基礎(chǔ)工程與地基處理

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1、第3章基礎(chǔ)工程與地基處理將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基土、連接上部結(jié)構(gòu)與地基土的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。地基是指承托土木工程基礎(chǔ)的這一部分很小的場(chǎng)地?；A(chǔ)工程是闡述建筑設(shè)計(jì)和施工中有關(guān)地基和基礎(chǔ)問(wèn)題的學(xué)科?；A(chǔ)工程占工程造價(jià)的20%~30%，工期占總工期的25%~30%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界各地的工程事故中，以地基基礎(chǔ)事故為最多，而且一旦此類事故發(fā)生，補(bǔ)救非常困難，往往要花費(fèi)大量的人力、財(cái)力，嚴(yán)重者幾乎無(wú)法修復(fù)。因此，要充分重視地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量。3.1地基、基礎(chǔ)及基礎(chǔ)工程的概念基礎(chǔ):將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基土、連接上部結(jié)構(gòu)與地基土的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。一般用磚、石、混凝土及鋼筋

2、混凝土等材料建造。地基:是指承托土木工程基礎(chǔ)的這一部分很小的場(chǎng)地。大部分地基對(duì)于承托土木工程基礎(chǔ)這一重任，并不是天然就理想的，所有存在地基處理。地基處理:指天然地基軟弱，不能滿足地基承載力和變形設(shè)計(jì)的要求，而需經(jīng)過(guò)人工處理后再建造基礎(chǔ)，也稱地基加固。人工地基:是指當(dāng)天然土層的承載力差，對(duì)土層必須進(jìn)行人工處理，（如將壞土挖掉，填以砂或塊石混凝土后；或在天然土層內(nèi)打樁、碾壓、夯實(shí)），才能在上面建造建筑物或構(gòu)筑物的土層。即這種經(jīng)過(guò)人工處理的土層，稱人工地基。按基礎(chǔ)剛度分類：剛性基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)1.剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)是由磚、石、素混凝土或灰土等材料做成的基礎(chǔ)。石基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)素混凝土基

3、礎(chǔ)3.2淺基礎(chǔ)2.擴(kuò)展基礎(chǔ)當(dāng)剛性基礎(chǔ)不能滿足力學(xué)要求時(shí)，可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)，稱為擴(kuò)展基礎(chǔ),亦稱延性基礎(chǔ)。按構(gòu)造分類：1.獨(dú)立基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ)3.十字交叉基礎(chǔ)4.筏板基礎(chǔ)5.箱形基礎(chǔ)6.殼體基礎(chǔ)1.獨(dú)立基礎(chǔ)在建筑中，柱的基礎(chǔ)一般都是獨(dú)立基礎(chǔ)。亦稱單獨(dú)基礎(chǔ)。柱下單獨(dú)基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ)墻的基礎(chǔ)通常連續(xù)設(shè)置成長(zhǎng)條形，稱為條形基礎(chǔ)。墻下條形基礎(chǔ)十字交叉條形基礎(chǔ)3.3淺基礎(chǔ)3.十字交叉基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用雙向的柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)形成的十字交叉條形基礎(chǔ)，又稱交叉梁基礎(chǔ)。4.筏板基礎(chǔ)當(dāng)柱子或墻傳來(lái)的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)都不能滿

4、足地基承載力要求時(shí)，往往需要把整個(gè)房屋底面（或地下室部分）做成一片連續(xù)的鋼筋混凝土板，作為房屋的基礎(chǔ)，稱為筏板基礎(chǔ)。帶形基礎(chǔ)、十字形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)5.箱形基礎(chǔ)為了對(duì)筏板基礎(chǔ)進(jìn)行加強(qiáng)，增加基礎(chǔ)板的剛度，以減小不均勻沉降，高層建筑往往把地下室的底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻一起構(gòu)成一個(gè)整體剛度很強(qiáng)的鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)，稱為箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)6.殼體基礎(chǔ)為改善基礎(chǔ)的受力性能，基礎(chǔ)的形式可不做成臺(tái)階狀，而做成各種形式的殼體，稱做殼體基礎(chǔ)。殼體基礎(chǔ)位于地基深處承載力較高的土層上，埋置深度大于5m或大于基礎(chǔ)寬度的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。3.3深基礎(chǔ)特點(diǎn)：四周有壁、下部無(wú)底、側(cè)

5、壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物。既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋水圍堰，施工工藝也不復(fù)雜。適用范圍：上部荷載較大，結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的變位敏感，表層地基土的允許承載力不足，做擴(kuò)大基礎(chǔ)開(kāi)挖工作量大以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層時(shí)采用。類型：按下沉方式分為就地制造下沉的沉井和浮運(yùn)沉井；按外觀形狀分為單孔或多孔的圓形、矩形、圓端沉井及網(wǎng)格形。3.3.1沉井基礎(chǔ)特點(diǎn)：頂蓋留有孔洞，以安設(shè)向上接高的氣筒(井管)和各種管路。在沉箱頂蓋上安裝圍堰或砌筑永久性外壁。頂蓋下的空間稱工作室。適用范圍：：待建基礎(chǔ)的土層中有障礙物而用沉井無(wú)法下沉，基樁無(wú)法穿透時(shí)；待建基礎(chǔ)鄰近有埋置較淺的建筑物基礎(chǔ)，

6、要求保證其地基的穩(wěn)定和建筑物的安全時(shí)；待建基礎(chǔ)的土層不穩(wěn)定，無(wú)法下沉井或挖槽沉埋水底隧道箱體時(shí)類型：分為就地建造和岸邊建造兩種。3.3.2沉箱基礎(chǔ)氣壓沉箱施工的典型布置圖日本明石海峽大橋（中跨1991m，主塔297m）（1）移動(dòng)主塔沉箱就位（3）水下澆注混凝土（2）沉箱優(yōu)點(diǎn)：是剛度大,既擋土又擋水,施工時(shí)無(wú)振動(dòng),噪音低,可用于任何土質(zhì)。施工過(guò)程：利用專用的挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁下開(kāi)挖一定長(zhǎng)度（一個(gè)單元槽段）-挖至設(shè)計(jì)深度并清除沉渣-插入接頭管-吊入鋼筋籠-導(dǎo)管澆注混凝土-待混凝土初凝后拔出接頭管-逐段施工。地下連續(xù)墻在成槽之前先要沿設(shè)計(jì)軸線施工導(dǎo)墻，導(dǎo)墻的作用是挖槽導(dǎo)向、防

7、止槽段上口塌方、存蓄泥漿和作為測(cè)量的基準(zhǔn)3.3.3地下連續(xù)墻天津百貨大樓地下連續(xù)墻3.5地基處理大型填海工程地基處理地基處理的主要目的是指提高軟弱地基的強(qiáng)度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基天然含水量過(guò)大，承載力低，在荷載作用下易產(chǎn)生滑動(dòng)或固結(jié)沉降。3.4.1軟弱地基1.軟土軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。軟土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮系數(shù)高、滲