第六章3基础工程

第六章基础地基与基础概述1 地基与基础及其与荷载的关系基础是位于建筑物的地面以下的承重构件，它直接与土层相接触，承受建筑物的全部荷载，并将荷载连同自重传给地基。

地基是指支承建筑物荷载的那一部分土层（或岩层）。

地基在建筑物荷载作用下的应力和应变随着土层深度的增加而减小，在到达一定深度后就可以忽略不计。

直接承受荷载的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层。

建筑物的全部荷载用N表示。

地基在保持稳定的条件下，每平方米所能承受的最大垂直压力称为地基的承载力（或地耐力），用R表示。

由于地基的承载力一般小于建筑物地上部分的强度，所以基础底面需要宽出上部结构（底面宽为B），基础底面积用A表示。

当三者的关系式：R≥N/A成立时，说明建筑物传给基础底面的平均压力不超过地基承载力，地基就能够保证建筑物的稳定和安全。

2 地基的分类地基分为天然地基和人工地基两大类。

经过人工加固的地基叫人工地基。

人工地基的加固方法有压实法、换土法、桩基等多种方法。

基础的埋置深度及影响因素1 基础的埋置深度基础的埋置深度，指从室外设计地坪到基础底面的距离。

室外地坪分为自然地坪和设计地坪。

而设计地坪指按设计要求工程竣工后室外场地整平的地坪。

根据基础埋置深度的不同，基础可分为浅基础和深基础。

一般情况下，基础埋置深度≤5m时为浅基础，基础埋置深度＞5m时为深基础。

基础的最小埋置深度不应小于500mm。

2 影响基础埋深的因素1 建筑物的使用要求、基础形式及荷载2 工程地质和水文地质条件3 土的冻结深度的影响4 相邻建筑物基础的影响基础的分类和构造基础所用的材料一般有砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土、钢筋混凝土等，其中由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土等制成的墙下条形基础或柱下独立基础称为无筋扩展基础；由钢筋混凝土制成的基础称为扩展基础。

6.3.1 无筋扩展基础和扩展基础6.3.11 无筋扩展基础当上部荷载较大，地基承载力较小时，基础底面b就会很大，挑出部分b2很宽，相当于悬臂梁，对于由砖、毛石、灰土、混凝土等这类抗压强度高，而抗拉、抗剪、抗弯强度较低的材料所做的基础，在地基反力作用下底部会因受拉、受剪和受弯而破坏。

第六章路基工程基本知识6.1 路基土的分类与工程性质6.1.1 公路用土的分类我国公路用土依据土的颗粒组成特征，土的塑性指标和土中有机质存在的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土4类，并进一步细分为11种土，如方框图6-1所示。

土的颗粒组成特征不同粒径的粒组在土中的百分含量表示。

土的颗粒应根据表6-1所列粒径范围划分粒组。

粒组划分表6-1 200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.074 0.002（mm）巨粒组（大于60mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为巨粒土。

2.粗粒土粗粒土分为砾类土和砂类土二种，砾粒组（2~60mm）质量多于总质量50%的土称为砾类土，质量少于或等于50%的土称为砂类土。

3.细粒土细粒组（小于0.074mm的颗粒）质量多于总质量50%的土总称为细粒土。

细粒土中粗粒组（2~60mm颗粒）质量少于总质量25%的土称为细粒土，粗粒组质量为总质量25%~50%的土称为含粗粒的细粒土，含有机质的细粒土称为有机质土。

4.特殊土特殊土主要包括黄土、膨胀土、红黏土和盐渍土。

6.1.2 公路用土的工程性质各类公路用土具有不同的工程性质，在选择路基填筑材料，以及修筑稳定土路面结构层时，应根据不同的土类分别采取不同的工程技术措施。

巨粒土包括漂石（块石）和卵石（块石），有很高的强度和稳定性，用以填筑路基是良好的材料。

亦可用于砌筑边坡。

级配良好的砾石混合料，密实程度好，强度和稳定性均能满足要求。

除了填筑路基之外，可以用于铺筑中级路面，经适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层。

砂土无塑性，透水性强，毛孔上升高度小，具有较大的内摩擦系数，强度和水稳定性均好，但砂土粘结性小，易于松散，压实困难，但是经充分压实的砂土路基，压缩变形小，稳定性好。

为了加强压实和提高稳定性，可以采用振动法压实，并可掺加少量黏土，以改善级配组成。

砂性土含有一定数量的粗颗粒，又含有一定数量的细颗粒，级配适宜，强度、稳定性等都能满足要求，是理想的路基填筑材料。

地基与基础工程施工操作规程第一章总则第一条为了规范地基与基础工程施工操作，确保施工质量和安全，保护环境，提高工程建设效率，根据相关法律法规和标准，制定本规程。

第二条本规程适用于地基与基础工程的施工操作，包括基坑开挖、地基处理、基础施工等内容。

第三条施工单位应按照国家有关规定和本规程的要求，制定施工方案和安全生产措施，确保施工过程中的安全和质量。

第四条施工单位应设立专门管理人员负责地基与基础工程的施工操作，保证施工过程中的协调和管理。

第五条施工单位应配备符合资质要求的工程技术人员和操作人员，对施工人员进行培训，提高其技术水平和安全意识。

第六条施工单位应具备相应的施工设备和工具，保证施工过程的顺利进行。

第七条施工单位应落实质量控制措施，对施工过程中的质量问题及时处理，确保工程质量。

第八条施工单位应对施工现场进行定期巡查和整改，发现安全隐患及时处理，保证施工过程的安全。

第二章施工前准备第一条施工单位应对施工现场进行仔细勘察，了解地质和地形情况，确定施工方案。

第二条施工单位应制定基坑开挖方案，包括基坑开挖的方式、深度、支护措施等内容。

第三条施工单位应根据地基情况确定地基处理方式，包括挖土加固、灌注桩加固、搅拌桩等内容。

第四条施工单位应制定基础施工方案，包括基础类型、尺寸、混凝土强度等内容。

第五条施工单位应对施工现场进行安全检查，消除安全隐患，确保施工过程的安全。

第六条施工单位应确定施工周期和计划，根据施工要求合理安排施工工序。

第七条施工单位应向相关部门报备施工计划和方案，取得相关许可。

第八条施工单位应确定施工过程中的质量控制措施，确保施工过程的质量。

第三章施工操作一、基坑开挖1. 施工前应清理基坑周围的杂物，确保施工区域清洁。

2. 根据基坑开挖方案确定开挖顺序和深度，合理布置施工顺序。

3. 开挖过程中应注意土质和地质情况变化，及时调整开挖方案。

4. 开挖过程中应配备足够的作业人员和施工设备，确保施工进度。

基础工程施工规范第一章总则第一条为规范基础工程施工活动，确保工程质量，提高工程建设效率，保障施工人员安全，根据相关法律法规和规范标准，制定本规范。

第二条基础工程施工应遵循“科学规划、精心设计、严格施工、精细管理”的原则。

第三条基础工程施工应根据工程设计文件和技术要求进行，禁止擅自变更工程设计和施工方案。

第四条工程监理单位应在基础工程施工现场设立监理站，并配备专职监理工程师进行现场监督。

第五条基础工程施工单位应按照《建筑工程质量管理条例》等相关法规要求，设立质量管理部门，并配备专业人员负责工程质量管理。

第六条基础工程施工单位应加强施工人员安全教育培训，确保施工人员遵守安全规范，做好施工现场安全管理工作。

第七条基础工程施工单位应定期对施工设备和机具进行维护保养，确保施工设备正常运转。

第八条基础工程施工单位应配备足够的劳动力，保证施工进度。

第九条基础工程施工单位应加强与相关部门的沟通协调，及时解决施工中的疑难问题。

第十条基础工程施工单位应定期组织施工单位进行安全生产大检查，消除安全隐患。

第二章基础工程施工前准备工作第十一条基础工程施工前，应对施工场地进行勘察，了解地质条件和地下情况，制定施工方案。

第十二条基础工程施工前，应编制施工组织设计和施工方案，经审批后方可进行施工。

第十三条基础工程施工前，应组织施工人员进行安全技术交底，确保施工人员具备必要的安全操作技能。

第十四条基础工程施工前，应对施工设备进行检查验收，保证施工设备完好，安全可靠。

第十五条基础工程施工前，应对材料进行验收，确保施工材料符合相关标准要求。

第十六条基础工程施工前，应制定施工进度计划和施工质量控制计划，做好施工准备工作。

第十七条基础工程施工前，应开展安全生产教育培训，提高施工人员的安全意识和技能水平。

第十八条基础工程施工前，应对施工场地进行标志设置，确保施工现场秩序井然。

第三章基础工程施工过程管理第十九条基础工程施工过程中，应严格按照施工方案要求进行施工，禁止擅自变更工程设计和施工工艺。

【6-2】 按水土合算来计算如图6－31所示的水泥土搅拌桩挡墙的抗倾覆安全系数和抗滑安全系数，并验算墙身强度是否满足要求。

取水泥土的无侧限抗压强度为800kPa30.8。

图6－31 习题6-2图[解]：一、首先计算各分界点的主动土压力和被动土压力各计算分界点，主动土压力侧自上而下分别为1、2、3、4 被动土压力侧自上而下分别为5、6、7 主动土压力系数 )245(2ϕ-=o a tg K被动土压力系数 )245(2ϕ+=o p tg K主动土压力 1点：kPatg tg K c qK p o o a a a 8.15)21645(182)21645(20221111-=-⨯⨯--⨯=-= 令 02)(11101=-+=a a a K c K z q p γmtg tg K K q c z o o a a 56.1)21645(8.17)21645(2018221110=-⨯-⨯-⨯=-=γ2点：kPatg tg K c K h q p o o a a a 6.14)21645(182)21645()0.38.1720(2)(2111112=-⨯⨯--⨯⨯+=-+=γ上kPatg tg K c K h q p o o a a a 4.21)21445(152)21445()0.38.1720(2)(2222112=-⨯⨯--⨯⨯+=-+=γ下 3点：kPatg tg K c K h h q p o o a a a 7.54)21445(152)21445()0.32.180.38.1720(2)(222222113=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=-++=γγ上kPatg tg K c K h h q p o o a a a 3.60)21345(132)21345()0.32.180.38.1720(2)(233322113=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=-++=γγ下4点：kPatg tg K c K h h h q p o o a a a 7.81)21345(132)21345()0.29.160.32.180.38.1720(2)(23333322114=-⨯⨯--⨯⨯⨯+⨯+=-++=＋＋γγγ被动土压力 5点：kPatg K c p o p p 4.38)21445(1522225=+⨯⨯== 6点：kPatg tg K c K h p o o p p p 0.104)21445(152)21445()0.22.4(2.182'2222226=+⨯⨯++⨯-⨯=+=γ上kPatg tg K c K h p o o p p p 0.96)21345(132)21345()0.22.4(2.182'2333226=+⨯⨯++⨯-⨯=+=γ下 7点：kPatg tg K c K h p o o p p p 4.149)21345(132)21345()0.29.162.22.1822333337=+⨯⨯++⨯⨯⨯=+=＋（γ 主动土压力合力及作用点：mkN E a /7.2664.216.1200.502.645.100.2)3.607.81(210.23.600.3)4.217.54(210.34.21)56.10.3(6.1421=++++=⨯-⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+-⨯⨯=mkN h a /16.27.266/]3.24.2120.26.120)0.230.3(0.50)0.220.3(2.64)0.5356.10.3(5.10[=⨯+⨯++⨯++⨯++-⨯= 被动土压力合力及作用点：mkN E p /1.4024.530.1922.725.840.1)0.964.149(210.20.962.2)4.380.104(21)0.22.4(4.38=+++=⨯-⨯+⨯+⨯-⨯+-⨯=mh p 71.11.402/]3.24.5320.20.192)0.232.2(2.72)0.222.2(5.84[=⨯+⨯++⨯++⨯= 挡土墙的宽度B ＝3.2m ，则自重为m kN W /8.460180.82.3=⨯⨯=二、验算（1）抗倾覆稳定性验算2.147.216.27.2662.38.4602171.11.40221>=⨯⨯⨯+⨯=+=a a p p q h E WB h E K （2）抗滑移稳定性验算2.106.27.2661.4022.31313tan 8.460tan 00>=+⨯+⨯=++=o aph E E B c W K ϕ （3）墙身强度验算取坑底处截面作为计算计算截面在坑底处的主动土压力为kPa tg tg p o o a 3.30)21445(152)21445()8.02.180.38.1720(25=-⨯⨯--⨯⨯+⨯+=mkN M -=⨯⨯-⨯+⨯⨯++-⨯=2.2138.08.0)4.213.30(2128.08.04.21)8.0356.10.3(5.101）压应力验算kPaK q f kPa WM z u cz cs 20022/800/)2(9.1172.3612.21208.3180.125.125.120===<=⨯++⨯⨯⨯=+γγ2）拉应力验算kPa K q f kPa z W M u cz cs 1222/80006.0/)2(06.006.00.568.3182.3612.212=⨯=⨯=<-=⨯-⨯=-γ负号说明墙体中没有出现拉应力以上验算均满足要求【6-3】 计算如图6－32所示的钻孔灌注桩及深层搅拌桩加支撑支护结构的坑底抗隆起及抗渗安全系数。

基础工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解基础工程的基本概念，掌握其分类和功能。

2. 使学生掌握基础工程的施工方法，了解各种施工工艺的优缺点。

3. 帮助学生了解基础工程在土木工程中的重要性，认识到基础工程对整个工程质量的影响。

技能目标：1. 培养学生运用基础工程知识解决实际问题的能力。

2. 提高学生分析基础工程案例的能力，学会从多角度评价工程方案的合理性。

3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论、汇报等形式，提高沟通与表达能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱工程专业，增强对基础工程学科的兴趣。

2. 培养学生具备良好的职业道德，强调工程质量和安全意识。

3. 增强学生的环保意识，使其在工程实践中注重环境保护。

课程性质：本课程为基础工程学科的入门课程，旨在让学生了解基础工程的基本概念、分类、功能及施工方法，培养学生解决实际问题的能力。

学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理和数学知识，对工程学科有一定的好奇心，但缺乏实际操作经验。

教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析和课堂讨论，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

同时，注重培养学生的职业道德和环保意识，使他们在未来的工程实践中能够为我国的基础工程建设做出贡献。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 基础工程概念与分类：讲解基础工程的基本概念、功能及分类，包括浅基础、深基础、桩基础等。

教材章节：第一章 基础工程概述2. 基础工程施工方法：介绍基础工程的常用施工方法，如挖掘、浇筑、打桩等，分析各种施工方法的优缺点。

教材章节：第二章 基础工程施工技术3. 基础工程案例分析：分析典型的基础工程案例，使学生了解基础工程在实际工程中的应用。

教材章节：第三章 基础工程案例解析4. 基础工程质量管理：讲解基础工程质量控制措施，培养学生的工程质量意识。

教材章节：第四章 基础工程质量控制5. 基础工程环境保护：介绍基础工程中的环保措施，提高学生的环保意识。

刚性角的概念、直立层、塌落层、板桩墙计算土压力的确定主动土压力被动土压力，土压力计算模式、土压力的实际分布第一章名词解释1.地基：承受建筑物荷载应力与应变不能忽略的土层。

（有一定深度和范围）2.基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的建筑物下部结构。

3.持力层：直接支撑建筑物基础的土层。

4.下卧层：持力层下部的土层填空1, 基础包括浅基础、深基础、深水基础2,浅基础包括刚性扩大基础、柔性扩大基础3,深基础包括桩基础、沉箱基础、沉井基础、地下连续墙刚性扩大基础柔性扩大基础桩基础沉井基础基础深基础沉箱基础地下连续墙I深水基础简答4, 基础工程设计计算的原则1、基础底面的压力小于地基承载力容许值；2、地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值；3、地基及基础的整体稳定性有足够保证；4、基础本身的强度、耐久性满足要求。

需要看书理解：P11公式（1-7）第二章（第四节需要看书名词解释1.浅基础：将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施工相对简单的基础。

2.天然地基：没有经过人为加固处理的地基3.人工地基：需人工加固的软弱地基4.板桩墙支护概念：在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深度，然后边挖边设支撑，开挖基坑过程中始终是在板桩支护下进行。

5.刚性角：自墩台身边缘处的垂线与基地边缘的连线间的最大夹角填空1.天然地基浅基础根据受力条件及构造可分为刚性基础（也称无筋扩展基础）和钢筋混凝土扩展基础两大类。

2.作为刚性基础，每边扩大的最大尺寸应受到材料刚性角的限制。

3.旱地上基坑开挖：无围护基坑、有围护基坑4.有围护基坑断面形式：一字形、槽形和2字形三种o— __________ 口―干_时时4一字形槽形Z字形5.有围护基坑支撑方式：无支撑式、支撑式和锚撑式a) G J)天支撑单支撑多支撑锚探6.基坑排水的常用方法：表面排水法、井点法降低地下水位7.围堰的种类:有土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰和地下连续墙围 +叵笺♦I女。

基础工程课程设计任务书一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握基础工程的基本概念、原理和工程实践方法。

2. 使学生了解基础工程的分类、功能及在工程结构中的作用。

3. 帮助学生理解基础工程与上部结构、地质环境的关系。

技能目标：1. 培养学生运用基础工程知识解决实际问题的能力，如进行基础选型、设计和计算。

2. 提高学生运用专业软件、工具进行基础工程设计的能力。

3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力，能在项目中有效地与各方进行沟通和协作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱工程专业，树立正确的工程观念，增强工程责任感。

2. 培养学生严谨、务实的科学态度，对基础工程问题进行客观、全面的分析。

3. 引导学生关注基础工程领域的发展动态，提高学生的创新意识和国际视野。

课程性质分析：本课程为基础工程专业课程，旨在帮助学生建立基础工程知识体系，提高实践能力。

学生特点分析：学生为大学本科二年级学生，已具备一定的基础工程知识，具有较强的求知欲和动手能力。

教学要求：1. 结合实际工程案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

2. 创设互动、探讨的学习氛围，激发学生的思考和创新能力。

3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和团队精神。

二、教学内容依据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 基础工程概述：介绍基础工程的概念、分类、功能及在工程结构中的重要性。

教材章节：第一章2. 地基与基础设计原理：讲解地基土的性质、地基处理方法、基础选型及设计原理。

教材章节：第二章、第三章3. 基础工程设计计算：教授基础工程设计计算的基本方法，包括静力法、动力法等。

教材章节：第四章4. 基础工程施工技术：介绍基础工程施工工艺、施工组织及质量控制。

教材章节：第五章5. 基础工程实例分析：分析典型基础工程案例，使学生了解基础工程在实际工程中的应用。

教材章节：第六章6. 基础工程新技术与发展趋势：介绍基础工程领域的新技术、新方法及其发展趋势。