《土木工程：地基与基础》课件

土木工程地基与基础欢迎学习《土木工程地基与基础》课程本课程专为本科土木专业学生设计，内容全面且紧密结合最新工程规范地基与基础作为建筑物的承重部分，直接关系到整个结构的安全性与稳定性课程导学工程地基基础的重要性课程学习目标应用领域地基与基础是建筑结构的根本，决定通过本课程学习，学生将掌握地基土着上部结构的安全与稳定地基基础的物理力学性质、承载力计算方法、工程质量直接影响建筑物的使用寿基础设计原理与施工技术，能够进行命，据统计，约80%的建筑物破坏与基本的地基处理与加固设计地基基础问题有关地基与基础工程概述地基基础定义地基是指支承建筑物的土体或岩体；基础是连接上部结构与地基的承重构件，是建筑物的最底部结构两者共同构成地基基础系统在土木工程中的位置地基基础位于整个工程的最底部，是传递和分散上部结构荷载的关键环节，也是工程施工的首要阶段建筑物安全保障第一章土的物理性质及工程分类土的组成与结构本节将详细讲解土的三相组成（固相、液相、气相）及其微观结构特征，分析不同结构类型对土力学性质的影响土的物理性质指标介绍土的基本物理指标如含水率、密度、孔隙比等参数的定义、测定方法及工程意义，建立物理指标与力学性能的联系土的工程分类依据国家标准对土进行科学分类，掌握不同类型土的工程特性及适用性，为地基基础设计提供基础依据土的固相组成与结构固相成分分析颗粒级配与力学性质土的固相主要由各种矿物质颗粒组成，包括石英、长石、云母等颗粒级配是指不同粒径土粒在土体中的分布比例良好级配的土常见矿物不同地质条件下，矿物成分差异显著，直接影响土的体，其颗粒大小分布均匀，小颗粒填充在大颗粒间隙中，具有较物理化学性质高的密实度和强度土粒的粒径大小、形状和排列方式构成了土的微观结构，是决定颗粒的形状与表面粗糙度对土的摩擦角有显著影响，棱角状颗粒土体工程性质的基础因素形成的土体通常具有较高的抗剪强度土的物理性质指标含水率密度与比重wρGs表示土中水的质量与干土质量密度表示单位体积土的质量，之比，通常以百分数表示含单位为g/cm³；土粒比重是土水率是影响土体强度和变形性粒与同体积水的质量比，通常的关键指标，测定方法主要采在

2.65-

2.75之间这些指标用烘干法，按GB/T50123标准反映了土体的组成特性执行孔隙比与孔隙度e n孔隙比是土体中孔隙体积与固体颗粒体积之比；孔隙度是孔隙体积与土体总体积之比这两个指标直接反映土体的疏密程度，与压缩性和渗透性密切相关土的物理状态与工程分类粘性土砾石土粒径小于

0.005mm的颗粒含量高，具有粘聚力和可塑性通过粒径大于2mm的颗粒为主，工程液限wL和塑限wP确定液性指性能优良，具有高强度和低压缩砂土数IL和塑性指数IP，评价粘性性，是理想的地基土但颗粒越粉土粒径在

0.075-2mm之间，具有高土的状态大，室内试验越困难渗透性和低粘聚力，相对密度粒径在

0.005-

0.075mm之间，性Dr是评价砂土密实度的重要指质介于砂土与粘性土之间，易产标砂土地基承载力较高但易受生震陷和湿陷性，工程性质较震动液化差，需特别注意土的压实性与强度压实度与标准击实试验土的抗剪强度土的压实是提高土体密度、增强地基承载力的重要手段标准击土的抗剪强度由内摩擦力和粘聚力两部分组成，可用库伦公式表实试验通过测定不同含水率下的干密度，确定最大干密度和最优示τf=c+σtanφ，其中c为粘聚力，φ为内摩擦角含水率，为现场压实提供科学依据测定土的抗剪强度主要采用直剪试验和三轴压缩试验粘性土以压实度是指现场压实土的干密度与标准击实最大干密度之比，是粘聚力为主，砂性土主要依靠内摩擦力抗剪强度是地基承载力评价填方质量的重要指标根据《公路路基施工技术规范》，填计算的基础参数方压实度一般要求达到95%以上岩石与土的成因原生岩石地壳中的原始岩石是土的母质，包括岩浆岩、沉积岩和变质岩风化作用物理、化学和生物风化使岩石分解成碎屑颗粒搬运与沉积风、水、冰川等介质将颗粒物质搬运并沉积在不同环境中土体形成沉积物固结成为具有不同工程特性的土层了解土的成因过程有助于判断其工程特性原生土通常结构稳定，强度较高；次生土的性质则与沉积环境和成岩作用密切相关风积土、冲积土、海积土等不同成因土的工程性质各异，需针对性设计地基处理方案第二章地基承载力承载力概念与设计意义承载力分类地基承载力是指地基在不发生破地基承载力分为极限承载力、容坏的前提下，能够承受的最大压许承载力和特征值承载力极限力它是地基基础设计的核心参承载力是理论分析的基础；特征数，直接决定基础的类型选择和值承载力是实际工程设计中采用尺寸确定的标准值影响因素影响地基承载力的因素包括土的性质、地下水位、基础埋深与宽度、荷载性质和加载方式等这些因素综合作用，决定了地基的承载性能承载力基本理论极限承载力定义承载力计算理论极限承载力是指当地基土体达到破坏状态时，单位面积上所承受特尔扎吉Terzaghi理论是最经典的承载力计算方法，其公式的最大压力当地基承受的压力超过极限承载力时，将发生剪切为qu=cNc+γDfNq+

0.5γBNγ，其中Nc、Nq、Nγ为承载力系破坏或过大变形，导致结构失稳数，与内摩擦角有关φ极限承载力的大小取决于土体的强度参数、基础形状和尺寸、埋此外，布兰奇Prandtl、梅耶霍夫Meyerhof等学者也提出了不深等多种因素，是承载力理论研究的基础同的承载力理论现代计算通常基于这些理论并结合安全系数进行工程设计常用土的极限承载力土类密实状态极限承载力kPa特征值kPa粘性土硬塑300-500200-300粘性土可塑200-300120-180粘性土软塑100-20060-120砂土密实400-600250-350砂土中密300-400180-250砂土松散150-250100-150上表列出了常见土类在不同密实状态下的极限承载力范围和设计特征值在实际工程中，应根据现场勘察资料确定土的类型和状态，参考表中数值并结合规范要求确定设计承载力对于特殊土如湿陷性黄土、膨胀土、冻土等，其承载力特性更为复杂，需要专门的试验确定或采取特殊处理措施地基承载力标准值200kPa300kPa中密砂土密实砂土中密状态砂土地基的平均承载力标准值，密实砂土地基的承载力标准值，可用于中适用于一般住宅建筑高层建筑150kPa可塑粘土可塑状态粘性土地基的平均承载力标准值《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中明确规定了各类土的承载力标准值范围设计人员应根据地勘报告确定的土体性质，结合规范表格选取合适的承载力标准值对于重要建筑或复杂地质条件，应通过现场载荷试验直接测定承载力标准值规范中的数值主要作为初步设计或一般建筑的参考依据地基稳定与破坏模式荷载作用上部结构传递荷载至地基应力分布土体内部产生复杂应力场变形发展随荷载增加，土体变形逐渐累积破坏形成达到极限状态，出现剪切破坏地基破坏主要有三种模式一般剪切破坏、局部剪切破坏和穿透性破坏密实土体多呈现一般剪切破坏，破坏面明显；松散土体常出现局部剪切或穿透破坏识别破坏模式有助于合理确定地基承载力和设计安全系数例如，软弱粘土地基易发生穿透破坏，应采用较大安全系数；坚硬地基则以一般剪切破坏为主，可适当提高承载力取值地基承载力检测方法试验准备准备反力装置、加载系统、沉降观测设备，确保试验场地平整分级加载按规范要求进行分级加载，每级荷载保持稳定后记录沉降量数据记录精确测量每级荷载下的沉降值，绘制荷载-沉降曲线结果分析根据曲线拐点或规定沉降量确定地基承载力特征值静载试验是最直接、可靠的地基承载力测试方法，其结果可作为设计取值的直接依据根据《建筑基础静载试验技术规范》JGJ79-2012，试验需加载至少5级，每级荷载保持稳定的判断标准为1小时内沉降量不超过

0.1mm第三章地基变形与沉降1沉降的工程意义沉降是评价地基变形的重要指标，过大或不均匀沉降会导致结构开裂、倾斜甚至破坏沉降控制是地基设计的关键目标之一2沉降产生的主要原因沉降主要由土体在荷载作用下的弹性变形、塑性变形和固结变形组成此外，地下水位变化、震动、侧向变形等因素也会导致地基沉降3沉降计算方法层分法是最常用的沉降计算方法，将地基土分为若干水平层，计算各层压缩量并求和此外还有弹性半空间法、应力路径法等计算方法4沉降控制标准根据《建筑地基基础设计规范》，一般建筑物的最大允许沉降量为200mm，差异沉降不应超过

0.002L（L为相邻基础间距）基础沉降类型均匀沉降差异沉降均匀沉降是指建筑物各部分基础沉降量基本相等的情况虽然整差异沉降是指建筑物不同部位基础沉降量不等，导致结构产生附体下沉，但结构内部应力分布变化不大，对建筑物安全影响较加应力过大的差异沉降会引起墙体开裂、楼板变形、设备运行小不畅等问题在实际工程中，完全均匀沉降几乎不可能实现，但当沉降差异很差异沉降的危害远大于均匀沉降，特别是对于高层建筑和刚性结小时，可视为均匀沉降设计时应控制沉降绝对值在允许范围构《建筑地基基础设计规范》规定，框架结构的相对沉降差一内般不应超过

0.002沉降计算原理应力叠加采用弹性理论计算地基各深度处的附加应力σz对于矩形基础，可利用应力系数法计算任一点的附加应力多个荷载作用时，采用应力叠加原理分层计算将地基土划分为若干水平层，计算各层中点的附加应力和压缩量层厚的选取应考虑土层分布情况，一般深度范围取到附加应力σz≤

0.1σ0处σ0为自重应力总和求解将各层压缩量相加，得到总沉降量S=∑σzi·hi/Esi，其中σzi为第i层中点附加应力，hi为层厚，Esi为变形模量计算中应考虑基础埋深和刚度影响分层总和法是我国规范推荐的沉降计算方法，适用于大多数工程情况对于特殊土或复杂荷载，可结合有限元分析或实测数据修正计算结果沉降观测监测点布置测量方法数据分析沉降观测点应布置在建常用的沉降测量方法包通过绘制沉降-时间曲线筑物的特征位置，如四括水准测量、激光测距和沉降等值线图，分析角、中部和结构变化和自动化监测系统二沉降发展趋势和空间分处大型建筑应沿周边等水准测量是最常用的布特征沉降速率减缓均匀布置，间距一般不方法，精度可达表明地基趋于稳定；沉超过20m基准点应设±

0.2mm，满足一般工降速率突增则可能有安在稳定区域，距离观测程要求全隐患建筑不少于50m沉降观测是工程质量控制和安全评估的重要手段对于重要建筑，应进行全寿命周期的沉降监测，特别是施工期和使用初期当实测沉降超过设计值的80%时，应及时分析原因并采取必要的加固措施沉降变形对结构的影响不均匀沉降对建筑结构的危害主要表现在以下几个方面首先，产生附加应力，导致墙体出现X形或阶梯形裂缝；其次，造成建筑物整体倾斜，影响正常使用功能；第三，引起管线断裂和设备运行不正常；最严重时可能导致结构整体失稳根据工程案例统计，砖混结构建筑当沉降差超过

0.001L时容易出现裂缝；框架结构的容许沉降差较大，约为

0.002L；高层建筑的整体倾斜一般不应超过总高度的1/1000及时发现沉降问题并采取纠偏措施是保障建筑安全的关键第四章基础类型综述浅基础深基础埋深小于基础宽度，主要通过基底传递埋深大于基础宽度，通过侧摩擦和端部荷载，适用于地基承载力较高的情况支撑共同承载，适用于软弱地基复合基础特殊基础结合多种基础类型的优点，满足复杂工针对特殊地质条件或结构要求设计的非程需求常规基础形式基础类型的选择是地基与基础设计的核心问题，应综合考虑上部结构特点、地质条件、施工条件和经济因素正确选择基础类型可有效提高工程质量、降低造价和减少后期维护浅基础类型独立基础条形基础与筏板基础独立基础是最基本的浅基础类型，一般用于支承单个柱子其形条形基础用于支承墙体或排列紧密的柱列，可以减小不均匀沉状通常为方形或矩形，由钢筋混凝土制成当地基承载力较好、降，适用于砖混结构建筑当墙体荷载较大或地基较弱时，采用柱距较大时，独立基础最为经济条形基础更为合理独立基础的设计关键是确定基础平面尺寸和厚度平面尺寸由地筏板基础是整体式的大面积基础，覆盖建筑物全部或大部分面基承载力和柱荷载决定；厚度则需满足抗冲切和抗弯要求积它适用于地基承载力较低、柱荷载较大或建筑物对不均匀沉降敏感的情况筏板基础能有效减小差异沉降，但造价较高浅基础设计要点基底埋深确定基础埋深应考虑冻土深度、地下水位和地层分布情况《建筑地基基础设计规范》规定，基础底面应位于冻结线以下，且不应设在软弱下卧层之上基础尺寸计算基础平面尺寸应满足地基承载力要求A≥N/fk-γ·d，其中A为基础面积，N为特征值荷载，fk为地基承载力特征值，d为基础埋深基础厚度确定基础厚度应满足抗冲切和抗弯要求，通常采用梯形或台阶形断面减少混凝土用量最小厚度应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定钢筋配置设计根据弯矩计算配置主筋，主筋直径一般不小于12mm，间距不大于200mm配筋率应符合规范要求，保证结构整体性和抗裂性筏板基础介绍高层建筑筏板基础常用于高层建筑，可有效分散荷载软弱地基当地基承载力较低时，筏板可增大接触面积沉降控制整体式筏板可显著减小差异沉降地下室结构结合地下室底板设计，形成整体刚性结构筏板基础是一种整体式大面积基础，覆盖建筑物的全部或大部分底面积根据结构特点，筏板基础可分为平板式、梁板式和箱形筏板平板式结构简单但刚度较低；梁板式通过设置基础梁提高整体刚度；箱形筏板则具有最高的刚度和抗浮能力筏板基础设计的关键是控制差异沉降和确保结构安全计算中需考虑地基反力分布、温度应力和收缩应力等因素对于高层建筑，往往采用筏板-桩基础复合系统，进一步提高承载能力和减小沉降深基础类型桩基础桩基础是将荷载通过桩身传递到深层土体的基础形式桩可以是预制的或现场浇筑的，通过端部支撑和侧面摩擦共同承担荷载桩基础广泛应用于高层建筑、桥梁和港口等工程沉井基础沉井基础是一种筒状结构，通过自重和挖掘内部土体逐渐下沉至设计深度沉井基础具有抗冲刷能力强、承载力高等特点，常用于桥梁墩台、码头和高水位地区的建筑物地下连续墙地下连续墙是一种厚壁、深埋的钢筋混凝土墙体，既可作为基础又可作为挡土结构它适用于狭窄场地和地下水位高的工程环境，施工对周围环境影响小桩基础分类按材料分类混凝土桩包括预制混凝土桩和现场浇筑混凝土桩，具有耐久性好、承载力高等优点按受力方式分类钢桩包括钢管桩和H型钢桩，具有强度高、施工快速等特点，但造价较高摩擦桩主要通过桩身与周围土体的摩擦力传递复合桩如钢筋混凝土复合桩、混凝土包裹钢管荷载，适用于软弱土层较厚的地区桩等，综合利用不同材料的优点端承桩主要通过桩端支撑于坚硬土层或岩层，传递荷载，适用于浅层有坚硬持力层的地区按施工方法分类沉入桩通过打入、振动、压入等方式将预制桩摩擦端承桩兼有上述两种受力特点，是工程中沉入土中，施工速度快但噪音大最常见的桩型灌注桩先成孔后灌注混凝土形成，噪音小、对周围环境影响小，但质量控制难度大夯扩桩在孔内夯实混凝土形成扩大头，增大端部承载能力，适用于湿陷性黄土地区桩基施工方法预制桩施工灌注桩施工预制桩施工主要包括桩的制作、运输和沉桩三个环节沉桩方法灌注桩施工先成孔后浇筑混凝土常用的成孔方法有人工挖孔、包括锤击法、振动法和静力压桩法锤击法适用性广但噪音大；机械钻孔和冲击成孔人工挖孔适用于小直径桩；机械钻孔效率振动法适用于砂土但不适合粘性土；静力压桩法环保但设备要求高但设备投入大；冲击成孔适用于砂卵石层高灌注桩的优点是适应性强、对环境影响小，可施工大直径长桩；预制桩施工的优点是质量可控、施工速度快；缺点是运输困难、缺点是质量控制难度大，特别是水下混凝土浇筑和泥浆护壁技术接桩技术要求高，且在沉桩过程中易产生挤土效应，影响周围建要求高灌注桩已成为城市建设中最常用的桩型筑桩基承载力计算桩基检测与质量控制静载荷测试动力测试静载荷试验是确定单桩承载力最直动力测试包括高应变法和低应变法接可靠的方法通过加载系统对桩高应变法通过测量锤击时桩顶的力施加逐级荷载，测量桩顶沉降量，和速度波形，反演桩的承载力；低绘制荷载-沉降曲线，根据规范判应变法主要用于检测桩身完整性，定桩的承载力特征值试验结果可发现裂缝、断桩等缺陷动测方法直接用于设计验证效率高但精度低于静载试验钻芯取样钻芯法是直接从桩身取出混凝土芯样进行检测，可准确判断混凝土质量、密实度和强度钻芯取样虽然直观但对桩体有损伤，且只能检测局部质量，一般作为辅助手段使用桩基质量控制的关键环节包括成孔质量控制、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注工艺和桩位偏差控制灌注桩常见质量问题有缩颈、断桩和混凝土不密实等通过严格控制泥浆性能、混凝土坍落度和导管埋深等参数，可有效预防质量缺陷沉井基础原理与流程沉井制作制作刃脚和第一节井壁，结构必须坚固以承受下沉过程中的各种应力下沉挖土挖掘沉井内部土体，利用自重逐渐下沉，保持垂直度控制偏差加高井壁随着下沉深度增加，分段加高井壁，确保足够高度露出地面封底填充到达设计深度后，清理井底并浇筑水下混凝土封底完成内部结构封底混凝土达到强度后，抽水并完成内部结构施工沉井基础适用于深水区桥墩、高水位地区建筑物和穿越松软地层的基础工程其主要优点是施工设备简单、适应性强、抗冲刷能力好；缺点是下沉过程控制难度大，容易产生倾斜和悬挂现象基坑支护技术土钉墙地下连续墙排桩支护土钉墙是将钢筋或型钢插入土体并喷射混地下连续墙是在狭长槽孔内浇筑形成的钢排桩支护是由一排密集布置的桩构成的挡凝土形成的复合支护结构土钉通过摩擦筋混凝土墙体，既可作为永久性围护结土结构根据桩间距的不同，分为连续墙力与土体共同工作，形成一个整体挡土结构，又可作为主体结构的一部分它具有桩、搭接桩和间隔桩排桩支护施工快构土钉墙造价低、施工简便，适用于临刚度大、止水效果好、对周围环境影响小速、适应性强，但止水效果较差，常需配时性支护和土质较好的浅基坑等优点，适用于深基坑和地下水位高的工合其他防渗措施使用程基坑支护设计案例工程概况关键技术措施某地下三层商场基坑，开挖深度12米，周边为既有建筑和城市道为控制地下水，设计了两道降水系统基坑外围设轻型井点，控路地质条件为上部粉质粘土，下部为砂卵石层，地下水位较制地下水位；基坑内设深井泵，确保开挖施工条件地下连续墙高基坑面积约8000平方米，属于一级基坑接头采用特殊型钢，保证接头强度和防水性能设计采用地下连续墙+内支撑的支护方案地下连续墙厚监测系统包括墙体位移、地表沉降、支撑轴力和水位观测等多项800mm，深度22米，作为永久性结构；内支撑采用钢管支撑，内容设定了各项监测的预警值和报警值，确保施工过程安全可共设三道，随开挖分级施工控工程实施过程中，最大墙体水平位移控制在25mm以内，周边建筑沉降小于10mm第五章地基处理与加固地基处理适用情况当天然地基承载力不满足设计要求，或地基存在湿陷、膨胀等特殊性质时，需要进行地基处理地基处理的目的是提高承载力、减小变形和改善工程性质物理方法主要包括换填法、挤密法和预压法等这些方法通过改变土体结构和密实度，提高地基强度和刚度，适用于大多数工程情况化学方法包括灰土法、水泥土法和化学注浆法等通过向土体中添加固化剂，改变土体的物理化学性质，形成强度更高的复合材料加筋加固法如土工格栅、土工织物等，通过在土体中加入抗拉材料，提高土体的整体稳定性和承载能力，广泛应用于公路、铁路工程置换法地基加固原土挖除根据设计要求，挖除原有软弱土层至设计深度挖土过程应分层进行，避免扰动下卧层对于地下水位高的地区，需先进行降水处理换填材料准备常用的换填材料包括砂石、碎石、灰土和素土等材料选择应考虑当地资源和经济条件换填材料应符合设计要求的粒径和级配，不含有机质和杂质分层填筑压实换填材料应分层铺设，每层厚度一般为20-30cm采用适当的压实设备进行充分压实，压实度应达到设计要求，通常不低于95%压实过程中应控制含水率在最优含水率附近置换法是最直接有效的地基处理方法，适用于处理深度较浅的软弱地基全部置换适用于软弱层厚度小于3m的情况；部分置换则需通过应力扩散原理确定换填深度，一般为基础宽度的

0.5-

1.0倍碎石桩法是置换法的一种特殊形式，通过在软弱土层中打入碎石桩，形成复合地基碎石桩不仅起到置换作用，还能加速土体排水固结，提高地基承载力夯实与压实技术2000kN·m15m强夯能量有效处理深度典型的强夯工程中，夯锤重量和落距的乘积，决强夯法可有效处理的最大地基深度，与夯击能量定处理效果相关95%压实度要求工程验收时的最低压实度标准，通过现场检测确定强夯法是利用重锤高处自由落下的动力冲击，使地基土体致密化的处理方法强夯设备一般由起重机、夯锤和操作系统组成夯锤重量从10-40吨不等，落距一般为10-30米强夯过程通常分为初夯、复夯和满夯三个阶段，夯点按正方形或三角形布置强夯法适用于砂土、碎石土等粗粒土，对粘性土效果较差强夯的处理深度与夯击能量近似成正比关系，经验公式为h=α√W·H，其中α为系数

0.5-

0.6，W为锤重t，H为落距m强夯处理后，地基承载力通常可提高1-2倍注浆加固与化学加固钻孔布置浆液配制根据设计要求确定注浆孔位置和深度，形成有按配比准备水泥浆、化学浆等浆液，控制浆液效处理范围性能压力注入效果检验采用适当压力将浆液注入土体，填充孔隙或形通过取样测试或现场承载力试验评价处理效果成固结体注浆加固是将浆液注入土体孔隙或裂缝中，经固化后形成强度较高的复合材料，从而提高地基承载力和稳定性根据注浆机理，可分为渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆三种类型渗透注浆适用于砂土和砾石土；压密注浆适用于软弱粘性土；劈裂注浆则可用于各类土体化学加固是利用化学反应改变土体性质的方法常用的化学浆液包括水玻璃系列、环氧树脂系列和丙烯酸酯系列等化学注浆具有凝结时间可控、强度高等优点，但成本较高，且部分浆液对环境有影响，使用受限地基加固技术工程实例某国际机场跑道扩建工程中，地质勘察发现局部区域存在厚度2-5米的淤泥质软土层，天然地基承载力不足100kPa，无法满足飞机起降要求经过技术比选，采用了强夯法与碎石桩复合处理方案首先打入直径

0.8米的碎石桩，间距

2.5米，形成复合地基；随后进行强夯处理，夯击能量3000kN·m，夯点间距6米处理后通过平板载荷试验检测，地基承载力提高到280kPa以上，满足设计要求工程实施三年后的沉降监测数据显示，跑道累计沉降量不超过15mm，远低于控制标准该案例证明了碎石桩与强夯组合使用的良好效果，为类似工程提供了成功经验地基处理质量检测土样取样与试验通过钻孔取样，测定处理后土体的物理力学指标，如含水率、密度、强度参数等对比处理前后的指标变化，评价处理效果取样点位置和数量应符合规范要求载荷试验静载荷试验是评价地基承载力最直接的方法对于大面积处理的地基，可采用平板载荷试验；对于桩式复合地基，则需进行复合地基载荷试验试验结果应满足设计承载力要求原位测试常用的原位测试方法包括标准贯入试验、静力触探试验和动力触探试验等这些方法操作简便，可快速评价地基处理效果，但需建立与承载力的相关关系沉降观测通过安装沉降观测点，长期监测建筑物的沉降发展情况，是评价地基处理最终效果的重要手段观测数据应形成沉降-时间曲线，分析沉降发展趋势地下水对地基的影响地下水位升高的影响地下水位下降的影响地下水位升高会导致土体有效应力减小，降低地基承载力对于地下水位下降会引起土体有效应力增加，导致地基压缩和建筑物砂土地基，可能引发液化；对于黄土地基，会导致湿陷；对于膨附加沉降大面积长期降水可能引发区域性地面沉降，影响城市胀土，则会引起膨胀变形基础设施和建筑安全地下水位升高还会增加地下结构的浮力作用，可能导致地下室底地下水位变化还会改变土体的物理化学性质例如，某些土在干板隆起或整体结构上浮在基坑工程中，高地下水位会增加支护湿交替条件下会发生强度劣化；富含有机质的土在水位下降后可结构的水压力，提高工程风险能因氧化分解而产生额外沉降工程设计中必须考虑地下水位季节性和长期变化的影响抗浮设计与工程措施抗浮验算计算浮力与结构自重，确保安全系数满足规范增加自重通过加厚底板或增设配重块增加结构重量抗拔锚固设置抗浮锚杆或抗浮桩，锚固入下卧稳定层降水排水设置永久性排水系统，降低地下水位抗浮设计是地下结构的重要内容，特别是在地下水位高的地区抗浮安全系数K=G/F，其中G为结构总重（含土重），F为浮力《建筑地基基础设计规范》规定，永久性地下结构的抗浮安全系数不应小于

1.05；对于重要建筑，则不应小于

1.1在工程实践中，抗浮措施通常采用组合方式例如，某地下三层车库工程，采用了加厚底板（60cm）与抗浮锚杆相结合的方案底板自重提供约70%的抗浮力，剩余部分由直径32mm的抗浮锚杆提供，锚杆间距

2.5m，锚固深度8m，进入下卧砂卵石层，确保抗浮安全系数达到

1.15第六章地基与基础工程施工施工准备包括图纸会审、施工组织设计、材料准备和施工测量等前期工作，为正式施工奠定基础土方工程进行基坑开挖、放坡或支护、降水和基底处理等工作，为基础施工创造条件基础施工根据设计要求，完成基础结构的混凝土浇筑、钢筋绑扎和模板安装等核心工作回填与验收完成基础两侧回填、夯实和质量检测工作，确保基础工程质量符合规范要求地基与基础工程施工是整个建筑工程的第一道工序，也是确保建筑安全的关键环节施工质量直接影响上部结构的安全和耐久性，必须严格按照规范和设计要求进行主要施工机械设备挖掘机挖掘机是土方工程的主要设备，用于基坑开挖和土方装运根据工程规模选择合适的挖掘机型号，一般从小型的

0.5m³到大型的5m³不等挖掘机工作效率高，但需注意控制开挖深度和边坡稳定性旋挖钻机旋挖钻机是灌注桩施工的主要设备，用于成孔作业现代旋挖钻机具有高效、精准和环保等特点，钻孔直径可达

1.5-

2.5m，深度可达80m以上选择钻机时应考虑地质条件、桩径和深度等因素压实设备压实设备包括振动压路机、夯实机和压实机等，用于地基处理和回填土压实不同土质需选用不同类型的压实设备砂性土适合振动压实；粘性土则适合静压或夯实压实质量直接影响地基稳定性施工技术要点施工组织与准备合理安排施工顺序和资源配置关键工艺控制2掌握基础施工的技术要点质量检测与验收严格执行规范标准土方开挖是基础施工的首要工序开挖应遵循先深后浅、先撑后挖、分层开挖、及时支护的原则基坑开挖深度较大时，应设置安全出入通道和排水设施开挖至设计标高后，应立即进行基底处理，防止扰动和风化基坑降水是确保施工条件的关键措施常用的降水方法包括明沟排水、井点降水和深井降水选择降水方案应考虑地质条件、地下水情况和周边环境降水应遵循超前、稳定、均衡的原则，避免产生管涌和流砂现象降水过程中应监测水位变化和周边建筑物沉降情况施工安全与环境保护边坡稳定与支护施工现场安全措施环境保护技术基坑开挖过程中，边坡稳定是首要安施工现场应设置明显的安全标志和警施工过程中应采取有效措施控制扬尘全问题应根据土质特性和开挖深度示牌；基坑周边设置不低于

1.2m的防和噪音污染洒水降尘、设置围挡、确定合理的放坡比或设置支护结构护栏杆；作业人员必须佩戴安全帽并覆盖裸露土方和限制施工时间是常用临时放坡一般为1:

0.33-1:

1.5；支护结接受安全培训；机械设备应定期检查的环保措施对于城市建设项目，还构则需满足强度和刚度要求，防止倾维护，确保操作安全应控制施工对周边交通和居民生活的覆和滑移影响地基与基础工程质量验收技术准备审查施工图纸与验收规范过程检查监督关键工序与隐蔽工程试验检测进行材料试验与承载力检测验收评定综合评价工程质量等级地基与基础工程质量验收应严格执行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和《建筑桩基工程技术规范》JGJ94等国家标准验收内容包括地基承载力、基础尺寸偏差、混凝土强度、钢筋位置和保护层厚度等关键指标验收采用三检制，即自检、互检和专检相结合的方式对于隐蔽工程，如钢筋绑扎和桩基施工，必须进行隐蔽工程验收并形成记录质量验收资料应包括施工记录、质量检验报告、测量记录和影像资料等，确保验收过程的完整性和可追溯性典型基础事故案例分析事故类型主要原因防治对策基础不均匀沉降地基勘察不足，土层分布不均详细勘察，采用桩基或地基处理基坑坍塌支护设计不当，降水系统失效加强支护，合理设置降水系统桩基质量缺陷施工工艺控制不严，混凝土离析规范施工工艺，加强质量监控地下室底板开裂抗浮设计不足，水压力作用加强抗浮设计，设置膨胀缝某高层住宅楼在建设过程中出现明显倾斜，经调查发现，该建筑采用桩基础，但部分桩身存在严重缺陷原因分析一是勘察阶段未发现场地存在暗浜，导致部分桩穿过软弱土层；二是灌注桩施工过程中混凝土供应不及时，造成断桩；三是质量监控不到位，未能及时发现问题处理措施包括停止上部结构施工，增设支撑稳定结构；补打桩基并与原结构可靠连接；采用注浆法加固缺陷桩周围土体；设置长期监测系统观察建筑物变形情况此案例警示我们地基基础工程质量控制的重要性，以及发现问题后及时采取有效补救措施的必要性智能化地基基础新技术技术应用智能监测系统自动化施工装备BIM建筑信息模型BIM技术在基于物联网技术的智能监智能化施工装备如GPS定地基基础工程中的应用日测系统能够实时监控地基位系统、自动测量仪器和益广泛通过建立三维数沉降、支护结构变形和地遥控施工机械，大大提高字模型，可实现地质信息、下水位变化等关键参数了地基基础施工的精度和结构设计和施工过程的可通过无线传感网络和云平效率特别是在危险环境视化管理，提高设计精度台，实现数据的自动采集、下，无人操作设备可以有和施工效率传输和分析，为工程安全效保障施工安全提供预警保障地基基础工程正在向数字化、信息化和智能化方向发展新一代信息技术与传统土木工程的深度融合，不仅提高了工程质量和效率，也为解决复杂工程问题提供了新思路例如，某超高层建筑基础采用BIM技术进行设计和施工管理，成功解决了300多根桩基础的复杂布置和精确施工问题，缩短工期15%，节约成本约8%与绿色地基技术ESG环境友好型技术废弃物资源化利用现代地基处理技术越来越注重环境保将工业废渣、建筑垃圾等废弃物作为护，如低碳水泥土搅拌桩、植物纤维地基处理材料，实现资源循环利用加固土等绿色材料的应用这些技术如粉煤灰、矿渣等工业副产品可用于不仅减少碳排放，还能降低对周围环地基填料或稳定剂，既解决了废弃物境的扰动和污染处置问题，又降低了工程成本能源高效利用采用地源热泵等技术，将地基基础与建筑能源系统结合，利用地下恒温特性进行能量交换，提高建筑能效桩基可兼作地热交换器，实现结构与能源的一体化设计绿色地基技术的评价标准包括材料可再生性、能源消耗、污染排放和生态影响等多个方面《绿色建筑评价标准》GB/T50378对地基基础工程提出了明确的绿色要求，包括土方平衡、场地保护和资源节约等指标随着ESG环境、社会和治理理念的推广，建筑行业对绿色地基技术的需求日益增长国际上，LEED和BREEAM等绿色建筑认证体系也将地基基础工程纳入评价范围，推动了行业可持续发展未来的地基基础工程将更加注重生态环保、资源节约和社会价值综合复习与案例讨论知识点回顾实践案例分析本课程系统介绍了地基与基础工程的基本理论和实践技术，包括通过案例分析，加深对理论知识的理解和应用能力例如，某高土的物理力学性质、地基承载力计算、沉降分析、各类基础设计层建筑地基设计案例，需要综合考虑地质条件、上部结构特点、方法、地基处理技术和施工质量控制等核心内容施工条件和经济因素，选择最优的基础方案这些知识构成了地基与基础工程的完整体系，是土木工程专业学学生可以分组讨论不同的技术方案，进行方案比选和优化设计，生必须掌握的专业基础在实际工程中，需要综合运用这些知培养工程决策能力和团队协作精神这种案例教学模式有助于提识，解决复杂的地基基础问题高学生的综合分析能力和解决实际问题的能力课程总结与展望继续学习与研究方向学科交叉与融合建议学生在掌握基础知识的同时，关注行业前沿发地基基础发展趋势未来的地基基础工程将更加注重学科交叉与融合与展，积极参与实践和科研活动未来可深入研究的方地基与基础工程正朝着绿色环保、智能化和工业化方材料科学、信息技术、环境科学和能源工程等领域的向包括复杂地质条件下的基础设计方法、地基与结向发展新材料、新工艺和新技术的应用，使地基处结合，将产生新的技术突破和应用模式例如，纳米构动力相互作用、地基环境效应与控制技术、基于大理更加高效、环保；信息技术与传统工程的深度融材料加固土体、人工智能辅助设计和地基能源一体化数据的地基行为预测等合，提高了设计精度和施工质量；装配式技术的推等创新技术广，加快了施工进度，降低了环境影响《土木工程地基与基础》课程旨在培养学生掌握地基基础工程的基本理论和实践技能，为今后的专业学习和工作奠定坚实基础希望同学们能够将所学知识灵活应用于实际工程，不断探索创新，为土木工程事业的发展做出贡献。