(完整版)《土力学与地基基础》课程教学大纲

一、课程性质和目的

课程性质：《地基与基础》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2学时，讲授2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6学时，讲授4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8学时，讲授4学时，实验2学时，习题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6学时，讲授4学时，实验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 土压力及土坡稳定（共8学时，讲授6学时，习题2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 7. 基坑支护结构

基坑开挖与支护；支护结构的类型

教学建议：了解土压力的类型及其影响因素，重点掌握用朗肯土压力理式计算挡土墙结构的土压力以及重力式挡土墙设计要点。对于库仑土压力理论仅作简要介绍。

课题七 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。

课题八 天然地基上浅基础设计（共10学时，讲授8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。

课题九 桩基础（共6学时，讲授4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。

课题十 地基处理（4学时，讲授2学时，其他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。

课题十一 区域性地基（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

实验一 土的物理性质基本指标测定、含水量、液塑限（操作性实验，2学时） 1、目的要求

（1）学会用环刀法测定原状土的容重

（2）学会用烘干法测定原状土的含水量

（3）学会使用液塑限联合测定仪测定重塑土的液塑限 2、实验内容

环刀切取原状土样称重；铝盒称20～30克土样称湿重，烘干后稳干重；重塑土分别加水接近液限、塑限放在联合测定仪上测定入土深度。 3、主要实验仪器设备

环刀；铝盒；切土刀；凡士林；液塑限联合测定仪；小碗；电子称（称重500克）

实验二 压缩实验（操作性实验，2学时） 1、目的要求

（1）学会用轻便固结仪测定土的压缩性 （2）学会根据e～p曲线求a1-2 2、实验内容

环刀切取原状土样称重；铝盒称20～30克土样称湿重，烘干后稳干重；已知土粒比重,将环刀切取的试样放入固结仪进行固结实验，每一级荷载压缩稳定后读取沉降量后,施加下一级级荷载，重复读数，加载，直至800KPa。 3、主要实验仪器设备：

环刀；铝盒；切土刀；凡士林；轻便固结仪；滤纸；电子称（称重500克）

实验三 剪切实验（操作性实验，2学时） 1、目的要求

（1）学会用直剪仪测定土的抗剪强度指标 （2）学会根据τ～σ曲线求c、φ 2、实验内容

过2mm筛的砂子, 称重110克,放入直剪仪中振实至同样密度,施加不同的垂直压力进行剪切,读取破坏时的剪应力,绘制τ～σ曲线求c、φ。 3、主要实验仪器设备：

小木锤；油标卡尺；直剪仪；电子称（称重500克）

四、各教学环节学时分配

课 题 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 绪论 土的物理性质及工程分类 地基中的应力计算 土的压缩性与地基沉降计算 土的抗剪强度与地基承载力 建筑场地的工程地质勘察 天然地基上浅基础设计 桩基础设计 土压力与土坡稳定 地基处理 区域性地基 合 计 主 要 内 容 各教学环节学时分配 讲课 实验 习题 其他 小记 2 4 4 4 4 2 6 6 4 2 2 40 2 2 2 6 2 2 4 2 2 2 6 2 6 6 8 6 6 2 8 6 4 2 56 注:1. 表中的课时只是大体的分配，其中授课包括讲课和习题，习题课可以根据实际情况适当

的增减。

2. 表中“各教学环节学时分配”下的“其他”教学环节主要指看录相、现场参观等教学环节。

五、本课程与其它课程的联系和分工

本课程与其它课程的关系十分密切，它的前设课程包括：建筑材料、高等数学、工程制图、建筑力学、房屋建筑学，它的后续课程有：施工技术与组织、工程造价、建筑设备、钢筋混凝土等专业课。

六、本课程的考核方式

考核方式：闭卷笔试

本门课程成绩由平时成绩、期末考核两部分组成。

1. 成绩考核：平时成绩由两部分组成，第一部分为平时作业，第二部分为实验报告、平时课堂表现和出勤情况；期末成绩由考试试卷成绩确定。 2. 成绩评定：平时成绩占20%,期末考核占总成绩的80%。

七、建议教材与教学参考书

1.建议教材：

陈晋中 主编。《土力学地基基础》（2008年2月第一版），机械工业出版社，2008年2月

2.参考教材：

王秀兰 主编。《地基与基础》（2007年2月第一版），人民交通出版社，2008年6月

八、大纲说明

本课程是个一门理论性和实践性较强的土建类专业课程，是高职高专院校土建专业学生以及从事工程工程设计的、生产第一线的技术、质量管理、工程监理和工程造价等岗位所必备的基础知识。本大纲适合高职高专院校工程测量与监理专业学生，其他土建类专业可以根据实际学时进行适当的增减。