第七章

地基工程地質問題基礎：建筑物下部直接與土層、巖層接觸的部位稱為基礎，“基礎”是建筑物的地下部分，是它的“下部結構”，而處于地面以上的部分則是建筑物的“上部結構”?；A的作用是將建筑物的荷載安全可靠地傳遞給下面的土層、巖層。地基：建筑物的荷載會引起基礎以下一定深度內的巖、土層改變它們原始的應力狀態(tài)，這部分改變了應力狀態(tài)的土層或巖層稱為地基。地基可分為天然地基和人工地基。第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型天然巖質地基天然土質地基第一節(jié)地基變形及破壞的基本類型

地基的破壞:是指上覆荷載超過地基強度時，地基發(fā)生的失穩(wěn)破壞。

地基的變形:是指地基在上覆荷載作用下的屈服變形。

地基必須滿足兩方面的要求:

一是地基應有足夠的強度，在上覆荷載作用下不發(fā)生失穩(wěn)破壞，并有一定的安全儲備。二是地基的沉降量、沉降差、傾斜或局部傾斜不能大于地基變形的允許值和建筑物安全的允許值。地基失穩(wěn)造成的房屋傾斜地基失穩(wěn)造成的房屋傾斜地基失穩(wěn)造成的房屋倒塌地基失穩(wěn)造成的比利時斜塔地基失穩(wěn)造成的房屋倒塌公路地基的不均勻沉降庫岸公路的坍塌深基坑開挖深基坑開挖深基坑邊坡坍塌Ⅰ.巖質地基工程地質問題一.巖質地基變形問題(一)影響變形的因素：

1.巖石強度的影響堅硬巖石應力-應變曲線軟弱巖石應力-應變曲線????ooⅠ.巖質地基工程地質問題

2.結構面的影響

(1)結構面的壓密變形

(2)結構面的剪切變形Ⅰ.巖質地基工程地質問題

3.風化作用的影響不同風化程度巖石物理力學性質指標參考數(shù)據(jù)表Ⅰ.巖質地基工程地質問題

4.地下洞穴的影響Ⅰ.巖質地基工程地質問題

(二)變形量的計算：

1.巖質地基內附加應力的分布

(1)均布荷載Ⅰ.巖質地基工程地質問題

(2)三角形荷載Ⅰ.巖質地基工程地質問題

2.變形量的計算：

p——承壓板壓力b——承壓板寬度

——承壓板形狀和剛度的系數(shù)

w0——對應于P的總變形（載荷試驗）

——應力h——深度（地基厚度）wpoabcwtwpwoⅠ.巖質地基工程地質問題二.巖質地基強度問題

1.巖石破壞類型：

2.結構面的剪切破壞：

3.影響強度的因素：野外鉆取的巖芯Ⅰ.巖質地基工程地質問題

4.巖石地基承載力確定方法：巖質地基的承載力經(jīng)驗參數(shù)表f／kPa

Ⅰ.巖質地基工程地質問題

三.不良巖質地基加固處理方法：Ⅱ.土質地基的工程地質問題一.土質地基變形破壞的基本類型：

1.地基不均勻沉降和變形過大。

主要有Ⅱ.土質地基的工程地質問題

2.地基的滑移擠出：主要有

加拿大特朗斯康谷倉事故劉瓦溝橋臺滑移示意圖

二.土質地基剪切破壞的原理和類型：

1.原理:在剪應力超過抗剪強度的面上剪切破壞。

3

3

1

1

Ⅱ.土質地基的工程地質問題

2.類型（1）整體剪切破壞：(硬性土地基)

地基內破壞點連通成剪切滑動面，地基沿滑動面剪出,地表土體隆起。注：Ⅰ.剪切面沿

Ⅱ.剪切面沿對數(shù)螺旋線滑出

Ⅲ.剪切面沿Ⅱ.土質地基的工程地質問題（2）局部剪切破壞:(軟性地基)

地基土在荷載增大情況下,

破壞區(qū)卻限制在一定范圍,

不形成延伸至地面的連續(xù)破裂面,地表土體僅略微隆起.（3）剪沖破壞:(特軟地基)

地基垂直下沉,兩側地面不發(fā)生土體隆起,地基土沿地基兩側發(fā)生垂直剪切破壞.Ⅱ.土質地基的工程地質問題

3.剪切破壞檢算：室內直剪試驗剪切盒結構圖第二節(jié)地基承載力一.地基承載力的基本概念：地基極限承載力：單位面積上地基能承受的極限荷載。地基承載力：在保證地基穩(wěn)定的條件下，建筑物的沉

降量不超過允許值的地基承載力。

允許承載力：保證建筑物安全的規(guī)定地基承載力。（一般在彈性變形內）第二節(jié)地基承載力二.地基承載力的確定方法（一）現(xiàn)場試驗（又叫原位試驗）

1.載荷試驗：有平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗兩種（1）平板載荷試驗：在與基礎剛度近似的圓形或方形承壓板上逐級加荷，待基本穩(wěn)定后再加下一級荷載，直到地基破壞。由每一級荷載及其沉降量作出荷載——沉降曲線。由直線段的比例界線點所對應的荷載Po作為地基容許荷載。PO:臨塑荷載PU:極限荷載(極限承載力)

載荷試驗裝置示意圖1—承壓板(載荷板)；2—油壓千斤頂；3—支承板；4—斜撐桿；5一斜撐板；6、7—銷釘；8—壓力表；9—千分表；10—觀測裝置支架；11—千分表支座

幾種常見的平板載荷試驗裝置

堆重式平板載荷試驗堆重式平板載荷試驗地錨式平板載荷試驗檢測裝置螺旋板載荷試驗裝置

（2）螺旋板載荷試驗：第二節(jié)地基承載力

2.靜力觸探：（有圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）

——不能用于碎石土、卵石土。將特制的金屬圓錐型探頭連續(xù)壓入土層，由于土的阻力使探頭受壓，探頭內部的壓力傳感器測出土層對探頭的比貫入阻力Ps，再用地區(qū)經(jīng)驗公式求出地基容許承載力。（現(xiàn)在壓力傳感器的電訊號已可被自動記錄和自動繪成曲線）。旁壓試驗3.旁壓試驗將圓柱型旁壓器豎直放入土中，利用水或氮氣逐級向旁壓器探測段的中空硬橡膠皮或加筋和膠膜加壓，使其向旁擴張，對周圍土體均勻加壓。測出壓力與徑向變形的關系，得地基在水平方向的應力——應變曲線。第二節(jié)地基承載力（二）理論公式計算

1.臨塑荷載法：采用塑性變形最大深度小于基礎寬度的

1／4時所對應的臨界應力為容許承載力

2.極限荷載法：用極限荷載應力除以安全系數(shù)作為地基容許承載力。極限荷載應力：

注:Nc、Nd、Nb——承載力系數(shù)（查表）

c-粘聚力d-基礎埋深b-基礎寬度

ro-基礎底面以下的土的重度

r-基礎底面以上的土的重度承載力系數(shù)Mb、Md、Mc表（注：公式中為N）

第二節(jié)地基承載力（三）查表法:（地基物理指標與承載力之間關系的經(jīng)驗法）

1.基本承載力（f0）：——根據(jù)地基情況查表得

——適用于基礎h<3m,b<2m的地基。

2.容許承載力（f）：注:f-允許承載力fo-基本承載力

k1-寬度系數(shù)k2-深度系數(shù)

r1-基礎底面以下的土的重度

r2-基礎底面以下的土的重度

b-基礎寬度h-基礎埋深第三節(jié)地基處理問題

一.各種地基地質條件適用的基礎類型（一）基礎主要類型：

1.按埋置深度劃分：

2.按基礎材料劃分：第三節(jié)地基處理問題

3.淺基礎又可按基礎構造分為：

4.深基礎進一步劃分：第三節(jié)地基處理問題

5.按基礎受力性質分為：圖7-13墻下鋼筋混凝土條形基礎圖7-14柱下鋼筋混凝土條形基礎

圖7-15獨立基礎(示意圖)圖7-16墻下獨立基礎圖7-17筏形基礎(a)平板式；(b)、(c)梁板式圖7-18箱形基礎

圖7-19樁基示意圖圖7-20沉井構造連接示意圖條形基礎

柱下交叉條形基礎

交叉條形基礎

條形基礎

獨立基礎

方形獨立基礎

樁基樁基樁基承臺基礎

樁基承臺

沉井正在施工的筏板基礎正在施工的箱形基礎

地下連續(xù)墻施工

深基坑邊墻水泥灌注樁防護

深基坑邊墻水泥灌注樁防護

深基坑邊墻水泥灌注樁防護

深基坑壁支撐

第三節(jié)地基處理問題（二）基礎類型的選擇（土地基）

1.一般土地基的基礎類型選擇第三節(jié)地基處理問題

2.特殊土地基基礎類型選擇：第三節(jié)地基處理問題

二.軟弱地基處理方法：加載預壓法：預壓加沙井排水，主要用于軟土換填土法：換填厚度一般0.5-3.0m

碾壓法：壓路機壓實振沖法：用地表振動方式使表層土液化，將卵石擠入表層土重錘夯實法：15-30KN重錘，升高2-4m，自由下落夯實強夯法：80-400KN重錘，升高8-40m，自由下落夯實灌漿法：卵石土用水