0.2 学科的重要性

土力学与基础工程课程包括土力学理论和基础工程设计两大部分。

土的种类繁多，力学特性与工程性质都十分复杂，并具有不可忽视的离散和不确定性。基础工程位于地面以下，系隐蔽工程，一旦发生质量问题，补救和处理往往非常困难，甚至完全不可能补救。因此，土力学与基础工程学科的最大特点是有较多的不知及不可知，学科的发展基于不断地发现与验证，发展过程中更多的是实践先于理论。

本门学科的重要性可以通过建筑史上若干工程的质量事故来说明。

意大利比萨斜塔，始建于1174年，竣工于1370年，高约55m，是建筑物倾斜的典型实例。该塔在建筑过程中即因地基原因造成塔身倾斜而两次停工，建成之后一直以斜塔的型式成为史上最珍贵的文物之一。据记载，几世纪以来为了保持其斜而不倒的身姿，先后对地基和塔身进行了多次加固，采用的技术包括卸荷、灌浆、堆载反压、塔基下横向取土、基础加固等，所积累的成功经验和失败教训对土力学理论与实践有重要意义。

中国苏州虎丘塔，落成于公元961年，高约47.5m，由于地基非均匀沉降导致塔身严重倾斜并开裂。至20世纪80年代开始对其进行地基加固，采用了桩排式地下连续墙围箍、钻孔注浆、树根桩基础加固的方法。

中国上海展览中心，开工于1954年，中央大厅采用框架结构、箱形基础，埋深7.27m。由于地基为高压缩性淤泥质黏土，厚约14m，所以建成当年就下沉60cm，1979年9月测得平均沉降量达160cm。由于沉降量过大，导致中央大厅与两翼展览馆部分连接断裂，严重影响了工程的正常使用。

加拿大特朗斯康谷仓，建于1941年，是建筑物失稳的典型例子。该工程由65个圆柱形筒仓组成，高约31m，平面尺寸为59.4m×23.5m，其下为筏板基础。建成后初次储存谷物便造成西侧突然下陷8.8m，东侧抬高1.5m，仓身倾斜27°。事后发现事故原因是由于基础下埋藏有厚达16m的软黏土层，储存谷物使基底平均压力达330kPa时超过了地基的极限承载力（280kPa），因而地基发生强度破坏而产生整体滑动。事后为修复筒仓，在基础下设置了70多个支承于基岩的混凝土墩，使用了388只500kN的千斤顶，才逐渐将倾斜的筒仓扶正，但修复后的位置比原来降低了4m。

大量工程事故说明，建筑物发生的事故很多与基础问题有关，涉及土力学理论和基础工程设计。没有地基及基础的安全稳定性，任何土木工程都是难以保证正常使用或安全稳定的。

学科重要性的另一个体现是其造价和施工工期在建筑总造价和总工期中所占的比例，虽然这一比例与多种因素有关，包括上部结构型式和层数、基础结构型式、地质条件、环境条件等，但就目前的建筑规模而言，都会占到一个相当大的比例。如对钢筋混凝土结构和一般地质条件，采用箱型基础或筏基的多层建筑，其基础工程的费用约占建筑总费用的20%，高的可达30%，相应的施工工期约占建筑总工期的20%～25%，一般桩基础的费用与之相近或稍高。对于高层建筑，其地基基础工程设计要求和施工中的技术难度均会进一步提高。

随着经济建设的发展和土地资源的限制，充分利用各种不良地基、不占或少占耕地、最大限度地提高土地利用率，都将使土力学与基础工程在社会发展中占有越来越重要的地位，并对本门学科提出了越来越高的要求。