《土力学与地基基础》课程标准
一、课程性质和任务
课程性质:《土力学与地基基础》是以土力学的基本理论为基础,研究地基与基础工程设计与计算问题的一门学科,是一门理论性和实践性较强、专业技术含量较高的土建类专业课程。
课程目的:学习本课程的目的是让学生掌握土力学中土的物理性质、地基的应力、变形、抗剪强度、地基承载力和土压力的基本概念、基本理论和计算方法,并能根据建筑物的要求和地基勘察资料选择一般地基基础方案,运用土力学的原理进行一般建筑的地基基础设计,为今后的工作打下坚实基础。
二、课程教学内容、学时分配和课程教学基本要求
课题一 绪论(共1学时,讲授1学时) 1.土力学与地基基础的概念(重点)
了解土力学基本概念及其内容,并要求对地基与基础有基本认识 2.地基与基础在建筑工程中的重要性
了解本课程的任务和特点以及在本专业中的地位 3.本课程基本内容与特点
举例说明地基与基础的重要性
课题二 土的物理性质及工程分类(共7学时,讲授5学时,实验2学时) 1.概述
土的成因;土的机构与构造; 2.土的组成 (重点)
土中固相;土中液相;土中气相 3.土的物理性质指标 (难点)
土的三相简图;三相指标的定义;三相指标的换算 4.土的物理状态指标 (重点)
无黏性土的物理状态指标;粉土的物理状态指标;黏性土的物理状态指标 5.地基土的工程分类
岩石;沙土;粉土;黏性土;人工填土
课题三 地基中的应力计算(共6学时,讲授4学时,其他2学时) 1.概述
2.土体自重应力的计算(重点)
竖向自重应力的计算;水平自重应力的计算;地下水位变化对自重应力的影响;建筑场地填平时地基应力
3.基底压力的计算(重点)
基底压应力的分布;基底压力的计算;基底附加压力 4.竖向荷载作用下地基附加应力的计算(难点)
竖向集中荷载作用下土中附加应力;矩形面积均布荷载作用下土中竖向附加应力的计算;矩形面积三角形分布荷载角点下竖向附加应力;矩形面积梯形分布荷载角点下竖向附加应力;条形荷载作用下土中附加应力
课题四 土的压缩性与地基沉降计算(共4学时,讲授2学时,实验2学时) 1.土的压缩性(重点)
基本概念;压缩试验与压缩曲线;压缩指标 2.地基变形计算(难点)
分层总和法;《建筑地基基础设计规范》推荐法;相邻荷载对地基沉降的影响;地基沉降与实践的关系
3.建筑物沉降观测与地基容许变形值
建筑物的沉降观测;地基允许变形值
教学建议:了解土的压缩性及引起地基土产生压缩的主要原因,掌握土的压缩指标概念及试验测定方法。重点讲授地基规范法计算地基变形,要求强调分层总和法与地基规范法计算地基变形的主要异同点。了解建筑物沉降观测点的布置和技术要求,掌握地基变形分类及其允许值。关于地基沉降与时间的关系可以简介。
课题五 土的抗剪强度与地基承载力(共2学时,讲授2学时) 1. 概述
2. 土的抗剪强度(重点)
库仑定理;土的抗剪强度的构成及影响因素 3. 土的极限平衡条件(难点) 土中某点应力状态;土的极限平衡条件 4. 抗剪强度指标的测定
直接剪切试验;三轴剪切试验;无侧限抗压强度试验;十字板剪切试验;抗剪强度指标的选择
5. 地基承载力的确定
地基的变形的三个阶段;地基破坏的三种形式;地基承载力的确定
教学建议:简要介绍莫尔-库仑强度理论和极限平衡理论;要求学生掌握土的抗剪强度指标的
测试方法。了解地基承载力的基本概念和确定方法;重点掌握库仑强度公式的应用和地基承载力特征值的修正。
课题六 建筑场地的工程地质勘察(共2学时,讲授2学时) 1. 岩土工程勘察简介(重点)
岩土工程勘察;岩土工程勘察方法;岩土工程原位测试 2. 岩土工程勘察报告及应用(难点)
岩土工程勘察报告的内容;岩土工程勘察报告实例;岩土工程勘察报告的阅读和应用 3. 天然地基的施工勘察
施工勘察规定;施工勘察报告的内容
教学建议:初步了解工程地质勘察的目的和勘察阶段的主要内容,重点掌握工程地质勘察报告的阅读和使用;了解基础验槽的目的、内容及注意事项。
课题七 天然地基上浅基础设计(共6学时,讲授6学时,习题2学时) 1.地基基础设计的基本规定
地基基础设计的安全等级;地基基础设计一般规定;荷载取值及荷载组合值;地基基础设计步骤
2.基础埋置深度的确定(重点)
工程地质条件和水文地质条件的影响;建筑物的用途及基础构造的影响;荷载大小和性质的影响;相邻建筑物的影响;地基土冻胀融陷的影响 3.地基底面尺寸的确定(难点)
作用在基础上的荷载;基础底面尺寸的确定;软弱下卧层承载力验算 4. 五筋扩展基础设计(重点)
基础构造类型及使用范围;台阶宽高比允许值 5. 扩展基础设计(难点)
扩展基础类型;柱下钢筋混凝土独立基础;墙下钢筋混凝土条形基础 6. 钢筋混凝土梁板式基础
柱下钢筋混凝土条形基础简介;筏形基础;箱形基础 7. 减少建筑物不均匀沉降的措施
建筑措施;结构措施;施工措施
教学建议:了解地基基础设计的基本规定及设计步骤,熟悉浅基础类型及适用条件(本章有关内容宜配合多媒体教学或参观性的现场教学),掌握基础埋深的确定方法以及按持力层承载力确定基础底面积。学会验算软弱下卧层承载力;重点掌握扩展基础的设计与构造。了解柱下条形基础、筏形基础、箱形基础的构造要求和简化计算方法;掌握减少基础不均匀沉降的主要措施。
课题八 桩基础(共8学时,讲授6学时,其他2学时) 1. 概述
桩基础的特点及适用范围;桩的分类 2. 桩基础构造、设计原则与规定(重点)
基础的构造要求;桩基础结构可靠度设计标准;建筑桩基础设计的规定 3. 桩基础设计(难点)
设计资料;建筑桩基础设计要点;建筑桩基础的单桩设计;桩基承台设计
4.桩基础设计实例
设计资料;建筑桩基础设计要点;
教学建议:要求了解桩的类型及其适用条件和桩顶荷载的传递方式。掌握单桩、群桩竖向承载力的确定方法,了解承台设计要点以及桩基施工方法。桩基础教学要安排一次桩基现场施工参观,使学生增加对桩的类型及桩基础施工的感性认识,并加深了解桩基础的施工工艺或桩的现场载荷试验。
课题九 土压力及土坡稳定(共4学时,讲授4学时) 1. 土压力类型及影响因素
土压力的类型;影响土压力的因素; 2. 静止土压力计算
3. 朗肯土压力理论(重点)
主动土压力;被动土压力;几种常见情况土压力计算 4. 库仑土压力理论(难点)
主动土压力计算;主动土压力的方向和作用点 5. 挡土墙设计
挡土墙的类型;重力式挡土墙设计;板桩挡土墙 6. 边坡稳定分析
边坡稳定性评价;简单边坡稳定分析;土质边坡坡度允许值
课题十 基坑工程(共4学时,讲授4学时) 1.一般规定
基坑工程现状;基坑开挖方法和存在的问题;基坑工程设计原则和内容; 2.设计计算
作用于支护结构的荷载;基坑稳定性分析 3.地下连续墙
地下连续围护;地下连续墙施工
课题十一 地基处理(共2学时,讲授2学时) 1.概述
软弱土的种类及性质;地基处理方法分类及适用范围 2.机械压实法
土的压实原理;机械碾压法;振动压实法;重锤夯实 3.换土垫层法
换土垫层法的作用及适用范围;砂垫层的设计;砂垫层的施工质量检验; 4.强夯法(重点)
概述;施工要点 5.排水固结法
加固原理及适用范围;砂井堆载预压法 6.挤密法和振冲法
挤密法;振冲法 7.化学加固法(难点)
灌浆法;高压喷射注浆法;深层搅拌法 8. 基础托换技术 托换原理;基础加固托换
教学建议:了解软土地基的特性、处理方法及适用范围,重点掌握砂垫层的设计与施工要点。结合地区实际情况,重点讲授软弱地基常规的处理方法,其它处理方法可简介。有条件情况下可组织学生参观正在进行地基处理的施工现场,或者使用多媒体教学、观看软土地基处理录像片,最终达到让学生充分了解软弱地基处理方法的教学目的。
课题十二 特殊土地基(共2学时,讲授2学时) 1. 湿陷性黄土地基 2. 膨胀土地基 3. 红黏土地基 4. 山区地基 5. 季节行冻土地基 6. 地震区地基
教学建议:了解区域性地基土的分及其工程性质。在教学中对于区域性地基的内容,可根据本地区地基土的分布情况选讲。
三、课内实验内容、学时分配和基本要求