《天然地基基础设计》课件

天然地基基础设计本课程旨在为学习者提供天然地基基础设计方面的系统知识，并深入了解相关理论、方法和技术课程大纲基本概念与原理地基土的工程特性设计方法与计算施工要点与质量控制天然地基的定义天然地基是指自然形成的、未天然地基与人工地基的主要区经人工改良的地基，其土质、别在于人工地基是通过人工手结构和力学性质是自然形成的段对原有地基进行处理和改良，可以直接用于建筑物的基础，使其能够满足建筑物的要求天然地基广泛应用于建筑工程中，适用于承载力较好、地质条件相对简单的场地地基类型分类按土质分类可分为砂土、按承载能力分类可分为强12黏土、粉土、卵石土、碎石承载力地基、中承载力地基土等、弱承载力地基等按变形特征分类可分为压缩性地基、湿陷性地基、膨胀性地基3等地基土的物理性质含水量是指土壤中水密度是指土壤单位体孔隙比是指土壤中孔分的重量占土壤总重积的重量，反映土壤隙体积占土壤总体积量的百分比，反映土的紧密程度的百分比，反映土壤壤中水分的多少中孔隙的多少颗粒组成是指土壤中不同粒径颗粒的百分比含量，反映土壤的颗粒大小和均匀程度地基土的力学性质强度特性变形特性是指土壤抵抗外力破坏的能力，包括抗是指土壤在外力作用下发生变形的能力剪强度、抗压强度等12，包括压缩性、剪切变形等压缩性渗透性43是指土壤在压力作用下体积缩小的特性是指水在土壤中流动的能力，反映土壤，反映土壤的压缩程度对水的渗透阻力地基应力分析基础应力传递原理是指荷载通过基础传递到地基土，并在地基土主要影响因素包括荷载大小、基础形状、土层性质、地下水中逐步扩散和传递的过程位等123应力分布规律是指地基土中的应力分布规律，受荷载大小、基础形状、土层性质等因素的影响地基变形计算理论弹性理论基础适用于地基土变形较小、恢复性较好的情况，主要应用于浅基础设计塑性理论基础适用于地基土变形较大、不可恢复的塑性变形情况，主要应用于深基础设计计算模型选择根据实际工程情况选择合适的计算模型，并进行必要的简化和假设天然地基承载力极限承载力是指地基土能够承受的最大荷载，超过此荷载地基土将发生破坏允许承载力是指地基土在安全条件下能够承受的最大荷载，应小于极限承载力的安全系数影响因素分析主要包括土质、地下水位、荷载类型、基础形状等承载力计算方法经验公式法1根据大量的工程实践经验总结出的经验公式，简单易用，但精度较低理论计算法2基于土力学理论推导出的计算公式，精度较高，但计算过程较为复杂现场试验法3通过在现场进行平板载荷试验等试验来确定地基承载力，精度高，但成本较高地基沉降概述沉降类型包括均匀沉降、不均匀沉降、差异沉降等1沉降过程是指地基土在荷载作用下发生的体积压缩，最终达到稳定的过程2沉降影响因素包括荷载大小、基础形状、土层性质、地3下水位等地基沉降计算方法地基变形控制123标准措施监测根据建筑物类型和使用功能确定地基变采用合理的工程措施，如加固地基、减对地基变形进行实时监测，及时发现问形控制标准小荷载等，控制地基变形题，并采取相应的措施地基稳定性分析边坡稳定性基坑稳定性基础稳定性边坡稳定性是指边坡抵抗滑坡、崩塌等基坑稳定性是指基坑抵抗坍塌、变形等基础稳定性是指基础抵抗倾覆、滑动等破坏的能力破坏的能力破坏的能力场地工程地质调查地质勘察要求勘察深度勘察点布置取样要求根据建筑物类型、荷载大小、地质条根据场地情况合理布置勘察点，确保按照规范要求进行土样采集，并进行件等因素确定勘察深度能够反映场地的地质特征必要的测试和分析原地测试方法标准贯入试验利用标准贯入锤静力触探试验利用静力荷载压平板载荷试验利用平板施加荷123击打入探头，测量锤击次数，间入探头，测量荷载和压入深度，载，测量荷载和沉降量，直接确接反映土层的密实程度间接反映土层的密实程度和承载定地基的承载力力室内土工试验物理性质试验包括含水量、密度、孔隙比、颗粒组成1等试验，测定土的物理指标力学性质试验包括抗剪强度、抗压强度、压缩性、渗2透性等试验，测定土的力学指标试验数据分析对试验数据进行统计分析，得到土的力3学参数和物理参数地基处理方法选择处理目的根据地基土的工程性质和建筑物要求确定处理目的，如提高承载力、降低压缩性、防治湿陷等适用条件根据地基土的类型、工程性质和经济条件选择合适的处理方法经济性分析对不同处理方法进行经济比较，选择经济合理的方案地基加固技术夯实法换填法通过机械或人工夯实，增加土用优质土替换不良土，提高地层的密实度，提高承载力基土的工程性质注浆法将水泥浆、化学浆液等注入地基土中，固化土体，提高承载力和稳定性基础形式选择浅基础深基础1适用于承载力较好、地基变形较小的适用于承载力较差、地基变形较大的2地基地基筏板基础桩基础4适用于承载力较差、地基变形较大的适用于承载力较差、地基变形较大的3地基，以及荷载分布较广的建筑物地基，以及软弱土层基础埋深确定冰冻线要求基础埋深应低于当地冰冻线以下，防止冻1胀地下水影响基础埋深应低于地下水位以下，防止浮力2和浸湿施工条件考虑根据施工机械和施工方法确定合适的埋3深基础尺寸设计尺寸计算方法构造要求配筋设计根据荷载、地基承载力、基础形式等满足基础的强度、刚度、耐久性等要根据荷载和基础形式确定配筋方案，因素进行尺寸计算求保证基础的抗剪、抗弯能力地基承载力特征值确定方法通过现场试验、室内修正系数根据土质、地下水位取值原则安全系数取值应符合试验或经验公式确定、荷载类型等因素进行修正规范要求，确保地基的安全稳定地基变形验算验算方法根据不同允许值规定根据建调整措施若验算结的计算方法进行验算筑物类型和使用功能果不满足要求，应采，包括分层总和法、确定地基沉降允许值取相应的措施进行调应力扩散法等整，如加固地基、改变基础形式等基础防水设计防水等级根据建筑物的使用功能、地下水位、土壤性质等因素确定防水等级构造措施采用合理的构造措施，如设置防水层、防潮层等，防止地下水侵入基础材料选择选择合适的防水材料，满足防水等级和耐久性要求基础抗震设计抗震等级根据建筑物所在地区的地震烈度和建筑物的1重要性确定抗震等级构造要求满足抗震规范要求，采用合理的构造措施，2如增加基础刚度、设置抗震构造等计算方法根据抗震规范要求，采用相应的计算方法进3行抗震设计地基沉降观测观测方案根据建筑物类型、地基情观测方法采用水准测量、测量数据分析对观测数据进行分析，判GPS况、沉降控制标准等因素制定观测方、倾斜仪测量等方法进行沉降观测断地基沉降的趋势和规律，及时发现案问题并采取措施施工准备工作场地清理清理场地内的障碍测量放线根据设计图纸，进物，为施工创造条件行场地测量和放线，确定基础的位置、尺寸和标高材料准备准备充足的施工材料，包括水泥、砂、石、钢筋、模板等基坑开挖技术开挖方法根据基坑的深度支护措施根据基坑的深度

12、土质、地下水位等因素选、土质、地下水位等因素选择合适的开挖方法，如机械择合适的支护措施，如钢支开挖、人工开挖等撑、锚杆、土钉墙等排水系统根据地下水位和开挖深度设置排水系统，防止基坑积3水，确保施工安全基础施工工艺基础垫层基础模板1铺设碎石或卵石垫层，提高地基承载根据基础尺寸和形状制作模板，保证2力，并有利于排水基础的形状和尺寸基础浇筑基础钢筋4浇筑混凝土，并进行振捣密实，保证根据设计要求绑扎钢筋，保证基础的3基础的质量强度和刚度回填土施工回填材料要求回填材料应符合设计要求，确保材料的1质量和强度分层夯实回填土应分层夯实，确保回填土的密实度和2稳定性压实度控制回填土的压实度应符合设计要求，一般采3用压实度检测仪进行检测质量检验标准检验项目包括基础的尺寸、标高、形状、钢筋位置、混凝土强度等检验方法采用仪器测量、抽样检测等方法进行检验验收标准根据规范要求和设计要求进行验收施工质量控制控制要点控制措施记录要求主要包括基坑开挖、基础施工、回填采用严格的质量管理制度，制定详细做好施工记录，包括材料进场记录、土施工等的施工工艺，进行严格的检验和验收检验记录、验收记录等，确保施工过程的可追溯性环境保护要求噪声控制采用低噪声施工扬尘防治采取洒水、覆盖机械，并采取隔音措施，降等措施，减少扬尘污染低噪声污染废水处理设置废水处理设施，对施工废水进行处理，防止水污染施工安全措施个人防护安全警示安全培训要求施工人员佩戴安全帽、安全带等防设置安全警示牌，提醒施工人员注意安对施工人员进行安全培训，提高安全意护用品全识软土地基特点工程特性承载力低，压缩性处理难点处理难度大，成本大，易产生沉降和变形较高，需要采用特殊的处理方法设计要求设计时应考虑软土地基的特性，采取相应的措施膨胀土地基膨胀特性遇水膨胀，干燥危害性导致基础变形、开时收缩，对基础产生巨大的裂，甚至破坏建筑物膨胀力处理方法采用防潮、防渗、降水、加固等措施湿陷性黄土地基预防措施2选用抗湿陷的黄土，或进行人工加固湿陷机理1湿陷性黄土在吸水后体积迅速缩小，导致地基沉降加固方法3采用压实、换填、注浆等方法加固填土地基填土类型包括素填土、砂砾填土、混合填土等处理要求填土应进行充分的压实，提高其承载力123工程特性填土的承载力、压缩性、稳定性等指标较低岩石地基岩石分类根据岩石的结构、性质和成因进行分类工程特性岩石的承载力高，压缩性小，稳定性好设计要点设计时应考虑岩石的节理、裂隙等因素地下水控制降水方法采用井点降水、深井降水、真空降水等方法降低地下水位1止水措施采用地下连续墙、灌浆止水等措施防止地下水渗入基坑2监测要求对地下水位进行监测，确保降水效果和施工安3全基础变形监测12内容方法监测基础的沉降、倾斜、位移等变采用水准测量、测量、倾斜仪GPS形测量等方法进行监测3分析对监测数据进行分析，判断基础变形趋势和规律地基失效分析沉降过大倾斜开裂由于承载力不足或压缩性过大导致沉降由于地基不均匀沉降导致倾斜由于地基膨胀或收缩导致开裂过大工程事故案例典型案例介绍一些典型的原因分析分析事故发生的12天然地基基础工程事故案例原因，包括设计、施工、管理等方面的原因经验教训总结事故的经验教训，避免类似事故的发生3特殊地基处理新技术应用新材料新工艺新设备介绍一些新型的建筑材料，如高强混介绍一些新型的施工工艺，如预制装介绍一些新型的施工设备，如旋挖钻凝土、高性能钢筋等配技术、微型桩技术等机、压桩机等计算机辅助设计软件应用介绍一些模型建立根据设计结果分析对软件计常用的建筑工程软件图纸，建立地基基础算结果进行分析，判，如、的三维模型断设计方案是否合理AutoCAD、等Revit Ansys经济性分析造价构成分析地基基础工程的造价构成，包括人工费、材料费、机械费等优化方案针对不同的地基处理方法和基础形式，进行经济比较，选择经济合理的方案投资控制制定合理的投资控制措施，控制工程造价，提高工程效益施工组织设计施工部署根据场地条件、施工机械、工期要求等因素制定合理的施工部署机械选择选择合适的施工机械，提高施工效率，降低施工成本进度安排制定合理的施工进度计划，确保工程按期完工质量检测技术检测方法介绍一些常用的仪器设备介绍一些常用的质量检测方法，如混凝土强质量检测仪器，如混凝土强度检测、钢筋位置检测等度测试仪、钢筋探测仪等数据处理对检测数据进行分析处理，判断工程质量是否合格工程验收规范验收标准根据规范要求和设计要求制定验收标准1验收程序按照规范要求进行验收，并进行记录2资料要求收集完整的工程资料，包括设计图纸、施工3记录、检测报告等工程维护维护内容维护周期维护方法包括基础沉降观测、裂缝修补、防水根据基础类型和建筑物使用情况确定采用合理的维护方法，延长基础的使层维护等维护周期用寿命环境影响评价评价内容对工程建设对环评价方法采用环境影响评12境可能造成的影响进行评价价的方法进行评价控制措施制定有效的环境保护措施，减轻工程建设对环境的影3响绿色施工技术环保要求2严格控制施工废水、废气、噪声、扬尘等污染，保护环境节能措施1采用节能的施工机械，并采取节能措施，降低能源消耗资源利用3充分利用废弃资源，减少资源浪费创新设计方法设计理念介绍一些创新的设计理创新点介绍一些创新设计方法，应用实例介绍一些创新设计方法念，如可持续发展、绿色建筑等如数字化设计、技术等的应用实例BIM工程档案管理档案内容收集完整的工程档案，包整理要求按照规范要求对工程档案保管制度建立健全工程档案的保管括设计图纸、施工记录、检测报告等进行整理和归档制度，确保工程档案的安全和完整相关规范标准设计规范施工规范验收规范介绍一些相关的建筑设计规范，如《建介绍一些相关的建筑施工规范，如《建介绍一些相关的建筑工程验收规范，如筑地基基础设计规范》等筑工程施工质量验收规范》等《建筑工程质量验收规范》等总结天然地基基础设计是一个复杂而重要的工程环节，需要学习者深入掌握相关理论、方法和技术，才能更好地应对实际工程中的问题本课程旨在为学习者提供系统性的知识和技能，帮助学习者提高工程实践能力。