绪论
0.1地基和基础
一、地基和基础的概念（插图）
1地基：受建（构）筑物荷重影响的那一部分地层称为地基
2基础：支撑上部结构荷载并将其传给地层中地基的下部结构称为基础3直接支撑基础的地基称为持力层，在持力层下方的地层称为下卧层。4基础分类：
埋深不大于5cm或埋深与基础底面宽度之比小于1、只需简单施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础；埋深较深，且需要特殊方法施工的基础称为深基础，如桩基础、墩基础、沉井、地下连续墙、筏板带桩基础、箱基带桩基础等。
5地基分类：
地层包括岩层和土层，因此地基有岩石地基和土质地基之分。由于人们对选定场地的土质条件无法选择，只能对其进行合理的利用和处理。
对于开挖基坑后就可以直接修筑基础的地基，称为天然地基；对那些
不能满足要求、需要进行人工处理的地基称为人工地基。
二、地基应满足的基本条件：
为了建（构）筑物的安全和正常使用，地基基础设计必须满足下列两个基本条件：
1地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不得超过地基的承载力，保证地基不发生整体强度破坏；地基的土（岩）体必须稳定，保证在建（构）筑物使用期间，不发生开裂、滑动和坍塌等有害现象。
【沉降量、沉降差】
2地基的变形条件：控制基础的沉降不超过地基的容许变形值，保证建（构）筑物不因地基变形而损坏过影响其正常使用。【倾斜、局部倾斜】在荷载作用下，建（构）筑物的地基、基础、上部结构上部分互相制约、共同工作。对于特定的建筑物，采用何种类型的地基、配合何种形式的基础，是建筑物设计最基本的问题之一。设计时应根据当地地质勘查资料，综合考虑地基、基础、上部结构的相互作用与当地施工水平及场地施工条件，通过技术经济比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境的地基基础方案。
0.2基础工程的作用
一、基础工程的学科地位：
基础工程是以土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、建筑施工等课程为专业基础，研究在各种可能荷载及其组合作用及一定工程地质条件和环境条件下，地基基础受力、变形稳定新装的变化规律及各种地基基础的设计、施工、检测与维护的专门学科，是土木工程学科的
一个重要分支。
地基和基础是建（构）筑物的根基，又属于地下隐蔽工程它的勘察、设计、施工质量直接关系着建（构）筑物的安危。在建筑工程重大事故中，以地基基础方面的故事为最多。而且地基基础事故一旦发生，很难补救。从造价或施工工期上来看，基础工程在建（构）筑物中所占比例也很大，可达到30%，甚至更多。
因此，基础工程在土木工程中的重要性显而易见。
二、发展方向：
1基础理论研究方面
2测试技术方面
3高层建筑的地基基础工程方面
4地基处理技术方面
5既有建筑地基基础加固方面
0.3课程特点和学习方法
一、主要内容：
系统的介绍了基础工程的设计原则和方法，其内容包括地基工程地质勘察、天然地基上浅基础的设计与计算，筏形基础与箱形基础、桩基础、沉井与墩基础、地下连续墙的设计原理与方法及施工注意事项，常用的地基处理方法、基坑支护工程，地基基础抗震工程的设计原理和方法。
二、学习方法:
1注重基本理论和概念的掌握
2注重地基勘察及现场原位测试技术
3注重地区性工程经验
第一章地基勘察
地基勘察：就是根据建设工程的要求，查明、分析、评价建筑场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。其成果资料是工程项目决策、设计和施工等的重要依据。
1.1地基勘察的目的和任务
一、地基勘察的目的和任务
1地基勘察的目的
任何建筑场地和地基都处于一定的地质环境中，因此，地基勘察工作必须遵循基本建设的程序，走在设计和施工的前面。
目的在于：以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为建筑选址、设计和施工提供所需的基本资料。
建筑工程项目日益增多，从事建筑物设计和施工的人员，必须重视场地和地基的勘查工作，对勘察内容和方法有所了解。设计工程师对地基土层的分布、土的疏密、压缩性高低、强度大小、尤其是均匀性、是否在局部软硬异常的情况、地下水的埋深与水质以及图的性质是否产生液化等条件，进行全面和深入的研究，才能做好设计，防止地基事故发生，确保工程质量。
2地基勘察的主要任务
地基勘察的主要任务从整体上讲是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。具体而言，地基勘察的任务可归纳为：
1）查明建筑场地的工程地质条件，选择地质优越或合适的建筑场地。2）查明场地内崩塌、滑坡、岩溶、岸边冲刷等物理地质作用和现象，分析和判断它们对建筑场地稳定性的危害程度，为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据。
3）查明建筑物地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因及其埋藏分不规律，并测定地基岩土的物理力学性质指标。
4）查明地下水类型、水质、埋深击分布变化等情况。
5）根据建筑场地的工程地质条件，分析研究肯能发生的工程地质问题，提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法建议。
6）对于不利于建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施。
二、地基勘察与岩土工程勘察等级的关系：
地基勘察属于岩土工程勘察的范畴，必须遵循国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）的有关规定。因为建筑工程的重要性、建筑场地复杂程度各不同，所以地基勘察的任务大小就不同，工作内容、工作量及勘察方法等也不一样，因此需要首先确定建筑工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，然后在综合分析的基础上确定勘察等级。
1建筑工程重要性等级
根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，建筑工程分为三级：
一级工程：重要工程，后果很严重；
二级工程：一般工程，后果严重；
三级工程：吃药工程，后果不严重。
2建筑场地等级
根据场地的复杂程度，建筑场地的等级分为三级：
1）一级场地（复杂场地）。符合下列条件之一者为一级场地：
①对建筑抗震危险的地段。
②不良地质作用强烈发育
③地质环境已经或可能受到强烈破坏
④地形地貌复杂
⑤有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。
2）二级场地（中等复杂场地）。符合下列条件之一者为二级场地：
①对建筑抗震不利的地段
②不良地质作用一般发育
③地质环境已经或可能受到一些破坏
④地形地貌较复杂
⑤基础位于地下水位以下的场地
3）三级场地（简单场地）。符合下列条件者为三级场地：
①抗震设防烈度等于小于6度，或对建筑抗震有底的地段
②不良地段作用不发育
③地质环境基本未破坏
④地形地貌简单
⑤地下水对工程无影响
3建筑地基等级
根据地基的复杂程度，建筑地基等级分为三级：
1）一级地基（复杂地基）。符合下列条件之一者为一级地基：
①岩土种类多，很不均匀，性质变化很大，需特殊处理
②严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，一级其他情况复杂，需做专门处理的岩土。
2）二级地基（中等复杂地基）。符合下列条件之一者为二级地基：
①岩土种类较多，不均匀，性质变化较大
②除一级地基规定以外的特殊性岩土。
3）三级地基（简单地基）。符合下列条件者为三级地基：
①岩土种类单一，均匀，性质变化不大
②无特殊性岩土
场地与地基等级的确定，从一级开始，向二级、三级推定，一最先满足的为准。
4勘察等级
根据建筑工程重要性等级，建筑场地复杂程度等级，可按下列条件划分岩工程等系。
1）甲级。在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中，有一项或多项为一级的勘察项目。
2）乙级。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘查项目。
3）丙级。工程重要性、场地复杂程度等级均为上级的勘查项目。三、地基勘察的基本要求：
地基勘察，应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上分阶段进行。与设计工作划分为可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段相适应，勘查工作一般分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘查、详细勘察三个阶段。
1可行性研究勘察（选址勘察）：
对于大型工程师非常重要的环节，其目的在于从总体上判定拟建场地的工程地质跳进是否适宜建设项目。一般通过机构候选场址的工程地质资料进行对比分析，对拟建场地的稳定性作出评价。
2初步勘察（初勘）：
在场址选定批准后进行初步勘查，勘察内容应符合初步设计的要求，其目的对场内拟建建筑的稳定性作出评价，为确定建筑物总体平面布置提供依据，为确定主要建筑物的地基基础方案提供资料，以及不良地质的防止提供资料和建议。
3详细勘察（详勘）：
详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地
基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
4施工勘察：
对高层或多层建筑物，均需进行施工验槽。基坑或基槽开挖后，岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况是，应进行施工勘察。
1.2地基勘察方法
一、测绘与调查：
作为最基本的勘察方法和基础是共性工作，工程地质测绘与调查就是对拟建场地及其邻近场地的工程地质条件进行调查研究，为确定勘探、测试工作及对场地的工程地质分区与评价提供依据。一般在可行性研究阶段或初勘阶段进行，基本原则是：在可行性研究阶段搜集地质资料时宜包括航空相片，卫星相片的解译结果；在岩石出露或地貌、地质条件较为复杂的场地应进行工程地质测绘；对地质条件简单的场地，可用调查代替工程地质测绘；对经过初勘测绘与调查仍未解决的某些专门地质问题（如滑坡、断裂等），应在详细勘察阶段做必要调查。
二、勘探方法：
工程地质勘查是地基勘察过程中查明地下岩土性质、分布及地下水等条件的必要手段。常用的勘探方法有钻探、掘探和触探。
1钻探：用各种钻探工具钻入地基中分层取土进行鉴别、描述和测试的勘探方法称为钻探。按动力来源，可分为人工钻和激动转，
钻孔结构应按照钻探任务、地质条件和钻进方法综合考虑确定。
对于小型或中型工程，钻孔深度常常较浅，考虑采用人工钻。
2触探：通过探杆用静力活动力将金属探头贯入土层中，并量测土对探头的贯入阻力值，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法或原位测试技术。
作为勘探手段，触探可以用于划分土层，了解低沉的均匀性；
作为测试技术，则可估计基地承载力和土的变形指标等。
（1）原罪动力触探试验：根据打入途中一定距离所需要的锤击数，判定图层的力学特性，具有勘探和测试双重功能。
（2）标准贯入试验：
原理与圆锥动力触探相同，其标准规格的贯入器为两个半圆合成的取土器，可采取土样直接观察和进行有关试验。试验时，将质量为
63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将标准规格的贯入器，自钻孔底
部预打15cm，记录再打30cm的锤击数，即为标准贯入试验锤击数N。
当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm时，可记录实际贯入深度S（cm）,按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。
N=30
（3）静力触探试验：是用静力匀速将标准规格的探头压入土中，同时
测量探头阻力，测定土的力学特性，具有勘探和测试双重功能。其优点是可以在现场连续、快速、灵敏、精确、方便的直接测得土的贯入阻力指标，了解土层原始状态的物理力学性质。特别是对于不易钻探取样的饱和砂土、高灵敏度的软土层以及土层竖向变化复杂而不能密集取样或测试以查明土层性质变化的情况下，静力触探具有它独特的优点，因此在我国各地区各部门应用广泛。它的缺点是不能直接观测鉴别，测试深度不大，对基岩和碎石类土层不适用。静力触探设备的核心是出探头。常用的探头分为单桥探头、双桥探头和孔压静力触探头三种。单桥探头能测定一个触探指标——比贯入阻力p s,即总贯入阻力p与探头锥尖底面积A的比值
p s=
双桥探头可以测两个触探指标——锥尖阻力q c和侧壁摩阻力f s,Q c P f
q c= f s=
Q c、P f—锥尖总阻力和侧壁摩阻力
A、F—锥底截面积和摩擦筒总表面积
R f=为双桥探头的摩阻力R f
根据静力触探资料，利用地区经验，可进行力学分析，估算土的塑性状态或密实度、强度、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力，判定砂土或粉土的液化势等。但利用静力触探资料估算变形参数时，由于贯入阻力与变形参数之间不存在直接的机理关系，可能可靠性差些。另外，根据孔压力消散曲线，可估计图的渗透系数和固结系数。
3掘探：在工地上用人工开挖探井、探槽或平洞，直接观察了解槽壁土层情况与性质，可以去的比较准确的地质资料，同时还可以利用这种井、槽、洞，进行取样或原位测试，称之为掘探法。当地集中含有大块漂石、块石等，钻探法难以进行勘察时，可采用掘探法，或遇地层很不均匀、颗粒大小相差悬殊、分布不规则，少数小孔径钻探很难代表全面情况是，可采用探槽，效果较好。对于黄土地基，黄土试样的质量等级常常必须是Ⅰ级，而探井是保证取得Ⅰ级湿陷性黄土试验质量的主要手段，因此《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025-2004）要求在湿陷性黄土地基勘探时，必须有足够数量的探井。另外，当建筑物发生墙体开裂等事故时，为检验基础尺寸、埋深、材料、施工质量及地基持力层土质状况等情况，可以挖探槽。
掘探的优点是通过大面积开挖，人员可以进入探槽直接观察并可用手或简单工具实地检验各土层的密实度。必要时可取大块优质不扰动原状土，进行物理力学特性试验，还可以在探槽中做现场荷载试验。这是钻探与触探说无法比拟的。其缺点一是槽探开挖深度有限；土质疏松或深探井必须支撑，以保证人身安全。勘察完成后，应当认真回填，分层压实，所以工作量较大；另一缺点是地下水位以下难以应用。三、测试工作击参数整理：
1测试工作的内容：
测试是地基勘察工作的重要内容。在土工试验室或或现场进行测试工作，可以取得土和样式的物理力学性质和地下水的水质等定量指标，以供设计计算时使用。有时为了解决某些重要问题，还要在现场进行
长期的观测工作。
2岩土参数的统计整理：
在勘察中，必须对所得到的大量岩土参数加以整理，才能取得具有代表性的数值，用于基础工程的设计工作。
对岩土参数的基本要求是可靠和适用。所谓可靠，是指参数能正确反映岩土体在规定条件下的性状，较有把握的估计参数真值所在区间。所谓适用，是指参数能满足岩土工程设计计算假定条件和计算精度的要求。评价岩土参数可靠性和实用性的内容主要包括：取样方式和其他因素对化验结果的影响；采用的试验方法和取值标准；不同测试方法说的结果的分析比较；测试结果的离散程度；测试方法与计算模型的配套性。
1.3地基勘察报告
一、勘查后报告的编制：
地基勘察的最终成果是提出勘察报告树（并附必要的附件）。勘察报告是在工程地质调查与测绘、勘察、试验测试等已获得的原始资料的基础上，结合工程特点和要求，进行整理、归纳、分析、评价，提出工程建议，形成文字报告并附各种图件的勘察技术文件。勘察报告应该资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。
看超报告的编制必须配合相应的勘察阶段，根据任务要求、工程特点和地质条件等具体请款编写。勘察报告提供选择地基基础方案的依据
和设计计算数据；应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的工程地质问题，提出监控和预防措施的建议。
其基本内容应包括：
（1）勘察目的、任务要求和依据的技术标准。
（2）拟建工程概况。
（3）勘察方法和勘查工作布置。
（4）场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性。（5）各项岩土性子指标、岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值。
（6）地下水埋藏情况、类型、水位及其变化。
（7）土和水对建筑材料的腐蚀性。
（8）可能影响工程稳定的不良地质作用的描述核对工程危害程度的评价。
（9）场地稳定性和适宜性的评价。
所附图件应包括：勘察点平面布置图；工程地质柱状图；工程地质剖面图；原位测试成果图；室内试验成果图表。对重大工程，当需要时尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表。
1.①平行投影法：投射线互相平行的投影法称为平行投影法。 ②正投影法：投射线垂直于投影面的的平行投影法称为正投影法。 ③三视图：三视图是将一个物体分别沿三个不同方向投射到三个互相垂直的投影面而得到的三个视图。 ④重影点：如果空间有两点位于某投影面的同一垂直线上，那么这两点在该投影面上的投影重合在一起，将它们称为重影点。 ⑤截交线：平面与立体表面相交而产生的交线称为截交线。⑥相贯线：两立体相交而产生交线称为相贯线。 ⑦组合体：由若干基本体按照一定的相对位置和组合方式有机结合而形成的较为复杂的形体称为组合体。 ⑧形体分析法：将组合体分解为若干基本体，分析它们的形状、表面相对位置以及组合方式等，便可产生对组合体的完整概念，这种方法称为形体分析法。 ⑨定形尺寸：用于确定个基本形体的形状及大小的尺寸称定形尺寸。 ⑩定位尺寸：用于确定基本形体之间的相对位置的尺寸称定位尺寸。 ?轴测图：形体的轴测图是用平行投影法将形体向某个投影面投射得到的单面投影。 ?轴间角：轴测轴之间的夹角称为轴间角。 ?轴向伸缩系数：轴测轴OX、OY、OZ上的线段与坐标轴O1X1、O1Y1、O1Z1上对应线段的长度比分别称为X、Y、Z轴的轴向伸缩系数。 ?基本视图：机件向投影面投射所得的视图称为基本视图。 ?局部视图：将机件的某一部分向基本投影面投射所得的视图称为局部视图。 ?斜视图：机件向不平行于基本投射面的平面投射所得的视图称为斜视图。 ?剖视图：剖视图是用剖切面在适当的部位假想剖开部件，将处于观察者和剖切面之间的部分移去，将其余部分向投影面投射所得的图形。 ?断面图：假想用剖切面将机件某处切断，仅画出剖切面与机件接触部分的图形称为断面图。?零件图：表示零件结构、大小及技术要求的图样称为零件图。 ?装配图：表示一部分机器或部件的图样。 2.粗实线：可见轮廓线，可见过渡线。细实线：尺寸线与尺寸界线、剖面线、引出线、螺纹的牙底线、重合断面的轮廓线。细虚线：不可见轮廓线。细点画线：轴线、对称线、中心线、齿轮的节圆。波浪线：断裂处的边界线、视图与剖视的分界线。 3尺寸的组成：一般由尺寸界线，尺寸线、尺寸线终端和尺寸数字等四个要素组成
工程制图基础 要求： 一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定 ．．的做题组数作答， 每人只答一组题目 ．．．．，满分100分； ．．．．．．．．，多答无效 平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识； 例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤： 1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）； 2.在答题纸上使用黑色水笔 ．．作答；答题纸上全部信息要求手 ．．．．按题目要求手写 写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个 ．．．． ．．．．．．．Word 文档中 ．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； 1.完成的作业应另存为保存类型是“ ．．．．”．提交; ．．．．．．-．2003 ．．．．．．．．．Word97 2.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”; 3.文件容量大小：不得超过20MB。 提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记 ．．！ 答案咨询QQ：245138455
题目如下： 第一组： 一、作图题（每小题25分，共50分） 1.补画左视图
2.根据轴测图，按1：1完成三视图。 二、问答题（每小题25分，共50分） 1.画组合体三面投影图的步骤是什么？ 2.什么是装配图？它的作用和内容是什么？ 第二组： 一、作图题（每小题25分，共50分） 1.在指定位置绘出下面构件的1-1剖面图和2-2断面图。
1.2制图工具及其使用方法 正确使用制图工具对提高制图速度和图面质量起着重要的作用，熟练掌握制图工具的使用方法是一名工程技术人员必备的基本素质。常用的制图工具有：图板、丁字尺、三角板、圆规、分规、比例尺、曲线板、擦图片、绘图铅笔、绘图橡皮、胶带纸、削笔刀等等。 1.2.1铅笔和铅芯 在绘制工程图样时要选择专用的“绘图铅笔”，一般需要准备以下几种型号的绘图铅笔： B或HB——用来画粗实线； HB——用来画细实线、点画线、双点画线、虚线和写字； H或2H——用来画底稿。 H前的数字越大，铅芯越硬，画出来的图线就越淡；B前的数字越大，铅芯越软，画出来的图线就越黑。由于圆规画圆时不便用力，因此圆规上使用的铅芯一般要比绘图铅笔软一级。用于画粗实线的铅笔和铅芯应磨成矩形断面，其余的磨成圆锥形，如图1-12所示。铅笔应从无硬度标记的一端削起。 画线时，铅笔在前后方向应与纸面垂直，而且向画线前进方向倾斜约30°，如图1-13所示。当画粗实线时，因用力较大，倾斜角度可小一些。画线时用力要均匀，匀速前进。 图1-12 铅笔的削法 1.2.2图板、丁字尺和三角板 图板根据大小有多种型号，图板的短边为导边；丁字尺是用来画水平线的，丁字尺的上面那条边为工作边。 如采用预先印好图框及标题栏的图纸进行绘图，则应使图纸的水平图框线对准丁字尺的工作边后，再将其固定在图板上，以保证图上的所有水平线与图框线平行。如采用较大
的图板，为了便于画图，图纸应尽量固定在图板的左下方，但须保证图纸与图板底边有稍大于丁字尺宽度的距离，以保证绘制图纸上最下面的水平线时的准确性。
图1-13 用丁字尺画水平线图1-14 用丁字尺画垂直线 用丁字尺画水平线时，用左手握住尺头，使其紧靠图板的左侧导边作上下移动，右手执笔，沿丁字尺工作边自左向右画线。当画较长的水平线时，左手应按住丁字尺尺身。画线时，笔杆应稍向外倾斜，尽量使笔尖贴靠尺边，如图1-13所示。画垂直线时，手法如图1-14所示，自下往上画线。 三角板有45°和30°/60°两块。三角板与丁字尺配合使用可画垂直线及15°倍角的斜线，如图1-15(a)所示；或用两块三角板配合画任意角度的平行线，如图1-15(b)所示。 1.2.3圆规和分规 (1) 圆规圆规是画圆和圆弧的工具。画图前，圆规固定腿上的钢针(带有台阶的一端)应调整到比铅芯稍长一些，以便在画圆或圆弧时，将针尖插入圆心中。钢针的另一端作分规时使用，如图1-16所 示。 在画粗实线圆时，圆规的铅芯应比画相应粗直线的铅笔芯软一号；同理，画细实线圆时，也应使用比画相应细直线软一号的铅芯。