《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》教案 教學(xué)設(shè)計(jì) 第22次 淺基礎(chǔ)埋深

福建船政交通職業(yè)學(xué)院教案NO.22教師姓名盛海洋授課班級(jí)21城軌1授課形式講授授課日期2023年5月8日第11周授課時(shí)數(shù)2章節(jié)名稱項(xiàng)目五、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工課題1基礎(chǔ)埋置深度的選擇與基礎(chǔ)構(gòu)造教學(xué)目的使學(xué)生掌握地基和基礎(chǔ)的概念、類型?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的原則、需資料。計(jì)算作用的確定?；A(chǔ)埋置深度的選擇考慮的因素。剛性淺基礎(chǔ)尺寸，基礎(chǔ)的高度、基礎(chǔ)的平面尺寸和基礎(chǔ)的立面尺寸的擬訂。教學(xué)重點(diǎn)基礎(chǔ)埋置深度的選擇考慮的因素?；A(chǔ)底面尺寸的確定方法、步驟。教學(xué)難點(diǎn)計(jì)算作用的確定?；A(chǔ)底面尺寸的確定方法、步驟。更新補(bǔ)充刪節(jié)內(nèi)容地基：承受建筑物或構(gòu)筑物荷載、受這些荷載影響的那一部分地層則稱為該建筑物或構(gòu)筑物的地基。基礎(chǔ)：承接上部結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的荷載并傳給地層中的地基，起承上啟下作用的下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)?；A(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工的原則：保證建筑物質(zhì)量保證方案的經(jīng)濟(jì)性3、保證方案的可行性?；A(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工時(shí)所需資料：建筑物情況。荷載作用情況。水文資料。工程地質(zhì)資料。規(guī)范、規(guī)定。施工條件7、類似工程的經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)媒體板書課后分析復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)入新課：（時(shí)間）10’高壓噴射注漿法加固原理，常用的灌漿漿液材料，設(shè)計(jì)要點(diǎn)，施工要點(diǎn)，檢驗(yàn)方法。軟黏土、濕餡性黃土、膨脹土、紅黏土、凍土等地基及其處理方法。地基與基礎(chǔ)的概念、類型的相關(guān)知識(shí)并引出新課。教學(xué)過(guò)程（時(shí)間）60’教學(xué)提示項(xiàng)目五、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工課題1基礎(chǔ)埋置深度的選擇與基礎(chǔ)構(gòu)造第8章天然地基上剛性淺基礎(chǔ)

8.1概述一、地基和基礎(chǔ)的概念1、地基：基礎(chǔ)下面的地層。即承受建筑物或構(gòu)筑物荷載、受這些荷載影響的那一部分地層。2、基礎(chǔ):建筑物的下部結(jié)構(gòu)。即支承上部結(jié)構(gòu)荷載并傳給地層中，起承上啟下作用的下部結(jié)構(gòu)。3、持力層與下臥層二、地基和基礎(chǔ)的類型1、地基分為天然地基和人工地基。讀。2、基礎(chǔ)按埋置深度分為：淺基礎(chǔ)（5米以內(nèi)）和深基礎(chǔ)。當(dāng)淺層地基承載力較大時(shí)，采用淺基礎(chǔ)：施工方便，通常用明挖法從地面開挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、澆筑基礎(chǔ)。如果淺層土質(zhì)不良，需將基礎(chǔ)埋置于較深的良好土層上，這種基礎(chǔ)為深基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工較復(fù)雜，但具有良好的適應(yīng)性和抗震性。常見的形式有樁基礎(chǔ)、管柱、沉井。3、天然地基淺基礎(chǔ)，根據(jù)受力條件及構(gòu)造可分為剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)。剛性基礎(chǔ)包括剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)（讀112頁(yè)圖8-2）、柱下獨(dú)立（基礎(chǔ)截面可做成錐形（圖8-2c，將柱子插入杯口后用細(xì)石混凝土將柱子周圍的縫隙填充壓實(shí)）或階梯形（圖8-2d）和聯(lián)合基礎(chǔ)（讀圖8-3）、擋土墻柱下條形基礎(chǔ)（圖8-4和8-5，柱下條形基礎(chǔ)：指1基礎(chǔ)長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于寬度，2當(dāng)柱承受荷載較大而地基土軟弱，且柱距又比較小時(shí)，如采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，可能因基礎(chǔ)底面積很大使基礎(chǔ)間的凈距很小甚至重疊，為了增加基礎(chǔ)的整體剛度，減小不均勻沉降，可將同一排的柱基礎(chǔ)連接在一起成為條形基礎(chǔ)。4、剛性基礎(chǔ)：（又稱無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)），是指由磚、毛石、灰土、三合土、混凝土或毛石混凝土等材料組成的且不需要配筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。根據(jù)材料的不同，又分為磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、混凝土或毛石混凝土基礎(chǔ)。這些基礎(chǔ)都是用抗彎性能較差的材料建造，在受彎時(shí)很容易因彎曲變形過(guò)大而拉壞。因此必須限制基礎(chǔ)的懸挑長(zhǎng)度見P119，圖8-6。懸挑長(zhǎng)度，通常用壓力角а來(lái)控制，а角是自墩（臺(tái)）身底的邊緣與基底邊緣的連線和豎直線的夾角，а≤аmax，其中аmax稱為剛性角，剛性角аmax基礎(chǔ)圬工材料的強(qiáng)度有關(guān)。磚、片石、塊石、粗料石砌體，用5號(hào)以下砂漿砌筑時(shí)аmax≤30°；用5號(hào)以上砂漿砌筑時(shí)аmax≤35°；混凝土澆筑時(shí)аmax≤40°--45°。在設(shè)計(jì)剛性淺基礎(chǔ)底面尺寸時(shí)，凡滿足а≤аmax條件，即可認(rèn)為基礎(chǔ)本身強(qiáng)度已得到保證。三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的原則、資料1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的原則。讀4條。2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工所需資料。讀5條。四、計(jì)算作用的確定一般了解，專業(yè)課詳細(xì)講，讀。1、作用的分類（1）永久作用。讀。（2）可變作用。讀。（3）偶然作用。讀。2、作用效應(yīng)組合。讀。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，采用以下2種作用效應(yīng)組合?；窘M合。讀。（2）偶然組合。讀。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下2種作用效應(yīng)組合。作用短期效應(yīng)組合。讀。（2）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合。讀。8.2基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)埋置深度是指基礎(chǔ)埋入土體中的深度，一般指從室外地面至基礎(chǔ)底面的垂直距離?；A(chǔ)埋置深度對(duì)基礎(chǔ)尺寸、施工條件、工期以及工程造價(jià)都有影響。一般要求在保證地基穩(wěn)定和變形的前提下，基礎(chǔ)盡量淺埋。確定基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)考慮的因素：包括地基的地質(zhì)條件與荷載作用情況、上部結(jié)構(gòu)的型式、水流的沖刷影響、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、保證地基穩(wěn)定所需的最小埋置深度、施工條件等。一、地基的地質(zhì)條件地基的地質(zhì)條件往往對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案起決定性的作用，決定基礎(chǔ)的埋置深度。一般當(dāng)上層土的承載力能滿足要求時(shí)，就應(yīng)選擇上層土作為持力層；若其下有軟弱土層時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算承載力。對(duì)于土性不均勻地基，將基礎(chǔ)分成幾段、采用不同埋置深度，以減少基礎(chǔ)的不均勻沉降。二、水流的沖刷影響。讀116頁(yè)。三、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度的影響當(dāng)?shù)販氐陀?度時(shí)，土中部分孔隙水將凍結(jié)形成凍土。季節(jié)性凍土在凍融過(guò)程中，反復(fù)地產(chǎn)生凍漲和融陷，使土的強(qiáng)度降低，壓縮性增大。當(dāng)基礎(chǔ)埋深淺于凍深位于凍脹區(qū)內(nèi)，在基礎(chǔ)側(cè)面作用著切向凍脹力，在基礎(chǔ)底面作用著法向凍脹力，基礎(chǔ)受凍脹力的作用而抬高。當(dāng)春季融化時(shí)，凍脹力消失，基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉。由于融陷和上抬往往都是不均勻的，致使建筑物產(chǎn)生方向相反、相互交叉的斜裂縫。四、保證地基穩(wěn)定所需的最小埋置深度的影響。讀。五、建筑物用途和結(jié)構(gòu)類型如有地下室和半地下室的建筑物等，其基礎(chǔ)埋置深度就要結(jié)合地下部分的設(shè)計(jì)標(biāo)高選定。砌體結(jié)構(gòu)下的剛性基礎(chǔ)，由于要滿足允許寬高比的構(gòu)造要求，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)由其構(gòu)造要求確定。六、荷載作用就淺土層，當(dāng)基礎(chǔ)荷載小時(shí)，它是很好的持力層，而當(dāng)基礎(chǔ)荷載大時(shí)，則可能因地基承載力不足而不宜作持力層，需增大埋深或?qū)Φ鼗M(jìn)行加固處理。對(duì)承受振動(dòng)荷載的基礎(chǔ)，不宜選擇易產(chǎn)生振動(dòng)液化的土層作為持力層，以防基礎(chǔ)失穩(wěn)。七、相鄰建筑物的影響一般新舊建筑物有保持一定的凈距。在施工期間，要注意由于新基礎(chǔ)的荷載作用，是否將引起原有建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。八、施工條件等。8.3剛性淺基礎(chǔ)尺寸的擬定當(dāng)初步選擇了基礎(chǔ)類型和埋置深度后，就可以根據(jù)基礎(chǔ)持力層承載力設(shè)計(jì)值，計(jì)算基礎(chǔ)底面的尺寸。剛性淺基礎(chǔ)尺寸的擬定包括基礎(chǔ)的高度、基礎(chǔ)的平面尺寸和基礎(chǔ)的立面尺寸。1、基礎(chǔ)的高度擬訂高度要根據(jù)墩臺(tái)身結(jié)構(gòu)型式，荷載大小，基礎(chǔ)材料等來(lái)確定。讀。2、基礎(chǔ)平面尺寸擬訂應(yīng)根據(jù)墩、臺(tái)身底面形狀而確定。通常采用矩形（圖8-6）。a=l+2Htanα≤l+2Htanαmaxb=d+2Htanα≤d+2Htanαmax頂面的最小尺寸：bmin=b0+2c3、基礎(chǔ)立面尺寸擬訂主要考慮便于施工，節(jié)省材料。立面形式一般為矩形或臺(tái)階形（圖8-6）。讀。懸挑長(zhǎng)度，通常用壓力角а來(lái)控制，а角是自墩（臺(tái)）身底的邊緣與基底邊緣的連線和豎直線的夾角，а≤аmax，其中аmax稱為剛性角，剛性角аmax基礎(chǔ)圬工材料的強(qiáng)度有關(guān)。磚、片石、塊石、粗料石砌體，用5號(hào)以下砂漿砌筑時(shí)аmax≤30°；用5號(hào)以上砂漿砌筑時(shí)аmax≤35°；混凝土澆筑時(shí)аma