；3.設(shè)置沉降縫；4．相鄰建筑物根底間應(yīng)有一定的凈距；5.調(diào)整建筑物的標(biāo)高。二、結(jié)構(gòu)措施：

1.減輕建筑物自重；2.增強(qiáng)建筑物的整體剛度和強(qiáng)度；〔1〕設(shè)置圈梁；〔2〕加強(qiáng)根底剛度。3.減小或調(diào)整基底附加壓力；〔1〕設(shè)置地下室；〔2〕調(diào)整基底尺寸。4.選用非敏感性結(jié)構(gòu)。三、施工措施

1．遵照先重〔高〕后輕〔低〕的施工程序；2.注意堆載、沉樁和降水等對(duì)鄰近建筑物的影響；3．注意保護(hù)坑底土體。第3章連續(xù)根底§3.1概述§3.2地基、根底與上部結(jié)構(gòu)相互作用§3.3地基計(jì)算模型§3.4文克勒地基上梁的計(jì)算§3.6柱下條形根底§3.7柱下交叉條形根底§3.8筏形根底與箱形根底一、什么是連續(xù)根底？將柱下條形根底、交叉條形根底、筏形根底和箱形根底統(tǒng)稱為連續(xù)根底。當(dāng)荷載較大、地基較軟或上部結(jié)構(gòu)對(duì)根底的整體性有較高要求時(shí)可將柱下獨(dú)立根底或墻下條形根底連接起來(lái)，形成柱下條形根底和筏形根底，當(dāng)需要進(jìn)一步增強(qiáng)根底的整體剛度時(shí)，可將根底在立面上設(shè)置成一層或假設(shè)干層，這就成為了箱形根底。柱下交叉條形根底是由縱橫兩個(gè)方向的柱下條形根底所組成的一種空間結(jié)構(gòu)，各柱位于兩個(gè)方向根底梁的交叉結(jié)點(diǎn)處。二、Winkler地基模型Winkler將地基離散為一系列互不相干的彈簧，也就是將地基分解為一系列豎直的土柱并略去了土柱之間的剪力，由此得出了地基外表的沉降與壓力成正比而且地基外表各點(diǎn)之間互不相干的結(jié)論。Winkler地基模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：公式中各符號(hào)的含義見(jiàn)p72。Winkler地基模型適用于地基土軟弱或壓縮層較薄的情形，因?yàn)檫@兩種情況與模型的假設(shè)條件比較近似。Winkler地基模型只有一個(gè)參數(shù)k，稱為基床系數(shù)。k可由地基載荷試驗(yàn)求得，沒(méi)有資料的情況下也可參照表1-12取值?！?-1〕

的單位為m-1，其倒數(shù)1/稱為梁的特征長(zhǎng)度，而l稱為梁的柔度指數(shù)。微分方程〔3-13〕的通解為

式中的C1~C4為待定常數(shù)，決定于梁的邊界條件?！?-14〕梁的柔度特征值：柱下條形根底：指布置成單向或雙向的鋼筋混凝土條狀根底，也稱根底梁；柱根底梁地基反力

組成:肋梁、翼板，相當(dāng)于倒置梁板柱結(jié)構(gòu)；

斷面形式：倒T形；

特點(diǎn)：抗彎抗剪能力大；

計(jì)算方法：倒置梁法。倒梁法：二、筏形根底〔滿堂根底〕筏形根底：鋼筋混凝土板式根底；組成；底板、〔根底梁〕，相當(dāng)于倒置樓蓋；形式：平板式〔荷載較小、柱距小且相等〕，梁板式〔荷載大且不均、柱距大〕；特點(diǎn)：抗彎抗剪能力大，整體性強(qiáng)，減小基底壓力，抗不均勻沉降；計(jì)算方法：倒樓蓋法。第4章樁根底4.1概述；4.2樁的類型；4.3樁的豎向承載力；4.4樁根底沉降的計(jì)算；4.5樁的負(fù)摩擦問(wèn)題；4.6樁的水平承載力；4.7樁的平面布置原那么；4.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)；4.9樁根底設(shè)計(jì)的一般步驟。回憶與思考淺根底方案組合造價(jià)低；易施工；平安合理；技術(shù)先進(jìn)。方案選擇天然地基人工地基深根底??一、樁根底的類型：樁根底：〔樁基〕樁體〔基樁〕承臺(tái)

低承臺(tái)：其底面低于地面高承臺(tái)：其底面高于地面工業(yè)與民用建筑中常用低承臺(tái)樁根底樁根底作用：將荷載通過(guò)樁傳給埋藏較深的堅(jiān)硬土層，

或通過(guò)樁身周圍的摩擦力傳給地基，以滿足承載力、穩(wěn)定性和變形的要求.工業(yè)與民用建筑中常用低承臺(tái)樁根底。二、樁的分類：〔1〕按荷載傳遞方式分類；〔2〕按施工方法不同分類；〔3〕按樁的設(shè)置效應(yīng)分類；〔4〕按樁的材料分類；〔5〕按樁的直徑分類。還有一些分類方式，比方按樁的截面形式、樁軸線的方位等?！?〕按樁根底承載性狀分類按樁側(cè)與樁端阻力大小及分擔(dān)比例差異，分為如下兩大類：端承型樁摩擦型樁摩擦端承樁：荷載主要由樁端阻力承擔(dān)，樁側(cè)阻力承擔(dān)局部荷載；端承樁：〔l/d≤10〕荷載絕大局部由樁端阻力承擔(dān)，樁側(cè)阻力不計(jì)。端承摩擦樁：荷載主要由樁側(cè)阻力承擔(dān)，樁端阻力承擔(dān)局部荷載；摩擦樁：〔l/d較大〕荷載絕大局部由樁側(cè)阻力承擔(dān)，樁端阻力不計(jì)?！?〕按樁的施工方法分：〔a〕預(yù)制樁預(yù)制種類：斷面尺寸：300mm×300mm~500mm×500mm方形樁三角形樁空心樁適合靜壓法施工適合軟土層，增加側(cè)面積與摩阻力。減小擠土效應(yīng)，砂土地基中空腔射水助沉Φ400~500，壁厚80mm，長(zhǎng)8~12m。敞口管樁鋼筋砼樁〔b〕灌注樁：

灌注樁系指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基中成孔并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而成的樁。

減少施工工序，樁不用承受彎折與錘擊應(yīng)力，節(jié)省鋼材和造價(jià)，對(duì)基巖起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。地下“隱蔽”施工質(zhì)量不易保證。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：(3)按樁的成型方式效應(yīng)分:

成樁過(guò)程中對(duì)地基土結(jié)構(gòu)有擾動(dòng)，并產(chǎn)生擠土效應(yīng)，引發(fā)施工環(huán)境問(wèn)題。

1.非擠土樁：取土成孔，干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法施工；樁型為鉆、挖孔樁。2.擠土樁：未取土成孔，沉管灌注樁、錘擊等法施工的實(shí)心預(yù)制樁，樁位處土完全被擠開，土結(jié)構(gòu)受破壞；3.局部擠土樁：局部取土，如預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁、灌注樁及打入式敞口預(yù)制〔管〕樁等。提示：成樁方法應(yīng)根據(jù)地基土特性，視擠土后對(duì)地基與樁身結(jié)構(gòu)是否有利，一般飽和軟土不宜，松散砂土宜。(4)按樁根底樁身材料分類：①混凝土樁：預(yù)制樁：工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制成型〔預(yù)應(yīng)力〕；灌注樁：現(xiàn)場(chǎng)挖孔就地澆筑；配筋：可配筋；可不配筋；預(yù)應(yīng)力〔預(yù)制〕；截面形式：圓形、方形、三角形〔預(yù)制)、實(shí)心、空心〔預(yù)制〕。②鋼樁：形狀：鋼管樁與H形樁。特點(diǎn)：抗彎壓，宜施工，造價(jià)高，腐蝕。用兩種材料組合而成的樁;如鋼管內(nèi)填砼組合，上部鋼管下部砼組合等。工藝③復(fù)合材料樁：(5)按樁根底使用功能分類:豎向抗壓樁：主要承受豎向荷載；豎向抗拔樁：主要承受上拔荷載；水平受荷樁：主要承受水平荷載；復(fù)合受荷樁：承受豎向、水平荷載均較大。(6)按樁徑大小分類:1.小樁徑：d≤250mm，根底加固，復(fù)合根底；2.中等樁徑：250mm＜d＜800mm，工業(yè)與民用建筑工程中應(yīng)用較多；3.大樁徑：d≥800mm，用于單獨(dú)根底。4.3樁的豎向承載力一、單樁豎向承載力樁基破壞類型樁材料強(qiáng)度：端承樁控制因素地基承載力：主要控制因素單樁承載力特征值確定規(guī)定：1.單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過(guò)單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定，試樁數(shù)≥1%總數(shù)，且≥3根；2.地基根底設(shè)計(jì)為丙級(jí)的建筑物，單樁承載力特征值可由靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)參數(shù)確定；3.初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按公式估算。第5章地基處理：§5.1概述〔復(fù)合地基〕；§5.2換土墊層法；§5.3排水固結(jié)法；§5.4深層水泥攪拌法；§5.5高壓噴射注漿法；§5.6強(qiáng)夯法；§5.7振沖法；§5.8土工合成材料。5.1概述淺根底,當(dāng)承載力、沉降、液化、凍脹等不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)；(1)采用深根底、樁根底；(2)地基處理，改善土性。方案組合天然地基人工地基?淺根底深根底?5.1概述地基處理的目的：對(duì)地基進(jìn)行必要的加固或改進(jìn)，提高地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定，降低壓縮性，減少根底的沉降或不均勻沉降。適用情況：擬建建筑物或已建工程地基加固。方案選擇應(yīng)注意問(wèn)題：1.上部結(jié)構(gòu)、根底和地基是共同工作的整體；2.方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較論證；3.處理后的地基應(yīng)符合《標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。二、地基處理的對(duì)象軟弱地基不良地基淤泥土e>1.5，>L(IL>1.0)淤泥質(zhì)土e=1.0~1.5，>L(IL>1.0)泥炭土，泥炭質(zhì)土沖填土濕陷性黃土膨脹土凍土松砂

Dr<1/3或e>0.85飽和液化,干土震陷。人工填土，雜填土形成：靜水或緩水流中沉積而成，由粘粒和粉粒組成。特性：w＞wl，淤泥：e＞1.5，泥質(zhì)土1.5≥e＞1.0；

強(qiáng)度低，壓縮性高，滲透性小，靈敏度高。雜填土：形成：建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾。特點(diǎn)：強(qiáng)度低，壓縮性高，均質(zhì)性差，易侵水濕陷。沖填土：形成：由水力沖填而成。特性：不均勻性、欠固結(jié)。淤泥和淤泥質(zhì)土：三、地基處理方法分類物理處理

化學(xué)處理

熱學(xué)處理置換排水密實(shí)加筋

攪拌灌漿

加熱凍結(jié)

地基處理方法的分類表地基處理方法1、機(jī)械壓實(shí)法分層碾壓法振動(dòng)壓實(shí)法2、強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法是法國(guó)L·梅納〔Menard〕1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法。夯擊后的地基承載力可提高2～5倍，壓縮性可降低200～500％，影響深度在10m以上。3、換土墊層法當(dāng)建筑物根底下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層來(lái)處理軟弱地基。4、預(yù)壓固結(jié)法

在建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場(chǎng)地上施加或分級(jí)施加與其相當(dāng)?shù)暮奢d，使土體中孔隙水排出，孔隙體積變小，土體密實(shí)，提高地基承載力和穩(wěn)定性。堆載預(yù)壓法處理深度一般達(dá)10m左右，真空預(yù)壓法處理深度可達(dá)15m左右。

b

回填土B

=b+2zt