土力学(中国水利水电出版社出版)第十二章.pdf
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1第十二章地基设计第十二章地基设计Chapter12Foundationdesign第一节第一节第一节第一节概述概述概述概述(IntroductionIntroduction)任何建筑物都是由任何建筑物都是由上部结构上部结构、基础基础、地基地基三个部分组成,这三者之间是相互联系而又各有区别的。
这三部分应综合考虑、分别设计,然后构成一个完整体系,保证建筑物的变形、强度及渗透稳定满足要求。
三个部分组成,这三者之间是相互联系而又各有区别的。
这三部分应综合考虑、分别设计,然后构成一个完整体系,保证建筑物的变形、强度及渗透稳定满足要求。
上部结构上部结构fD地基地基一、一、一、一、水工建筑物地基特点水工建筑物地基特点水工建筑物地基特点水工建筑物地基特点(自学自学自学自学)(CharacteristicsoffoundationofCharacteristicsoffoundationof)地基类型:
地基类型:
天然地基、人工地基天然地基、人工地基B基础基础基础基础
(1)可选择性小()可选择性小
(2)地基土质情况复杂()地基土质情况复杂(3)物理力学性质指标选择影响因素多()物理力学性质指标选择影响因素多(4)水的作用()水的作用(5)地基为隐蔽工程)地基为隐蔽工程21)做好勘察工作;)做好勘察工作;2)综合考虑使用、安全和经济的原则;)综合考虑使用、安全和经济的原则;3)多种方案予以比较;)多种方案予以比较;4)上部结构、基础和地基视为整体考虑;二、)上部结构、基础和地基视为整体考虑;二、二、二、水工建筑物地基设计原则(自学)水工建筑物地基设计原则(自学)水工建筑物地基设计原则(自学)水工建筑物地基设计原则(自学)(PrinciplesoffoundationdesignPrinciplesoffoundationdesign)三、水工建筑物地基设计内容和程序(自学)三、水工建筑物地基设计内容和程序(自学)三、水工建筑物地基设计内容和程序(自学)三、水工建筑物地基设计内容和程序(自学)(ContentsandproceduresoffoundationdesignContentsandproceduresoffoundationdesign)
(一)地基勘察与设计资料的收集
(一)地基勘察与设计资料的收集
(一)地基勘察与设计资料的收集
(一)地基勘察与设计资料的收集
(二)地基设计
(二)地基设计
(二)地基设计
(二)地基设计(三)地基观测设计(三)地基观测设计(三)地基观测设计(三)地基观测设计Section2Foundationinvestigationandcollectionofinformationofengineeringgeology一、地基设计所需的地质资料一、地基设计所需的地质资料(自学)(自学)二、地基勘察二、地基勘察1.一般要求一般要求(自学)(自学)2.勘察范围及勘探点的布置勘察范围及勘探点的布置勘察范围勘察范围:
应包括建筑物各个部分所在场区及其平面轮廓线之外的适当范围。
一般不小于建筑物宽度的应包括建筑物各个部分所在场区及其平面轮廓线之外的适当范围。
一般不小于建筑物宽度的2倍,并大于建筑物的长度。
倍,并大于建筑物的长度。
勘察点间距勘察点间距:
按工程类型、工程等级与重要性及不同设计阶段来选择:
按工程类型、工程等级与重要性及不同设计阶段来选择第二节地基勘察与工程地质资料的收集第二节地基勘察与工程地质资料的收集34三、勘察方法三、勘察方法1、勘探、勘探?
坑探坑探:
地基中开挖适当深度与宽度的探坑直接观察土层情况的方法。
适用于较重要工程地下水位以上的浅层勘察。
地基中开挖适当深度与宽度的探坑直接观察土层情况的方法。
适用于较重要工程地下水位以上的浅层勘察。
?
钻探钻探:
通过钻机在地层中钻孔,鉴别划分地层,并沿钻孔取样用以测定岩土物理力学性质的方法。
分回转钻探、冲击钻探和振动钻探三种。
通过钻机在地层中钻孔,鉴别划分地层,并沿钻孔取样用以测定岩土物理力学性质的方法。
分回转钻探、冲击钻探和振动钻探三种。
?
物探物探:
据岩土不同的物理性质(如导电性、磁性、弹性等)通过专门的物探仪器量测和推断地质问题的方法。
如电阻率法、电位法、声波等。
据岩土不同的物理性质(如导电性、磁性、弹性等)通过专门的物探仪器量测和推断地质问题的方法。
如电阻率法、电位法、声波等。
2、原位测试、原位测试在土层的原地位置和原有应力状态下量测土性参数的方法,如荷载试验、静力触探、标贯等。
在土层的原地位置和原有应力状态下量测土性参数的方法,如荷载试验、静力触探、标贯等。
四、取样及室内试验四、取样及室内试验试验严格按照规程进行,试验方法见土工试验规程试验严格按照规程进行,试验方法见土工试验规程五、勘察报告的编写五、勘察报告的编写
(1)勘察工作说明书;()勘察工作说明书;
(2)勘探范围平面图;()勘探范围平面图;(3)钻孔柱状图;()钻孔柱状图;(4)地质剖面图;()地质剖面图;(5)水文地质调查与观测图表;()水文地质调查与观测图表;(6)综合成果说明书)综合成果说明书六、资料整理与分析六、资料整理与分析51.按基础刚度分类1.按基础刚度分类1)刚性基础)刚性基础(Rigidfooting)如砖石基础、混凝土基础等如砖石基础、混凝土基础等如砖石基础、混凝土基础等如砖石基础、混凝土基础等第三节基础形式的选择及埋置深度、平面尺寸的确定第三节基础形式的选择及埋置深度、平面尺寸的确定Section3Choiceoffootingtypeanddeterminationofembeddeddepthandplanesizeoffooting一、水工建筑物常见基础的类型及选用一、水工建筑物常见基础的类型及选用2)柔性基础)柔性基础(Flexiblefooting)如钢筋混凝土基础,可承受压力、拉力及剪力的作用如钢筋混凝土基础,可承受压力、拉力及剪力的作用2.按基础结构形式分类按基础结构形式分类ClassifiedbystructuraltypeoffootingClassifiedbystructuraltypeoffooting(11)浅基础)浅基础)浅基础)浅基础(shallowfoundation)(shallowfoundation)单独基础单独基础单独基础单独基础(Singlefooting)(Singlefooting)(图(图(图(图1212-33)条形基础条形基础条形基础条形基础(Stripfooting)(Stripfooting)(图(图(图(图1212-44)6浮筏基础及箱式基础浮筏基础及箱式基础浮筏基础及箱式基础浮筏基础及箱式基础(图(图(图(图1212-55和和和和图图图图1212-66)倒拱底板基础倒拱底板基础倒拱底板基础倒拱底板基础(图(图(图(图1212-77)
(2)深基础()深基础(D5m)桩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等桩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等桩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等桩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等7DeterminationoffoundationembeddeddepthandplanarsizeDeterminationoffoundationembeddeddepthandplanarsize1.埋深埋深的概念的概念:
基底高程与地面的距离基底高程与地面的距离基底高程与地面的距离基底高程与地面的距离2.埋深的确定埋深的确定(11)考虑使用要求)考虑使用要求)考虑使用要求)考虑使用要求(22)持力层有足够的承载能力)持力层有足够的承载能力)持力层有足够的承载能力)持力层有足够的承载能力(22)必须低于冻结深度)必须低于冻结深度)必须低于冻结深度)必须低于冻结深度0.25m0.25m(33)必须低于水流的冲刷线)必须低于水流的冲刷线)必须低于水流的冲刷线)必须低于水流的冲刷线3.基础的平面尺寸基础的平面尺寸依据上部结构的布置和尺寸、荷载的大小以及地基的承载能依据上部结构的布置和尺寸、荷载的大小以及地基的承载能依据上部结构的布置和尺寸、荷载的大小以及地基的承载能依据上部结构的布置和尺寸、荷载的大小以及地基的承载能力确定力确定力确定力确定二、基础埋深和平面尺寸的确定二、基础埋深和平面尺寸的确定拟定的基础尺寸应满足地基强度要求拟定的基础尺寸应满足地基强度要求拟定的基础尺寸应满足地基强度要求拟定的基础尺寸应满足地基强度要求中心荷载中心荷载中心荷载中心荷载偏心荷载偏心荷载偏心荷载偏心荷载最大、最小基底压力还应满足下列条件最大、最小基底压力还应满足下列条件最大、最小基底压力还应满足下列条件最大、最小基底压力还应满足下列条件对粘性土地基对粘性土地基对粘性土地基对粘性土地基对砂性土地基对砂性土地基对砂性土地基对砂性土地基Rp2.1maxRp(12-1,b)(12-1,a)5.12.1minmax=pp0.25.1minmax=pp8第四节地基验算第四节地基验算Section4Checkcalculationoffoundation一、稳定性验算一、稳定性验算(自学自学)
(一)水平滑动
(一)水平滑动(Horizontalslide)()
(1)沿基础底面的水平滑动验算)沿基础底面的水平滑动验算21)(wwasPPAcUWfK+=式中,式中,U为基底水的浮托力和渗透压力之和为基底水的浮托力和渗透压力之和
(2)挡土墙的水平滑动验算(图)挡土墙的水平滑动验算(图12-10)()(3)带裙板或抗滑桩建筑物的水平滑动验算)带裙板或抗滑桩建筑物的水平滑动验算1)沿)沿abef滑动时(图滑动时(图12-11)21)(wwaxpasPPPPAcUWfK+=()psVGfPKH+=Pa式中,式中,Pp为为bb外面与外面与ee里面被动土压力之和里面被动土压力之和92)当沿)当沿abcdef滑动时(图滑动时(图12-11)33)带抗滑桩的底板)带抗滑桩的底板)带抗滑桩的底板)带抗滑桩的底板(图(图(图(图1212-1212)apsPHPpLfK+=plsVfPPKH+=式中,式中,式中,式中,PPll为桩的抗滑阻力;为桩的抗滑阻力;为桩的抗滑阻力;式中,为桩的抗滑阻力;式中,Pa为为bb里面与里面与ee外面主动土压力之和外面主动土压力之和
(二)深层滑动稳定验算
(二)深层滑动稳定验算Checkcalculationofdeepslide采用圆弧滑动法验算采用圆弧滑动法验算(三)倾覆稳定性的验算(三)倾覆稳定性的验算Checkcalculationofoverturningstability(四)渗透稳定验算(四)渗透稳定验算CheckcalculationofseepagestabilityJhviiiiiiSJlHllDBVlctgbpRF+=)()cos(12-7)ORtMMK=倾覆力矩抗倾力矩(12-8)10二、基础沉降的验算二、基础沉降的验算Checkcalculationoffoundationsettlement1.1.沉降验算应满足的条件沉降验算应满足的条件沉降验算应满足的条件沉降验算应满足的条件ConditionsshouldbesatisfiedforConditionsshouldbesatisfiedforCheckcalculationofCheckcalculationofsettlementsettlement2.2.地基变形特征地基变形特征地基变形特征地基变形特征CharacteristicsofCharacteristicsoffoundationfoundationdeformationdeformation(11)沉降量沉降量沉降量沉降量:
建筑物基础底面某点的绝对沉降;:
建筑物基础底面某点的绝对沉降;:
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