高层建筑基础分析与设计 教学课件 袁聚云 5本科 2011秋 第五章 天然地基上的高层建筑基础.pptx

高层建筑基础分析与设计高层建筑基础分析与设计 教学课件教学课件 袁聚袁聚云云 5本科本科 2011秋秋 第五章第五章 天然地基上的高天然地基上的高层建筑基础层建筑基础2023/2/262023/2/262 2l l地基基础设计基本原则要求：地基基础设计基本原则要求：基础底面压力应小于地基容许承载力值；基础底面压力应小于地基容许承载力值；基础底面压力应小于地基容许承载力值；基础底面压力应小于地基容许承载力值；建筑物的沉降应小于容许变形值；建筑物的沉降应小于容许变形值；建筑物的沉降应小于容许变形值；建筑物的沉降应小于容许变形值；避免地基滑动，防止建筑物失稳。避免地基滑动，防止建筑物失稳。避免地基滑动，防止建筑物失稳。避免地基滑动，防止建筑物失稳。l l我我国国地地域域辽辽阔阔，已已建建高高层层建建筑筑采采用用天天然然地地基的箱基或筏基为数不少。基的箱基或筏基为数不少。l l实实践践表表明明：天天然然地地基基上上的的箱箱基基或或筏筏基基在在高高层建筑中有广泛应用的前景。层建筑中有广泛应用的前景。第五章第五章 天然地基上的高层建筑基础天然地基上的高层建筑基础 第1页/共53页2023/2/262023/2/263 3一、地基承载力确定一、地基承载力确定l l确确确确定定定定地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力的的的的方方方方法法法法有有有有经经经经验验验验查查查查表表表表法法法法、原原原原位位位位测测测测试法和理论计算公式法。试法和理论计算公式法。试法和理论计算公式法。试法和理论计算公式法。1.1.经验查表确定承载力经验查表确定承载力经验查表确定承载力经验查表确定承载力l l以以以以载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验为为为为依依依依据据据据，将将将将大大大大量量量量室室室室内内内内试试试试验验验验资资资资料料料料经经经经过过过过对对对对比比比比统统统统计计计计分分分分析析析析，建建建建立立立立土土土土的的的的物物物物理理理理力力力力学学学学指指指指标标标标与与与与各各各各类类类类土土土土的的的的承承承承载载载载力力力力基基基基本本本本值值值值 f f00之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系，编编编编制制制制相相相相应应应应的的的的地基承载力基本值表地基承载力基本值表地基承载力基本值表地基承载力基本值表(表表表表5-15-1和表和表和表和表5-2)5-2)。第一节第一节 地基承载力与基础埋置深度地基承载力与基础埋置深度第2页/共53页2023/2/262023/2/264 4第3页/共53页2023/2/262023/2/265 5l l地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料，经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的离散程度的影响均没有反映。离散程度的影响均没有反映。离散程度的影响均没有反映。离散程度的影响均没有反映。l l地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正，将从表中查出的地基承载力基本值将从表中查出的地基承载力基本值将从表中查出的地基承载力基本值将从表中查出的地基承载力基本值f f0 0乘以小于乘以小于乘以小于乘以小于1 1的回的回的回的回归修正系数。归修正系数。归修正系数。归修正系数。第4页/共53页2023/2/262023/2/266 62.现场载荷试验确定地基承载力现场载荷试验确定地基承载力 l l载荷试验是原位测试中确载荷试验是原位测试中确载荷试验是原位测试中确载荷试验是原位测试中确定承载力最为常用的一种定承载力最为常用的一种定承载力最为常用的一种定承载力最为常用的一种方法。方法。方法。方法。l l载荷试验曲线特性明显，载荷试验曲线特性明显，载荷试验曲线特性明显，载荷试验曲线特性明显，典型的典型的典型的典型的p-sp-s曲线可分成三曲线可分成三曲线可分成三曲线可分成三个阶段个阶段个阶段个阶段(图图图图5-1)5-1)：FFOaOa:压密阶段压密阶段压密阶段压密阶段;FFabab:局部剪切阶段局部剪切阶段局部剪切阶段局部剪切阶段;FFbcbc:整体剪切破坏阶段。整体剪切破坏阶段。整体剪切破坏阶段。整体剪切破坏阶段。第5页/共53页2023/2/262023/2/267 7l l在在在在压压压压密密密密阶阶阶阶段段段段内内内内，荷荷荷荷载载载载与与与与变变变变形形形形成成成成正正正正比比比比，土土土土中中中中各各各各点点点点剪剪剪剪应应应应力力力力均均均均小小小小于于于于土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度，土土土土体体体体处处处处于于于于弹弹弹弹性性性性平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态，a a点相应的荷载称为点相应的荷载称为点相应的荷载称为点相应的荷载称为临塑荷载临塑荷载临塑荷载临塑荷载p pcrcr。l l在在在在局局局局部部部部剪剪剪剪切切切切阶阶阶阶段段段段，p p-s s不不不不再再再再保保保保持持持持线线线线性性性性关关关关系系系系，基基基基础础础础边边边边缘缘缘缘下下下下地地地地基基基基土土土土局局局局部部部部范范范范围围围围内内内内的的的的剪剪剪剪切切切切应应应应力力力力达达达达到到到到土土土土的的的的抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度而而而而出出出出现现现现塑塑塑塑性性性性区区区区；随随随随着着着着荷荷荷荷载载载载继继继继续续续续增增增增加加加加，塑塑塑塑性性性性区区区区逐逐逐逐渐渐渐渐扩扩扩扩大大大大，直直直直至至至至土土土土中中中中形形形形成成成成连连连连续续续续的的的的滑滑滑滑动动动动面面面面，b b点点点点所所所所对对对对应应应应的的的的荷荷荷荷载载载载称为称为称为称为极限荷载极限荷载极限荷载极限荷载p pu u。l l在在在在整整整整体体体体破破破破坏坏坏坏阶阶阶阶段段段段，即即即即使使使使荷荷荷荷载载载载不不不不再再再再增增增增加加加加，荷荷荷荷载载载载板板板板也也也也会会会会急急急急剧剧剧剧下下下下沉沉沉沉，地地地地基基基基变变变变形形形形不不不不断断断断开开开开展展展展，土土土土体体体体自自自自底底底底板板板板四四四四周周周周隆隆隆隆起，地基失稳而破坏。起，地基失稳而破坏。起，地基失稳而破坏。起，地基失稳而破坏。第6页/共53页2023/2/262023/2/268 8l lp pcrcr和和和和p pu u的的的的量量量量值值值值存存存存在在在在尺尺尺尺寸寸寸寸效效效效应应应应问问问问题题题题，荷荷荷荷载载载载板板板板尺尺尺尺寸寸寸寸愈愈愈愈大大大大，变变变变形形形形愈愈愈愈大大大大，而而而而此此此此时时时时p pcrcr，p pu u亦亦亦亦愈愈愈愈大大大大。因因因因此此此此，根根根根据据据据载载载载荷荷荷荷试试试试验验验验p p-s s曲曲曲曲线线线线确确确确定定定定地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力不不不不应应应应忽忽忽忽视视视视尺尺尺尺寸效应。寸效应。寸效应。寸效应。l l现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其现场原位测试方法除静载荷试验常用外，尚有其他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触他方法，如标准贯入试验、旁压仪测试、动力触探试验、静力触探试验等。探试验、静力触探试验等。探试验、静力触探试验等。探试验、静力触探试验等。第7页/共53页2023/2/262023/2/269 93.理论计算公式确定地基承载力理论计算公式确定地基承载力 l l计计计计算算算算地地地地基基基基承承承承载载载载力力力力的的的的理理理理论论论论公公公公式式式式有有有有很很很很多多多多种种种种，主主主主要要要要可可可可划划划划分分分分为为为为假假假假定定定定刚刚刚刚塑塑塑塑体体体体计计计计算算算算极极极极限限限限承承承承载载载载力力力力的的的的公公公公式式式式和和和和考考考考虑虑虑虑弹弹弹弹塑塑塑塑性性性性影影影影响响响响（即即即即允允允允许许许许局局局局部部部部塑塑塑塑性性性性区区区区开开开开展展展展的的的的）计计计计算算算算允允允允许许许许承载力的公式两大类。承载力的公式两大类。承载力的公式两大类。承载力的公式两大类。(1)(1)地基极限承载力地基极限承载力地基极限承载力地基极限承载力 l l地地地地基基基基土土土土的的的的破破破破坏坏坏坏与与与与基基基基础础础础埋埋埋埋深深深深、荷荷荷荷载载载载施施施施加加加加的的的的速速速速率率率率和和和和土土土土的压缩性等有关。的压缩性等有关。的压缩性等有关。的压缩性等有关。l l魏锡克提出地基破坏的三种基本类型魏锡克提出地基破坏的三种基本类型魏锡克提出地基破坏的三种基本类型魏锡克提出地基破坏的三种基本类型(图图图图5-1)5-1)。第8页/共53页2023/2/262023/2/261010第9页/共53页2023/2/262023/2/261111l l现现现现有有有有理理理理论论论论公公公公式式式式都都都都假假假假设设设设土土土土为为为为刚刚刚刚塑塑塑塑性性性性体体体体，按按按按弹弹弹弹性性性性-塑塑塑塑性性性性平平平平衡衡衡衡问问问问题题题题求求求求解解解解，考考考考虑虑虑虑的的的的都都都都是是是是整整整整体体体体剪剪剪剪切切切切破破破破坏。坏。坏。坏。l l对对对对于于于于局局局局部部部部剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏，一一一一般般般般在在在在整整整整体体体体剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏解解解解答答答答的的的的基基基基础础础础上上上上，考考考考虑虑虑虑由由由由于于于于压压压压缩缩缩缩性性性性影影影影响响响响而而而而引引引引起起起起的的的的折减。折减。折减。折减。第10页/共53页2023/2/262023/2/261212l l 当当当当地地地地基基基基中中中中达达达达到到到到极极极极限限限限平平平平衡衡衡衡发发发发生生生生整整整整体体体体剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏时时时时，作用在地表上的荷载即为极限荷载。作用在地表上的荷载即为极限荷载。作用在地表上的荷载即为极限荷载。作用在地表上的荷载即为极限荷载。关关关关于于于于极极极极限限限限承承承承载载载载力力力力的的的的理理理理论论论论公公公公式式式式，首首首首先先先先是是是是19201920年年年年由由由由普普普普朗朗朗朗特特特特尔尔尔尔根根根根据据据据塑塑塑塑性性性性理理理理论论论论推推推推导导导导出出出出无无无无重重重重量量量量介介介介质质质质的的的的极极极极限承载力公式。限承载力公式。限承载力公式。限承载力公式。太太太太沙沙沙沙基基基基考考考考虑虑虑虑到到到到基基基基础础础础底底底底面面面面摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力对对对对地地地地基基基基变变变变形形形形的的的的约约约约束束束束作作作作用用用用，修修修修正正正正了了了了普普普普朗朗朗朗特特特特尔尔尔尔解解解解的的的的滑滑滑滑动动动动面面面面形形形形状状状状，推推推推导出极限承载力公式。导出极限承载力公式。导出极限承载力公式。导出极限承载力公式。汉汉汉汉森森森森研研研研究究究究了了了了水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载对对对对滑滑滑滑动动动动面面面面的的的的影影影影响响响响，提提提提出出出出了了了了倾倾倾倾斜斜斜斜荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下滑滑滑滑动动动动面面面面的的的的形形形形状状状状及及及及极极极极限限限限承承承承载载载载力力力力公公公公式。魏锡克对承载力公式又做了改进。式。魏锡克对承载力公式又做了改进。式。魏锡克对承载力公式又做了改进。式。魏锡克对承载力公式又做了改进。第11页/共53页2023/2/262023/2/261313l l普朗特尔和太沙基公式推导的假定：普朗特尔和太沙基公式推导的假定：普朗特尔和太沙基公式推导的假定：普朗特尔和太沙基公式推导的假定：1.1.均质地基中心荷载条件下条形基础均质地基中心荷载条件下条形基础均质地基中心荷载条件下条形基础均质地基中心荷载条件下条形基础 2.2.假定滑动面的形状假定滑动面的形状假定滑动面的形状假定滑动面的形状 3.3.认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡认为在全部滑动面上土体均达到极限平衡l l分分分分别别别别考考考考虑虑虑虑由由由由于于于于基基基基础础础础底底底底面面面面下下下下土土土土的的的的自自自自重重重重、土土土土的的的的粘粘粘粘聚聚聚聚力力力力c c和和和和基基基基础础础础两两两两侧侧侧侧超超超超载载载载q q的的的的作作作作用用用用下下下下所所所所引引引引起起起起的的的的土土土土抗抗抗抗力力力力，根根根根据据据据脱脱脱脱离离离离体体体体的的的的静静静静力力力力平平平平衡衡衡衡条条条条件件件件，求求求求解解解解后后后后叠叠叠叠加加加加，可可可可得得得得出出出出地基极限承载力理论值。其基本形式为：地基极限承载力理论值。其基本形式为：地基极限承载力理论值。其基本形式为：地基极限承载力理论值。其基本形式为：第12页/共53页2023/2/262023/2/261414l 极限承载力的通式包括有三项极限承载力的通式包括有三项：第一项第一项cNc，反映了土的粘聚力的作用；，反映了土的粘聚力的作用；第二项第二项qNq，反映了基础两侧边载（一般指基，反映了基础两侧边载（一般指基础埋深范围内的土重）的作用；础埋深范围内的土重）的作用；第三项第三项bNr 反映了基础底面下滑动土体深度反映了基础底面下滑动土体深度范围内的土体重量的作用，具体反映为基础的宽范围内的土体重量的作用，具体反映为基础的宽度与地基土的重度的作用。度与地基土的重度的作用。l 这三项中的承载力系数都是土的内摩擦角的函数。这三项中的承载力系数都是土的内摩擦角的函数。上述这些因素的变动都会对地基承载力造成影响。上述这些因素的变动都会对地基承载力造成影响。第13页/共53页2023/2/262023/2/261515l 计计算算所所得得的的地地基基极极限限承承载载力力必必须须除除以以安安全全系系数数才才能作为地基设计中的地基承载力特征值能作为地基设计中的地基承载力特征值 fa。l 安安全全系系数数取取值值是是一一个个较较为为复复杂杂的的问问题题，要要和和当当地地工工程程实实践践中中采采用用该该式式所所得得到到的的经经验验等等综综合合考考虑虑后后确确定，一般在定，一般在23，所得值的出入很大。，所得值的出入很大。第14页/共53页2023/2/262023/2/261616(2)(2)容许状态计算公式容许状态计算公式 l l临塑荷载公式临塑荷载公式临塑荷载公式临塑荷载公式l lp p1/41/4公式公式公式公式 l l建筑地基基础设计建筑地基基础设计建筑地基基础设计建筑地基基础设计规范规范规范规范根据土的抗剪根据土的抗剪根据土的抗剪根据土的抗剪强度指标确定地基承强度指标确定地基承强度指标确定地基承强度指标确定地基承载力特征值载力特征值载力特征值载力特征值该公式是在条形基础、均该公式是在条形基础、均布荷载布荷载、均质土条件下推均质土条件下推导出的导出的。第15页/共53页2023/2/262023/2/261717第16页/共53页2023/2/262023/2/261818二、基础埋置深度确定二、基础埋置深度确定l l在在在在确确确确定定定定高高高高层层层层建建建建筑筑筑筑的的的的基基基基础础础础埋埋埋埋置置置置深深深深度度度度时时时时，应应应应考考考考虑虑虑虑建建建建筑筑筑筑物物物物的的的的高高高高度度度度、体体体体型型型型、土土土土质质质质、抗抗抗抗震震震震设设设设防防防防烈烈烈烈度度度度等等等等因因因因素素素素，并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。l l抗抗抗抗震震震震设设设设防防防防区区区区天天天天然然然然土土土土质质质质地地地地基基基基上上上上的的的的箱箱箱箱形形形形和和和和筏筏筏筏形形形形基基基基础础础础，其埋深不宜小于建筑物高度的其埋深不宜小于建筑物高度的其埋深不宜小于建筑物高度的其埋深不宜小于建筑物高度的1/151/15；l l当当当当桩桩桩桩与与与与箱箱箱箱基基基基底底底底板板板板或或或或筏筏筏筏板板板板连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造符符符符合合合合规规规规定定定定时时时时，桩桩桩桩箱箱箱箱或或或或桩桩桩桩筏筏筏筏基基基基础础础础的的的的埋埋埋埋置置置置深深深深度度度度(不不不不计计计计桩桩桩桩长长长长)不不不不宜宜宜宜小小小小于于于于建筑物高度的建筑物高度的建筑物高度的建筑物高度的1/181/18。第17页/共53页2023/2/262023/2/261919三三.基底压力与承载力验算基底压力与承载力验算 1.1.1.1.箱形和筏形基础底面的压力值：箱形和筏形基础底面的压力值：箱形和筏形基础底面的压力值：箱形和筏形基础底面的压力值：l l(1)(1)(1)(1)当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时 l(2)(2)当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时 第18页/共53页2023/2/262023/2/2620202.基础底面压力应符合下列公式的要求基础底面压力应符合下列公式的要求l(1)(1)当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时当受轴心荷载作用时 pfpfa al(2)(2)当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时当受偏心荷载作用时 p pmaxmax 1.21.2f fa a式中：式中：式中：式中：f fa a地基承载力特征值，按现行国家标地基承载力特征值，按现行国家标地基承载力特征值，按现行国家标地基承载力特征值，按现行国家标准准准准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范确定。确定。确定。确定。l(3)(3)对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，对于非抗震设防的高层建筑箱形和筏形基础，尚应符合下式要求：尚应符合下式要求：尚应符合下式要求：尚应符合下式要求：p pminmin00(不出现拉应力不出现拉应力不出现拉应力不出现拉应力)第19页/共53页2023/2/262023/2/2621213.3.对对对对于于于于抗抗抗抗震震震震设设设设防防防防的的的的建建建建筑筑筑筑，箱箱箱箱形形形形和和和和筏筏筏筏形形形形基基基基础础础础的的的的基基基基础础础础底底底底面面面面压压压压力力力力除除除除应应应应符符符符合合合合上上上上面面面面(1)(1)及及及及(2)(2)的的的的要要要要求求求求外外外外，尚尚尚尚应应应应按按按按下下下下列公式进行地基土抗震承载力的验算：列公式进行地基土抗震承载力的验算：列公式进行地基土抗震承载力的验算：列公式进行地基土抗震承载力的验算：p pz z f fSESE p pE,maxE,max1.21.2f fSESE f fSESE s sf fa afSE调整后的地基土抗震承载力特征值；调整后的地基土抗震承载力特征值；pE,max基础底面地震效应组合的边缘最大压力值；基础底面地震效应组合的边缘最大压力值；s地基土抗震承载力调整系数，按表地基土抗震承载力调整系数，按表5-4取值。取值。pz基础底面地震效应组合的平均压力值；基础底面地震效应组合的平均压力值；第20页/共53页2023/2/262023/2/262222l 当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，零应力区的面积不应超过基础底面面积的零应力区的面积不应超过基础底面面积的2525。第21页/共53页2023/2/262023/2/262323第二节第二节 地基稳定性验算地基稳定性验算 地基稳定性问题地基稳定性问题地基稳定性问题地基稳定性问题l l地基承载力不足引起的地基失稳；地基承载力不足引起的地基失稳；地基承载力不足引起的地基失稳；地基承载力不足引起的地基失稳；l l水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；水平荷载引起建筑物基础的倾覆和滑动失稳；l l位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。位于土坡坡顶的建筑物地基失稳。对应的工程背景对应的工程背景对应的工程背景对应的工程背景l l地基中存在软弱土层；地基中存在软弱土层；地基中存在软弱土层；地基中存在软弱土层；l l承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震承受较大水平力或倾覆力矩的建筑物，如受风和地震作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台；l l位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的影响，造成边坡失稳。影响，造成边坡失稳。影响，造成边坡失稳。影响，造成边坡失稳。第22页/共53页2023/2/262023/2/262424l l高层建筑箱形与筏高层建筑箱形与筏高层建筑箱形与筏高层建筑箱形与筏形基础技术规范形基础技术规范形基础技术规范形基础技术规范对对对对箱基或筏基的构造要箱基或筏基的构造要箱基或筏基的构造要箱基或筏基的构造要求有：求有：求有：求有：(1)(1)(1)(1)基础埋置深度基础埋置深度基础埋置深度基础埋置深度；(2)(2)(2)(2)荷载偏心率荷载偏心率荷载偏心率荷载偏心率。l 规范规定规范规定规范规定规范规定：当建筑物基础当建筑物基础当建筑物基础当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的前满足抗滑移和抗倾覆的前满足抗滑移和抗倾覆的前满足抗滑移和抗倾覆的前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。第23页/共53页2023/2/262023/2/262525l 满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定满足下述构造要求，一般能保证建筑物的稳定性性性性。(1)(1)基础埋置深度基础埋置深度基础埋置深度基础埋置深度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度天然地基上的箱基或筏基埋深不宜小于建筑物高度的的的的1/151/15，桩箱或桩筏基础的埋深，桩箱或桩筏基础的埋深，桩箱或桩筏基础的埋深，桩箱或桩筏基础的埋深(不计桩长不计桩长不计桩长不计桩长)不宜小于不宜小于不宜小于不宜小于建筑物高度的建筑物高度的建筑物高度的建筑物高度的1/181/18。(2)(2)荷载偏心率荷载偏心率荷载偏心率荷载偏心率建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不建筑物的重心和基础平面的形心应尽量重合。当不能重合时，偏心距不宜大于能重合时，偏心距不宜大于能重合时，偏心距不宜大于能重合时，偏心距不宜大于0.10.1 。l l 不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。为面积。第24页/共53页2023/2/262023/2/262626一、水平荷载作用下防止滑移一、水平荷载作用下防止滑移 l l 设设设设作作作作用用用用于于于于箱箱箱箱形形形形或或或或筏筏筏筏形形形形基基基基础础础础顶顶顶顶部部部部的的的的水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载（风风风风载载载载、地地地地震震震震荷荷荷荷载载载载或或或或其其其其他他他他荷荷荷荷载载载载）为为为为Q Q，箱箱箱箱形形形形或或或或筏筏筏筏形形形形基基基基础础础础侧侧侧侧壁壁壁壁填填填填土土土土能能能能可可可可靠靠靠靠的的的的传传传传递递递递被被被被动动动动土土土土压压压压力力力力和和和和摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力的的的的高高高高度度度度h h0 0 D D，计算简图如下。，计算简图如下。，计算简图如下。，计算简图如下。第25页/共53页2023/2/262023/2/262727l l 水水水水平平平平剪剪剪剪力力力力Q Q由由由由垂垂垂垂直直直直于于于于剪剪剪剪力力力力方方方方向向向向侧侧侧侧壁壁壁壁的的的的被被被被动动动动土土土土压压压压力力力力合合合合力力力力P P、基基基基底底底底摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力合合合合力力力力F F1 1，侧侧侧侧壁壁壁壁（平平平平行行行行于于于于剪剪剪剪力力力力方方方方向向向向）摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力合合合合力力力力F F2 2之之之之和和和和来来来来平平平平衡衡衡衡，于于于于是应满足：是应满足：是应满足：是应满足：式中式中K为安全系数，取为安全系数，取1.21.5。第26页/共53页2023/2/262023/2/262828Al基底面积；基底面积；A2平行于剪力方向的两侧壁有效面积平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)；S 地地基基土土抗抗剪剪强强度度，对对于于饱饱和和软软土土S=0.5qu(qu为为土土的的无无侧侧限限抗抗压压强强度度)，对对于于一一般般土土S=ccu+ptgfcu；(ccu、fcu 为为固固结结不不排排水水抗抗剪剪强强度度试试验验指指标标，p为基底平均压力为基底平均压力)；fh土与混凝土之间摩擦系数，据试验或经验取值；土与混凝土之间摩擦系数，据试验或经验取值；sh 静止土压力。静止土压力。F1、F2 按公式计算：按公式计算：第27页/共53页2023/2/262023/2/262929二、偏心、水平荷载作用下防止建筑物倾覆二、偏心、水平荷载作用下防止建筑物倾覆 l高高高高层层层层建建建建筑筑筑筑的的的的重重重重心心心心应应应应尽尽尽尽量量量量与与与与其其其其基基基基础础础础平平平平面面面面的的的的形形形形心心心心重重重重合合合合，不不不不能能能能重重重重合合合合时时时时设设设设计计计计应应应应尽尽尽尽量量量量使使使使偏偏偏偏心心心心距距距距e e 0.10.1W/AW/A，这这这这样样样样有利于稳定。有利于稳定。有利于稳定。有利于稳定。l当当当当承承承承受受受受有有有有较较较较大大大大水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载时时时时，为为为为防防防防止止止止整整整整体体体体覆覆覆覆需需需需按按按按不不不不同情况进行稳定性验算。同情况进行稳定性验算。同情况进行稳定性验算。同情况进行稳定性验算。l在在在在强强强强震震震震区区区区、强强强强风风风风区区区区水水水水平平平平荷荷荷荷载载载载多多多多来来来来自自自自地地地地震震震震力力力力或或或或风风风风力力力力，其其其其施施施施力力力力方方方方向向向向并并并并不不不不能能能能确确确确定定定定，当当当当竖竖竖竖向向向向总总总总荷荷荷荷载载载载存存存存在在在在偏偏偏偏心心心心情况，应以不利的荷载组合情况验算。情况，应以不利的荷载组合情况验算。情况，应以不利的荷载组合情况验算。情况，应以不利的荷载组合情况验算。第28页/共53页2023/2/262023/2/263030第29页/共53页2023/2/262023/2/2631311.1.水平荷载作用下（竖向荷载偏心距水平荷载作用下（竖向荷载偏心距水平荷载作用下（竖向荷载偏心距水平荷载作用下（竖向荷载偏心距e e0 0）2.偏心和水平荷载作用下偏心和水平荷载作用下 Mr抗倾覆力矩标准；抗倾覆力矩标准；Mc倾覆力矩标准值；倾覆力矩标准值；P竖向总荷载标准值（竖向总荷载标准值（PFG）；）；Q水平总荷载标准值。水平总荷载标准值。抗倾覆稳定性安全系数抗倾覆稳定性安全系数k=Mr/Mc不宜小于不宜小于1.5。第30页/共53页2023/2/262023/2/263232三、防止地基整体滑动、建筑物倾覆三、防止地基整体滑动、建筑物倾覆l地地地地基基基基整整整整体体体体滑滑滑滑动动动动形形形形成成成成的的的的滑滑滑滑裂裂裂裂面面面面在在在在空空空空间间间间通通通通常常常常形形形形成成成成一一一一个个个个弧弧弧弧形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。形面，对于均质土可简化为平面问题的圆弧面。l地地地地基基基基整整整整体体体体滑滑滑滑动动动动稳稳稳稳定定定定性性性性取取取取决决决决于于于于最最最最危危危危险险险险滑滑滑滑动动动动面面面面上上上上诸诸诸诸力力力力对对对对滑滑滑滑动动动动中中中中心心心心所所所所产产产产生生生生的的的的抗抗抗抗滑滑滑滑力力力力矩矩矩矩MMr r与与与与滑滑滑滑动动动动力力力力矩矩矩矩MM0 0的的的的比比比比值。值。值。值。丧失稳定状态丧失稳定状态丧失稳定状态丧失稳定状态 MM0 0MMr r极限平衡状态极限平衡状态极限平衡状态极限平衡状态 MM0 0MMr r稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态MM0 0MMr rl整体稳定性的安全系数：整体稳定性的安全系数：整体稳定性的安全系数：整体稳定性的安全系数：k=Mk=Mr r/MM0 0 lk k一般取一般取一般取一般取1.21.301.21.30。第31页/共53页2023/2/262023/2/263333l 地地基基整整体体滑滑动动稳稳定定性性验验算算方方法法，一一般般采采用用极极限限平平衡衡理理论论的的圆圆弧弧滑滑动动条条分分法法。基基础础受受到到的的竖竖向向荷荷载载为为P，水平荷载为水平荷载为Q，埋深为，埋深为d。稳定性分析步骤如下：。稳定性分析步骤如下：1.地面水平，假定最危险滑动地面水平，假定最危险滑动圆弧通过基础外侧底边，滑动的圆弧通过基础外侧底边，滑动的圆心位于将滑动土体平分的垂直圆心位于将滑动土体平分的垂直线上。线上。2.将滑动土体划分为等分土条，将滑动土体划分为等分土条，土条宽度为土条宽度为b，并忽略土条自重，并忽略土条自重产生的滑动力和抗滑力对整体稳产生的滑动力和抗滑力对整体稳定的影响。定的影响。3.滑动力矩计算滑动力矩计算滑动土体的附加荷载滑动土体的附加荷载第32页/共53页2023/2/262023/2/2634344.4.抗滑力矩计算抗滑力矩计算抗滑力矩计算抗滑力矩计算抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。抗滑力矩包括滑动面上摩阻力和粘聚力合力产生的力矩。基底压力在相应土条宽度基底压力在相应土条宽度基底压力在相应土条宽度基底压力在相应土条宽度b bi i范围内滑动面上法向力合力：范围内滑动面上法向力合力：范围内滑动面上法向力合力：范围内滑动面上法向力合力：此时摩阻力：此时摩阻力：地基整体滑动安全系数为：地基整体滑动安全系数为：沿滑动面土的粘聚力发生的抗滑力为：沿滑动面土的粘聚力发生的抗滑力为：则抗滑力矩：则抗滑力矩：第33页/共53页2023/2/262023/2/263535第三节第三节 地基变形计算与验算地基变形计算与验算l l当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终当采用土的压缩模量计算箱形和筏形基础的最终沉降量沉降量沉降量沉降量时，可按下式计算：时，可按下式计算：时，可按下式计算：时，可按下式计算：浅基础浅基础一、最终沉降量第一种计算方法压缩模量第34页/共53页2023/2/262023/2/263636第35页/共53页2023/2/262023/2/263737l为什么要考虑回弹变形？为什么要考虑回弹变形？建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步建筑物从砌筑基础以至建成使用期间，地基处于逐步加载受荷的过程；加载受荷的过程；加载受荷的过程；加载受荷的过程；当外荷小于或等于当外荷小于或等于当外荷小于或等于当外荷小于或等于p pc c时，地基沉降变形时，地基沉降变形时，地基沉降变形时，地基沉降变形s s1 1是由地基回弹是由地基回弹是由地基回弹是由地基回弹转化为再压缩的变形；转化为再压缩的变形；转化为再压缩的变形；转化为再压缩的变形；当外荷大于当外荷大于当外荷大于当外荷大于p pc c时，除上述时，除上述时，除上述时，除上述s s1 1外，还由于附加压力外，还由于附加压力外，还由于附加压力外，还由于附加压力p p0 0=p p-p pc c产生地基固结沉降变形产生地基固结沉降变形产生地基固结沉降变形产生地基固结沉降变形s s2 2，地基最终沉降变形为，地基最终沉降变形为，地基最终沉降变形为，地基最终沉降变形为s s=s sl l+s s2 2；按分层总和法计算公式如前。按分层总和法计算公式如前。按分层总和法计算公式如前。按分层总和法计算公式如前。高高层层建建筑筑施施工工开开挖挖基基坑坑相相当当于于卸卸除除该该深深度度土土自自重重压压力力pc的的荷载，地基发生回弹变形；荷载，地基发生回弹变形；第36页/共53页2023/2/262023/2/263838l 回弹再压缩模量回弹再压缩模量Es和压缩模量和压缩模量Es如何确定？如何确定？E Es s可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应可通过室内回弹再压缩试验确定，其压力的施加应模拟实际加卸荷的应力状态。模拟实际加卸荷的应力状态。模拟实际加卸荷的应力状态。模拟实际加卸荷的应力状态。第37页/共53页2023/2/262023/2/263939E Es s通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值通过室内固结试验确定，所施加的最大压力值应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压力之和的压力段压力之和的压力段压力之和的压力段压力之和的压力段。地基沉降计算经验系数的确定方法地基沉降计算经验系数的确定方法地基沉降计算经验系数的确定方法地基沉降计算经验系数的确定方法F一般应按地区经验采用；一般应按地区经验采用；一般应按地区经验采用；一般应按地区经验采用；F在缺乏地区经验时，可按在缺乏地区经验时，可按在缺乏地区经验时，可