最新天然地基上的浅基础教学课件.ppt
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1、天然地基上的浅基础2.1 概述概述 2.2 浅基础的类型浅基础的类型2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.4 浅基础的地基承载力浅基础的地基承载力2.5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定2.6 扩展基础设计扩展基础设计2.7 联合基础设计联合基础设计2.8 减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施本章目录本章目录地基基础的设计和计算应满足下列三项基本原则:地基基础的设计和计算应满足下列三项基本原则:(1)对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面,对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面,应具有足够的安全度(承载力);应具有足够的安全度(承载力);(2)应控制地基的特征变形量,
2、使之不超过建筑物应控制地基的特征变形量,使之不超过建筑物 的地基特征变形允许值,以免引起基础和上部的地基特征变形允许值,以免引起基础和上部 结构的损坏,或影响建筑物的使用功能和外观;结构的损坏,或影响建筑物的使用功能和外观;(表(表2-2)(3)基础的型式、构造和尺寸,除应能适应上部结基础的型式、构造和尺寸,除应能适应上部结 构、符合使用需要、满足地基承载力和变形要求构、符合使用需要、满足地基承载力和变形要求 外,还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性外,还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性 的要求。的要求。2.1.3 地基基础设计原则地基基础设计原则地基基础设计应按下列规定采用:地基基础设
3、计应按下列规定采用:F按地基承载力确定基础尺寸及埋深时,传至基础底面上的按地基承载力确定基础尺寸及埋深时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。F计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使计算地基变形时,传至基础底面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,用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和不应计入风荷载和地震作用。地震作用。F极端挡土墙土压力、地基和斜坡的稳定性及滑坡推力时,极端挡土墙土压力、地基和斜坡的稳定性及滑坡推力时,荷载效应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合。荷载效
4、应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合。F在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确保配筋和演算材料强度时,上部结构传来的荷载效力、确保配筋和演算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载力极限状态下荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。应的基本组合,采用相应的分项系数。F由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的1.351.35倍。倍。2.1.3 地基基础设计原则地基基础设计原则浅基础的分类浅基础的分类1
5、 按基础刚度分类按基础刚度分类无筋扩展无筋扩展(刚性刚性)基础基础扩展基础扩展基础2 按基础的按基础的结构形式分类结构形式分类3 3 按基础材料分类按基础材料分类4 4 按基础埋深分类按基础埋深分类2.2 浅基础的类型浅基础的类型一、选择一、选择一、选择一、选择地基基础类型地基基础类型,主要考虑两方面因素:,主要考虑两方面因素:,主要考虑两方面因素:,主要考虑两方面因素:1 1、建筑物的性质;、建筑物的性质;、建筑物的性质;、建筑物的性质;2 2、地基的地质情况。、地基的地质情况。、地基的地质情况。、地基的地质情况。二、二、二、二、地基基础方案地基基础方案1.天然地基上的浅基础;天然地基上的浅
6、基础;2.人工地基上的浅基础;人工地基上的浅基础;3.天然地基上的深基础、桩基础。天然地基上的深基础、桩基础。三、天然地基上的浅基础定义三、天然地基上的浅基础定义三、天然地基上的浅基础定义三、天然地基上的浅基础定义2.2.2 浅基础的类型浅基础的类型扩展基础扩展基础刚性基础刚性基础柔性基础柔性基础联合基础联合基础条形基础条形基础箱形基础箱形基础独立基础独立基础筏板基础筏板基础十字交叉梁基十字交叉梁基础础壳体基础壳体基础按构造类型按构造类型 一、扩展基础一、扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房适用于多层民用建筑和轻型厂房(1)无筋扩展基础无筋扩展基础(刚性基础)刚性基础)(2)(2)扩展基础扩展
7、基础(柔性基础)柔性基础)1、定义、定义 2、受力性能:抗弯和抗剪、受力性能:抗弯和抗剪 性能良好性能良好 二、联合基础二、联合基础 当为了满足地基土的强度要求,必须扩当为了满足地基土的强度要求,必须扩大基础平面尺寸,与相邻的单个基础在平面大基础平面尺寸,与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠时,则可将它们连在一起成上相接甚至重叠时,则可将它们连在一起成为联合基础。为联合基础。联合基础联合基础三、按构造类型三、按构造类型1、独立基础、独立基础2、条形基础、条形基础长度远大于宽度的基础长度远大于宽度的基础3、十字交叉梁基础、十字交叉梁基础4、筏板基础、筏板基础5、箱形基础、箱形基础目前在高层建筑中
8、多采用箱形基础目前在高层建筑中多采用箱形基础6 6、壳体基础、壳体基础 适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高耸的构筑适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高耸的构筑 物的基础。物的基础。1 按基础刚度分类按基础刚度分类无筋扩展基础 Rigid foundation 砖、石、灰土,素混凝土 材料抗拉强度很低有基础台阶宽高比(刚性角)要求扩展基础(柔性基础)Spread foundation钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求1.1 1.5与材料和荷载有关F bth0浅基础分类浅基础分类2 按基础的结构形式分类按基础的结构形式分类1)单独基础单独基础:柱下或墙下柱下或墙下,土质较好土质较好
9、Individual footing,pad foundation独立基础的主要受力层深度 1.5b浅基础分类浅基础分类2)条型基础条型基础墙下或柱下条形基础墙下或柱下条形基础,柱下柱下:一般是土一般是土质差质差,两侧单独基础相连两侧单独基础相连Strip foundation条形基础的条形基础的主要受力层深度主要受力层深度 3.0b浅基础分类浅基础分类3)十字交叉基础十字交叉基础柱下柱下:土质更差土质更差,或荷载很大或荷载很大,四面基础相连四面基础相连浅基础分类浅基础分类Cross Strip footing4)片筏基础片筏基础土质更差土质更差,单独基础联成整体单独基础联成整体,游泳馆游泳馆
10、,筏下筏下有肋有肋,板下处理板下处理浅基础分类浅基础分类5)箱形基础箱形基础有筏、墙和顶板形成箱,整体性更好有筏、墙和顶板形成箱,整体性更好浅基础分类浅基础分类6)壳体基础壳体基础浅基础分类浅基础分类7)联合基础联合基础浅基础分类浅基础分类界界限限一柱靠近建筑界线、二柱间距较小、基底面积不够或荷载偏一柱靠近建筑界线、二柱间距较小、基底面积不够或荷载偏心过大情况下可采用联合基础。心过大情况下可采用联合基础。2 按基础的按基础的结构形式结构形式 单独基础单独基础 Individual footing pad foundation 条形基础条形基础 Strip footing 十字交叉基础十字交叉基
11、础 Cross strip footing 筏板基础筏板基础 Mat foundation 箱形基础箱形基础 Box foundation 壳体基础壳体基础浅基础分类浅基础分类3 按基础材料分类按基础材料分类砖砖石料石料混凝土混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土灰土灰土三合土三合土浅基础分类浅基础分类浅浅基基础础设设计计步步骤骤No结构、地质和环境资料结构、地质和环境资料基础结构类型、建筑材料基础结构类型、建筑材料地基承载力、荷载和基础初步尺寸地基承载力、荷载和基础初步尺寸基础的结构和构造设计基础的结构和构造设计基础设计图、施工图、预算书基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深确定持力层、基础埋深
12、 验算承载力、变形和稳定验算承载力、变形和稳定基坑设计基坑设计2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择下卧层持力层(受力层)持力层(受力层)FGD埋深独立基础主要受力层独立基础主要受力层 1.5b条形基础条形基础主要受力层主要受力层 3.0b在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料,但是有如下基本要求:,但是有如下基本要求: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 基础顶距离表土大于基础顶距离表土大于10cm,保护,保护3 桥要求在冲刷深度以下桥要求在冲刷深度以下D大于大于10cm2.3 基础埋置深度的选择
13、基础埋置深度的选择2.3.1 与建筑物有关的条件与建筑物有关的条件结构要求结构要求地下室、地下管道地下室、地下管道(上下水,煤上下水,煤气电缆气电缆)应在基底以上,便于应在基底以上,便于维修,要求地下室的作用维修,要求地下室的作用:承载力承载力变形变形 补偿基础补偿基础F管道管道2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.1 与建筑物有关的条件与建筑物有关的条件筏基和箱基的埋深不宜小于建筑物高度的筏基和箱基的埋深不宜小于建筑物高度的1/15;桩筏和桩箱基础;桩筏和桩箱基础的埋深(不计桩长)不宜小于建筑物高度的的埋深(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/181/20。1 地下水位以上地下水
14、位以上 否则开挖降水否则开挖降水,费用大,易扰动费用大,易扰动2 土层分布情况土层分布情况(1)浅基础还是深基础浅基础还是深基础(桩基础桩基础)(2)天然还是人工地基天然还是人工地基(3)天然地基天然地基,埋深根据土层分布定埋深根据土层分布定2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.2 工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件在满足其在满足其他要求下他要求下尽量浅埋尽量浅埋只有低层只有低层房屋可用房屋可用,否则处理否则处理尽量浅埋尽量浅埋但是如但是如h1太小就为太小就为IIh14 m 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 I II II
15、I IVh1h12.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.2 工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件尽量在地下水位以上尽量在地下水位以上,否则开挖降水否则开挖降水,费用大费用大有有承压水时,防止承压水顶破基底承压水时,防止承压水顶破基底基坑基坑2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.2 工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件1 冻胀危害及机理冻胀危害及机理冻胀及冻拔冻胀及冻拔 地面隆起地面隆起(不均匀不均匀)翻浆翻浆,融陷融陷,强度降低强度降低如果冻结深度大于融沉,如果冻结深度大于融沉,称为永冻土称为永冻土地下冰地下冰2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选
16、择2.3.3 地基冻融条件地基冻融条件2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.3 地基冻融条件地基冻融条件1 冻胀危害及机理冻胀危害及机理冻深毛细区毛细区地下水地下水1928-1929 Casagrande做了较深入的研究做了较深入的研究,美国北部美国北部:冰深冰深45cm,冻胀量冻胀量13cm,=8%12%,60%110%,冰透镜达冰透镜达13cm冻结区冻结区 机理机理 复杂复杂,开始认为是水变成冰的体胀开始认为是水变成冰的体胀.自由水冻结温度自由水冻结温度0oc,结合水冻结温度结合水冻结温度-0.5-30oc毛细水毛细水土颗粒土颗粒结合水结合水冰冰总结总结:开敞式水源开敞式水源
17、,冻结慢冻结慢,形成透镜体形成透镜体吸引毛细水吸引毛细水自由水自由水+外层外层(弱弱)结合水冻结结合水冻结,形成冰针形成冰针,冰透镜冰透镜结合水膜变薄结合水膜变薄,离子浓度加大离子浓度加大吸力增加吸力增加吸引地下水吸引地下水毛细水毛细水土颗粒土颗粒结合水结合水冰冰2 发生冻胀的条件发生冻胀的条件(1)土的条件土的条件 一般是细颗粒土。一般是细颗粒土。砂土的毛细高度小,发生冰冻时体积膨胀,孔砂土的毛细高度小,发生冰冻时体积膨胀,孔隙水容易排走,骨架不变。太细的土,水分供隙水容易排走,骨架不变。太细的土,水分供应不及时,冻胀也不明显。应不及时,冻胀也不明显。(2)温度条件温度条件 低于冻结温度低于
18、冻结温度(3)水文条件水文条件含水量,具有开放性条件,如粉土冻胀最严重含水量,具有开放性条件,如粉土冻胀最严重2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2.3.3 地基冻融条件地基冻融条件3 按冻胀的地基土分类按冻胀的地基土分类 不冻胀,弱冻胀,冻胀,强冻胀,特强冻胀土的冻胀性分类土的冻胀性分类 冻胀率冻胀率=冻胀量冻胀量/冻前厚度冻前厚度 土类,含水量,地下水位土类,含水量,地下水位Z0标准冻深多年实测最大冻结深度的平均标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值值,夏季地面开始往下算。夏季地面开始往下算。北京北京 1.0m,哈尔滨,哈尔滨 2.0m,满洲里,满洲里 2.5m4 考虑冻胀的基础埋深
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