《地基基础工程》课件.ppt
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1、地基和基础工程,2010年11月,土木水利工程概论,1、前言2、天然地基上的浅基础3、天然地基上的深基础4、人工地基,主要内容,地基是指承托土木工程基础的这一部分很小的场地。,我们所能见到的所有土木工程:楼房、工厂、公路、铁路、桥梁、大坝等,它们的重量都是要传给地基,由地球表面来承重。将建筑物所承受的各种作用传递到地基上的下部承重结构称为基础。,一、前言,地基的种类,地基可能出现的问题,1、强度及稳定问题。2、压缩及不均匀沉陷问题。3、地基渗漏及管涌。4、地震、机器振动等动力荷载引起的破坏。,2009年6月27日6时左右,上海莲花南路莲花河畔小区一幢在建13层楼房倒塌。造成一名工人死亡。直接原
2、因在于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。,工程事故,2008年11月15日15时20分,一段杭州地铁施工工地突然发生路面大面积塌陷事故,导致萧山湘湖风情大道75米路面坍塌,并下陷15米。一场惨剧夺走了超过20条鲜活的生命,也酿成了我国地铁建设史上最为严重的伤亡事故。施工方法:连续墙作为围护结构的明挖法。,通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础以及埋置深度虽然超过5m,但小于基础宽度的大尺寸基础。天然地基上的浅基础埋置深度较浅,用料较省,无需复杂的施工设备,在开挖基坑、必要时支护坑壁和排水疏干后对地基不加处理即可修建,工期短、造价低,因
3、而设计时宜优先选用天然地基。分类:1、单独基础:2、条形基础:3、井格式基础:4、筏形基础:5、箱形基础。,二、天然地基上的浅基础,单独基础,墙下条形基础,(a)带形基础;(b)十字形基础;(c)伐式基础;(d)箱式基础;,3、井格式基础:当框架结构处在地基条件较差的情况时,常将柱下基础沿纵、横方向连接起来,做成十字交差的井格基础。4、筏形基础:当地基特别软弱,上部荷载很大,用单独基础和条形基础都不能满足要求,往往需要把整个房屋底面做成一片连续的钢筋混凝土板,作为房屋的基础,称为筏形基础。5、箱形基础:由底板、顶板、钢筋混凝土纵横隔墙构成的整体现浇钢筋混凝土结构。,三、深基础,当土层软弱、建筑
4、物对变形与稳定的要求较高或建筑物有特殊要求以及技术、经济等各种原因,无法或不宜采用人工地基时,必须采用深基础。深基础有桩基础,墩基础,沉井基础,沉箱基础,地下连续墙。其中以桩基础应用最为广泛。,(1)深基础除了由深层较好的土承受上部结构的荷载外,还有深基础的摩阻力共同承受上部的荷载。因此深基础的承载力大。(2)深基础需要用特殊的方法进行施工。需要专用的机具和设备。(3)深基础的造价高。(4)深基础的工期较长。(5)技术较复杂,需要专职技术人员负责施工及质量检查。深基础广泛用于高层建筑、桥梁工程、港口工程等大型工程建设中。,深基础的特点,(1)桩基础,高层建筑、永久性建筑、设有大吨位吊车的重型单
5、层工业厂房、高耸建筑物或构筑物(如烟囱、输电铁塔等)、大型精密仪器设备基础都应优先考虑桩基方案。,桩基础组成:由桩和桩顶承台组成,桩基础,按受力性质分,端承桩,摩擦桩,按材料分,钢筋混凝土桩,预应力钢筋混凝土桩,复合地基桩,按制作方法分,预制桩,现浇桩,人工成孔灌注桩,机械成孔灌注桩,摩擦桩,端承摩擦桩,摩擦端承桩,端承桩,木桩,钢桩,钻孔灌注桩,冲孔灌注桩,挖孔灌注桩,沉管灌注桩,爆扩桩,桩的类型,按受力性质:,摩擦桩,端承桩,按达到承载力极限状态时的荷载传递主要方式,可分为摩擦型桩和端承型桩两大类。,按所用材料:木桩,混凝土桩,钢筋混凝土桩,钢桩,其他组合材料桩等。,龙华塔建于1760年前
6、,塔身高40.6米,为七层八角,砖木结构。古人在塔基下垫了大量的木桩、石子等物,克服了土质疏松造成的塔身沉陷。,按制作方法:,2、灌注桩:直接在现场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。,3、爆扩桩:利用爆破扩大桩底与地基的接触面积,提高桩的承载能力。,1、预制桩:预制桩是指预先制成桩,利用打桩设备打入地基的各种桩。,工厂生产、现场吊桩,1、预制桩,柴油锤打桩,2、灌注桩(1)沉管灌注桩;(2)泥浆护壁成孔灌注桩;(3)干作业钻孔灌注桩;(4)人工挖孔灌注桩等。,沉管灌注桩施工过程a)就位;b)沉套管;c)初灌混凝土;d)放置钢筋笼、灌注混凝土;e)拔管成桩,桩靴,
7、钢套管,沉管灌注桩,沉管灌注桩,放置钢筋笼,钢筋绑扎完毕,超声波安装完毕,砼浇筑,桩基检测开展超声波检测,浇筑完成后的桩,桩头混凝土取样,炸药包防放入孔底,浇第一次混凝土,30分钟后爆破,再浇第二次混凝土。,3、爆扩桩,(2)沉井基础,沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。通常用钢筋混凝土制成。它通过从井孔内挖土,借助自身重量克服井壁摩阻力下沉至设计标高,再经混凝土封底并填塞井孔,便可成为桥梁墩台或其他结构物的基础。沉井既是基础,又是施工时的挡土和挡水围堰结构物,施工工艺也不复杂。沉井由刀脚、井筒、内隔墙、封底、顶盖等组成。,优点:(1)埋深大;(2)整体性好;(
8、3)承载力高;(4)对邻近建筑物影响小;(5)充分利用地下空间等特点;(6)施工时具有挡水或挡土等作用;缺点:施工工期较长,沉井下沉遇障或遇流砂等都会给施工带来困难。通常用于粘性土和较粗的沙土中,土层中有块石或其他障碍物时很难施工,1、单孔沉井:平面形状有、圆形、正方形、椭圆形、矩形等。2、单排孔沉井:一排井孔,平面形状有矩形,长圆形,井孔之间有隔墙。3、多排孔沉井:整个沉井被许多纵横隔墙隔成多排井孔。,按断面形状分为:,沉井平面布置形式,四、人工地基,当遇到天然软弱土层(如淤泥、冲填土及其它软弱土层)不能承受建筑物的荷载时,需要用人工加固的方法提高土层的承载力,这种地基称为人工地基(软基础处
9、理)。或虽然土层较好,但上部荷载甚大时,为使地基具有足够的坚固性和稳定性,需要对土层进行加固。地基加固原理:将土质由松变实,将土的含水量由高变低。,软土地基处理方法(1)排水固结法;(2)压密(挤密)法;(3)置换法;(4)灌浆法;(5)深层搅拌法等。,4.1 排水固结法,由排水系统和加压系统组成。排出土中孔隙水,固结,增加强度。排水系统-设置竖向排水体,如普通沙井,袋装沙井等。加压系统-堆载法,真空法等。,(1)砂井,在地基中打入桩管,然后边拔管边灌入砂子,在地基中形成密实砂柱体。主要作用为加速饱和软弱土地基的排水固结,使沉降及早完成和稳定,同时可提高地基的抗剪强度和承载力。砂井的特点是机具
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