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地基基础工程的现状及发展综述38页PPT
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2000版国家标准体系的公布,进一步明 确了可靠性设计的原则和适用范围,全面引 入结构耐久性设计的内容,使我国结构工程 的技术水平随国际同步,达到了新的技术水 平。
1)《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84, 修订为《建筑结构可靠度设计统一标准》。
2)由于《建筑地基基础设计规范》、 《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方 法有一定特殊性,由原标准要求的“应遵守” 本标准,改为“宜遵守”本标准。
地基基础工程的现状 及发展综述
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1. 地基基础工程国内外现状
地基基础工程需解决的问题: 建(构筑)物的地基强度设计、变形 控制、稳定性控制、基础材料设计、检验 与监测技术和相关施工技术。 地基强度设计:应包括,地基原位测 试技术、室内测试技术、允许设计取值。 变形控制:应包括,地基变形计算、 建筑物允许变形、对相邻建筑物的影响。 稳定性控制:应包括,建筑物整体稳 定性、抗浮稳定性、抗震稳定性。
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1.3 强调按变形控制的基础工程设 计原则
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2019中 明确规定了按变形设计的原则、方法,地基 基础工程按变形控制设计的思想是国内外岩 土工程学术领域的共识。
分析所有地基基础工程的事故,因地基 强度引起的比例很小,大部分是因地基过大 变形引起的倾覆和开裂,或因差异沉降引起 的裂缝而影响正常使用。
1.1.1 可靠性 70年代我国科研工作者跟进国际工程
结构可靠性设计的研究,全面开展了对工 程结构可靠性设计的研究。
85年国际标准ISO2394《结构可靠性 总原则》发布,这种设计方法在世界各国 结构工程界得到实施,标志世界结构工程 设计的全面技术进步。
84年我国国家标准GBJ68-84《建筑结 构设计统一标准》发布。
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基础材料设计:应包括,材料抗冲切、 抗剪、抗弯设计、耐久性设计及地基土的 材料特性。
地基土的材料特性:应包括土的组成、 化学成分、成因、应 力历史、地下水条 件、物理力学指标等。
地基基础的工程研究:地基材料特性、 结构类型适应性、施工技术可行性。
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1.1 基础工程的可靠性、耐久性研 究已发展到新的水平
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1.1.2 耐久性 国外对耐久性的认识是使用极限状态
的问题,认为结构或构件出现不可接受的 外观损伤,是经济合理的使用寿命问题。
国内则更多的认为是安全问题,将耐 久性看成是承载能力极限状态问题。
混凝土结构的耐久性问题,主要在三 个方面:
1)钢材的耐久性; 2)混凝土的耐久性; 3)环境作用的耐久性问题。
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如有的学者介绍国外发达国家,如德 国,原位触探类测试与取土钻孔在工程上 的比例与我国比正好相反,静力触探除有 压力传感之外,还安装摄像和其他传感器, 大大提高了岩土工程勘察的水平和能力。
我们国家总的状况是触探技术应用的 多一些,大都是传统的取土测试,先进的 取土技术、旁压仪、扁铲等应用面较小, 设备的差距较大。
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钢筋锈蚀。 混凝土冻融损伤。 化学物质的侵蚀。 碱骨料反应—水泥水化过程中释放出来的碱 金属与骨料发生反应。 碱—硅酸反应 碱—碳酸盐反应 机械物理损伤—磨损、空蚀、冲撞。 大气侵蚀—酸雨、空气污染、雨水冲淋、风 沙。 溶蚀—长期浸泡在流动水中的混凝土,有效 成份被水溶解。 生物侵伤—海洋环境和城市污水的影响。
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我国89版国家标准体系全面引入了 以概率理论为基础的极限状态设计法, 简称概率极限状态设计法,即承载能力 极限状态和正常使用极限状态的设计方 法。
89版国家标准体系的特点: 结构可靠度设计的范围仅限于构件 设计的可靠度; 对结构体系的可靠度研究还未达到 使用阶段; 国家规范体系中还没有全面涉及耐 久性设计的内容。
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黄熙龄院士在1991年~2019年,通过 一系列室内模型试验进行了变形控制设计 研究,并进行了工程实践,同时把这一重 要设计思想编入GB50007-2019《建筑地基 基础设计规范》,即在一个整体大面积基 础上建有多栋高层或多层建筑,应按上部 结构、基础与地基共同作用进行变形计算, 标志着我国地基基础设计水平已达到国际 先进水平。
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我省原云南省设计院总工刘岳东教授级高工, 已年过80高龄,经过多年的调查、分析、研究,出 版了《高层建筑筏形基础内力分析》一书,对现行 规范中的一些问题提出了不同的论点:如,对基础 内力分析的弯曲与弯矩的概念及相应的“倒梁法” 计算的不同观点;对基底摩擦阻力抵消基础整体弯 矩的讨论。同时针对上部结构、基础、地基共同工 作的设计思想和方法,分为9个章节进行了分析和论 述。刘老的这部专著对我们更深入准确地学习贯彻 《建筑地基基础设计规范》,并把上部结构、基础、 地基共同工作的设计思想在工程实践中推广和实践 有指导作用,刘老这种对工程科学问题严谨且不断 探求的精神,是我们全体工程技术人员学习的榜样。
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2000版设计规范对耐久性的规定: 规定了设计使用年限 对使用环境进行了分类 对结构混凝土进行了规定 对构造要求进行了规定
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1.2 更加强调原位测试的重要性
地基土(岩)由于成因、应力历史、地下水 条件等的改变,对土的基本力学性质影响很 大,基础工程设计参数更加强调原位测试的 重要性。
近20年的工程实践,在土的原位强度、 变形特性的测试技术、软土、砂土的非扰动 取土测试技术不断发展,如:静力触探仪技 术、旁压仪技术、扁铲测试技术、软土的薄 壁取土技术,砂土的二重管、三重管取土技 术等研究和应用,已大大提高了岩土工程原 位测试技术的发展和工程应用的可靠性。B50007-2019中明确了地基基础设计中承 载能力极限状态和正常使用极限状态的使 用范围和计算方法,对荷载组合的设计取 值和相应的抗力给出了明确规定。
对地基和桩基的承载力采用了极限值、 特征值和安全系数的方法,并对荷载组合 设计取值给出了规定。
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4)基础工程可靠性包括以下几个方面: ·基础工程结构或结构的一部分作为刚体 失去平衡(如倾覆等); ·基础工程结构构件或连接因材料强度超 过而破坏(包括疲劳破坏)、或因过度的塑 性变形而不适于继续承载; ·基础结构转变为机动体系,或因过大变 形引起上部结构不适合继续承载; ·基础工程的变形引起结构裂缝或影响正 常使用; ·基础工程的耐久性。