天然地基上浅基础设计.docx

第五章 天然地基上浅基础设计
第一节 基础设计的原则
一、一般原则
1.地基应有足够的强度、刚度和耐久性。
2.地基应有足够的强度和稳定性。
3.基础沉降量应小于地基的允许变形值。
二、地基变形特征及允许变形值
地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。
在计算地基变形时，应符合下列规定：
1.由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；
2.在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施工顺序。此时，一般建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已基本完成80%以上，对于低压缩粘性土可认为已完成最终沉降量的50%-80%，对于中压缩粘性土可认为已完成20%-50%,对于高压缩粘性土可认为已完成5%-20%。
建筑物的地基变形允许值，可按表5.3.4规定采用。对表中未包括的其他建筑物的地基变形允许值，可根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。
建筑物的地基变形允许值 表5.3.4

变形特征
地基土类别
中、低压缩性土
高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜
0.002
0.003

工业与民用建筑相邻柱基的沉降差
(1)框架结构
(2)砖石墙填充的边排柱
(3)当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构
0.002l
0.0007l
0.005l
0.003l
0.001l
0.005l
单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm)
(120)
200
桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)
纵向
横向
0.004
0.003
多层和高层建筑基础的倾斜Hg≤24
24100
0.004
0.003
0.0025
0.002
体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)
200
高耸结构基础的倾斜Hg≤20
20纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。
三、地基设计的规定
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作的程度,将地基础设计分为三个设计等级,设计时应根据具体情况,按表3.0.1选用.

地基基础设计等级 表3.0.1

设计等级
建筑和地基类型
甲级
重要的工业与民用建筑物
30层以上的高层建筑
体型复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物
大面积的多层地下建筑物(如地下车库,商场.运动场等)
对地基变形有特殊要求的建筑物
复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)
对原有工程影响较大的新建建筑物
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坑工程
乙级
除甲级,丙级以外的工业与民用建筑物

丙级
场地和地基条件简单,荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物

  根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:
  1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;
当轴心荷载作用时 pk≤fa
式中  pk--相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；
   fa--修正后的地基承载力特征值。
  当偏心荷载作用时，应同时符合以下两式要求：
pk≤fa ；pkmax≤1.2fa
 pkmax--相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。
 2.所有建筑物为甲级,乙级的建筑物,均应按地基变形规定;
  3.表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况时,仍应作变形验算;
  1)地基承载力标准值小于130kPa,且体型复杂的建筑；
  2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；
  3)软弱地基上的相邻建筑如距离过近，可能发生倾斜时；
  4)相邻建筑距离过近,可能发生倾斜;
  5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
  4.对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。
  5.基坑工程应进行稳定验算;
  6.当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算.
可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围
表3.0.2

地基主
要受力
层情况
地基承载力标准值
fak(kPa)
60≤fak
<80
80≤fak
<100
100≤fak
<130
130≤fak
<160
160≤fak

<200
200≤fak
<300
各土层坡度(%)
≤5
≤5
≤10
≤10
≤10
≤10
建筑
类型
砌体承重结构、框
架结构(层数)
≤5
≤5
≤5
≤6
≤6
≤7
单层
排架
结构
(6m柱距)
单
跨
吊车额定
起重量(t)
5-10
10-15
15-20
20-30
30-50
50-100
厂房跨度
(m)
≤12
≤18
≤24
≤30
≤30
≤30
多
跨
吊车额定
起重量(t)
3-5
5-10
10-15
15-20
20-30
30-75
厂房跨度
(m)
≤12
≤18
≤24
≤30
≤30
≤30
烟囱
高度(m)
≤30
≤40
≤50
≤75
≤100
水塔
高度(m)
≤15
≤20
≤30
≤30
≤30
容积(m3)
≤50
50-100
100-200
200-300
300-500
500-1000
注：
1.地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b(b为基础底面宽度)，独立基础下为1.5b,且厚度均不小于5m的范围(二层以下一般的民用建筑除外)；
2.地基主要受力层中如有承载力标准值小于130kPa的土层时，表中砌体承重结构的设计，应符合本规范第七章的有关要求；
3.表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑，对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数；
4.表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。

地基基础设计等级 表3.0.1

设计等级
建筑和地基类型
甲级
重要的工业与民用建筑物
30层以上的高层建筑
体型复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物
大面积的多层地下建筑物(如地下车库,商场.运动场等)
对地基变形有特殊要求的建筑物
复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)
对原有工程影响较大的新建建筑物
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坑工程
乙级
除甲级,丙级以外的工业与民用建筑物

丙级
场地和地基条件简单,荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物

  地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:

  地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:
  1.按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载应应按正常使用极限状下荷载效应标准组合.相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值.
  2.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载应按长期效应组合，不应计入风荷载和地震作用.相应的限值应为地基变形允许值.
  3.计算挡土墙的土压力、地基稳定及滑坡推力时，荷载应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0.
  4.在确定基础或桩台高度,支挡结构截面,计算基础或支挡结构内力,确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载能力级限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数.
  当需要验算裂缝宽度时,应按正常使用极限状态荷载效应标准组合.
  5.基础设计安全等级,结构设计使用年限,结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数γ0不应小于1.0.
四、基础设计的步骤
1.选择基础类型和材料；
2.选择基础埋置深度；
3.确定地基承载力特征值（假定基础宽度小于3米）；
4.确定基础底面尺寸，必要时进行软弱下卧层验算；
5.验算地基的变形；
6.验算地基的稳定性；
7.确定基础的剖面尺寸，进行基础结构计算；
8绘制基础施工图，并编写说明。

第二节 基础的类型
一、无筋扩展基础non-reinforced spread foundation（刚性基础）
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,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础. 无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。
二、扩展基础spread foundation（柔性基础）
   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,而基础内部的应力应同时满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. 包括墙下条形基础、柱下独立基础。
三、柱下条形基础、筏板基础、箱形基础、壳体基础、桩基础
第三节 基础埋深的选择
基础埋深是指基础底面到室外设计地面的距离，基础埋深的选择实质上就是确定持力层的位置。基础的埋置深度,应按下列条件确定： 1. 工程地质和水文地质条件； 2. 建筑物的用途,有无地下设施,基础和形式和构造；； 3. 相邻建筑物的基础埋深；4. 作用在地基上的荷载大小和性质； 5.地基土冻胀和融陷的影响.
一、工程地质条件
从工程地质条件出发，选择合适的持力层是确定基础埋深的一个重要因素，应优先考虑将基础埋置在承载力高、压缩性较低的土层上，而且应考虑尽量将基础埋得浅一些。当上层土软弱而下层土承载力高时，应视软土层的厚度决定埋深。若软土层较薄，可将基础置于下面较好的土层上；若软土层较厚，可考虑采用桩基础、深基础或人工地基。
二、地下水的影响
若遇地下水，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（施工排水）。对有侵蚀性的地下水，应对基础采取保护措施。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
三、建筑物的用途,有无地下设施,基础和形式和构造 
 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层.除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m 。如果基础露出地面也易受到各种侵蚀的影响，则要求基础顶面应低于室外设计地面至少0.1m。
 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.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其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(不计桩度)不宜小于建筑物高度的1/18~1/20.位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求.
四、相邻建筑物的基础埋深
当有相邻建筑物时,新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础.当埋深大于原有的建筑物时,两基础间应保持一定净距,其数值应根据原有的建筑荷载大小,基础形式和土质情况确定.当上述要求不能满足时,应采取分段施工,设临时加固支撑,打板桩,地下连续墙等施工措施,或加固原有的建筑物基础.
五、作用在地基上的荷载大小和性质
不同建筑物的基础所受荷载大小不同，甚至相差很大。同一土层，对于荷载小的基础，可能是很好的持力层，对于荷载大的基础来说，则不适宜作为持力层，需另行确定。对承受较大水平荷载的基础，为保持稳定性，基础埋深应加大。
六、地基土冻胀和融陷的影响
  确定基础埋深应考虑地基的冻胀性.地基的冻胀性类别应根据冻土层的平均冻胀率η的大小,按规范（GB50007-2002）附录G.0.1查取.
地基土的冻胀性分类
表G.0.1

土的名称
冻前天然含水量
ω(%)
冻结期间
地下水位
距冻结面
的最小距
离hw(m)
平均冻胀率
η(%)
冻胀
等级
冻胀类别
碎(卵)石,砾,
粗,中砂(粒径小于
0.075mm颗粒含量
大于15%),细砂
(粒径小于0.075mm
颗粒含量大于10%)
ω≤12
>1.0
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.0
1<η≤ 3.5/TD>
Ⅱ
弱冻胀
12<ω≤ 18BR>
>1.0
≤1.0
3.5<η≤ 6BR>
Ⅲ
冻胀
ω>18
>0.5
≤0.5
6<η≤ 12BR>
Ⅵ
强冻胀
粉砂
ω≤14
>1.0
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.0
1<η≤ 3.5/TD>
Ⅱ
弱冻胀
14<ω≤ 19BR>
>1.0
≤1.0
3.5<η≤ 6BR>
Ⅲ
冻胀
19<ω≤ 23BR>
>1.0
≤1.0
6<η≤ 12/TD>
Ⅵ
强冻胀
ω> 23
不考虑
η> 12
Ⅴ
特强冻胀
粉土
ω≤19
>1.5
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.5
1<η≤ 3.5BR>
Ⅱ
弱冻胀
19<ω≤ 22/TD>
>1.5
1<η≤ 3.5BR>
Ⅱ
弱冻胀
≤1.5
3.5<η≤ 6 /TD>
Ⅲ
冻胀
22<ω≤ 26/TD>
>1.5
≤1.5
6<η≤ 12BR>
Ⅵ
强冻胀
26<ω≤ 30/TD>
>1.5
≤1.5
η≤ 12
Ⅴ
特强冻胀
ω> 30
不考虑
粘性土
ω≤ωp+2
>2.0
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤2.0
1<η≤ 3.5BR>
Ⅱ
弱冻胀
ωp+2<ωBR>≤ωp+5
>2.0
≤2.0
3.5<η≤ 6BR>
Ⅲ
冻胀
ωp+5<ωBR>≤ωp+9
>2.0
≤2.0
6<η≤ 12 /TD>
Ⅵ
强冻胀
ωp+9<ωBR>≤ωp+15
>2.0
≤2.0
η>12
Ⅴ
特强冻胀
ω >ωp+15
不考虑
注：
1.ωp---塑限含水量(%);
ω---在冻土层内冻前天然含水量的平均值;
2.盐渍土不在表列;
3.塑性指数大于22时,冻胀性降低一级;
4.粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时,为不冻胀土;
5.碎石类土当填充物大于全部质量的40%时,其冻胀性按充填物土的类别判断;
6.碎石土,砾砂,粗砂,中砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于15%),细砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于10%)均按不冻胀考虑.
 季节性冻土地基的设计冻深zd应按下式计算:
zd=z0.ψzs.ψzw.ψze
 式中  zd---设计冻深，若当地有多年实测资料时,也可:zd=h'-△z,h'和△z分别为实测冻土层的厚度和地表冻胀量；
  z0---标准冻深，系采用在地表平坦,裸露,城市之外的空旷场地中不少于10年实测最大冻深的平均值.当无实测资料时,按本规范附录F采用；
  ψzs---土的类别对冻深的影响系数,按表5.1.7-1；
  ψzw---土的冻胀性对冻深的影响系数,按表5.1.7-2；
  ψze---环境对冻深的影响系数,按表5.1.7-3
土的类别对冻深的影响系数
表5.1.7-1

土的类别
影响系数ψzs
粘性土
1.00
细砂,粉砂,粉土
1.20
中,粗,砾砂
1.30
碎石土
1.40
土的冻胀性对冻深的影响系数
表5.1.7-2

冻胀性
影响系数ψzw
不冻胀
1.00
弱冻胀
0.95
冻胀
0.90
强冻胀
0.85
特强冻胀
0.80
环境对冻深的影响系数
表5.1.7-3

周围环境
影响系数ψze
村,镇,旷野
1.00
城市近郊
0.95
城市市区
0.90
注：环境影响系数一项,当城市市人口为20-50万时,按城市近郊取值;当城市市区人口大于50万小于等于100万时,按城市市区取值;当城市市区人口超过100万时,按城市市区取值,5km以内的郊区应按城市近郊取值.
  当建筑基础底面之下允许有一定厚度的冻土层,可用下式计算基础的最小埋深:
dmax=zd-hmax
 式中
  hmax---基础底面下允许残留冻土层的最大厚度,按规范附录G.0.2查取.
  当有充分依据时,基底下允许残留冻土层厚度也可根据当地经验确定
建筑基底下允许残留冻土层厚度hmax(m)
表G.0.2

基底平均压力(kPa)
90
110
130
150
170
190
210
冻胀性
基础形式
采暖情况
弱冻
胀土
方形
基础
采暖
-
0.94
0.99
1.04
1.11
1.15
1.20
不采暖
-
0.78
0.84
0.91
0.97
1.04
1.10
条形
基础
采暖
-
>2.50
>2.50
>2.50
>2.50
>2.50
>2.50
不采暖
-
2.20
2.50
>2.50
>2.50
>2.50
>2.50
冻胀土

方形
基础
采暖
-
0.64
0.70
0.75
0.81
0.86
-
不采暖
-
0.55
0.60
0.65
0.69
0.74
-
条形
基础
采暖
-
1.55
1.79
2.03
2.26
2.50
-
不采暖
-
1.15
1.35
1.55
1.75
1.95
-
强度
胀土
方形
基础
采暖
-
0.42
0.47
0.51
0.56
-
-
不采暖
-
0.36
0.40
0.43
0.47
-
-
条形
基础
采暖
-
0.74
0.88
1.00
1.13
-
-
不采暖
-
0.56
0.66
0.75
0.84
-
-
特强
冻胀
土
方形
基础
采暖
0.30
0.34
0.38
0.41
-
-
-
不采暖
0.24
0.27
0.31
0.34
-
-
-
条形
基础
采暖
0.43
0.52
0.61
0.70
-
-
-
不采暖
0.33
0.40
0.47
0.53
-
-
-
注：
1.本表只计算法向冻肛力,如果基侧存在切向冻胀,应须采取防切向力措施;
2.本表不适用宽度小于0.6m的基础,矩形基础可取短边尺寸按方形基础计算.
3.表中数据不适用于淤泥,淤泥质土和欠固结土.
4.表中基底平均压力数值为永久荷载标准值乘以0.9,可以内插.

     在冻胀,强冻胀,特强冻胀地基上,应采用下列防冻害措施:
  1.对在地下水位以上的基础,基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂,其厚度不应小于10cm.对在地下水位以下的基础,可采用桩基础,自锚式基础(冻土层下有扩大板或扩底短桩)或采取其他有效措施.
  2宜选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。对低洼场地，宜在建筑四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300-500mm。
  3防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑地基，应设置排水设施。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流。
  4在强冻胀性和特强冻胀性的地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。
  5当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙，以防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。
  6外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料。
  7对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬季不能正常采暖，也应对地基采取保温措施。

第四节 基础底面积的确定
一、轴心受压基础底面积的确定
由可得基础底面积：
对于矩形基础：，一般控制；
对于条形基础：（长度l=1m为计算单元）
一般先假定基础宽度小于3m来确定地基承载力特征值fa ,然后试算。
例1、例2（P79-80）
二、偏心受压基础底面积的确定
1.柱下矩形独立基础

式中l为长边方向，即弯矩作用方向，一般控制。
计算步骤：先按轴心受压基础初步确定基础底面积，然后将基础底面积增大10%-40%，按适当长宽比确定基础长度和宽度，最后用上面公式验算，直到满足要求为止。
2.墙下条形基础
与柱下矩形独立基础计算相同，注意l=1m,b为条基宽度，是弯矩作用方向。

式中b为弯矩作用方向，一般控制。
例3：（P81）

第四节 基础底面积的确定
三、软弱下卧层承载力验算
   当地基受力层范围内有软弱卧层时,应按下式验算:
Pz+Pcz≤faz (5.2.7-1)
  式中  Pz---相应于荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值;
   Pcz---软卧下卧层顶面处土的自重压力值;
   faz---软卧下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值.
  对条形基础和矩形基础,式(5.2.7-1)中的Pz值可按下列公式简化计算:
   条形基础
Pz=b(Pk-Pc)/(b+2ztanθ) (5.2.7-2)   矩形基础
Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2ztanθ)(l+2ztanθ) (5.2.7-3)  式中
   b---矩形基础和条形基础底边的宽度；
  l---矩形基础底边的长度；
  Pc---基础底面处土的自重压力标准值；
  z---基础底面至软弱下卧层顶面的距离；
  θ---地基压力扩散线与垂直线的夹角，可按表5.2.7采用。
地基压力扩散角θ
表5.2.7

Es1/Es2
z/b
0.25
0.50
3
5
10
6°
10°
20°
23°
25°
30°
注：
1.Es1为上层土压缩模量;Es2为下层土压缩模量；
2.z/b<0.25b时一般取θ=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50b时θ值不变。
例4：（P83）

第五节 无筋扩展基础
由于此种基础的抗拉、抗弯强度较低，故一般设计成轴心受压基础。为方便施工，一般做成台阶状剖面，其剖面尺寸设计应满足刚性角的要求，同时应满足构造要求。
一、基础高度,应符合下式要求(图8.1.2)
H0≤b-b0/2tanα
   式中  b---基础底面宽度;
  b0---基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度;
  H0---基础高度;
  b2---基础台阶宽度;
  tanα---基础台阶宽高比b2:H0,其允许值可按表8.1.2选用.
 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
表8.1.2

基础材料
质量要求
台阶宽高比的允许值
pk≤100
10025
1:1.50
砖基础
砖不低于MU10,砂浆不低于M5
1:1.50
1:1.50
1:1.50
毛石基础
砂浆不低于M5
1:1.25
1:1.50
-
灰土基础
体积比为3:7或2:8的灰土,其最小干密度:
粉土1.55t/m3
粉质粘土1.50t/m3
粘土1.45t/m3
1:1.25
1:1.50
-
三合土基础
体积比1:2:4-1:3:6(石灰:砂:骨料),每层约虚铺220mm,夯至150mm
1:1.50
1:2.00
-
注： 1.pk为荷载效应标准组合基础底面处的平均压力值(kPa);
2.阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度,不宜大于200mm;
3.当基础由不同材料叠合组成时,应对接触部分作抗压验算;
4.基础底面处的平均压力值超过300kPa的混凝土基础,尚应进行抗剪验算;

 二、构造要求
采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱,其柱脚高度h1不得小于b1(图8.1.2),并不应小于300mm且不小于20d(d为柱中的纵向受力钢筋的最大直径).当柱纵向钢筋在柱脚同伯竖向锚固长度不满足锚固要求时,可沿水平方向弯折,弯折后的水平锚固长度不应小于10d也不小于20d.

第六节 墙下钢筋混凝土条形基础
墙下钢筋混凝土条形基础的设计内容主要包括确定基础宽度、基础高度及基础底板配筋。
一、基础宽度b
取1m长为计算单元，按公式确定。
二、基础底板高度
基础底板如同倒置的悬臂板，由自重产生的均布压力与其地基反力相抵消，因此底板仅受上部荷载传来的内力设计值引起的地基净反力的作用。
初估基础底板厚度为不小于b/8,然后经过抗剪强度验算确定。
（a=1m）
式中 V—底板悬臂根部截面的最大剪力，
b1—基础边缘至墙边的距离，
—地基净反力，
h0—有效高度，h0=h-a,有垫层a=40mm,无垫层a=70mm。
当基础底板厚度≤250mm时，一般做成等厚度板；当基础底板厚度＞250mm时，宜用变厚度翼板，其坡度小于或等于1:3；翼板厚度不宜小于200mm。
三、基础底板配筋
根部截面最大弯矩：
基础底板配筋面积：
四、构造要求：
混凝土不宜低于C20；受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm,墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm,间距不大于300mm,每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10.
钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处(图8.2.2b).在拐角处底横向受力筋应沿两个方向布置(图8.2.2c).
五、设计实例（见课本）

第七节 柱下钢筋混凝土独立基础
一、基础底面积
按第四节要求计算。
二、基础高度
基础高度应根据抗冲切强度确定。
冲切破坏特征：若基础高度不够，可从柱子周边起，沿着45°斜面拉裂，从而形成冲切角锥体。因此对矩形截面柱的矩形基础,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力：  受冲切承载力应按下列公式验算:
Fl≤0.7βhpftamh0 (8.2.7-1)
am=(at+ab)/2 (8.2.7-2)
Fl=pjAl   式中
  βhp---受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0。当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;
  ft---混凝土轴心拉抗强度设计值.
  h0---基础冲切破坏锥体的有效高度;
  am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;
  at---冲切破坏锥最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处的受冲力承载力时,取上阶宽;
  ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内(图8.2.7-1a,b),计算柱一基础交接和的受冲切承载力时,对柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度.当冲切破坏锥体的底面在l方向落在基础底面以外,即a+2h0≥l时,(图8.2.7-1c),ab=l;
  pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础国缘处最大地基单位面积净反力;
  Al---冲切验算时取用的部分基底面积(图8.2.7-1a,b中的阴影面积ABCDEF,或图8.2.7-1c中的阴影面积ABCD);
  Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
三、底板配筋
在轴心荷载或单向偏心荷载作用下底板受弯可按下列简化方法计算:
  1)对于矩形基础,当台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6基础宽度时,任意截面的弯矩可按下列公式计算(图8.2.7-2):
MⅠ=1/12a21[(2l+a')(pjmax+p-2G/A)+(pjmax-p)l] (8.2.7-4)
MⅡ=1/48(l-a')2(2b+b')(pjmax+pjmin-2G/A) (8.2.7-5)  式中  MⅠ,MⅡ---任意截面Ⅰ-Ⅱ,Ⅱ-Ⅱ处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
  a1---任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离;
  pmax,pmin---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值;
  p---相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值;
  G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重;当组合值由永久荷载控制时,G-1.35Gk,Gk为基础及其上土的标准自重.
  2)对于墙下条形基础任意截面的弯矩(图8.2.7-3),可取l=a'=1m按式(8.2.7-4)进行计算,其最大弯矩截面的位置,应符合下列规定:
  当墙体材料为混凝土时,取a1=b;
  如为砖墙体且放脚不大于1/4砖长时,取a1=b1=1/4砖长;
  4.当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力.
四、构造要求
  1.锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶高度，宜为300-500mm;
  2.、垫层的厚度不宜小于70mm,垫层混凝土强度等级应为C10。
  3.扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm,墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm,间距不大于300mm,每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10.当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm,无垫层时不小于70mm.；
  4.混凝土强度等级不应低于C20;
  5.当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置(图8.2.2a);
6.现浇柱的基础,其插筋的数量,直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力相同.插筋的锚固长度应满足第8.2.3条的要求,插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法,应符合现行<<混凝土结构设计规范>>的规定.插筋的下端宜作为直钩放在基础底板钢筋网上.当符合下列条件之一时,可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上,其插筋锚固在基础顶面下ιa或ιaE(有抗震设防要求时)处(图8.2.4).
  （1）柱为轴心受压或小偏心受压,基础高度大于等于1200mm;
（2）柱为大偏心受压,基础高度大于等于1400mm.

图8.2.4：现浇柱的基础中插筋构造示意

第十节 减小地基不均匀沉降的一般措施
一、地基不均匀沉降产生的墙身裂缝
混合结构房屋对地基不均匀沉降很敏感，会在墙体内产生一定的应力。由于砌体的抗拉、抗剪强度较低，因此很容易在墙体上产生斜裂缝或踏步式裂缝，特别是在窗洞的四角部位，裂缝大致呈45度左右并倾向于沉降大的一方。
如果房屋中部沉降大于端部，则底层窗口首先产生倾向于中部呈八字形开展的裂缝；如果端部沉降大于中部，则顶层窗口出现倾向于两端呈倒八字形开展的裂缝；
如果房屋局部下沉，则在墙的下部产生倾斜于局部沉降的斜裂缝；
如果房屋高差较大时，则低层房屋的窗口可能产生倾斜于高层的斜裂缝。
房屋的整体倾斜也是倾向地基沉降大的方向。
框架等超静定结构对地基不均匀沉降较为敏感，不均匀沉降会在结构中引起较大的应力，如果结构本身强度不足，就很容易发生开裂；排架等静定结构，则对地基的不均匀沉降有很大的适应性。
二、建筑措施
 1.建筑物的体形应力求简单： 在满足使用和其他要求的前提下,建筑体型应力求简单.当建筑体型比较复杂时,宜根据其平面形状和高度差异情况,在适当部位用于沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元;当高度差异工荷载差异较大时,应采用能自由沉降的连接构造.
2. 设置沉降缝： 建筑物的下列部位,宜设置沉降缝:
  1.建筑平面的转折部位；
  2.高度差异或荷载差异处；
  3.长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；
  4.地基土的压缩性有显著差异处；
  5.建筑结构或基础类型不同处；
  6.分期建造房屋的交界处。
  沉降缝应有足够的宽度，缝宽可按表7.3.2选用。
房屋沉降缝的宽度
表7.3.2

房屋层数
沉降缝宽度(mm)
二～三
四～五
五层以上
50-80
80-120
不小于120
3.相邻建筑物基础间保持一定的净距：相邻建筑物基础间的净距，可按表7.3.3选用。
相邻建筑物基础间的净距(m)
表7.3.3

被影响建筑
的长高比
2.0≤L/Hf<3.0
3.0≤L/Hf<5.0
影响建筑的预估平
均沉降量s(mm)
70-150
160-250
260-400
>400
2-3
3-6
6-9
9-12
3-6
6-9
9-12
≥12
注：1.表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度(m)；Hf为自基础底面标高算起的建筑物高度(m)；
2.当被影响破筑的长高比为1.