天然地基上浅基础的常规设计.pptx

2024/8/8 周四1 3-1 基础设计的原则、要求和步骤基础设计的原则、要求和步骤一、地基基础设计原则、要求一、地基基础设计原则、要求二、设计等级二、设计等级三、浅基础设计步骤三、浅基础设计步骤2024/8/8 周四2一、地基基础设计原则一、地基基础设计原则n1.保证地基、基础具有足够的强度保证地基、基础具有足够的强度n2.保证地基的变形在容许的范围内保证地基的变形在容许的范围内n3.稳定性要求稳定性要求n4.经济性要求经济性要求2024/8/8 周四31.保证地基、基础具有足够的强度保证地基、基础具有足够的强度 基底压力要小于或等于地基承载力。基底压力要小于或等于地基承载力。n 为了使地基不发生破坏，地基承载力一般应控制为了使地基不发生破坏，地基承载力一般应控制在临界荷载在临界荷载 p1/4范围内，使大部分地基仍处于弹范围内，使大部分地基仍处于弹性压密状态。性压密状态。n当基底压力过大时，地基可能出现连续贯通的塑当基底压力过大时，地基可能出现连续贯通的塑性破坏区，进入整体破坏阶段，导致地基承载力性破坏区，进入整体破坏阶段，导致地基承载力丧失而失稳。丧失而失稳。2024/8/8 周四42.保证地基的变形在容许的范围内保证地基的变形在容许的范围内 n地基在荷载及其它因素的作用下，要发生变形（沉降），变形地基在荷载及其它因素的作用下，要发生变形（沉降），变形过大将危及上部建筑结构的安全（裂缝、倒塌或其它不容许的过大将危及上部建筑结构的安全（裂缝、倒塌或其它不容许的变形），或影响建筑物的正常使用。因此，对地基变形的控制，变形），或影响建筑物的正常使用。因此，对地基变形的控制，实质上是根据建筑物的要求而制定的。实质上是根据建筑物的要求而制定的。n所以，在进行地基设计时，尚应使其变形不超过上部建筑结构所以，在进行地基设计时，尚应使其变形不超过上部建筑结构的容许变形值（的容许变形值（土力学教材P167页表4-8-2）。）。n在工业与民用建筑中，地基的强度问题一般不大，常常以变形在工业与民用建筑中，地基的强度问题一般不大，常常以变形作为控制条件。作为控制条件。2024/8/8 周四53.稳定性要求稳定性要求n 对建造在斜坡上的建筑物以及可能承受很大水平荷载对建造在斜坡上的建筑物以及可能承受很大水平荷载的建筑物的地基还必须有足够的抗滑、的建筑物的地基还必须有足够的抗滑、抗倾覆抗倾覆稳定性。稳定性。n建设期的成本建设期的成本n灾害发生引起的损失灾害发生引起的损失2024/8/8 周四64.经济性要求经济性要求2024/8/8 周四7二、设计要求二、设计要求2024/8/8 周四8二、三个设计等级二、三个设计等级n建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定：规定：根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，设计时根据具体情况，按表选用。设计时根据具体情况，按表选用。2024/8/8 周四9表表2-1 地基基础设计等级地基基础设计等级设计等级设计等级建建 筑筑 和和 地地 基基 类类 型型甲甲 级级 重要的工业与民用建筑物重要的工业与民用建筑物 30层以上的高层建筑层以上的高层建筑 体型复杂，层数相差超过体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物层的高低层连成一体的建筑物 大面积的多层地下建筑物大面积的多层地下建筑物(如地下车库、商场、运动场等如地下车库、商场、运动场等)对地基变形有特殊要求的坡上建筑物（包括高边坡）对地基变形有特殊要求的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程坑工程乙乙 级级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙丙 级级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层以下民用建筑及一场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物般工业建筑物；次要的轻型建筑物2024/8/8 周四10三、浅基础设计步骤三、浅基础设计步骤 n天然地基上浅基础的设计内容和顺序通常是：天然地基上浅基础的设计内容和顺序通常是：1)调研调研：阅读和分析阅读和分析地质勘察资料地质勘察资料和和建筑物的设计资建筑物的设计资料料，进行现场勘察和调查；，进行现场勘察和调查；2)选择基础的选择基础的结构类型结构类型和和建筑材料建筑材料；3)选择持力层，确定基础的选择持力层，确定基础的埋置深度埋置深度；4)根据地基承载力和基础上的荷载，根据地基承载力和基础上的荷载，确定基底初步尺确定基底初步尺寸寸；5)进行地基验算。包括承载力验算，以及按规进行地基验算。包括承载力验算，以及按规定需要进行的变形验算，根据验算结果调整定需要进行的变形验算，根据验算结果调整基底尺寸；基底尺寸；6)进行基础的结构和构造设计；进行基础的结构和构造设计；7)绘制基础的设计图和施工图；绘制基础的设计图和施工图；8)编制工程预算书和工程设计说明书。编制工程预算书和工程设计说明书。2024/8/8 周四112024/8/8 周四123-2 地基基础的类型地基基础的类型1.地基类型地基类型q天然地基天然地基q人工地基人工地基2.基础类型基础类型q浅基础浅基础n单独基础，条形基础，十字交叉基础，筏形单独基础，条形基础，十字交叉基础，筏形和箱形基础和箱形基础q深基础深基础n桩基础，沉井和沉箱基础，地下连续墙基础桩基础，沉井和沉箱基础，地下连续墙基础2024/8/8 周四133-3 浅基础的类型和材料浅基础的类型和材料一、浅基础的结构类型一、浅基础的结构类型二、刚性基础和扩展基础二、刚性基础和扩展基础三、基础的材料三、基础的材料2024/8/8 周四14一、浅基础浅基础的结构类型按按基基础础刚刚度度分分类类浅浅2024/8/8 周四15按基础构造分类 浅浅筏筏按基础设计计算方法不同分类按基础设计计算方法不同分类2024/8/8 周四162024/8/8 周四171.单独基础n框架结构的柱基以及高炉、烟囱、水塔的基框架结构的柱基以及高炉、烟囱、水塔的基础一般都是单独基础。础一般都是单独基础。柱下单独基础柱下单独基础 A single column footing2024/8/8 周四181.1 柱下单独基础柱下单独基础2024/8/8 周四191.3 墙下单独基础n当建筑物较轻，作当建筑物较轻，作用于墙上的荷载不用于墙上的荷载不大，基础又需要做大，基础又需要做在较深处的好土层在较深处的好土层上时。做条形基础上时。做条形基础可能不经济，这时可能不经济，这时可以在墙下加一根可以在墙下加一根过梁，将过梁支撑过梁，将过梁支撑在单独基础上，称在单独基础上，称为为墙下单独基础。图图 墙下单独基础墙下单独基础 2024/8/8 周四202024/8/8 周四211.2 烟囱、水塔单独基础圆板基础实体基础圆环基础2024/8/8 周四222.条形基础n当基础的长度大达当基础的长度大达10倍以上的宽度时就称为条形基础。倍以上的宽度时就称为条形基础。n条形基础分为墙下和柱下条形基础条形基础分为墙下和柱下条形基础;n墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。墙下条形基础是挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。如挡土墙其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。如挡土墙很长，为了避免在沿墙长方向因沉降不匀而开裂，可很长，为了避免在沿墙长方向因沉降不匀而开裂，可根据土质和地形予以分段，设置沉降缝。有时为了增根据土质和地形予以分段，设置沉降缝。有时为了增强桥柱下基础的承载能力强桥柱下基础的承载能力;n将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下将同一排若干个柱子的基础联合起来，也就成为柱下条形基础条形基础.2024/8/8 周四232.1 墙下条形基础n墙下基础通常设置成条形基础。墙下基础通常设置成条形基础。墙下条形基础A strip footing under a wall挡土墙下条形基础挡土墙下条形基础2024/8/8 周四242.2 柱下条形基础n如果柱子的荷载较大而土层的承载能力又较低，做单如果柱子的荷载较大而土层的承载能力又较低，做单独基础需要很大的面积，这时可以采用柱下条形基础，独基础需要很大的面积，这时可以采用柱下条形基础，甚至交叉梁基础。甚至交叉梁基础。柱下条形基础柱下条形基础2024/8/8 周四25墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础它的计算属于平面应变间题，只考虑在基础横向受力发生破坏。2024/8/8 周四26柱下钢筋混凝上单向条形基础柱下钢筋混凝上单向条形基础2024/8/8 周四272.3 交叉条形基础(十字型条形基础）2024/8/8 周四282.4 钢筋混凝土条形基础2024/8/8 周四293.筏形基础筏形基础n当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力的要求时，或基础或条形基础都不能满足地基承载力的要求时，或者地下水位常年在地下室的地坪之上，为了防止地下者地下水位常年在地下室的地坪之上，为了防止地下水渗入室内时，往往需要把整个房屋底面（或地下室水渗入室内时，往往需要把整个房屋底面（或地下室部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基部分）做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础。这种用钢筋混凝土做成的连续整片基础就称为筏础。这种用钢筋混凝土做成的连续整片基础就称为筏形基础。形基础。2024/8/8 周四30筏形基础（平板式、梁板式）平板式梁板式筏形基础筏形基础2024/8/8 周四312024/8/8 周四32 图 地下室筏形基础（mm）A Mat/Raft Foundation2024/8/8 周四334、箱形基础、箱形基础n为了进一步增加基础的刚度，减小不均匀沉降，高层建筑往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础箱形基础。2024/8/8 周四34 图 箱形基础（常规式）4.1 箱形基础箱形基础（常规式）2024/8/8 周四352024/8/8 周四364.2 箱形基础（箱形基础（套箱式）套箱式）n为了加大箱形基础的屈板刚度，也可采用“套箱式”的箱形基础。图图 箱形基础（箱形基础（套箱式）套箱式）2024/8/8 周四375.壳体基础壳体基础(薄壳基础薄壳基础)n为了改善基础的受力性能，基础的形状可以不做成台阶状，而做为了改善基础的受力性能，基础的形状可以不做成台阶状，而做成各种形式的壳体，称为壳体基础。成各种形式的壳体，称为壳体基础。n高耸建筑物（如烟囱、水塔、电视塔等）的基础常做成壳体基础。高耸建筑物（如烟囱、水塔、电视塔等）的基础常做成壳体基础。图图 壳体基础的结构型式壳体基础的结构型式(a)正圆锥壳；正圆锥壳；(b)M型组合壳；型组合壳；(c)内球外锥组合壳内球外锥组合壳 2024/8/8 周四38二、刚性基础和扩展基础二、刚性基础和扩展基础根据基础所用材料的性能：根据基础所用材料的性能：n刚性基础（无筋扩展基础）刚性基础（无筋扩展基础）n扩展基础扩展基础2024/8/8 周四39刚性基础（刚性基础（无筋扩展基础）无筋扩展基础）n刚性基础刚性基础：由砖、毛石、砼或毛石砼、灰土和三合土等材料做成的且不配置钢筋的独立基础或条形基础都称为刚性基础。n无筋扩展基础：（无筋扩展基础：（non-reinforced spread foundation)由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需要配置钢筋的墙三合土等材料组成的，且不需要配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。下条形基础或柱下独立基础。墙下与柱下刚性基础2024/8/8 周四40（a）墙下刚性基础墙下刚性基础 （b）柱下刚性基础）柱下刚性基础扩展基础：（扩展基础：（spread foundation）n当基础的高度不能满足刚性角要求时，可以做成钢筋混凝当基础的高度不能满足刚性角要求时，可以做成钢筋混凝土基础。土基础。柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，统称为扩展基础。基础，统称为扩展基础。n将上部结构传来的荷载，通过向侧边扩展成一定底面积，将上部结构传来的荷载，通过向侧边扩展成一定底面积，使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力，使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。2024/8/8 周四412024/8/8 周四42图 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 图 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础2024/8/8 周四432-4 基础的埋置深度基础的埋置深度n基础底面至室外（内）设计地面的距离，称为基础底面至室外（内）设计地面的距离，称为基础的埋置深度基础的埋置深度。n为了保证基础安全，同时减小基础的尺寸，要为了保证基础安全，同时减小基础的尺寸，要尽量把基础置于良好的土层上。但是基础埋置尽量把基础置于良好的土层上。但是基础埋置过深不但施工不方便，并且还会提高基础的造过深不但施工不方便，并且还会提高基础的造价；因此，应该根据实际情况选择一个价；因此，应该根据实际情况选择一个合理的合理的埋置深度埋置深度。n确定基础埋深的原则确定基础埋深的原则是：在满足地基稳定和变是：在满足地基稳定和变形要求（保证安全可靠）的前提下，尽量浅埋。形要求（保证安全可靠）的前提下，尽量浅埋。2024/8/8 周四44一、影响基础埋置深度的因素一、影响基础埋置深度的因素n影响基础埋置深度的因素很多，要综合考虑以影响基础埋置深度的因素很多，要综合考虑以下情况。但就每项工程来说，往往只是其中一、下情况。但就每项工程来说，往往只是其中一、两个因素起决定作用。两个因素起决定作用。n设计时要善于从实际情况出发，首先抓住主要设计时要善于从实际情况出发，首先抓住主要因素进行考虑。因素进行考虑。2024/8/8 周四451 1、建筑物的功能和特性、建筑物的功能和特性基础的埋置深度首先决定于基础的埋置深度首先决定于建筑物的功能和使用要求建筑物的功能和使用要求。n（1 1）建筑物需要有地下室、地下设备层、地下车库、）建筑物需要有地下室、地下设备层、地下车库、地下商场时，基础埋深至少应大于地下商场时，基础埋深至少应大于3m。n（2 2）有地下管道时，一般要求基础深度低于地下管）有地下管道时，一般要求基础深度低于地下管道的深度，避免管道在基础下穿过，影响管道的使道的深度，避免管道在基础下穿过，影响管道的使用和维修。用和维修。n（3 3）烟囱、水塔等结构的基础埋深应当满足抗倾覆）烟囱、水塔等结构的基础埋深应当满足抗倾覆稳定性的要求；输电塔等受有上拔力的基础，应有稳定性的要求；输电塔等受有上拔力的基础，应有较大的埋深以提供所需的抗拔力。较大的埋深以提供所需的抗拔力。2024/8/8 周四46n（4 4）高层建筑由于竖向荷载大，又要承受风）高层建筑由于竖向荷载大，又要承受风力和地震力等水平荷载，基础埋深不应小于力和地震力等水平荷载，基础埋深不应小于1/15 1/20的地上高度。的地上高度。注：建筑地基基础设计规范注：建筑地基基础设计规范GB50007-2002：5.1.3 高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础埋置深度不宜小于建筑物高度的和筏形基础埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15,桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的建筑物高度的1/181/20.位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求。滑要求。不同基础深度的处理问题不同基础深度的处理问题2024/8/8 周四47使用要求不同或地基土质变化较大，要求同一建筑物各部分基础埋深不同时，应将基础做成台阶形逐步过渡，台阶的宽高比为1：2，每阶高度不超过500mm2024/8/8 周四48n地基承受基础的荷载后将发生沉降。地基承受基础的荷载后将发生沉降。建筑物的建筑物的结构类型结构类型不同，地基沉降可能造成的危害程度不同，地基沉降可能造成的危害程度不一样。在对荷载大的高层建筑和对不均匀沉不一样。在对荷载大的高层建筑和对不均匀沉降要求严格的建筑物设计中，往往为减少沉降，降要求严格的建筑物设计中，往往为减少沉降，取得较大的承载力，而把基础埋置在较深的良取得较大的承载力，而把基础埋置在较深的良好土层中，这样，基础的埋置深度也就比较大。好土层中，这样，基础的埋置深度也就比较大。2024/8/8 周四492 2、地基的工程地质、地基的工程地质n（1）基础埋深应大于因气候变化或树木生长导致地基基础埋深应大于因气候变化或树木生长导致地基土膨胀、以及其它生物活动形成孔洞等可能达到的深度。土膨胀、以及其它生物活动形成孔洞等可能达到的深度。n（2）同时，因为表土一般都松软，不宜作为基础的持同时，因为表土一般都松软，不宜作为基础的持力层。故，除岩石地基外，不应浅于力层。故，除岩石地基外，不应浅于0.5m。n（3）基础顶面应低于设计地面）基础顶面应低于设计地面100mm，避免基础外露，避免基础外露，遭受外界的侵蚀及破坏。遭受外界的侵蚀及破坏。n（4）在确定浅基础的埋置深度时，应当详细地分）在确定浅基础的埋置深度时，应当详细地分析地质勘探资料，析地质勘探资料，尽量把基础埋置到好土上尽量把基础埋置到好土上。n然而然而土质的好坏是相对的土质的好坏是相对的。地基因土层好坏不同，。地基因土层好坏不同，大体上可以分为下列大体上可以分为下列5种典型的情况：种典型的情况：2024/8/8 周四50五种典型的情况五种典型的情况图 地基土层的组成类型 2024/8/8 周四51（a）第一种情况）第一种情况n地基内部都是地基内部都是好土（承载力好土（承载力高，分布均匀，高，分布均匀，且压缩性小），且压缩性小），土质对基础埋土质对基础埋深影响不大。深影响不大。此时，埋深由此时，埋深由其他因素确定。其他因素确定。2024/8/8 周四52(b)第二种情况第二种情况n 地基内都是软土，地基内都是软土，压缩性高，承载力压缩性高，承载力很小，一般不宜作很小，一般不宜作天然地基上的浅基天然地基上的浅基础。对于低层房屋，础。对于低层房屋，如果采用浅基础时，如果采用浅基础时，则应采取相应的措则应采取相应的措施，如提高房屋的施，如提高房屋的刚度等。刚度等。2024/8/8 周四53(c)(c)第三种情况第三种情况n地基由两层土组成，上层是软土，下层是地基由两层土组成，上层是软土，下层是好土。基础的埋深要根据软土的厚度和建好土。基础的埋深要根据软土的厚度和建筑物的类型来确定筑物的类型来确定.n1.软土厚在软土厚在2m以内时，基础宜埋置到下层以内时，基础宜埋置到下层的好土上。的好土上。n2.软土厚度在软土厚度在24m时，对于低层的建筑物，时，对于低层的建筑物，可将基础做在软土内，避免大量的开挖土可将基础做在软土内，避免大量的开挖土方，但要适当加强上部结构的刚度。对于方，但要适当加强上部结构的刚度。对于重要的建筑物和带有地下室的混合结构，重要的建筑物和带有地下室的混合结构，则应将基础做在下面的好土层上。如果地则应将基础做在下面的好土层上。如果地下水位高的话，就应考虑采用桩基。下水位高的话，就应考虑采用桩基。n3.软土厚度大于软土厚度大于5m时，与第二种情况类似，时，与第二种情况类似，一般不宜作天然地基上的浅基础。一般不宜作天然地基上的浅基础。2024/8/8 周四54(d)第四种情况第四种情况n地基由两层土组成，上层地基由两层土组成，上层是好土，下层是软土。在是好土，下层是软土。在这种情况下，应尽可能将这种情况下，应尽可能将基础浅埋，以减少软土层基础浅埋，以减少软土层所受的压力。如果好土层所受的压力。如果好土层很薄，则属于前述第二种很薄，则属于前述第二种情况。情况。2024/8/8 周四55(e)第五种情况第五种情况n地基由若干层好土地基由若干层好土和软土交替组成。和软土交替组成。应当根据各土层的应当根据各土层的厚度和承载力的大厚度和承载力的大小，选择基础的埋小，选择基础的埋置深度。置深度。2024/8/8 周四563 3、水文地质条件、水文地质条件n（1）基础应尽量埋置在地下水位以上，避免）基础应尽量埋置在地下水位以上，避免施工时要进行基坑排水。施工时要进行基坑排水。n（2）地下水位以下时，除考虑基坑排水、坑）地下水位以下时，除考虑基坑排水、坑壁围护以及保护地基土不受扰动外，还应注意：壁围护以及保护地基土不受扰动外，还应注意：涌土、流砂的可能性。涌土、流砂的可能性。注：注：GB50007-2002:5.1.4 基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。后立即铺筑垫层。2024/8/8 周四57n（3）如果地基有承压水时，则要校核开挖基）如果地基有承压水时，则要校核开挖基坑后，承压水层以上的基底隔水层是否会因压坑后，承压水层以上的基底隔水层是否会因压力水的浮托作用而发生流土破坏的危险。力水的浮托作用而发生流土破坏的危险。P332024/8/8 周四58(4)地表流水是影响桥梁墩台基础埋置深度的因地表流水是影响桥梁墩台基础埋置深度的因素之一。素之一。n基础必须埋置在设计洪水最大冲刷线以下基础必须埋置在设计洪水最大冲刷线以下一定一定深度深度，以保证稳定性。，以保证稳定性。n公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范2024/8/8 周四594 4、场地环境条件、场地环境条件n4.1 相邻建筑物基础的关系问题相邻建筑物基础的关系问题n(1)如果与邻近建筑物的距离很近时，为保证相邻原如果与邻近建筑物的距离很近时，为保证相邻原有建筑物的安全和正常使用，基础埋深不宜大于相有建筑物的安全和正常使用，基础埋深不宜大于相邻建筑物的埋置深度。邻建筑物的埋置深度。2024/8/8 周四60(2)如果基础深于原有建筑物基础时，要使新老基础之间的距如果基础深于原有建筑物基础时，要使新老基础之间的距离离L在相邻两基础底面高差在相邻两基础底面高差H的的12倍倍,以免开挖基坑时，坑以免开挖基坑时，坑壁塌落，影响原有建筑物地基的稳定。壁塌落，影响原有建筑物地基的稳定。2024/8/8 周四61n(3)如不能满足上述要求，应采取措施，如分如不能满足上述要求，应采取措施，如分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。4.2 坡顶建筑安全问题n位于稳定土坡坡顶的拟建建筑物，靠近土坡边缘的基础与土坡边缘应具有一定的距离。当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其基础底面边缘线至坡顶的水平距离应符合下式的要求，且不得小于2.5m。2024/8/8 周四622024/8/8 周四635 5、寒冷地区地基的冻融条件、寒冷地区地基的冻融条件n在寒冷地区，冬季时，上层土中的水因温度降低而冻结，冻在寒冷地区，冬季时，上层土中的水因温度降低而冻结，冻结的土会产生一种吸力，吸引附近水分渗向冻结区并一起冻结的土会产生一种吸力，吸引附近水分渗向冻结区并一起冻结。因此，土冻结后，含水量增加，体积膨胀，这种现象称结。因此，土冻结后，含水量增加，体积膨胀，这种现象称为土的为土的冻胀现象冻胀现象。n如果冻土层离地下水位较近，冻结产生的吸力和毛细力吸引如果冻土层离地下水位较近，冻结产生的吸力和毛细力吸引地下水，源源不断进入冻土区，形成冰晶体，甚至冰夹层，地下水，源源不断进入冻土区，形成冰晶体，甚至冰夹层，地面将因土的冻胀而隆起。春季气温回升解冻，冻土层不但地面将因土的冻胀而隆起。春季气温回升解冻，冻土层不但体积缩小而且含水量显著增加，强度大幅度下降，产生体积缩小而且含水量显著增加，强度大幅度下降，产生融陷融陷现象现象。n冻胀和融陷都是不均匀的，如果基底下面有冻土层，就将产冻胀和融陷都是不均匀的，如果基底下面有冻土层，就将产生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑物的正常使用，甚生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑物的正常使用，甚至导致破坏。所以，地基必须埋置在冻结深度以下。至导致破坏。所以，地基必须埋置在冻结深度以下。2024/8/8 周四64n地基内土的地基内土的冻结深度冻结深度主要决定于当地的气象条件。气温越低，主要决定于当地的气象条件。气温越低，低温的持续时间越长，冻结深度就越大。低温的持续时间越长，冻结深度就越大。n冻结范围内的土是否膨胀冻结范围内的土是否膨胀，以及冻胀的严重程度，则决定于土，以及冻胀的严重程度，则决定于土的种类、土的含水量和地下水位的情况。的种类、土的含水量和地下水位的情况。n(1)颗粒粗的土颗粒粗的土（细砂以上），透水性大，土中的水在冻胀的（细砂以上），透水性大，土中的水在冻胀的过程中，多余的水能及时排出，不会引起土骨架体积的变化，过程中，多余的水能及时排出，不会引起土骨架体积的变化，所以没有冻胀性。所以没有冻胀性。n(2)细粒土：粉砂、粉土和粘性土细粒土：粉砂、粉土和粘性土，透水性小，土中的水在冻，透水性小，土中的水在冻结的过程中，体积膨胀，未冻结的水不能及时排出，因此骨架结的过程中，体积膨胀，未冻结的水不能及时排出，因此骨架体积要跟着膨胀，故有冻胀性。有冻胀性的土含水量越大，冻体积要跟着膨胀，故有冻胀性。有冻胀性的土含水量越大，冻胀性就越大。地下水位离冻结区越近（胀性就越大。地下水位离冻结区越近（1.52.0m以内），冻结以内），冻结区内水分的补充越快，越充分，土的冻胀性也就越强烈。区内水分的补充越快，越充分，土的冻胀性也就越强烈。n建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(2002)中对地基土的冻胀性按影响中对地基土的冻胀性按影响因素划分为：不冻胀、弱冻胀、冻胀和强冻胀因素划分为：不冻胀、弱冻胀、冻胀和强冻胀4类。类。2024/8/8 周四65地基土的冻胀性分类2024/8/8 周四66地基土的冻胀性分类2024/8/8 周四67n对于季节性冻胀性土，按下式确定基础的最小埋深对于季节性冻胀性土，按下式确定基础的最小埋深d min：d min=z ozszwze-hmax (设计冻深设计冻深-残留冻土层厚土残留冻土层厚土）式中：式中：hmax 基底以下允许的残留冻土层厚度，基底以下允许的残留冻土层厚度，m；z o 标准冻结深度标准冻结深度，m；zs 土的类别对冻深的影响系数，粘性土土的类别对冻深的影响系数，粘性土1.0，细，细砂、粉砂、粉土砂、粉砂、粉土1.2，中砂、粗砂、砾砂，中砂、粗砂、砾砂1.3，碎石土碎石土1.4；zw 土的冻胀性对冻深的影响系数，不冻胀土的冻胀性对冻深的影响系数，不冻胀1.0、弱冻胀弱冻胀0.95、冻胀、冻胀0.9、强冻胀、强冻胀0.85、特强冻、特强冻胀胀0.8；ze 环境对冻深的影响系数，村镇、旷野环境对冻深的影响系数，村镇、旷野1.0，城，城 市近郊市近郊0.95，城市市区，城市市区0.90。2024/8/8 周四68n标准冻结深度标准冻结深度z o指多年实测的最大冻结深度的平均值。我国指多年实测的最大冻结深度的平均值。我国一些城市的标准冻结深度为：北京一些城市的标准冻结深度为：北京0.81.0m，哈尔滨，哈尔滨2.0m，满洲里满洲里2.5m，长春，长春1.6m，西安西安0.6m，济南济南0.5m。其他地区其他地区的标准冻结深度，可查的标准冻结深度，可查地基规范地基规范中中“中国季节性冻土标中国季节性冻土标准冻深线图准冻深线图”。n残留冻土层厚度残留冻土层厚度hmax指基底以下虽然残留有一定的冻土层厚指基底以下虽然残留有一定的冻土层厚度，但所产生的冻胀量很小，完全为上部结构所允许，所以度，但所产生的冻胀量很小，完全为上部结构所允许，所以在确定基础埋深时，这部分土层可以保留，不必挖除。残留在确定基础埋深时，这部分土层可以保留，不必挖除。残留冻土层厚度与基础的形式，土的冻胀性，建筑物采暖情况以冻土层厚度与基础的形式，土的冻胀性，建筑物采暖情况以及基底压力等因素有关，具体数值可查规范。及基底压力等因素有关，具体数值可查规范。地基承载力n地基承载力n临塑荷载和极限承载力n竖向荷载下地基的破坏形式2024/8/8 周四692024/8/8 周四70按载荷试验按载荷试验p-s线确定地基承载力线确定地基承载力2024/8/8 周四71n取试验得到的取试验得到的p-s曲线的比例界限，即临塑荷载曲线的比例界限，即临塑荷载pcr，或以极限荷，或以极限荷载载pu除以除以2以上的安全系数，作为承载力特征值（基本值）以上的安全系数，作为承载力特征值（基本值）f0。n对同一土层上的数点（一般不小于对同一土层上的数点（一般不小于3点）进行试验，点）进行试验，当个试验点当个试验点所得的承载力特征值的极差不超过其平均值的所得的承载力特征值的极差不超过其平均值的30%时，时，得平均得平均的承载力，就是该土层的地基承载力特征值（标准值）的承载力，就是该土层的地基承载力特征值（标准值）fak。n考虑到同一场地载荷试验的数目有限，还应参考地基承载力理考虑到同一场地载荷试验的数目有限，还应参考地基承载力理论公式的计算结果，以及其他原位试验的结果，进行综合分析，论公式的计算结果，以及其他原位试验的结果，进行综合分析，使确定的承载力更为准确可靠。使确定的承载力更为准确可靠。地基承载力特征值的确定2024/8/8 周四72承载力基本值、特征值、修正值的关系承载力基本值、特征值、修正值的关系n单次试验，一个试验点，单次试验，一个试验点，基本值基本值；n同一土层，几个试验点，平均后得特征值同一土层，几个试验点，平均后得特征值；n标准值经深度、宽度标准值经深度、宽度修正后的特征值修正后的特征值。2024/8/8 周四73承载力设计值修正承载力设计值修正n由荷载试验、公式或经验确定的承载力特征值由荷载试验、公式或经验确定的承载力特征值 f a是指基础宽度小于是指基础宽度小于3m，埋置深度等于，埋置深度等于0.5m时的承时的承载力。载力。n更一般情况下的地基承载力设计值（特征值）需更一般情况下的地基承载力设计值（特征值）需由地基承载力特征值经宽度和深度修正后得到修由地基承载力特征值经宽度和深度修正后得到修正后的地基承载力特征值。宽度和深度修正公式正后的地基承载力特征值。宽度和深度修正公式为：为：f a(f )=f ak(f k)+b(b-3)+dm(d-0.5)b，d 基础宽度和埋深的承载力修正系数，按基础宽度和埋深的承载力修正系数，按基底以下土的类型查表基底以下土的类型查表2-18。2024/8/8 周四74表表 承载力修正系数承载力修正系数土 的 类 别bd淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土01(1.1)红粘 土含水比a w 0.8含水比a w 0.800.151.21.4大面积压实填土 压实系数大于0.95、粘粒含量c 10%的粉土最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石001.52.0粉 土粘粒含量c 10%的粉土粘粒含量c 10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)中砂、粗砂、砾砂和碎石土 0.32.03.01.63.04.4 2024/8/8 周四75fa =Mb b+Md m d+Mcc k (2-9)式中：式中：f v 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值（设计值），值（设计值），kPa；Mb，Md，Mc 承载力系数，承载力系数，b 基底宽度，大于基底宽度，大于6m时按时按6m取值，对于砂土，小取值，对于砂土，小于于3m时按时按3m取；取；ck 基底下深度等于一倍短边宽度范围内土的粘聚基底下深度等于一倍短边宽度范围内土的粘聚力标准值。力标准值。按理论公式确定地基承载力按理论公式确定地基承载力2024/8/8 周四76承载力系数M b、Md、Mc土的内摩擦角标准值MbMdMc001.003.1420.031.123.3240.061.253.5160.101.393.7180.141.553.93100.181.734.17405.8010.8411.732024/8/8 周四77岩石地基承载力特征值岩石地基承载力特征值nGB50007-2002:5.2.6：（1）可按）可按地基规范地基规范附录附录H岩基载荷试验方法确定。岩基载荷试验方法确定。（2）对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征）对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据值，可根据室内饱和单轴抗压强度室内饱和单轴抗压强度按下式计算：按下式计算：fa=r frk r折减系数；经验，完整折减系数；经验，完整0.5,较完整较完整0.20.5,较破较破碎碎0.10.2 frk岩石饱和单轴抗压强度标准值（岩石饱和单轴抗压强度标准值（kpa);复习：天然地基上的浅基础2024/8/8 周四78天然地基上的浅基础刚性基础（无筋扩展基础）墙下条形基础柱下独立基础柔性基础扩展基础墙下条形钢筋混凝土基础柱下钢筋混凝土独立基础柱下条形，十字交叉基础筏形基础箱形基础复习：基础埋深的影响因素n（1）建筑物本身的特点、性质、荷载大小；）建筑物本身的特点、性质、荷载大小；地下室管道不宜在基础下高层建筑埋深要求地下室管道不宜在基础下高层建筑埋深要求n（2）场地环境条件；）场地环境条件；临近建筑物边坡临近建筑物边坡n（3）工程地质条件；）工程地质条件；0.5，0.，0.n（4）水文地质条件；）水文地质条件；尽量地下水位以上，排水降水承压水基坑隆起桥梁冲刷尽量地下水位以上，排水降水承压水基坑隆起桥梁冲刷n（5）地基冻融条件）地基冻融条件2024/8/8 周四792024/8/8 周四803-5 地基计算地基计算 地基地基承载力承载力变形变形稳定性稳定性持力层持力层软弱下卧层软弱下卧层沉降量沉降量沉降差沉降差倾斜倾斜局部倾斜局部倾斜2024/8/8 周四81地基验算主要包括地基验算主要包括3个内容：个内容：n一一.地基承载力计算及验算地基承载力计算及验算n二二.地基变形验算地基变形验算n三三.地基稳定验算地基稳定验算2024/8/8 周四82一、地基承载力验算一、地基承载力验算对于所有等级的建筑物都必须进行承载力验算。对于所有等级的建筑物都必须进行承载力验算。对于持力层：对于持力层：n如何确定持力层基底压力？轴心荷载，偏心荷载，大偏心荷载如何确定持力层基底压力？轴心荷载，偏心荷载，大偏心荷载n如何确定地基容许承载力？如何确定地基容许承载力？如果存在软弱下卧层：如果存在软弱下卧层：n如何确定软弱下卧层顶面处的压力？如何确定软弱下卧层顶面处的压力？n如何确定软弱下卧层顶面处的容许承载力？如何确定软弱下卧层顶面处的容许承载力？2024/8/8 周四831.持力层的承载力验算持力层的承载力验算（1）当基础只承受轴心荷载作用时:要求持力层满足要求持力层满足:pk fa pk 相应于相应于荷载效应标准组合荷载效应标准组合