浅基础设计基本内容.pptx

第第2 2章章 浅基础浅基础本章主要内容本章主要内容浅基础类型、基础埋深的确定、地基承载力确定、基底浅基础类型、基础埋深的确定、地基承载力确定、基底尺寸确定、减轻不均匀沉降的措施尺寸确定、减轻不均匀沉降的措施要求要求1、掌握基础设计原则掌握基础设计原则2、基础埋深及地基承载力确定、基础埋深及地基承载力确定3、无筋扩展基础设计及扩展基础设计方法、无筋扩展基础设计及扩展基础设计方法4、减轻不均匀沉降危害的措施、减轻不均匀沉降危害的措施2.1.1浅基础设计的基本内容浅基础设计的基本内容地基基础设计地基基础设计地基计算地基计算基础设计基础设计控制地基的变形：正常使用极限状态控制地基的变形：正常使用极限状态 地基的稳定性验算：斜坡，高耸结构地基的稳定性验算：斜坡，高耸结构基础结构的强度基础结构的强度刚度刚度耐久性耐久性防止地基强度破坏：承载力极限状态防止地基强度破坏：承载力极限状态2.1 2.1 概述概述建筑物的型式与功能建筑物的型式与功能上部结构荷载资料上部结构荷载资料场地勘察与室内试验资料场地勘察与室内试验资料场地施工技术条件场地施工技术条件基础型式方案比较基础型式方案比较拟定基础型式及平面布置拟定基础型式及平面布置确定基础埋深确定基础埋深必要时的验算必要时的验算（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）确定地基承载力确定地基承载力确定基底平面尺寸确定基底平面尺寸计算地基承受荷载计算地基承受荷载基础结构设计基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）（基础剖面尺寸、配筋）编制施工说明、绘施工图编制施工说明、绘施工图计算地基净反力计算地基净反力不不满满足足设设计计步步骤骤1.地基基础设计等级地基基础设计等级设计等级分为设计等级分为甲、乙、丙甲、乙、丙三个等级；三个等级；设计等级设计等级划分原则划分原则：1）地基复杂程度）地基复杂程度2）建筑物规模和功能特征）建筑物规模和功能特征3）由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响建筑物正常）由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响建筑物正常使用的程度。使用的程度。2.1.2地基基础设计原则地基基础设计原则地基基础设计等级地基基础设计等级 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007-20112.地基计算的要求地基计算的要求 地基计算内容地基计算内容 建筑物类型建筑物类型地基承载力计算所有建筑物（甲、乙、丙级）地基变形计算设计等级为甲、乙及部分丙级建筑物地基稳定性计算经常受水平荷载的高层建筑物；高耸结构、挡土墙；建造在斜坡上或边坡附近的建筑物或构筑物；基坑工程抗浮验算当地下水埋藏较浅，建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题2.2.1 2.2.1 扩展基础扩展基础1.1.无筋扩展基础无筋扩展基础(刚性基础）刚性基础）特点：（特点：（1）砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低（砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低（2）有基础台阶宽）有基础台阶宽高比高比(刚性角刚性角)要求要求适用条件适用条件：多层民用建筑和轻型厂房多层民用建筑和轻型厂房 按基础结构和受力特点分类（规范分类法按基础结构和受力特点分类（规范分类法）2.2浅基础的类型浅基础的类型柱下单独基础柱下单独基础墙下条形基础墙下条形基础2.2.钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础(柔性基础柔性基础)特点（特点（1 1）钢筋混凝土材料）钢筋混凝土材料 （2 2）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求适用条件：宽基浅埋适用条件：宽基浅埋如如果果柱柱子子的的荷荷载载较较大大而而土土层层的的承承载载能能力力又又较较低低，做做单单独独基基础础需需要要很很大大的的面面积积，在在这这种种情情况况也也可可采采用用柱柱下下条条形形基基础础，甚甚至至柱柱下下的的交交叉叉梁梁基基础础。相相反反当当建建筑筑物物较较轻轻，作作用用于于墙墙上上的的荷荷载载不不大大，基基础础又又需需要要做做在在较较深深处处的的好好土土层层上上时时，做做条条形形基基础础可可能能不不经经济济，这这时时可可以以在在墙墙下下加加一一根根过过梁梁，将将过过梁梁支支在在单单独独基基础础上，称为上，称为墙下单独基础墙下单独基础。3.3.柱下条形基础柱下条形基础（1 1）单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础联合组）单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础联合组成的长条形连续基础。成的长条形连续基础。（2 2）十字交叉条形基础：在柱网下纵横两个方向用条形基础连接组合而成。）十字交叉条形基础：在柱网下纵横两个方向用条形基础连接组合而成。特点特点：抗弯刚度大，具有调整不均匀沉降的能力。：抗弯刚度大，具有调整不均匀沉降的能力。适用条件适用条件：地基较软，分布不均；基底面积受相邻建筑物或设备基础的限：地基较软，分布不均；基底面积受相邻建筑物或设备基础的限制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面积扩大使其彼此接近或相碰时。制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面积扩大使其彼此接近或相碰时。4.4.筏形基础筏形基础 筏形基础筏形基础 是指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混凝土做一是指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混凝土做一块连续的整片基础，也称筏板基础，俗称块连续的整片基础，也称筏板基础，俗称“满堂红基础满堂红基础”。特点特点：基底面积大。整体：基底面积大。整体性好，调整不均匀沉降能性好，调整不均匀沉降能力强，抗震性好力强，抗震性好适用条件适用条件：“硬壳层持力硬壳层持力层，较均匀软弱地基上层，较均匀软弱地基上6 6层层及其以下承重横墙密集的及其以下承重横墙密集的民用建筑。民用建筑。筏板基础筏板基础 (a)(a)、(b)(b)平板式；平板式；(c)(c)、(d)(d)梁板式梁板式5.5.箱形基础箱形基础 箱形基础箱形基础是筏形基础的进一步发展，它是由顶板、若干纵横墙是筏形基础的进一步发展，它是由顶板、若干纵横墙和底板所组成的整体结构，如同一只埋在土中的刚性密闭的箱子。和底板所组成的整体结构，如同一只埋在土中的刚性密闭的箱子。特点：特点：显著减少基底显著减少基底压力，降低基础沉降，压力，降低基础沉降，抗震性能好钢筋水泥抗震性能好钢筋水泥用量较大，工期长，用量较大，工期长，造价高造价高适用条件适用条件：高层建筑：高层建筑6.特种基础特种基础(1)壳体基础壳体基础由由正正圆圆锥锥形形及及其其组组织织形形式式构构成成的的壳壳体体基基础础，一一般般用用于于筒筒形形的的独独立立构构筑筑物物（如如烟烟囱囱、水水塔塔、料料仓仓、中中小小型型高高炉等）的基础。炉等）的基础。(2)岩层锚杆基础岩层锚杆基础岩岩层层锚锚杆杆基基础础适适用用于于直直接接建建在在基基岩岩上上的的柱柱基基，以以及及承承受拉力或水平力较大的建筑物、构筑物基础。受拉力或水平力较大的建筑物、构筑物基础。壳体基础岩层锚杆基础 常见浅基础特点总结常见浅基础特点总结单独基础单独基础 柱下条形基础柱下条形基础 筏形和箱形基础筏形和箱形基础基底面积越来越大基底面积越来越大、对上部结构荷载的扩散作用越来越强、对上部结构荷载的扩散作用越来越强在相同的上部结构荷载作用下，在相同的上部结构荷载作用下，基底压力和基底附加压力越来越小，基底压力和基底附加压力越来越小，刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形 在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用 设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择持力层选择持力层选择1.基础埋深的概念基础埋深的概念基础埋置深度基础埋置深度是指基础底面至设计地面的距离。是指基础底面至设计地面的距离。2.2.确定基础埋深的意义确定基础埋深的意义 ：选择了基选择了基础埋置深度就选择了地基持力层础埋置深度就选择了地基持力层。3.3.确定基础埋深的原则：确定基础埋深的原则：1)1)在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础尽量浅埋在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础尽量浅埋 2)2)当上层土强度大于下层土时，宜采用上层为持力层。当上层土强度大于下层土时，宜采用上层为持力层。3)3)高层建筑应有足够的埋深来保持其稳定性。高层建筑应有足够的埋深来保持其稳定性。4)4)除岩石地基外，基础埋深不宜小于除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m0.5m。基础埋深和尺寸基础埋深和尺寸4.4.基础埋深基础埋深基本要求基本要求：1)1)d大于大于50cm：表土扰动，植物，冻融，冲蚀：表土扰动，植物，冻融，冲蚀2)基础顶面距离表土大于基础顶面距离表土大于10cm：保护作用：保护作用3)桥基要求在冲刷深度以下桥基要求在冲刷深度以下d大于大于10cm2.3.1建筑结构条件与场地环境条件建筑结构条件与场地环境条件(一一)考虑建筑物地下空间的使用功能要求考虑建筑物地下空间的使用功能要求基础埋深的影响因素基础埋深的影响因素2、电梯缓冲坑：自地面向下至少、电梯缓冲坑：自地面向下至少1.4m1、有地下室或半地下室的建筑，其埋深必须结合地下部分设、有地下室或半地下室的建筑，其埋深必须结合地下部分设计标高选定。地下管道应在基底以上，便于维修。计标高选定。地下管道应在基底以上，便于维修。(二二)考虑建筑物的高度和荷载大小的影响考虑建筑物的高度和荷载大小的影响承载力承载力 变形变形高层建筑基础高层建筑基础筏形基础和箱形基础筏形基础和箱形基础埋深不小于埋深不小于1/15建筑高度建筑高度1/181/20桩箱或桩筏基础桩箱或桩筏基础（不计桩长）（不计桩长）输电塔基础输电塔基础 要求较大的埋深要求较大的埋深 提供足够的抗拔阻力提供足够的抗拔阻力 以上规定不包括岩石地基，岩石地基上的高层主要考以上规定不包括岩石地基，岩石地基上的高层主要考虑抗滑要求虑抗滑要求(三三)考虑相邻建筑物的影响考虑相邻建筑物的影响 如如果果与与邻邻近近建建筑筑物物的的距距离离很很近近时时，为为保保证证相相邻邻原原有有建建筑筑物物的的安安全全和和正正常常使使用用。基基础础理理设设深深度度宜宜浅浅于于或或等等于于相相邻邻建建筑筑物物的的埋埋置置深深度度。如如果果基基础础深深于于原原有有建建筑筑物物基基础础时时，要要使使二二基基础础之之间间保保持持一一定定距距离离，其其净净距距L L一一般般为为相相邻邻两两基基础础底底面面高高差差 H H的的1-21-2倍倍。以以免免开开挖挖基基坑坑时时，坑坑壁壁塌塌落落，影影响响原原有有建建筑筑物物地地基基的的稳稳定定。如如不不能能满满足足这这一一要要求求时时，应应采采取取施施工工措措施施，如如分分段段施施工工、设设临临时时加加固固支支撑撑或或板桩支撑等。板桩支撑等。只有低层房屋只有低层房屋可用可用,否则处否则处理理尽量浅埋尽量浅埋若若h h1 1太小就为太小就为IIh14m桩基桩基或处理或处理好土好土软土软土(很深很深)好土好土软土软土软土软土好土好土 IIIIIIIVh1h1基础条件基础条件由其它条由其它条件确定时，件确定时，尽可能浅埋尽可能浅埋2.3.2工程地质条件工程地质条件1)根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层2.3.2工程地质条件工程地质条件2)置于边坡上的基础置于边坡上的基础=3.5 条形基础 =2.5 矩形基础 2.3.3 水文地质条件水文地质条件地下水的埋藏条件地下水的埋藏条件1)1)尽量考虑将基础置于尽量考虑将基础置于地下水位以上地下水位以上。2)2)埋在地下水位以下时，考虑埋在地下水位以下时，考虑:基坑排水、坑壁围护、保护地基土不受扰动出现涌土、流砂的可基坑排水、坑壁围护、保护地基土不受扰动出现涌土、流砂的可能性；地下室防渗；轻型结构物上浮托力；地下水浮托力基础底能性；地下室防渗；轻型结构物上浮托力；地下水浮托力基础底板的内力板的内力 3)3)承压含水层的地基，控制基坑开挖深度，防止基坑隆起开裂承压含水层的地基，控制基坑开挖深度，防止基坑隆起开裂向下的土压力向下的土压力向上的承压水压力向上的承压水压力一般取一般取0.70.9。2.3.4地基冻融条件地基冻融条件 季节性冻土：季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的土层，在我国北方地区分布广泛。土层，在我国北方地区分布广泛。多年性冻土：多年性冻土：指连续保持冻结状态指连续保持冻结状态三年以上三年以上的土层，其性质的土层，其性质较复杂，属特殊土地基，另见专著。较复杂，属特殊土地基，另见专著。1.1.冻土分类冻土分类冻胀：冻胀：冻胀力，地面隆起 融陷融陷：强度降低，建筑物下陷建筑物开裂损坏不均匀沉降粗粒土：无冻胀粗粒土：无冻胀坚硬粘性土：冻胀微弱坚硬粘性土：冻胀微弱细粒土，如果细粒土，如果w高、地下水位低于冻结深度不足高、地下水位低于冻结深度不足1.5-2m，则可能发生冻胀，则可能发生冻胀3.3.影响冻胀的因素：影响冻胀的因素：土性土性(土的粒径大小土的粒径大小)，含水量的多少，地下水位高低，含水量的多少，地下水位高低4.冻胀性划分冻胀性划分：建筑地基规范建筑地基规范根据冻土层的平均冻胀率的大小，将根据冻土层的平均冻胀率的大小，将地基土划分为地基土划分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五五类。类。注：冻胀区的基础，应保证有足够的埋深，使基底达到或基本达到冻胀注：冻胀区的基础，应保证有足够的埋深，使基底达到或基本达到冻胀影响深度以下，从而避免冻害。影响深度以下，从而避免冻害。冻胀土中基础埋深的要求冻胀土中基础埋深的要求 dmin zd hmaxzd设计冻深；设计冻深；zd z0 t；z0标准冻深；标准冻深；t 采暖对冻深的影响系数采暖对冻深的影响系数 hmax允许残留冻土最大厚度允许残留冻土最大厚度zdz0dmin室内地面室内地面hmax2.4 2.4 地基承载力地基承载力 在保证地基稳定的条件要求下，使建筑物的沉降量不超过在保证地基稳定的条件要求下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力称为允许值的地基承载力称为地基承载力特征值地基承载力特征值。2.4.12.4.1地基承载力的概念及设计理论地基承载力的概念及设计理论1.1.地基承载力的概念地基承载力的概念 地基承受荷载的能力地基承受荷载的能力1）理论公式）理论公式 fa=Mb b+Md md+Mcck 注：以注：以p1/4=N B/2+Nq d+Ncc为理论依据为理论依据1、按土的抗剪强度指标确定、按土的抗剪强度指标确定2）规范推荐的公式规范推荐的公式24时，Mb实际比理论大2.4.2地基承载力特征值确定的方法地基承载力特征值确定的方法讨论讨论：（1）增大增大b?b?（2）增大增大d?d?（3）地下地下水对承载力水对承载力的影响的影响2.载荷试验法载荷试验法载载荷荷板板的的测测试试范范围围：在在现现场场通通过过0.250.50m2的的载载荷荷板板对对扰扰动动较较少少的的地地基基土土体体直直接接施施荷荷，所所测测得得的的成成果果一一般般能能反反映映相相当于当于12倍荷载板宽度的深度以内土体的平均性质。倍荷载板宽度的深度以内土体的平均性质。规规范范要要求求:对对地地基基基基础础设设计计等等级级为为甲甲级级的的建建筑筑物物采采用用载载荷荷试试验验、理理论论公公式式计计算算及及其其他他原原位位试试验验等等方方法法综合确定。综合确定。千千斤斤顶顶荷载板荷载板载荷板试验的主要优缺点：载荷板试验的主要优缺点：载荷试验可靠性高；载荷试验可靠性高；费时、耗资；试验只能反映浅层地基的承载力。费时、耗资；试验只能反映浅层地基的承载力。图图载荷板与实际基础对地基的影响深度比较载荷板与实际基础对地基的影响深度比较(a)载荷试验载荷试验(b)实际基础实际基础确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值(一)p-s曲线“陡降型”取值主要由地基强度控制（二）p-s曲线“缓变型”取值主要由地基允许变形控制常出现于低压缩性土常出现于中、高压缩性土(一一)p-s曲线曲线“陡降型陡降型”取图中的比例界限荷载作为承载力特征值取图中的比例界限荷载作为承载力特征值对于少数呈对于少数呈“脆性脆性”破坏的土，破坏的土，P Pb b与极限载荷很接近，与极限载荷很接近，当当P Pu u2P2Pb b时，取时，取P Pu u/2/2作为承载力特征值。作为承载力特征值。（二）（二）p-s曲线曲线“缓变型缓变型”当当压压板板面面积积为为0.250.50m2时时，规规定定取取s/b=0.010.015所所对对应应的的荷荷载载作作为为承承载载力力特特征征值值，但但其其值值不不应大于最大加载量的一半。应大于最大加载量的一半。确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值 同一层土，应选择三个以上试验点，得到 则 取静力触探；静力触探；动力触探；动力触探；标准贯入试验等标准贯入试验等当地基基础设计等级为甲级和乙级时，应结合室内试验成果综合分析，不宜单独应用。地基承载力的修正计算地基承载力的修正计算 考考虑虑增增加加基基础础宽宽度度和和埋埋置置深深度度时时，地地基基承承载载力力也也将将随随之之提提高高，所所以以，应应将将地地基基承承载载力力对对不不同同的的基基础础宽宽度度和和埋埋置置深深度度进行修正，才能供设计使用。进行修正，才能供设计使用。修正原因修正原因:修正公式b基础底面宽度（m）；b取值范围36 md基础埋置深度（m）；2.4.3地基变形验算地基变形验算地基变形验算目的地基变形验算目的保证建筑物安全、正常使用和外观。变形验算的要求变形验算的要求：建筑物的地基特征变形计算值，不应大于地基特征变形允许值，即 地基特征变形计算值 变形特征允许值。注：传至基础上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合准永久组合（不应计入风荷载和地震作用）。沉降量沉降差倾斜局部倾斜地基变形特征：地基变形特征：对各种建筑物产生危害的不利沉降形式。对各种建筑物产生危害的不利沉降形式。地基变形特征地基变形特征的四种类型的四种类型(1)沉降量沉降量指基础某点的沉降值。控制对象：控制对象：对于单层排架结构，体型简单的高层建筑基础，高耸结构基础的沉降量应注意验算。(2)沉降差沉降差 一般指相邻柱基中点的沉降量之差。控制对象：控制对象：是不均匀沉降的一种，框架结构容易出现这种情况的破坏。（3）倾斜）倾斜 指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。控制对象：控制对象：高耸结构、长高比很小的高层建筑（4）局部倾斜）局部倾斜指砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。控制对象：控制对象：一般砌体承重结构房屋的长高比不太大，易出现这种不均匀沉降。它是砌体承重结构的主要变形特征。变形验算的规定变形验算的规定1、根据建筑物的情况，按表2-6进行相应的验算。2、对于重要的或体型复杂的、或对不均匀沉降有严格要求的建筑物，应作变形观测。3、必要时，需预估建筑物施工期间和使用期间地基的变形值，以便预留建筑物有关部位之间的净空，选择连接方法和施工顺序。2.5基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定基本原则基本原则:所有建筑物的地基计算均应满足承载力要求所有建筑物的地基计算均应满足承载力要求 基本条件：基底平均压力基本条件：基底平均压力p不大于持力层承不大于持力层承载力的特征值载力的特征值fa轴心荷载轴心荷载pk fa偏心荷载偏心荷载pk fapmax1.2 fa 1)确定基础尺寸确定基础尺寸2)验算持力层承载力验算持力层承载力2.5.1按地基持力层的承载力计算基底尺寸按地基持力层的承载力计算基底尺寸1、中心荷载作用下的基础、中心荷载作用下的基础中心荷载作用下的基础 GF柱下单独基础底面积柱下单独基础底面积A A的确定的确定荷载荷载F+GF+G G=AG=A G dG d,G G是基础加土是基础加土的容重的容重=20kN/m3=20kN/m3承载力特征值承载力特征值 fa a (暂不做宽度修正暂不做宽度修正)中心荷载作用下基础面积的确定步骤中心荷载作用下基础面积的确定步骤2、计算、计算A0，确定，确定b、l3、重新计算重新计算fa4、验算、验算1 1、先进行承载力深度修正确定、先进行承载力深度修正确定f fa a例1 例图7.2解解:1.确定基础埋深:为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘土层作为持力层，初步选择基础埋深d=1m。2.对持力层土进行深度修正:埋深范围内土的加权平均重度：持力层土的承载力特征值 3.取1m长的条基作计算单元基础宽度 取该承重墙下条形基础宽度b1.25m。4.验算:满足要求。2 2、偏心荷载作用下的基础、偏心荷载作用下的基础 单向偏心荷载作用下的基础要求要求pk fa ae3ae不对称布置不对称布置由于基底与土之间不能传递拉应力，基底压力重新分布如图。要求3a 0.75l即脱开面积小于25%四四 基础的验算基础的验算不满足时：1）增加A2）增加l,减少b,A不变3）基础不对称布置抗震设计抗震设计:高宽比大高宽比大于于4 4的高层建筑的高层建筑,不不宜有拉应力宜有拉应力;其它建其它建筑脱开面积不应超筑脱开面积不应超过过15%15%。计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸逐次渐近试算法逐次渐近试算法（1）先先仅仅考考虑虑中中心心荷荷载载，对对地地基基承承载载力力仅仅进进行行深深度度修修正正，并并按按中中心心荷荷载载作作用用下下的的公公式式（2-18），计计算算基基础础底底面面积积A0;（2）考考虑虑偏偏心心影影响响，加加大大A0。一一般般按按经经验验可可根根据据偏偏心心距距的的大大小小增增大大10%40%，使使A（1.11.4）A0。对对矩矩形形底底面面的的基基础础，按按A初初步步选选择择相相应应的的基基础础底底面面长长度度l和和宽宽度度b，一般：，一般：l/b1.22.0；（3）计计算算偏偏心心荷荷载载作作用用下下的的pkmax、pkmin，并并对对地地基基承承载载力力进进行行深深宽宽修修正正，再再验验算算是是否否满满足足公公式式（2.16）和和（2.21）的的要要求求；如如果果不不适适合合（太太小小或或过过大大），可可调调整整基基础础底底面面长长度度l和和宽宽度度b，再再验验算算；如如此此反反复复一一、二二次次，便便能能定定出出合合适的基础底面尺寸。适的基础底面尺寸。注意：注意：基底压力基底压力pkmax、pkmin相差过大则容易引起基础相差过大则容易引起基础 倾斜，倾斜，高、中压缩性地基土上的基础高、中压缩性地基土上的基础低压缩性地基土上的基础低压缩性地基土上的基础(短暂作用）短暂作用）2.5.2地基软弱下卧层承载力验算地基软弱下卧层承载力验算要求：要求：z+czfaz 标准值标准值仅作深度修正仅作深度修正矩形基础：矩形基础：条形基础：条形基础：地基压力扩散角地基压力扩散角值值 表表2-72-7Es1/Es2z=0.25bz0.50b3623 510 25 1020 30 注：注：z0.25b时取时取=0，必要时，必要时，宜由试验确定；宜由试验确定；z0.50b时时值不变。值不变。例图例图2-5中的柱下矩形基础底面尺寸为中的柱下矩形基础底面尺寸为5.4m2.7m，试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是，试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。否满足要求。例题例题2 5 解解 持力层承载力验算持力层承载力验算b=0，d=1.0,fa=209+1.018.0(1.8-0.5)=232.4kPaFk+Gk+F Fk1k1=1800+220+202.75.41.8=2545kNkNMk=950+1801.2+2200.62=13302kNkNm m软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算由由Es1/Es2=7.5/2.5=3,z/b=2.5/2.70.50,查表查表2-7得得=23，tan=0.424。cz=18.01.8+(18.7-10)2.5=54.2kPafaz=75+1.012.6(4.3-0.5)=122.9kPa cz+z=54.2+57.2=111.4kPa faz（可以）（可以）4、软弱下卧层强度不足应采取的措施、软弱下卧层强度不足应采取的措施 1）增大基础底面积；2）减小基础埋深；3）对软弱下卧层进行地基处理，用人工方法提高其承载力；4）变换地基持力层，或采用深基础避开软弱下卧层2.5.3地基稳定性验算地基稳定性验算 对于经常承受水平荷载作用的高层建筑对于经常承受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构，以及、高耸结构，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应对地基进行建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应对地基进行稳定性验算。稳定性验算。K=Mr/Ms1.2(2-42)对对修修建建于于坡坡高高和和坡坡角角不不太太大大的的稳稳定定土土坡坡坡坡顶顶的的基基础础（图图2-18），当当垂垂直直于于坡坡顶顶边边缘缘线线的的基基础础底底面面边边长长b3m时时，如如基基础础底底面面外外缘缘至至坡坡顶顶边边缘缘的的水平距离水平距离a不小于不小于2.5m，且符合下式要求：，且符合下式要求：ab d/tan（2-43）则土坡坡面附近由基础所引起的附加压力不影响土坡的稳定性。式中则土坡坡面附近由基础所引起的附加压力不影响土坡的稳定性。式中为为土坡坡角，土坡坡角，d为基础埋深，为基础埋深，系数系数取取3.5（对条形基础）或（对条形基础）或2.5（对矩形基础（对矩形基础和圆形基础）。和圆形基础）。扩展基础破坏形式扩展基础破坏形式剪切冲切弯曲四四 基础的验算基础的验算2.6扩展基础设计扩展基础设计一、无筋扩展基础结构计算一、无筋扩展基础结构计算受力特点：脆性材料（抗拉、抗剪差）；必须控制基础内拉应力和剪应力；设计要求：按持力层承载力按持力层承载力确定基底尺寸基底尺寸，按满足刚性角（控制台阶宽高比）刚性角（控制台阶宽高比）确定截面尺寸截面尺寸构造要求：基顶埋深、基顶宽度、台阶高度、基础高度、垫层2.6.1无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计（一）无筋扩展基础的宽高比限值无筋扩展基础构造示意无筋扩展基础构造示意刚性角，大小取决于基础材料和pk (荷载效应标准组合时基底处的平均压力)：表表2-9 2-9 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值无筋扩展基础台阶宽高比的允许值砖基础砖基础俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑方式有方式有两皮一收两皮一收和和二一间隔收二一间隔收（又称两皮一收与一皮一收相（又称两皮一收与一皮一收相间）两种（图间）两种（图2-232-23）。两皮一收是每砌两皮砖，即）。两皮一收是每砌两皮砖，即120mm120mm，收进收进1/41/4砖长，即砖长，即60mm60mm；二一间隔收是从底层开始，先砌两；二一间隔收是从底层开始，先砌两皮砖，收进皮砖，收进1/41/4砖长，再砌一皮砖，收进砖长，再砌一皮砖，收进1/41/4砖长，如此反复。砖长，如此反复。毛石基础毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于的每阶伸出宽度不宜大于200mm200mm，每阶高度通常取每阶高度通常取400400600mm600mm，并由两层毛石，并由两层毛石错缝砌成。错缝砌成。混凝土基础混凝土基础每阶高度不应小于每阶高度不应小于200mm200mm，毛，毛石混凝土基础每阶高度不应小于石混凝土基础每阶高度不应小于300mm300mm。灰土基础灰土基础施工时每层虚铺灰土施工时每层虚铺灰土220220250mm250mm，夯，夯实至实至150mm150mm，称为，称为“一步灰土一步灰土”。根据需要可。根据需要可设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为300mm300mm或或450mm450mm，三合土基础厚度不应小于，三合土基础厚度不应小于300mm300mm。无筋扩展基础也可由无筋扩展基础也可由两种材料叠合组成两种材料叠合组成，例，例如，上层用砖砌体，下层用混凝土。如，上层用砖砌体，下层用混凝土。无筋扩展基础的设计步骤1.根据已知的根据已知的d，进行地基承载力特征值的深度修正。，进行地基承载力特征值的深度修正。2.按持力层承载力确定基底尺寸按持力层承载力确定基底尺寸b。3.按台阶宽高比允许值初选基础高度按台阶宽高比允许值初选基础高度H0。4.确定每一级台阶的宽度确定每一级台阶的宽度bi，高度，高度hi。注：注：为保证传力路线流畅，节省材料，施工方便，每一级为保证传力路线流畅，节省材料，施工方便，每一级台阶都宜符合宽高比要求。台阶都宜符合宽高比要求。5.满足构造要求。如砖模等满足构造要求。如砖模等。【例例7-2】某某综合楼合楼370承重承重外外墙，荷，荷载与地基情况如与地基情况如图示，示，试设计此此墙基基础。【解解】确定基确定基础类型：型：根据上部根据上部结构形式、荷构形式、荷载 及地基情况，初步及地基情况，初步拟设计 为无筋无筋扩展毛石基展毛石基础，材，材 料料质量要求：量要求：粘土粘土=18.5kN/m3 fak=170kPa（b=0.3、d=1.6）Fk=280kN/m 0.000.751700填土填土=17kN/m3 fak=130kPa370毛石毛石MU20砂砂浆M5 确定基础最小埋深，选择持力层。确定基础最小埋深，选择持力层。选择持力层、确定基础埋深：根据地质条件，选择持力层、确定基础埋深：根据地质条件，选黏土层为持力层，基础埋深选黏土层为持力层，基础埋深d=1.70m 求修正后的地基承载力特征值：求修正后的地基承载力特征值：假定假定b3m，则：，则：确定基底面宽度：取确定基底面宽度：取l=1m设计取基底宽度：设计取基底宽度：b=1.8m确定基确定基础允允许宽高比：高比：pk=(Fk+Gk)/A=197.05kPa200kPab2 2/HH0 0=tan=tan=1:1.51:1.5基基础允允许宽高比：高比：按允按允许宽高比及构造要求高比及构造要求设计基基础剖面尺寸：剖面尺寸：毛石基毛石基础需台需台阶数：数：n=(bb0 0)(2200)=3.575基基础剖面剖面设计为四四级台台阶：b1=115b2=200b3=200b4=200h=400验算：验算：200/4001/1.5满足要求满足要求绘基基础施工施工图0.000.7518009009001851852.45例例某某承承重重墙墙厚厚240mm240mm，作作用用于于地地面面标标高高处处的的轴轴心心荷荷载载标标准准值值Fk=180kN/m，基基础础埋埋深深d=1m，地地基基承承载载力力特特征征值值fa=220kPa，要求：要求：(1)(1)确定墙下条形基础的底面宽度；确定墙下条形基础的底面宽度；(2)(2)按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮 一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；(3)(3)按毛石基础设计，并画出剖面示意图；按毛石基础设计，并画出剖面示意图；(4)(4)按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。解解(1)(1)基础宽度基础宽度(2)(2)按砖基础设计按砖基础设计为符合砖的模数，取基底宽度为符合砖的模数，取基底宽度b=0.96m，则砖基础所需的台阶，则砖基础所需的台阶数为：数为：(3)(3)按毛石基础设计按毛石基础设计基底宽度取基底宽度取0.9m，基础分二阶砌筑，每阶高度为，基础分二阶砌筑，每阶高度为400mm，每阶伸出宽度均小于每阶伸出宽度均小于200mm。(4)(4)按混凝土基础设计按混凝土基础设计混凝土强度等级采用混凝土强度等级采用C15，基底宽度取，基底宽度取0.9m，基础分二阶，基础分二阶，第一阶高度第一阶高度250mm，伸出宽度，伸出宽度180mm，台阶宽度比为，台阶宽度比为180:250=1:1.39；第二阶高度；第二阶高度200mm，伸出宽度，伸出宽度150mm，台，台阶宽高比为阶宽高比为150:200=1:1.33。由。由p=fa=220kPa查表得台阶宽高查表得台阶宽高比的允许值为比的允许值为1:1.25，符合要求。，符合要求。2.6.2墙下钢筋砼条形基础设计墙下钢筋砼条形基础设计1.1.构造要求构造要求 梯梯形形截截面面基基础础（图图2-222-22）的的边边缘缘高高度度，一一般般不不小小于于200mm200mm；基基础础高高度度小小于于等等于于250mm250mm时，可做成等厚度板。时，可做成等厚度板。基基础础下下的的垫垫层层厚厚度度一一般般为为100mm100mm，每每边边伸伸出出基基础础5050100mm100mm，垫垫层层混混凝凝土土强强度度等等级应为级应为C10C10。底板受力钢筋的最小直径不宜小于底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm和小于和小于100mm。当有垫层时，混凝土的保护层净厚度。当有垫层时，混凝土的保护层净厚度不应小于不应小于40mm，无垫层时不应小于，无垫层时不应小于70mm。纵向分布筋直径。纵向分布筋直径不小于不小于8mm，间距不大于，间距不大于300mm，每延米分布钢筋的面积应，每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的不小于受力钢筋面积的1/10。混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于C20。当当基基础础宽宽度度大大于于或或等等于于2.5m时时，底底板板受受力力钢钢筋筋的的长长度度可可取取基基础础宽宽度度的的0.9倍，并交错布置。倍，并交错布置。基基础础底底板板在在T形形及及十十字字形形交交接接处处，底底板板横横向向受受力力钢钢筋筋仅仅沿沿一一个个主主要要受受力力方方向向通通长长布布置置，另另一一方方向向的的横横向向受受力力钢钢筋筋可可布布置置到到主主要要受受力力方方向向底底板板宽宽度度1/4处处（图图2-21a）。在在拐拐角角处处底底板板横横向向受受力力钢钢筋筋应应沿沿两两个个方方向向布布置置（图图2-21b）。）。当地基软弱时，为了减少不均匀沉降的影响，基础截面可采用带肋的当地基软弱时，为了减少不均匀沉降的影响，基础截面可采用带肋的板，肋的纵向钢筋按经验确定。板，肋的纵向钢筋按经验确定。1、墙下钢筋砼条形基础设计、墙下钢筋砼条形基础设计（一）中心受（一）中心受压基基础q受力分析受力分析 1.倒置倒置悬臂梁；臂梁；2.受地基受地基净反力作用；反力作用；3.危危险截面：截面：墙根部根部-面弯矩与剪力最大。面弯矩与剪力最大。地基地基地基地基净净反力反力反力反力：pj 上部上部结构荷构荷载设计值设计值F 在基底在基底产生的反力。生的反力。bab1倒置倒置悬臂梁臂梁pjFV=Pjb1;M=1/2Pjb12沿墙长取单位长度沿墙长取单位长度1m分析：分析：l=1.0mPj=F/b注意：基底净反力与注意：基底净反力与Pk区别区别b1挑出长度，挑出长度，当墙体材料为混凝土时，当墙体材料为混凝土时，取基础边缘至墙脚的距离；取基础边缘至墙脚的距离；当墙体材料为砖当墙体材料为砖砌体且放脚宽度不大于砌体且放脚宽度不大于1/4砖长时，取基础边缘砖长时，取基础边缘至墙脚距离至墙脚距离+0.06m基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏,基基础高度础高度由混凝土的受剪承载力确定：由混凝土的受剪承载力确定：V0.7fth0V=Pjb1h0V/(0.7ft)f ft t混凝土轴心抗拉强度。混凝土轴心抗拉强度。基础底板配筋：基础底板配筋：基础每米长的受力钢筋截面面积：基础每米长的受力钢筋截面面积：As=M/(0.9fAs=M/(0.9fy yh h0 0)单位要统一，单位要统一，M M取取N N.mm/m,hmm/m,h0 0取取mm,fmm,fy y取取N/mmN/mm2 2,AsAs取取mmmm2 2/m./m.M=1/2Pjb12h0基基础底板有效高度底板有效高度有有有有垫层垫层h0=h45无无无无垫层垫层h0=h75（2 2）偏心受偏心受压基基础净净偏心距：偏心距：e0=M/FbapjminFMpjmaxpjPjmax=F/b(1+6e0/b)基础的高度和配筋仍按上基础的高度和配筋仍按上面公式计算