《地基承載力》課件

地基承載力地基承載力是土體或巖石抵抗建筑物或結(jié)構(gòu)物荷載的能力。它是建筑工程的基礎(chǔ)，影響著建筑物的安全性和穩(wěn)定性。課程目標(biāo)理解地基承載力了解地基承載力的定義，以及其在土木工程中的重要性。掌握影響因素分析土壤類型、地下水位、荷載類型等對地基承載力的影響。學(xué)習(xí)計(jì)算方法掌握地基承載力的計(jì)算方法，并能夠進(jìn)行簡單的計(jì)算。了解控制措施學(xué)習(xí)各種地基承載力的控制措施，并了解其適用范圍。地基承載力概述基礎(chǔ)與地基建筑物的基礎(chǔ)直接與地基接觸，承受建筑物的重量并將其傳遞到地基。地基的承受力地基承載力是指地基能夠承受的單位面積上的最大荷載，是建筑物安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵指標(biāo)。承載力與沉降地基承載力不足會導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降，影響建筑物的使用功能，甚至造成嚴(yán)重的安全事故。地基承載力的影響因素11.土壤類型土壤類型不同，承載力也不同。例如，粘土的承載力一般高于砂土。22.土壤密度土壤密度越大，承載力也越大。密實(shí)度高的土壤，承載力更高。33.地下水位地下水位越高，土壤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性越低，承載力也越低。44.荷載類型荷載類型不同，承載力的計(jì)算方法也不同。例如，集中荷載和分布荷載的承載力計(jì)算方法不同。地質(zhì)勘探的重要性地基穩(wěn)定性地質(zhì)勘探可以幫助確定地基的穩(wěn)定性，以確保建筑物的安全和穩(wěn)定。工程設(shè)計(jì)地質(zhì)勘探可以為工程設(shè)計(jì)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如土層的性質(zhì)、地下水位等。施工方案地質(zhì)勘探可以幫助制定合理的施工方案，以避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。安全保障地質(zhì)勘探可以確保工程建設(shè)的安全，并減少由于地質(zhì)因素導(dǎo)致的工程事故。土質(zhì)特性的測試方法1室內(nèi)試驗(yàn)粒度分析，含水率測定2原位測試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，靜力觸探試驗(yàn)3物理特性密度，孔隙率，含水率4力學(xué)特性剪切強(qiáng)度，壓縮性，滲透性這些測試方法可以確定土的性質(zhì)，并幫助預(yù)測地基的承載力。室內(nèi)試驗(yàn)和原位測試各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體情況選擇合適的測試方法。標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)準(zhǔn)備工作將砂箱和底座清理干凈，確保砂箱底部平整無裂縫。將標(biāo)準(zhǔn)砂倒入砂箱中，并用刮板刮平，使其表面平整一致。加載荷用標(biāo)準(zhǔn)的加載裝置，在砂箱中心位置施加逐漸增大的荷載，并記錄相應(yīng)的沉降量。繪制曲線將沉降量與荷載的關(guān)系繪制成曲線，即荷載沉降曲線，通過曲線分析確定砂土的承載力指標(biāo)。數(shù)據(jù)分析根據(jù)荷載沉降曲線的特征，可以確定砂土的承載力指標(biāo)，如極限承載力、彈性模量等。標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)的原理標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是一種常用的原位測試方法。利用錘擊貫入桿，測量貫入深度，判斷土層的密實(shí)程度和承載力。該試驗(yàn)原理是利用錘擊貫入桿，使標(biāo)準(zhǔn)貫入錘自由落下，擊打貫入桿頂部，從而將貫入桿打入土層。根據(jù)錘擊次數(shù)與貫入深度，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)貫入阻力值，作為判斷土層密實(shí)程度和承載力的指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)的步驟標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)是評估土體抗剪強(qiáng)度的重要方法，它在工程建設(shè)中扮演著關(guān)鍵角色。1準(zhǔn)備工作確定試驗(yàn)?zāi)康?、選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備并進(jìn)行標(biāo)定。2土樣制備從現(xiàn)場采集土樣，并根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行加工處理。3試驗(yàn)過程將土樣放入試驗(yàn)裝置中，并通過控制壓力、排水等條件進(jìn)行測試。4數(shù)據(jù)記錄在試驗(yàn)過程中，需要記錄所有相關(guān)數(shù)據(jù)，包括壓力、變形等。5結(jié)果分析根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算土體的抗剪強(qiáng)度，并分析結(jié)果的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)的步驟嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析通過分析標(biāo)準(zhǔn)貧沙試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到沉降量與試驗(yàn)次數(shù)的關(guān)系曲線，從而確定地基土的承載力。極限承載力理論定義極限承載力是指地基在荷載作用下發(fā)生破壞時(shí)的最大承載力。重要性它是地基承載力的理論基礎(chǔ)，可以用于計(jì)算地基的承載力，并設(shè)計(jì)合理的建筑基礎(chǔ)。應(yīng)用極限承載力理論是巖土工程中重要的理論基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基加固、地基承載力試驗(yàn)等方面具有廣泛應(yīng)用。極限承載力理論的假設(shè)條件均勻土層假設(shè)土層為均質(zhì)的，且其物理性質(zhì)在整個(gè)深度范圍內(nèi)保持一致。彈性變形假設(shè)土體在荷載作用下發(fā)生彈性變形，忽略塑性變形的影響。理想邊界假設(shè)土體邊界為理想狀態(tài)，例如無限大的水平面和垂直面。集中荷載假設(shè)荷載作用于土體表面上的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)小范圍內(nèi)，忽略荷載分布的影響。極限承載力的計(jì)算公式公式描述f=q*S*γ計(jì)算地基承載力，f為地基承載力，q為地基土的容重，S為地基土的厚度，γ為地基土的抗剪強(qiáng)度。f=(1+0.2*γ/q)*q*S考慮地基土的壓縮性，f為地基承載力，q為地基土的容重，S為地基土的厚度，γ為地基土的抗剪強(qiáng)度。f=(1+0.3*γ/q)*q*S考慮地基土的膨脹性，f為地基承載力，q為地基土的容重，S為地基土的厚度，γ為地基土的抗剪強(qiáng)度。極限承載力的影響因素土的類型土的類型影響地基的承載力，例如，粘土比砂土承載力高。地下水位地下水位升高會降低土的強(qiáng)度，降低承載力?；A(chǔ)的形狀不同的基礎(chǔ)形狀，例如條形基礎(chǔ)和方形基礎(chǔ)，會影響地基承載力的分布。荷載的大小基礎(chǔ)荷載越大，對地基的壓力越大，承載力越低。安全系數(shù)的確定安全儲備安全系數(shù)是建筑物抵抗意外事故和不確定因素的能力，可以有效地提高建筑物的安全性。地質(zhì)條件不同的地質(zhì)條件需要不同的安全系數(shù)，如軟弱地基需要更高的安全系數(shù)。建筑類型建筑物的用途和重要性也會影響安全系數(shù)，重要性越高，安全系數(shù)越高。地基承載力的控制措施11.土壤改良采用換土、夯實(shí)、排水、加固等措施提高土壤的承載力。22.基礎(chǔ)形式選擇根據(jù)地基土的承載力選擇合適的淺基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)形式。33.基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)地基土的承載力和荷載大小確定基礎(chǔ)的尺寸和埋深。44.加固地基采用灌漿、樁基、地基處理等方法提高地基的整體承載力?；A(chǔ)類型對比分析淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)常用于輕型建筑，如房屋、小型建筑物。樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)主要用于高層建筑，大型建筑物，以及地基承載力較差的區(qū)域。筏板基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)適用于承載力較低，基礎(chǔ)面積較大的建筑物，如橋梁、大型工業(yè)廠房等。淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)1基礎(chǔ)類型選擇根據(jù)荷載大小、地基承載力，選擇合適的淺基礎(chǔ)類型。如條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。2基礎(chǔ)尺寸確定考慮基礎(chǔ)的受力情況、地基承載力、建筑物荷載等因素，確定基礎(chǔ)的寬度、長度、厚度。3鋼筋布置設(shè)計(jì)根據(jù)基礎(chǔ)的受力情況和地基承載力，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的鋼筋種類、數(shù)量和分布，確?；A(chǔ)的強(qiáng)度和剛度。樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)是將荷載傳遞到較深地層的結(jié)構(gòu)形式，適用于承載力低或地基土層較軟的區(qū)域。1樁型選擇根據(jù)土層條件、荷載大小和施工條件選擇合適的樁型2樁長確定樁長應(yīng)滿足承載力要求，并考慮地質(zhì)情況和施工難易程度3樁間距設(shè)計(jì)根據(jù)樁基礎(chǔ)形式、樁的排列方式和荷載分布確定樁間距4樁帽設(shè)計(jì)樁帽連接樁體，并將荷載均勻傳遞至樁體樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多種因素，并進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算和分析。巖土工程勘察的重要性11.了解地基土層提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)，確保工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。22.確定地基承載力合理選擇基礎(chǔ)類型，避免因承載力不足導(dǎo)致工程事故。33.預(yù)防地基病害通過勘察了解地基土層的性質(zhì)，采取相應(yīng)的防治措施，避免出現(xiàn)沉降、滑坡等問題。44.優(yōu)化工程設(shè)計(jì)根據(jù)勘察結(jié)果，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，降低工程造價(jià)，提高工程質(zhì)量。場地勘察的具體內(nèi)容地質(zhì)條件了解場地地質(zhì)結(jié)構(gòu)，識別巖土類型、地層分布、地下水位等。地形地貌分析場地地形起伏、坡度變化，判斷地基穩(wěn)定性，評估工程建設(shè)難度。水文條件調(diào)查場地地下水位，水流方向，了解對地基的影響，制定相應(yīng)的工程措施。環(huán)境條件考察場地周圍的環(huán)境影響，如噪聲、振動(dòng)、污染等，制定相應(yīng)的防治措施。巖土實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的類型物理性質(zhì)試驗(yàn)包括密度、含水率、孔隙率、比重等。這些試驗(yàn)可以了解土壤的物理特性，為后續(xù)的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)提供基礎(chǔ)。力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)包括壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)可以了解土壤的強(qiáng)度、變形、滲透性等力學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)性質(zhì)試驗(yàn)包括化學(xué)成分分析、礦物成分分析等。這些試驗(yàn)可以了解土壤的化學(xué)成分，為評估土壤的工程特性提供依據(jù)。原位測試的方法1標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊打入探頭，測量錘擊次數(shù)。2靜力觸探試驗(yàn)使用靜力觸探桿壓入土壤，測量其抵抗力。3十字板剪切試驗(yàn)利用十字板裝置，測量土壤的抗剪強(qiáng)度。地基承載力的現(xiàn)場驗(yàn)證1現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證承載力2測試結(jié)果與理論值比較3安全系數(shù)確保安全通過現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證地基承載力，并與理論值比較，確保安全系數(shù)符合規(guī)范要求。地基加固的常用方法夯實(shí)加固使用機(jī)械或人工夯實(shí)，提高土體的密實(shí)度，增加承載力。灌漿加固向地基中灌入水泥漿或化學(xué)漿液，填補(bǔ)孔隙，改善土體結(jié)構(gòu)。加筋加固在土層中鋪設(shè)土工格柵，增強(qiáng)土體抗拉強(qiáng)度，提高承載力。改良土加固將水泥、石灰等材料與土體混合，改善土體強(qiáng)度和壓縮性。地基加固的工藝要點(diǎn)深層水泥攪拌樁通過機(jī)械攪拌將水泥漿與土體混合，形成水泥土樁。適用于軟弱土層，提高地基承載力。高壓噴射樁將水泥漿或其他固化劑通過高壓噴射入土層，形成水泥土樁。適用于粉砂、粘土等土層，改善地基的承載力。預(yù)制樁基礎(chǔ)將預(yù)制樁打入土層，形成樁基礎(chǔ)，有效提高地基的承載力。適用于承載力要求高或地基土層較軟的工程。地基灌漿加固將水泥漿或其他固化劑灌入地基裂縫或空洞，起到加固作用。適用于軟弱土層、地基裂縫等情況，提高地基的整體穩(wěn)定性。工程實(shí)例分析通過實(shí)際工程案例，分析地基承載力計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基加固方案的應(yīng)用。展示不同地質(zhì)條件下，如何根據(jù)地基承載力進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。分析案例中遇到的問題和解決方法，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教