1、土力学 地基与基础绪论,福州建筑工程职业中专学校,本章学习要求,了解土力学与地基基础的研究对象; 掌握地基、基础、持力层与下卧层等基本概念； 了解与地基基础有关的工程问题； 了解本课程的特点与学习要求；,绪 论,一、 土力学与地基基础的研究对象,土力学是以工程力学和土工测试技术为基础，研究与工程建设有关的土的应力、变形、强度和稳定性等力学问题的一门应用科学。广义土力学还包括土的成因、组成、物理化学性质及分类等在内的土质学。 地基基础是建立在土力学基础上的设计理论与计算方法，和土力学密不可分的。研究地基基础工程，必然涉及到大量的土力学问题。 地基与基础是两个完全不同的概念。,返回,地基,建筑物下
2、方承受建筑物全部荷载的地层称为地基。 位于基础底面下方的土层称为持力层。 持力层以下的土层称为下卧层，强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。 基础应埋置在良好的持力层上。,地基与基础示意图,地基的分类 按地质情况分按地质情况分,土基,岩基,天然地基,人工地基,建筑物地基应满足的两个基本条件：,地基的强度条件。要求建筑物的地基应有足够的承载力，在荷载作用下，不发生剪切破坏或失稳地基的变形条件。要求建筑物的地基不产生过大的变形（包括沉降、沉降差、倾斜和局部倾斜），保证建筑物正常使用。,基础,通常将埋入土层一定深度的建筑物下部的承重结构称为基础,基础作用,承受上部结构荷载,向地基传递压力,调整地基变
3、形,基础按埋深分为,深基础,基础设计不尽要使基础本身满足强度、刚度和耐久性的要求；还要满足地基对承载力和变形的要求，即地基应具有足够的强度和稳定性，并不产生过大的沉降和不均匀沉降，因此基础设计又统称为地基基础设计。,浅基础,返回,天然地基浅基础,返回,深基础（桩基础）,返回,二、与地基基础有关的工程事故,与地基强度有关的工程问题： 加拿大特朗斯康谷仓倾倒 香港宝城大厦滑坡 上海“莲花河畔景苑”在建楼房倒覆,与地基变形有关的工程问题： 意大利比萨斜塔 苏州虎丘塔中国的比萨斜塔,返回,加拿大特朗斯康谷仓倾倒,概况：加拿大特朗斯康谷仓，南北长59.44m，东西宽23.47m，高31.00m，共65个
4、圆筒仓。基础为钢筋混凝土筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。谷仓1911年动工，1913年完成，谷仓自重20000t。,事故： 1913年9月装谷物，10月17日装了31822谷物时，1小时竖向沉降达30.5cm，24小时倾斜2653，西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，上部钢筋混凝土筒仓完好无损,加拿大特朗斯康谷仓,原因： 事先未进行调查地基土，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力。1952年经勘察试验与计算，（实际基础下埋藏有16M厚的软粘土层。）因此，后查明谷仓基础底面单位面积压力超过300kPa，而地基中的软粘土层极限承载力才约250kPa，因此造成地基产生整体破坏并
5、引发谷仓严重倾斜。谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。,后续：该谷仓由于整体刚度极大，因此虽倾斜极为严重，但谷仓本身却完好无损。后于土仓基础之下做了七十多个支承于下部基岩上的混凝土墩，使用了388个50t千斤顶以及支撑系统才把仓体逐渐扶正，但其位置比原来降低了近4.0m。这是地基产生剪切破坏，建筑物丧失其稳定性的典型事故实例。,返回,香港宝城大厦滑坡,1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅-宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡120人。,原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大
6、降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。,香港宝城大厦滑坡,返回,上海“莲花河畔景苑 ”倒覆,2009年6月27日5时30分左右，本市闵行区莲花南路、罗阳路在建的“莲花河畔景苑”商品房小区工地内，发生一幢13层楼房向南整体倾倒事故，一名工人逃生不及被压致死。,房屋倾倒的主要原因：紧贴该楼北侧在短期内堆土过高，最高处达10米左右。与此同时，紧临大楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度达4.6米。大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。,上海 莲花河畔景苑,上海 莲花河畔景苑,上海 莲花河畔景苑,返回,意大利比萨斜塔,1173：动工； 1
7、178：至4层中，高约29m，因倾斜停工； 1272：复工，经6年，至7层，高48m，再停工； 1360：再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m ； 1590 ：伽利略在此塔做落体实验； 目前：塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜52116。,比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米，从地面到塔顶高55米，钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米，对地面的平均压强为497千帕。目前的倾斜约10%，即5.5度，偏离地基外沿2.3米，顶层突出4.5米。1178年首次发现
8、倾斜。,意大利比萨斜塔地基不均匀沉降,事故原因：塔身建立在深厚的高压缩性土之上（地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层），地基的不均匀沉降导致塔身的倾斜。,处理措施： 18381839年，挖环形基坑卸载； 19331935年，基坑防水处理，基础环灌浆加固； 1990年1月封闭整修； 1992年7月加固塔身，用压重法和取土法进行地基处理，经过12年的整修，耗资约2500万美元，斜塔被扶正44cm； 专家认为，只要不出现不可抗拒的自然因素，经过修复的比萨斜塔，300年内将不会倒塌。 2001年12月重新对外开放。,比萨斜塔,返回,苏州虎丘塔中国的比萨斜塔,概况： 苏州云岩寺塔,俗名虎丘塔,是古城苏州
9、的标志,位于苏州市虎丘公园山顶，落成于宋太祖建隆二年（公元961年）。全塔7层，高47.5m，塔的平面呈八角形。从明代开始倾斜，据初步测量，塔顶部中心点距中心垂直线偏离已达2.3米（世界著名的意大利比萨斜塔，其塔顶偏离4.4米）。历经千年沧桑,但在政府有关部门和研究保护人员努力下,至今仍然屹立在虎丘山巅,迎接八方宾客,苏州虎丘塔地基土压缩层厚度不均,处理：在塔四周建造一圈桩排式地下连续墙并对塔周围与塔基进行钻孔注浆和打设树根桩加固塔身，获得成功。,原因：虎丘塔地基为人工地基，由大块石组成，人工块石填土层厚12m，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。底部即为风化岩
10、石和基岩。塔底层直径13.66m范围内，覆盖层厚度相差3.0m。地基土压缩层厚度不均及砖砌体偏心受压等原因，造成该塔向东北方向倾斜。,虎丘塔地质剖面图,返回,三、本课程的特点与学习要求,本课程涉及工程地质学、土力学、建筑结构和建筑施工等几个学科领域，知识面广、综合性强，学习时应该突出重点，兼顾全局。通过本课程的学习，要求掌握下列几方面的知识：（1）熟悉土的基本物理、力学性质，了解一般土工试验原理和方法。（2）掌握土中应力、变形、强度及土压力的基本理论和计算，学会利用这些知识分析解决地基基础工程中的实际问题。（3）掌握天然地基上一般浅基础的设计方法及单桩承载力的 计算和桩基础的设计；了解基坑支护
11、与地基处理的一般方法。（4）了解工程地质勘察的基本知识，能正确阅读和理解工程地质勘查报告。,返回,如何学好土力学？,注重正确学习方法 - 概念，原理，方法内容间联系要记忆，但不能死记,注意理论联系实际，提高分析及解决问题的能力,注意土的基本特点 对比其它材料,？本章思考题,1、地基与基础的概念？,2、持力层、下卧层的概念？,小 结绪论的作用是介绍本书讨论内容的全貌，并说明全书的主旨。 “土力学、地基、基础的基本概念”是其中的重点，应牢记地基、基 础、持力层、下卧层等的定义。地基、基础的设计与计算，与上部结构一样，必须满足变形、 强度、稳定的要求，这些要求将在后面几章中进行讨论。本学科的发展比较快，计算理论不断更新，实践经验层出不穷，学习时应掌握其动态，知识不断更新。,谢 谢 观 赏,
