1、第3章 基础工程,万丈高楼从地起,1. 地基,由地壳中的物质（岩石或土）构成；它是土木工程的“根”，支承着上部结构。,地基是指受土木工程结构影响的那一部分地层。,3.1 工程地质勘察,2. 土具有压缩性,这是由土的三相组成决定的。,固相： 固体颗粒（岩石碎屑、矿物颗粒） 液相： 孔隙中的水 气相： 孔隙中的气体；,S：为地基沉降量即建筑物沉降量,3 . 地基承载力的概念,地基的强度条件要求是：,5. 进行房屋结构设计时，为了保证地基安全可靠，使房屋的沉降量在规定的容许范围内，还要做到以下几点：,. 对建设场地的地质情况，认真进行勘察，通过钻孔取样了解土层、岩层的分布, 确定建设场地的地基承载力
2、,对场地有代表性的土层试样进行土工实验，测定土的物理力学性质指标或在场地进行原位实验（载荷实验）, 设计基础,设计地面,根据基础的作用和受力分析，要理解基础设计的基本思路,基础设计要满足的一个基本前提是：,思考一下：为什么基础底部与土体接触处的尺寸要比墙、柱尺寸大得多？, 要计算地基即工程结构的最终沉降量，使其沉降量保证在规定的容许范围之内；,规范规定的容许值, 房屋建成后，还要继续了解、观察房屋的沉降量。一旦发现沉降量过大，及时处理。,地基与基础的关系,一、基本概念1、基础：是建筑物地面以下的承重构件，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些荷载与基础自身荷载一起传给地基。基础是建筑物
3、的组成部分。 2、地基：是基础下面承受荷载的土层，承受着基础传来的全部荷载。地基不属于房屋组成部分。3、地耐力：地基每平方米所能够承受的最大压力，称为地基允许承载力。地基基础的投资一般占整个建筑物总投资的10%-20%。,二、天然地基和人工地基 1、天然地基 当地基有足够承载力，不需要经过人工加固，可直接在其上建造房屋，称为天然地基。,2、人工地基 土层的承载力较差，或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为了使地基具有足够的承载力，对土层进行人工加固和改良，这种经过人工处理的土层，称为人工地基。,（一）基础埋深 基础埋深：建筑物室外设计地面到基础底面的垂直距离。 深基础：基础埋深大于5m 浅基础：
4、基础埋深介于0.5m-5m之间。 基础埋深愈小，基础造价愈低，但基础若没有足够的土层包围，基底土层受到压力后，把基础四周的土挤出，基础将产生滑移而失稳，故同时规定基础埋深不应小于0.5m。,三、基础的埋置深度,一、基础类型 1、按基础的构造形式：可以分为条形基础、独立柱基础、联合基础（井格式（交叉条形）基础、片筏式基础、板式基础、箱形基础）。2、按基础所使用的材料：基础包括砖基础、毛石基础、混凝土基础、灰土基础、三合土基础、毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础等。,3.2 浅基础,墙下条基 素砼垫层,墙下条基,二、按基础的构造型式分类,（一）条形基础,（二）独立基础,（三）井格式（交叉条形）基础,柱
5、下条基,框架结构基础梁,框架结构柱下条基,（四）筏形基础,（a）平板式,（b）梁板式,柱下筏板基础,不埋板式基础,（五）箱形基础,预留管道套管,预留管孔,3.3 深基础,深基础包括桩基础、沉井沉箱、地下连续墙、墩基础等。桩基础：预制桩和灌注桩,钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中。特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。,管桩及方桩,混凝土预制桩,打入法施工,打入法也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。,静力压桩,静
6、力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。,灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。 与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。,沉井,当桩径较大，挖掘深度大，地质复杂，土质差(松软弱土层)，且地下水位高时，应采用沉井护壁法挖孔施工。 沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，井筒下捣制钢筋混凝土刃脚，然后在筒内挖土掏空，井筒靠其
7、自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力，边挖边沉，使其垂直地下沉到设计要求深度。,3.4 不均匀沉降问题,不均匀沉降：同一结构体中，相邻两个基础沉降量的差值。必须控制不均匀沉降量在规定范围内！容易产生不均匀沉降的情况：从地基情况：地基承载力有差异从基础型式：独立基础,3.5 地基处理,机械压实法 强夯法 换土垫层法 预压固结法,软弱地基土的工程特性及其地基处理方法分类,挤密法 振冲法 化学加固法 托换技术,（1） 物理性质差 （2） 抗剪强度低 （3） 压缩性较高 （4） 渗透性很小 （5） 结构性明显 （6） 流变性显著,软弱地基土的工程特性,2 地基处理方法分类,地基处理方法的分类表
8、,（1） 机械压实法,分层碾压法振动压实法,振动压路机,（2） 强夯法,强夯法是法国L梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高25倍，压缩性可降低200500，影响深度在10m以上。,（3） 换土垫层法,当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。,（4） 预压固结法,在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。,（5） 挤密法,砂石桩法 土桩挤密法 灰土桩挤密法,（6） 振冲法,在粘土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基； 在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。,振冲置换法,振冲密实法,作用机理：,（7） 化学加固法,灌浆法 高压喷射灌浆法 水泥深层搅拌法,水泥搅拌桩在施工,（8） 托换技术,基础加固托换 基础加宽基础加深技术 桩式托换 顶承式静压桩托换锚杆静压桩托换灌注桩托换树根桩托换,小结,1、地基与基础的概念； 2、基础设计的流程； 3、基础分类浅基础有？深基础有？用哪种类型的基础由什么因素决定？ 4、地基处理原理？方法？,
