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第一章 概述地基基礎(chǔ)的概念與特點一個完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三個部分 。它們有著各自的功能。 上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)。 基礎(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸并經(jīng)過了特殊處理的結(jié)構(gòu)部件。 地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷載并維持建筑物穩(wěn)定的巖土體?;A(chǔ)的作用1.傳遞上部荷載到地基中。2.利用基礎(chǔ)所具有的剛度,與上部結(jié)構(gòu)共 同調(diào)整因荷載不均或地基土的不均勻性 產(chǎn)生的變形,使上部結(jié)構(gòu)不致產(chǎn)生過多 的次應(yīng)力。地基設(shè)計包括: 地基土的承載力確定 地基變形計算 地基穩(wěn)定性計算基礎(chǔ)的設(shè)計:選擇基礎(chǔ)的類型 選擇基礎(chǔ)的埋置深度 確定基礎(chǔ)底面尺寸 確定基礎(chǔ)內(nèi)力和斷面設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計滿足的三個要求 :強度要求 變形要求 上部結(jié)構(gòu)的其它要求 第二章 淺基礎(chǔ)介紹1. 淺基礎(chǔ)的定義 通常將基礎(chǔ)的埋置深度小于基礎(chǔ)最小寬度,且只需經(jīng)過挖槽、排水等普通施工程序就可建造的基礎(chǔ)稱作淺基礎(chǔ)。 2. 淺基礎(chǔ)的荷載傳遞 上部結(jié)構(gòu) (荷載) 基礎(chǔ) (基地壓力) 地基 (應(yīng)力和變形) 3. 地基基礎(chǔ)設(shè)計考慮的主要因素基礎(chǔ)設(shè)計時,除須保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身具有足夠的強度和剛度外,同時還須選擇合理的基礎(chǔ)尺寸和布置方案,使地基的反力和沉降在允許的范圍之內(nèi)。因此,基礎(chǔ)設(shè)計包括地基與基礎(chǔ)兩部分,又常稱為地基基礎(chǔ)設(shè)計。 淺基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮的主要因素(1) 建筑基礎(chǔ)所用的材料及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式;(2) 基礎(chǔ)的埋置深度;(3) 地基土的承載力;(4)基礎(chǔ)的形狀和布置,以及與相鄰基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物和地下管道的關(guān)系;(5) 上部結(jié)構(gòu)類型、使用要求及對不均勻沉降的敏感性;(6) 施工期限、施工方法及所需的施工設(shè)備等。第2節(jié) 淺基礎(chǔ)的類型按基礎(chǔ)形狀和大小分類: 條形基礎(chǔ)(十字交叉條形基礎(chǔ)) 筏板基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ)按基礎(chǔ)材料的性能分類:無筋擴(kuò)展基礎(chǔ),鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)1、 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 定義:通常由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的基礎(chǔ)。 特點:抗壓性能較好,但抗拉、抗剪強度不高設(shè)計要求:發(fā)生在基礎(chǔ)內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過其材料強度設(shè)計值。可通過限制基礎(chǔ)外伸寬度與基礎(chǔ)高度的比值來實現(xiàn)。在寬高比的限制下,基礎(chǔ)相對高度一般較大,幾乎不會發(fā)生彎曲變形,此類基礎(chǔ)習(xí)慣上稱之為剛性基礎(chǔ)。 應(yīng)用范圍:無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)可用于六層和六層以下(三合土基礎(chǔ)不宜超過四層)的民用建筑和砌體承重的廠房。 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)又可分為墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ)。 在橋梁基礎(chǔ)中,通常采用如圖2-2所示的剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)2、 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ))當(dāng)剛性基礎(chǔ)的尺寸不能同時滿足地基承載力和基礎(chǔ)埋深的要求時,則需則需采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)具有較好的抗剪能力和抗彎能力,通常也稱之為柔性基礎(chǔ)或有限剛度基礎(chǔ)。 特點:具有較好的抗剪能力和抗彎能力設(shè)計要求:采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的方法來滿足地基承載力的要求,但不必增加基礎(chǔ)的埋深;選擇合適的基礎(chǔ)材料、高度與配筋來滿足基礎(chǔ)抗剪和抗彎要求。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)種類:獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)等。 1. 柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ) 鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)主要是指柱下單獨基礎(chǔ)。常見于橋梁工程、工業(yè)廠房等。截面形式:現(xiàn)澆臺階形或錐形基礎(chǔ)和預(yù)制柱杯口形基礎(chǔ)2. 鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 分為墻下條形基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)和十字交叉條形基礎(chǔ)。 墻下條形基礎(chǔ):橫截面積根據(jù)受力條件又可分為不帶肋和帶肋兩種??煽醋魇卿摻罨炷联毩⒒A(chǔ)的特例,其計算屬于平面應(yīng)變問題,只考慮在基礎(chǔ)橫向受力發(fā)生破壞。柱下條形基礎(chǔ):當(dāng)?shù)鼗休d力較低且柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)的底面積不能承受上部結(jié)構(gòu)荷載時,常把若干柱子的基礎(chǔ)連成一條,構(gòu)成柱下條形基礎(chǔ)。目的是將承受的集中荷載較均勻地分布到條形基礎(chǔ)底面積上,以減小地基反力,并通過形成的基礎(chǔ)整體剛度來調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。 一個方向的單列柱基連在一起便成為單向條形基礎(chǔ)。十字交叉條形基礎(chǔ):當(dāng)單向條形基礎(chǔ)的底面積仍不能承受上部結(jié)構(gòu)荷載時,可將縱橫柱基礎(chǔ)均連在一起,構(gòu)成十字交叉條形基礎(chǔ)。十字交叉條形基礎(chǔ)可承擔(dān)10層以下民用住宅。3. 筏板基礎(chǔ) 當(dāng)?shù)鼗休d力低,而上部結(jié)構(gòu)的荷重又較大,以至于十字交叉條形基礎(chǔ)仍不能提供足夠的底面積來滿足地基承載力的要求時,或相鄰基槽間距很小時,可采用鋼筋混凝土滿堂基礎(chǔ)即筏板基礎(chǔ)。 筏板基礎(chǔ)有更大的整體剛度,有利于調(diào)整地基的不均勻沉降,較能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布的變化。特別對于有地下室的房屋或大型貯液結(jié)構(gòu),如水池、油庫等,筏板基礎(chǔ)是一種比較理想的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 筏板基礎(chǔ)分為平板式和梁板式兩種類型。4箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板、側(cè)墻、內(nèi)隔墻組成,形成一個整體性好、空間剛度大的箱體。 箱形基礎(chǔ)比筏板基礎(chǔ)具有更大的抗彎剛度,可視為絕對剛性基礎(chǔ),產(chǎn)生的沉降通常較為均勻。適用于軟弱地基上的高層、重型或?qū)Σ痪鶆虺两涤袊?yán)格要求的建筑物。 與筏板基礎(chǔ)比較,箱形基礎(chǔ)的地下室被分割,空間較小,而筏板基礎(chǔ)的地下室空間則較大。 箱形基礎(chǔ)埋深較深,基礎(chǔ)空腹,卸除了基底處原有的地基自重壓力,因此大大地減小了作用于基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力,減少建筑物的沉降,這種基礎(chǔ)又稱之為補償基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)的材料消耗量較大,施工技術(shù)要求高,且還會遇到深基坑開挖帶來的問題和困難,是否采用,應(yīng)與其他可能的地基基礎(chǔ)方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后再確定。5、殼體基礎(chǔ) 常用于筒形構(gòu)筑物(如煙囪、水塔、糧倉、中小型高爐等)的基礎(chǔ),主要有M型組合殼、正圓錐殼和內(nèi)球外錐組合殼三種形式。殼體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力主要是軸向壓力,這就充分利用了混凝土結(jié)構(gòu)受壓性能好的特點,因而具有材料省和造價低等優(yōu)點。第3節(jié) 基礎(chǔ)的埋置深度 (important)基礎(chǔ)埋置深度(簡稱埋深): 基礎(chǔ)底面到天然地面的垂直距離。確定淺基礎(chǔ)埋深的原則: 凡能淺埋的應(yīng)盡量淺埋; 除巖石地基外(至少0.1m),最小埋深不宜小于0.5m(主要是考慮到基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、動植物的影響等因素); 為保護(hù)基礎(chǔ),基礎(chǔ)頂面一般不露出地面,要求基礎(chǔ)頂面低于地面至少0.1m; 水下基礎(chǔ)考慮到水流沖刷的影響(應(yīng)將基礎(chǔ)埋置在沖刷深度以下); 要求滿足地基穩(wěn)定性和變形條件。 影響基礎(chǔ)埋深的因素很多,應(yīng)綜合考慮以下幾個方面:(1) 建筑物的用途和荷載性質(zhì) 基礎(chǔ)埋深的選擇取決于: 建筑物的用途,有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施,基礎(chǔ)的類型和構(gòu)造條件等。 (2) 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 我國沿海軟土地區(qū)多為沉積土,沉積土在沉積過程中條件變化大,土層性質(zhì)變異很大。軟土的特點是:土層松軟、孔隙比大、壓縮性高、強度低,層厚大,屬于不良地基。以下的軟土地區(qū)應(yīng)特別注意: 上海、福建、寧波、天津、連云港、溫州等地區(qū)。 根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇合適的土層作為基礎(chǔ)的持力層是確定基礎(chǔ)埋深的重要因素。持力層:直接支撐基礎(chǔ)的土層稱為持力層。下臥層:持力層以下的各土層稱為下臥層。軟弱下臥層:其承載力明顯小于持力層的下臥層。 地基持力層應(yīng)盡可能選擇承載力高而壓縮性小的土層,當(dāng)持力層下存在軟弱下臥層時,應(yīng)同時考慮軟弱下臥層的強度和變形要求。通常在選擇基礎(chǔ)埋深時大致會遇到以下幾種情況: 1)在整個壓縮層范圍內(nèi)均為承載能力良好的低壓縮性土層,此時基礎(chǔ)埋深可按滿足建筑功能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求的最小值選取。 2)地基上部為軟弱土層而下部為良好土層情況,當(dāng)軟弱土層厚度較小(小于2m)時,宜選取下部良好土層作為地基持力層;當(dāng)軟弱土層厚度較大時,應(yīng)從施工技術(shù)和工程造價等方面綜合分析天然地基、人工地基或深基礎(chǔ)形式的優(yōu)劣,從中選出合適的基礎(chǔ)形式和埋深。 3)淺層土為良好的地基持力層而其下為軟弱下臥層(軟土地區(qū)地表普遍存在23m的“硬殼層”),此時基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋,即采用所謂的“寬基淺埋”形式,軟弱下臥層的強度及沉降控制要求對基礎(chǔ)埋深的確定影響很大。4)在整個壓縮層范圍內(nèi)均為高壓縮性的軟弱土層,此時不宜采用天然地基作為持力層,可對天然地基進(jìn)行地基處理后,再考慮建筑功能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求選定基礎(chǔ)埋深。 5)如果在持力層下埋藏有承壓含水層時,選擇基礎(chǔ)埋深必須考慮承壓水的作用,以免在開挖基坑時,坑底土被承壓水沖破,從而引起突涌或流砂現(xiàn)象。(3) 考慮相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深的影響 如果新建的建筑物與已有的相鄰建筑物距離過近,為保證原有建筑物的安全和正常使用,新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜深于相鄰原有建筑物的基礎(chǔ)埋置深度。 如果新建的建筑物荷載很大,而基礎(chǔ)埋深又深于相鄰原有建筑物的基礎(chǔ)埋深,解決的辦法是: 設(shè)計時考慮與原有建筑物之間保持一定的距離,其數(shù)值與荷載大小及土質(zhì)條件有關(guān),一般取相鄰兩基礎(chǔ)底面高差的12倍。如不能滿足上述要求,則必須采取其它可靠的加固和支護(hù)措施。(4) 凍脹和融陷的影響在寒冷地區(qū),地面下一定深度范圍內(nèi)的土?xí)a(chǎn)生凍結(jié),形成凍土。由于土在凍結(jié)時體積膨脹,產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象。 細(xì)粒土層(粘土、粉土、粉砂)有凍脹的特點。 如基礎(chǔ)埋置在凍結(jié)深度范圍內(nèi),則在冬天因凍脹而上抬,造成門窗不能開啟,嚴(yán)重的甚至引起墻體開裂。到了春夏季節(jié),凍土溶化以后強度降低,產(chǎn)生融陷現(xiàn)象,基礎(chǔ)下陷。為了防止產(chǎn)生上述不利的影響,必須將基礎(chǔ)埋置在凍結(jié)深度以下。 季節(jié)性凍土層厚度一般在50cm以上,最厚達(dá)3m。 凍脹影響因素:土粒徑大小、土中含水量以及地下水補給的可能性等。 對于結(jié)合水含量極少的粗顆粒土,因不發(fā)生水分遷移,故不存在凍脹問題。 在相同條件下,粘性土的凍脹性比粉砂嚴(yán)重得多。 細(xì)粒土的凍脹與含水量有關(guān),如果凍脹前,土處于含水量很少的堅硬狀態(tài),凍脹就很微弱。凍脹程度還與地下水位高低有關(guān),若地下水位高或通過毛細(xì)水能使水分向凍結(jié)區(qū)補充,則凍脹較嚴(yán)重。補償基礎(chǔ)概念 為了減小擬建建筑物的沉降量,選用補償基礎(chǔ)是一種很好的基礎(chǔ)型式。 建筑物的沉降是與建筑物基底附加壓力成正比的,因此,理論上當(dāng)建筑物基底附加壓力為零時,建筑物的沉降也為零。基底附加壓力p0公式為:N作用在基底的荷載,kN;A基礎(chǔ)底面積,m2 d基礎(chǔ)的埋深,m r0埋置深度內(nèi)土重度的加權(quán)平均值,kN/m3。因此,只能通過增加基礎(chǔ)埋深來減小基底附加壓力p0,若基礎(chǔ)的埋深d 達(dá)到:當(dāng)建筑物的設(shè)計確定后,基底總壓力p也相應(yīng)確定了。此時作用在基礎(chǔ)底面的附加壓力p0等于零,亦即建筑物的重力等于基坑挖去的總土重,這樣的基礎(chǔ)稱為全補償基礎(chǔ);大于則稱為部分補償基礎(chǔ)。以上二者統(tǒng)稱為補償基礎(chǔ)。第4節(jié) 、地基承載力確定與驗算確定基礎(chǔ)類型和埋深后,已知基礎(chǔ)底面尺寸,即可進(jìn)行地基土持力層承載力驗算。 若地基受力層范圍內(nèi)存在有承載力低于持力層的土層,稱為軟弱下臥層,還須驗算軟弱下臥層的承載力。 若基礎(chǔ)底面尺寸不知道,可以根據(jù)外荷載和地基承載力進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計。 地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則 : (1)能承受在正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種作用; (2)在正常使用時具有良好的工作性能; (3)在正常維護(hù)情況下具有足夠的耐久性; (4)在偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后,仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。1. 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級分級依據(jù):地基復(fù)雜程度;建筑物規(guī)模和功能特征;由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度(危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、造成社會影響及修復(fù)的可能性)。 可將地基基礎(chǔ)設(shè)計分為三個設(shè)計等級,甲級、乙級、丙級,表2-4所列為地基基礎(chǔ)設(shè)計等級,設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況確定。2、 巖土工程勘察的要求 1. 巖土工程勘察報告應(yīng)提供詳細(xì)的巖土工程勘察資料; 2. 地基評價宜采用鉆探取樣、室內(nèi)土工試驗和觸探,并結(jié)合其它原位測試方法進(jìn)行。 3. 建筑物地基均應(yīng)進(jìn)行施工驗槽。3、 地基基礎(chǔ)設(shè)計荷載的規(guī)定補補補計算題(3) 地基承載力的深寬修正由載荷試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值,當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,應(yīng)按下式進(jìn)行深度和寬度的修正: f a修正后的地基承載力特征值; fak 按現(xiàn)場載荷試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值; 基礎(chǔ)寬度與深度的承載力修正系數(shù),根據(jù)基底下土的類別查表2-7; b基礎(chǔ)底面寬度(短邊),當(dāng)基礎(chǔ)寬度小于3m時按3m計算,大于6m按6m取值; d基礎(chǔ)埋置的深度,一般自室外地面標(biāo)高算起。使用本公式時的若干問題: (1)從本規(guī)范表2.7可以看出,持力層土的工程性質(zhì)愈好,修正系數(shù)愈大。對于軟弱土層則不考慮寬度的修正,寬度修正系數(shù)為0,而深度修正系數(shù)為1或接近于1,表明加大基礎(chǔ)寬度和埋置深度對提高軟土地基承載力都沒有太大的作用。 (2)深寬修正公式使用時對基礎(chǔ)寬度作了限制,基礎(chǔ)寬度小于3m按3m考慮就是對于基礎(chǔ)寬度小于3m時承載力不折減,直接采用載荷試驗或查表的結(jié)果; 基礎(chǔ)寬度大于6m按6m考慮是為了防止承載力提高過大,特別是對于寬度修正系數(shù)很大的土類。 (3)對于基礎(chǔ)的埋置深度d在一般情況下從室外地面標(biāo)高算起,但有幾種特殊條件應(yīng)當(dāng)加以注意,防止出現(xiàn)承載力值偏高的情況。 第五節(jié) 基礎(chǔ)底面尺寸的確定設(shè)計提第六節(jié) 地基的變形驗算第七節(jié) 地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗算某些建筑物的獨立基礎(chǔ),當(dāng)承受較大的水平荷載和偏心荷載時,有可能發(fā)生沿基礎(chǔ)底面的滑動、傾斜或與深層土層一起滑動。 對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑物和高聳結(jié)構(gòu)物以及建在斜坡上的建筑物,尚應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的驗算。對于地基進(jìn)行穩(wěn)定性分析,最常用的方法就是圓弧滑動面法。 滑動穩(wěn)定安全系數(shù) K 是指滑動面上諸力對滑動圓弧的圓心所產(chǎn)生的抗滑力矩和滑動力矩之比值,要求K不小于1.2,即* 建造在斜坡上建筑物的地基穩(wěn)定問題 第8節(jié) 減輕不均勻沉降危害的措施1、 建筑措施 (1) 建筑物的體型力求簡單(2) 增強結(jié)構(gòu)的整體剛度(3) 設(shè)置沉降縫(應(yīng)設(shè)置沉降縫的部位)(a) 復(fù)雜建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、高度或荷載差異處;(b) 地基土的壓縮性或土層構(gòu)造有顯著差異處;(c) 分期建造房屋的交接處等。 (4) 相鄰建筑物基礎(chǔ)間應(yīng)有合適的凈距(5) 調(diào)整某些設(shè)計標(biāo)高二、結(jié)構(gòu)措施(1) 設(shè)置圈梁(2) 選用合適的結(jié)構(gòu)形式(3) 減輕建筑物和基礎(chǔ)的自重(4) 減小或調(diào)整基底附加壓力(5)加強基礎(chǔ)剛度第三章 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié). 概 述1. 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受力淺基礎(chǔ)除受到來自上部結(jié)構(gòu)的荷載作用外,同時還受到地基反力的作用,其截面內(nèi)力(彎矩、剪力、扭矩等)是這兩種荷載共同作用的結(jié)果。2. 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容與建造材料(基礎(chǔ)類型)有關(guān):無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ)):采用控制基礎(chǔ)寬高比的方法使基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力,并保證基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力都不超過材料強度的設(shè)計值。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ)):截面設(shè)計驗算的內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)底面尺寸、截面高度和截面配筋等。 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的基底面積通常根據(jù)地基承載力和對沉降及不均勻沉降的要求確定; 基礎(chǔ)高度由混凝土的抗剪切條件確定; 基礎(chǔ)受力鋼筋配筋量由基礎(chǔ)驗算截面抗彎能力確定。3. 地基反力確定方法地基反力當(dāng)用于不同的計算目的時,其取值應(yīng)有所區(qū)別,例如: 在確定基礎(chǔ)底面尺寸或計算基礎(chǔ)沉降時,應(yīng)考慮設(shè)計地面以下基礎(chǔ)及其上覆土重力的作用(平均總壓力); 在進(jìn)行基礎(chǔ)截面設(shè)計(基礎(chǔ)高度的確定、基礎(chǔ)截面配筋)中,采用不計基礎(chǔ)與上覆土重力作用時的地基凈反力計算(地基凈反力) 。4. 地基反力分布假定基底反力的分布假設(shè)是基礎(chǔ)內(nèi)力計算的前提,應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式和地基條件等正確確定。 對墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ),地基反力通常采用直線分布; 對柱下條形基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)等,當(dāng)?shù)鼗至油临|(zhì)均勻,上部結(jié)構(gòu)剛度較好,各柱距相差不大,柱荷載分布較均勻時,地基反力可認(rèn)為符合直線分布,基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按簡化的直線分布法計算; 當(dāng)不滿足上述條件時,宜按彈性地基梁法計算變形協(xié)調(diào)條件:原來互相連接或接觸的部位,在各部分荷載、位移和剛度的綜合影響下,一般仍然保持連接或接觸,如墻柱底端的位移與該處基礎(chǔ)的變位及地基表面的沉降三者相一致。第二節(jié) 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)一、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計原則 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)通常是由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的,這些材料具有抗壓強度高而抗拉、抗剪強度低的特點,所以在進(jìn)行剛性基礎(chǔ)設(shè)計時必須使基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力,并保證基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力都不超過材料強度的設(shè)計值。 上述設(shè)計目標(biāo)主要通過對基礎(chǔ)的外伸寬度與基礎(chǔ)高度的比值進(jìn)行驗算來實現(xiàn)。同時,其基礎(chǔ)寬度還應(yīng)滿足地基承載力的要求。2、 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求剛性基礎(chǔ)應(yīng)按其材料特點滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求。1. 磚基礎(chǔ) 磚基礎(chǔ)采用的磚強度等級應(yīng)不低于MU10,砂漿不低于M5,在地下水位以下或地基土潮濕時應(yīng)采用水泥砂漿砌筑?;A(chǔ)底面以下一般先做100mm厚的混凝土墊層,混凝土強度等級為C10。2. 毛石漿砌基礎(chǔ) 毛石基礎(chǔ)采用的材料采用未加工或僅稍作修整的未風(fēng)化的硬質(zhì)巖石,高度一般不小于20cm。 3. 石灰三合土基礎(chǔ) 石灰三合土基礎(chǔ)由石灰、砂和骨料加適量的水充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅佋诨蹆?nèi)分層夯實而成。三合土的體積配合比為124或136,在基槽內(nèi)夯實。4. 灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)由熟化石灰和粘土按比例拌和并夯實而成。常用的體積配合比有37和28。5. 混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)混凝土一般用c50 以上的混凝土3、 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計計算步驟(1) 根據(jù)構(gòu)造及建筑模數(shù)初步確定基礎(chǔ)高度H。混凝土基礎(chǔ)的高度不宜小于20cm,一般為30cm。對于石灰三合土基礎(chǔ)和灰土基礎(chǔ),基礎(chǔ)高度應(yīng)為15cm的倍數(shù)。磚基礎(chǔ)的高度應(yīng)符合磚的模數(shù),標(biāo)準(zhǔn)磚的規(guī)格為24011553。在布置基礎(chǔ)剖面時,大放腳的每皮寬度b1和高度h1值見表3-1。(2) 根據(jù)地基承載力初步確定基礎(chǔ)寬度b (3) 驗算基礎(chǔ)寬度是否滿足。9第三節(jié) 墻下條形基礎(chǔ)一、墻下條形基礎(chǔ)的設(shè)計原則內(nèi)力計算:一般可按平應(yīng)變問題處理; 在長度方向可取二、基礎(chǔ)截面的設(shè)計計算步驟 1.地基凈反力計算2.基礎(chǔ)高度的確定3.基礎(chǔ)底板的配筋單位長度計算4構(gòu)造要求墻下條形基礎(chǔ)一般采用梯形截面,其邊緣高度一般不宜小于200mm,坡度i1:3。基礎(chǔ)高度小于250mm時,也可做成等厚度板。 基礎(chǔ)混凝土的強度等級不宜低于C20。 基底下宜設(shè)C10素混凝土墊層,厚度一般為100mm。 底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm和小于100mm。 當(dāng)有墊層時,底板混凝土的保護(hù)層凈厚度不宜小于40mm,無墊層時不宜小于70mm。底板縱向分布鋼筋,直徑8mm,間距不大于300mm。 當(dāng)?shù)鼗浫鯐r,為了減小不均勻沉降的影響,基礎(chǔ)截面可采用帶肋梁的板,肋梁的縱向鋼筋和箍筋按經(jīng)驗確定,如圖3-4。第4節(jié) 柱下獨立基礎(chǔ)二、柱下獨立基礎(chǔ)的設(shè)計構(gòu)造要求柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ),除應(yīng)滿足墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的一般要求外,尚應(yīng)滿足如下一些主要的構(gòu)造要求: 矩形獨立基礎(chǔ)底面的長邊與短邊的比值l/b,一般取11.5。階梯形基礎(chǔ)每階高度一般為300500mm。 基礎(chǔ)階數(shù)可根據(jù)基礎(chǔ)總高度H設(shè)置,當(dāng)H500mm時,宜分為一級;當(dāng)500mm900mm時,宜分為三級。 錐形基礎(chǔ)的邊緣高度,一般不宜小于200mm,也不宜大于500mm;錐形坡度角一般取25,最大不超過35。錐形基礎(chǔ)的頂部每邊宜沿柱邊放出50mm。柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)的受力鋼筋應(yīng)雙向配置。 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5m時,基礎(chǔ)底板受力鋼筋可取基礎(chǔ)邊長或?qū)挾鹊?.9倍,并宜交錯布置。 對于現(xiàn)澆柱基礎(chǔ),如基礎(chǔ)與柱不同時澆注,則柱內(nèi)的縱向鋼筋可通過插筋錨入基礎(chǔ)中,插筋的的根數(shù)和直徑應(yīng)與柱內(nèi)縱向鋼筋相同。 預(yù)制鋼混柱與杯口基礎(chǔ)的連接,應(yīng)符合下列要求: (1)柱的插入深度按規(guī)范選用,同時還應(yīng)滿足錨固長度要求和吊裝時柱的穩(wěn)定性。 (2)基礎(chǔ)的杯底厚度和杯壁厚度按規(guī)范選用。Eg36第5節(jié) 柱下條形基礎(chǔ)4、 柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 除滿足一般擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造外,尚應(yīng)符合下列要求: (1) 柱下條形基礎(chǔ)的肋梁高度由計算確定,一般宜為柱距的1/41/8(通常取柱距的1/6)。 (2) 現(xiàn)澆柱下的條形基礎(chǔ)沿縱向可取等截面,當(dāng)柱截面邊長較大時,應(yīng)在柱位處將肋部加寬,使其與條形基礎(chǔ)梁交接處的平面尺寸不小于下面圖3-19中的規(guī)定。 (3) 條形基礎(chǔ)兩端應(yīng)向邊柱外延伸,延伸長度一般為邊跨跨距的0.250.30倍。當(dāng)荷載不對稱時,兩端伸出長度可不相等,使基底形心與荷載合力作用點盡量一致。 (4)基礎(chǔ)梁頂面和底面的縱向受力鋼筋由計算確定,最小配筋率為0.2%,同時應(yīng)有24根通長配筋,且面積不得少于縱向鋼筋總面積的1/3。當(dāng)梁高大于700mm時,應(yīng)在肋梁的兩側(cè)加配縱向構(gòu)造鋼筋,其直徑不小于14mm并用f8400的S形構(gòu)造箍筋固定。第6節(jié) 十字交叉條形基礎(chǔ)第七節(jié) 筏板基礎(chǔ)四、筏板基礎(chǔ)的構(gòu)造與基本要求(1)筏板基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)盡可能使荷載合力點位置與筏基底面形心相重合。當(dāng)偏心距較大時,可將筏板適當(dāng)向外懸挑,但挑出長度不宜大于2.0m,同時宜將肋梁挑至筏板邊緣。 (2)平板式筏基的厚度不宜小于200mm。肋梁式筏板的厚度宜大于計算區(qū)段內(nèi)最小板跨的1/20,一般取200400mm。肋梁高度宜大于或等于柱距的1/6。 (3)筏板配筋率在0.5%1.0%為宜。受力鋼筋最小直徑不宜小于8mm,一般不小于12mm,間距100200mm。分布鋼筋直徑取810mm,間距200300mm。(4)筏板的混凝土強度等級可采用C20,地下水位以下的地下室底板應(yīng)考慮抗?jié)B,并進(jìn)行抗裂度驗算。第八節(jié) 箱形基礎(chǔ)一、箱形基礎(chǔ)的構(gòu)造與基本設(shè)計要求采用箱形基礎(chǔ)時,上部結(jié)構(gòu)體形應(yīng)力求簡單、規(guī)則,平面布局盡量對稱,基底平面形心應(yīng)盡可能與上部結(jié)構(gòu)豎向靜荷載重心相重合。當(dāng)偏心較大時,可使基礎(chǔ)底板四周伸出不等長的短懸臂以調(diào)整底面形心位置,使最大偏心距不大于偏心方向基礎(chǔ)邊長的1/60。箱形基礎(chǔ)的墻體宜與上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)外墻對正,并沿柱網(wǎng)軸線布置。箱基的墻體含量應(yīng)有充分的保證,平均每平方米基礎(chǔ)面積上墻體長度不得小于400mm或墻體水平截面積不得小于基礎(chǔ)面積的1/10,其中縱墻配置不得小于墻體總配置量的60%,且有不少于三道縱墻貫通全長。 箱形基礎(chǔ)的高度一般取建筑物高度的1/81/12,或箱形基礎(chǔ)長度的1/161/18,并不小于3m。頂板、底板及墻身的厚度應(yīng)根據(jù)受力情況、整體剛度、施工條件及防水要求確定。當(dāng)材料為鋼筋混凝土?xí)r,底板及外墻的厚度不應(yīng)小于250mm;內(nèi)墻厚度不宜小于200mm;頂板厚度不宜小于150mm。 箱形基礎(chǔ)的墻體應(yīng)盡量不開洞或少開洞,并應(yīng)避免開偏洞和邊洞、高度大于2m的高洞、寬度大于1.2m的寬洞。兩相鄰洞口最小凈間距不宜小于1m,否則洞間墻體應(yīng)按柱子計算,并采取構(gòu)造措施。Eg3個第4章 :樁基礎(chǔ)設(shè)計4.1 概述要求掌握樁基礎(chǔ)的基本概念、荷載傳遞機(jī)理、靜載荷試驗方法以及現(xiàn)行規(guī)范的經(jīng)驗公式,確定單樁豎向承載力和群樁承載力及沉降計算的方法,熟悉樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算的各項內(nèi)容和方法,了解樁的負(fù)摩阻力及水平承載力計算方法初步具備樁基礎(chǔ)設(shè)計計算的能力。樁基礎(chǔ)的定義樁設(shè)置于土中的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件,其橫截面尺寸比長度小得多。承臺把各樁連成一整體,把上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁,由穿過軟弱土層或水的樁傳遞到深部較堅硬、壓縮性小的土層或巖層。樁基樁與連接樁頂和上部結(jié)構(gòu)的承臺組成深基礎(chǔ),簡稱樁基。荷載:軸向荷載(樁側(cè)土層的樁側(cè)阻力,樁端土層的樁端阻力),水平荷載(樁側(cè)土層的側(cè)向阻力)樁基礎(chǔ)10下列情況采用樁基礎(chǔ)1 天然地基承載力和變形不滿足要求的高重建筑物2 承載力滿足要求,沉降量過大,減沉作用時3 重型工業(yè)廠房和荷載很大的建筑物,倉庫等4 軟弱地基上和某些特殊性土上的各類永久性建筑5 較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)(煙囪、水塔等)6 需減弱其振動影響的動力機(jī)器基礎(chǔ)或抗震措施。7 地基土有可能被水流沖刷的橋梁基礎(chǔ)。8 港灣與海洋構(gòu)筑物基礎(chǔ)大多數(shù)樁基的首要問題在于控制其沉降量,樁基設(shè)計應(yīng)按變形控制設(shè)計:單樁承受的豎向荷載不宜超過單樁豎向承載力特征值;樁基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物的沉降允許值;對位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗算。減沉樁:有時決定采用樁基礎(chǔ)的出發(fā)點并不是承載力不夠而是由于變形過大需要采用樁基礎(chǔ)限制沉降量樁是作為沉措施樁數(shù)較少,樁距較大樁基的設(shè)計內(nèi)容樁的分類15 按使用功能分類(1) 豎向抗壓樁:主要承受豎向荷載的樁2)豎向抗拔樁:主要承受向下拔荷載的樁3)水平受荷樁:主要承受水平方向上拔荷載的樁4)復(fù)合受荷樁:承受豎向、水平向荷載的樁4.2. 2 樁的成型方式效應(yīng)4.3.1 單樁軸向荷載傳遞機(jī)理1. 樁身軸力和截面位移432. 影響荷載傳遞的因素長徑比、短樁、中長樁、超長樁的概念樁端土與樁周土的剛度比;樁土剛度比;樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑之比;樁的長徑比4.3.2 單樁豎向承載力的確定47-62一般情況下,樁的承載力由地基土的支承能力所控制,材料強度往往不能充分發(fā)揮,只有對端承樁、超長樁及樁身質(zhì)量有缺陷的樁,樁身材料強度才起控制作用。另外,當(dāng)樁的入土深度較大,樁周土質(zhì)軟弱且比較均勻、樁端沉降量較大,尤其是高層建筑或?qū)Τ两涤刑厥庖髸r,還應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)對沉降的要求來確定單樁豎向承載力。終止加載的條件當(dāng)陡降段明顯時,取相應(yīng)于陡降段起點的荷載當(dāng)出現(xiàn)某一級荷載下樁的沉降值是前一級荷載下樁沉降量的兩倍或兩倍以上,且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定時,取前一級荷載。Qs曲線呈緩變型時,取樁頂總沉降量s=40mm時所對應(yīng)的荷載值。其它輔助方法。打完樁后什么時候開始做試驗?預(yù)制樁:在砂土中不少于7天;粉土和粘性土中不少于15天;飽和軟粘土中不少于25天灌注樁:樁身混凝土達(dá)到設(shè)計強度樁承載力時效問題:軟土中壓樁力、長期時效如何根據(jù)靜載試驗成果確定承載力?單樁豎向靜載試驗的極限承載力的極限承載力必須進(jìn)行統(tǒng)計,計算參加統(tǒng)計的樁的極限承載力平均值。當(dāng)參加統(tǒng)計樁的極限承載力級差不超過平均值的30%時,取其平均值作為單樁極限承載力Qu。樁數(shù)為3根及以下的柱下樁臺,取最小值為單樁極限承載力Qu4.4.3豎向荷載下的群樁效應(yīng)67-83樁的負(fù)摩阻力問題書p146第8節(jié) 樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計90樁基礎(chǔ)設(shè)計要求:選型恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用,對樁和承臺有足夠的強度、剛度和耐久性,對地基有足夠的承載能力和不產(chǎn)生過量的變形。樁基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容和步驟:3.5.2 樁型、樁長和截面尺寸選擇選預(yù)制樁還是灌注樁?結(jié)構(gòu)使用要求、承載力要求:地質(zhì)情況:一般當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬殘渣以及花崗巖殘積層中未風(fēng)化的石英脈時,預(yù)制樁將難以穿越;當(dāng)土層分布很不均勻時,混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長度較難掌握;在場地土層分布比較均勻的條件下,采用質(zhì)量易于保證的預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁比較合理。根據(jù)地質(zhì)情況選擇持力層,根據(jù)持力層的埋深,確定是摩擦樁還是端承樁,滿足受力和構(gòu)造要求。95計算題(設(shè)計題)3.5.3 樁數(shù)及樁位布置(1)樁的根數(shù)樁數(shù)n可按式(3.46)估算(根據(jù)單樁豎向承載力設(shè)計值R,先不考慮群樁效應(yīng))(2)樁的中心距(3) 樁位的布置3.5.5 承臺設(shè)計樁基礎(chǔ)承臺可分為柱下獨立承臺、柱下或墻下條形承臺、以及筏板承臺和箱形承臺等。承臺的作用是將樁聯(lián)結(jié)成一個整體,并把建筑物荷載傳到樁上。承臺應(yīng)具有足夠的強度和剛度。(1)外形尺寸及構(gòu)造要求承臺的平面尺寸一般由上部結(jié)構(gòu)、樁數(shù)及布樁形式?jīng)Q定。 通常,墻下樁基礎(chǔ)做成條形承臺,柱下樁基礎(chǔ)采用板式承臺。其剖面形狀可做成錐形、臺階形或平板形。,,eg 第5章 地基處理1、 幾個重要的概念(場地、地基、 基礎(chǔ)、復(fù)合地基及地基處理):1、場地(site) 場地是指工程建設(shè)所直接占有使用的有限面積的土地。從巖土工程和工程地質(zhì)觀點來看,場地范圍內(nèi)及其鄰近的地質(zhì)環(huán)境都會影響場地的穩(wěn)定性,從而也決定著工程建設(shè)能否安全運營和正常使用。 (工程群體所在地,范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)、自然村落或不小于1km2的平面面積)2、 地基(foundation, subgrade)地基是指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分范圍很小的場地。組成這部分場地的巖土體,受到建筑物傳來的各種作用的影響而產(chǎn)生有危害變形,或因其本身強度的不足而失穩(wěn),所以它與工程建設(shè)的相互依存關(guān)系更加具體,更為直接。3、基礎(chǔ)(foundation, footing)指建筑物中把上部結(jié)構(gòu)的荷載轉(zhuǎn)遞到地基土中的,具有承上啟下作用的那部分結(jié)構(gòu)?;A(chǔ)的設(shè)計必須設(shè)置一定的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 天然地基、人工地基;淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ);天然地基上的淺基礎(chǔ)、人工地基上的淺基礎(chǔ)、天然地基上的深基礎(chǔ)、人工地基上的深基礎(chǔ)。4 復(fù)合地基:部分土體被增強或被置換形成增強體,由增強體和周圍地基土共同承擔(dān)荷載的地基。復(fù)合地基與樁基都是采用以樁的形式處理地基,故兩者具有相似之處,但復(fù)合地基屬地基的范疇,而樁基屬于基礎(chǔ)范疇5、地基處理: 當(dāng)天然地基的強度和變形不能滿足上部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)設(shè)計要求時,需對一定深度和范圍的軟弱地基進(jìn)行人工加固處理后再建造基礎(chǔ)。這種對軟弱土進(jìn)行人工加固處理的方法稱為地基處理。 分為:物理方法的加固處理、化學(xué)方法的加固處理。二、地基處理的目的和意義1、強度要求: 滿足地基土在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下不致產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。2、變形要求: 滿足地基土在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載的作用下不致產(chǎn)生過大的沉降,特別是超過建筑物所能容許的不均勻的沉降。3、動力穩(wěn)定性要求: 滿足地基土在動力荷載(如地震荷載)作用下不致發(fā)生液化、 失穩(wěn)和震陷等災(zāi)害。4、透水性要求:a. 滿足地基土的地下水不會由于施工而造成滲漏量或動水壓力超過容許值,發(fā)生涌土、流砂、邊坡滑坡等事故。 b. 蓄水構(gòu)筑物地基滲流量不超過其允許值。5、特殊土地基安定性要求: 滿足濕陷性黃土、膨脹土、內(nèi)陸性鹽漬土等特殊土上的建筑物不會由于不良土性而發(fā)生損壞。2、地基承載力的判斷確定地基的承載力時既要控制強度,又要能確保建筑物不致產(chǎn)生過大沉降。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GBJ50007-2002)對于確定承載力特征值的規(guī)定如下:1). 當(dāng)ps曲線上有比例界限時,取該比例界限所對應(yīng)的荷載值;2). 當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時,取極限荷載的一半; 3). 當(dāng)不能按上述兩款要求確定時,當(dāng)壓板面積為0.250.5m2,可取s/b=0.010.015所對應(yīng)的荷載,但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于3點,當(dāng)試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時,取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。單樁或多樁復(fù)合地基承載力的計算方法大致相同。3、變形模量計算在p-s曲線的直線段OA上可以任選一點p和對應(yīng)的s,代入下列公式即可算出壓板下壓縮土層(大致3B或3D厚)內(nèi)的平均E0值,并可用于計算地基沉降。 圓形剛性壓板(D為直徑): 方形剛性壓板(B為邊長):要注意的是,如果壓板下方不遠(yuǎn)處還含有軟弱下臥層,把表層荷載試驗所得的E0用于全壓縮層的總沉降計算,其結(jié)果必然較地基的實際沉降為低,這是偏危險的。 4、實例分析 載荷試驗中采用直徑1.128m的圓形壓板,得出的p-s曲線如圖1,已知壓板下的地基土較為均勻,其橫向變形系數(shù)n可取為0.25。試根據(jù)該圖確定該地基土的極限荷載pu、承載力特征值fak、和變形模量E0。 解:按該圖得到A點對應(yīng)的荷載為350kPa,相應(yīng)的壓板沉降量為12.4mm,C點對應(yīng)的荷載為500kPa。故得到地基土的比例界限為350kPa,極限荷載pu為500kPa。按規(guī)范的規(guī)定,因為比例界限不是很清晰,而極限荷載容易確定且極限荷載小于對應(yīng)比例界限值的2倍,故取極限荷載的一半作為該試驗點的承載力特征值,即為250kPa。算得變形模量: 第7章 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)一、地下連續(xù)墻的概念定義: 利用挖槽機(jī)械,借助于泥漿的護(hù)壁作用,在地下挖出窄而深的溝槽,并在其內(nèi)澆注混凝土而形成一道具有防滲(水)、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體,稱為地下連續(xù)墻。 二、地下連續(xù)墻的施工方法導(dǎo)墻施工 泥漿制備廠 成槽機(jī)挖土 鋼筋籠制作 澆注混凝土 地下連續(xù)墻的施工方法優(yōu)點施工時對環(huán)境影響小。沒有噪音,無振動,不必放坡,可緊鄰相近的建筑和地下設(shè)施施工;墻體剛度大,整體性好,結(jié)構(gòu)和地基變形都較小,即可用于超深圍護(hù)結(jié)構(gòu),也可用作主體結(jié)構(gòu);連續(xù)墻為整體連續(xù)結(jié)構(gòu),耐久性和抗?jié)B性好;可實行逆作法施工,有利于施工安全,加快施工進(jìn)度;適用于多種地質(zhì)條件。缺點 棄土和廢泥漿處理。除增加工程費用外,若處理不當(dāng),還會造成新的環(huán)境污染。地質(zhì)條件和施工的適應(yīng)性問題。槽壁坍塌問題。現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的墻面通常較粗糙,如果對墻面要求較高,雖可使用噴漿或噴砂等方法進(jìn)行表面處理或另作襯壁來改善,但增加工作量;地下連續(xù)墻如用作施工期間的臨時擋土結(jié)構(gòu),不如采用鋼板樁尚可拔出重復(fù)使用來得經(jīng)濟(jì)。三 適用場合:基坑深度大于10m;軟土地基或砂土地基;在密集的建筑群或重要的地下管線條件下施工,對基坑工程周圍地面沉降和位移值有嚴(yán)格限制的地下工程。圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合,對抗?jié)B有嚴(yán)格要求時;采用逆作法施工,內(nèi)襯與護(hù)壁形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的工程。四 地下連續(xù)墻的技術(shù)要點 1)如何在各種復(fù)雜地基中開挖出符合設(shè)計要求(如幾何尺寸、偏斜度等)的槽孔來? 2)如何保證槽孔在開挖和回填過程中的穩(wěn)定? 3)如何用適宜的材料回填到槽孔中,形成一道連續(xù)的、不透水的并能承受各種荷載的墻體來? 4)如何解決各個墻段之間的接縫連接問題?第二節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計一 地下連續(xù)墻受力特點施工階段和使用階段幾種典型的工作狀態(tài):槽段土方開挖階段 槽段側(cè)壁的穩(wěn)定性地下連續(xù)墻澆筑形成 開挖前的受力狀態(tài)基坑第一層開挖 懸臂受力狀態(tài)、地面?zhèn)认蛭灰苹油练介_挖階段 墻的結(jié)構(gòu)強度、基坑穩(wěn)定及變形量基坑土方工程結(jié)束 基坑底部隆起、基坑整體失穩(wěn)工程竣工 水土壓力和上部地面建筑的垂直載荷共同作用下的強度和變形二 結(jié)構(gòu)體系的破壞形式穩(wěn)定性破壞 整體失穩(wěn) 基坑底隆起 管涌及流沙 強度破壞 支撐強度不足或壓屈 墻體強度不足變形過大 三 地下連續(xù)墻設(shè)計計算的主要內(nèi)容 (1)確定在施工過程和使用階段各工況的荷載,即作用于連續(xù)墻的土壓力、水壓力以及上部傳來的垂直荷載。 (2)確定地下連續(xù)墻所需的入土深度,以滿足抗管涌、抗隆起,防基坑整體失穩(wěn)破壞以及滿足地基承載力的需要。 (3)驗算開挖槽段的槽壁穩(wěn)定,必要時重新調(diào)整槽段長、寬、深度的尺寸。 (4)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)體系(包括墻體和支撐)的內(nèi)力分析和變形驗算。 (5)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計,包括墻體和支撐的配筋設(shè)計、截面強度驗算、接頭的聯(lián)結(jié)強度驗算和構(gòu)造處理。四 荷載確定(一)施工階段 基坑開挖水土壓力; 施工荷載,若采用逆作法考慮上部結(jié)構(gòu)自重。二)使用階段 水土壓力; 主體結(jié)構(gòu)傳遞的恒載和活載。水土壓力的確定是荷載確定的關(guān)鍵!25-72第三節(jié) 地下連續(xù)墻接頭設(shè)計一 接頭類型:施工接頭 結(jié)構(gòu)接頭施工接頭是澆筑地下連續(xù)墻時連接兩相鄰單元墻間的接頭;結(jié)構(gòu)接頭是已竣工的地下連續(xù)墻墻體與地下結(jié)構(gòu)物其它構(gòu)件(梁、柱、樓板等)相連接的接頭。一 接頭類型:施工接頭 結(jié)構(gòu)接頭施工接頭:直接連接 接頭管 接頭箱 隔板 預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)接頭:直接連接 間接連接(鐵板媒介連接 剪刀塊連接)第8章 基坑工程第一節(jié) 概 述一、基坑:在建造埋置深度較大的基礎(chǔ)或地下工程時,往往需要進(jìn)行較深的土方開挖,這個由地面向下開挖的地下空間稱為基坑。二、放坡大開挖。經(jīng)濟(jì)方便,空曠地區(qū)優(yōu)先選用。三、圍護(hù)結(jié)構(gòu):如果由于場地的局限性,在基槽平面以外沒有足夠的空間安全施坡,或者為了滿足無水條件下施工,需要設(shè)置擋土和截水的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。三方面要求:(1)穩(wěn)定:保證基坑四周邊坡的穩(wěn)定性,滿足地下室施工有足夠空間的要求。(2)變形:保證基坑四周相鄰建筑物、構(gòu)筑物和地下管線在基坑工程施工期間不受損害。(3)止水:保證基坑工程施工作業(yè)面在地下水位以上。二、基坑工程特點1基坑圍護(hù)體系是臨時結(jié)構(gòu),安全儲備較小,具有較大的風(fēng)險性2基坑工程具有很強的區(qū)域性3基坑工程具有很強的個性4基坑工程綜合性強5土壓力特點6基坑工程具有較強的時空效應(yīng)7基坑工程是系統(tǒng)工程8基坑工程的環(huán)境效應(yīng)基坑工程包括了圍護(hù)體系的設(shè)置和土方開挖兩方面?;娱_挖深度在基坑工程中是主導(dǎo)因素,基坑場
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