基础工程
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1.3 基础工程的发展

基础工程是一门古老的技术,也是人类社会在长期的生产实践过程中不断积累发展起来的一门应用科学。在人类文明几千年的发展历程中,古道石桥、长城运河、宫殿楼宇等无不凝聚着工匠名流的智慧。在我国,2200多年前的都江堰、1400多年前的赵州桥,无不凝聚着我国劳动人民的智慧和勤劳。自18—19世纪产业革命以来,人们在大规模的工程建设中遇到了大量的与岩土工程有关的技术问题,促进了土力学理论的发展。例如,1773年法国科学家C.A.库仑(C.A.Coulomb)提出了砂土抗剪强度公式和挡土墙土压力的滑楔理论;1875年英国学者W.J.M.朗金(Rankine)又从另一角度提出了挡土墙土压力理论。此外,法国工程师H.达西(Darcy)在1856年提出了层流运动的达西定律;捷克工程师E.文克勒(Winkler)在1867年提出了铁轨下任一点的接触压力与该点土的沉降成正比的假设;法国学者J.布辛奈斯克(Boussinesq)在1885年提出了竖向集中荷载作用下半无限弹性体应力和位移的理论解答。这些先驱者的工作为土力学的建立奠定了基础。然而,作为一个完整的工程学科的建立,则以太沙基1925年发表的第一本比较系统、完整的著作——《土力学》为标志。太沙基与R.佩克(Peck)在1948年发表的《工程实用土力学》中将理论、测试和工程经验密切结合,标志着“土力学和基础工程”真正成为一门独立的学科。1936年,第一届国际土力学与基础工程学术会议在哈佛大学召开,迄今该学术会议已召开了18届,把土力学与基础工程学科推向了更高的层次。

伴随着理论研究的逐步完善,基础工程应用技术也有了较大的发展,如1893年美国芝加哥人工挖块状的问世、1950年意大利米兰地下连续墙的出现、1957年德国采用土层锚杆支护深基坑等。此外,钻孔桩、旋挖桩以及搅拌桩、旋喷桩等机械设备的出现和应用,都极大地提高了基础工程的施工效率。

近年来,我国基础工程在设计计算理论、施工技术和方法、勘察技术等方面都取得了长足的进步,先后颁布了系列规范标准,如《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)、《复合地基技术规范》(GB/T 50783—2012)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)、《土工合成材料应用技术规范》(GB/T 50290—2014)、《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)、《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025—2004)、《膨胀土地区建筑技术规范》(GB 50112—2013)等,这些规范是我国基础工程各领域中取得的科研成果和工程经验的概括,反映了我国近10年基础工程的发展水平。

目前,基础工程的发展,包括在设计理论和方法方面的研究探讨,如考虑上部结构、地基基础共同作用理论和设计方法,概率极限状态设计理论和方法,土的非线性模型,土工数值分析方法、时空效应和信息化施工等,有利于复杂地质条件下的基础工程,如特大桥梁、深海工程、高耸建筑物等的研究和应用。随着我国经济建设的进一步发展,将不断遇到更多的基础工程问题,而克服这些难题也将进一步促进基础工程学科的发展。