天然地基的浅基础设计原理.ppt

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1、第二章第二章 天然地基上的浅天然地基上的浅基础设计原理基础设计原理基础工程设计包括基础设计和地基设计，基础设计包括基础形式的选择、基础埋深的选择及基础底面积的确定、基础内力和断面计算等内容；地基设计包括地基承载力的确定、地基变形计算、地基抗滑及抗倾覆等。天然地基上浅基础设计的步骤：1、掌握拟建场地的工程地质条件和地基勘察资料。2、选择基础材料和基础类型。3、确定基础的埋置深度。4、确定地基土的承载力。5、确定基础的底面尺寸，若持力层中有软弱下卧层尚需根据验算软弱下卧层的承载力。6、基础结构设计7、根据规范要求，验算地基的变形。8、对建在斜坡或有水平荷载作用的建筑物，验算其抗倾覆及抗滑移稳定性。

2、9、绘制基础施工图，编写施工说明。第一节第一节第一节第一节概概概概述述述述第二节 天然地基上浅基础的类型、构造和适用条件浅浅基基础础分分类类按材料分类按材料分类按构造分类按构造分类按受力性能分类按受力性能分类一、浅基础的分类u单独基础u联合基础u条形基础按受力性能 分类u刚性基础u柔性基础按构造 分类l十字交叉l筏板l箱形按材料分类u砖基础u毛石基础u灰土及三合土基础u砼及毛石砼基础u钢筋砼基础砖基础细部构造砖基础细部构造(a)二一间收 (b)二皮一收（一）按材料分类1、砖基础、砖基础砖基基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。MU10砖 M5砂砂浆大放脚大放脚2、毛石基、毛石基础

3、：较方便，抗方便，抗冻性好。砌法：性好。砌法：错缝搭接。搭接。200400M5砂浆砂浆MU20毛石毛石 MU20毛石；毛石；M5砂砂浆2、毛石基础毛石基础毛石基础3、三合土基础、三合土基础 石灰、砂、碎砖或碎石，按体积比为1:2:4 或 1:3:6配成，常用于地下水位较低的四层及四层以下的民用建筑工程中 石灰和土(粘性土)按其体积比为3:7或2:8，灰土基础适用于地下水位较低，五层及五层以下的混合结构房屋和墙承重的轻型工业厂房。4、灰土基础、灰土基础5、混凝土和毛石混凝土基础、混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都较好。砼与毛石与毛石砼基基础：性均性均较好，适于荷好，适于荷载

4、大及地下水位以大及地下水位以下下结构。构。掺入片石要求：占体入片石要求：占体积2030%，尺寸，尺寸300mm。掺入毛石入毛石 节约水泥水泥柱下柱下砼基基础墙下下砼基基础单独基础 上述基础，设计时必须保证其拉、剪应力不超过相应材料强度设计值这种保证是通过对基基基基础础础础构构构构造的限制造的限制造的限制造的限制来实现的。6、钢筋混凝土基础、钢筋混凝土基础 钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗弯性能，在相同条件下，基础的厚度较薄。建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用这类基础。适宜于“宽基浅埋”情况。柱下钢筋混凝土单独基础柱下钢筋混凝土单独基础柱下钢筋混凝土单独基础柱下钢筋混凝土单独基础独立基础钢

5、筋混凝土条形基础钢筋混凝土条形基础（二）、按构造分类（二）、按构造分类（二）、按构造分类（二）、按构造分类1 1、单独基础单独基础单独基础单独基础1）、柱下单独基础）、柱下单独基础柱基础主要类型。依材料，常采用砖石、混凝土和钢筋混凝土等。2）、墙下单独基础）、墙下单独基础当上层土质松散，而在不深处有较好的土层时，为了节省基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式。2 2、条形基础条形基础条形基础条形基础条形基础是指基础长度远大于其宽度的一种基础形式。1）、墙下条形基础）、墙下条形基础 承重墙基础的主要形式，常用砖、毛石、三合土和灰土建造。当上部结构荷重较大而土质较差时，可采用混凝土或钢筋混凝

6、土建造。2）、柱下钢筋混凝土条形基础）、柱下钢筋混凝土条形基础地基软弱而荷载较大。3 3）、柱下十字形基础）、柱下十字形基础）、柱下十字形基础）、柱下十字形基础荷载较大的高层建筑。联合基合基础柱下十字交叉基柱下十字交叉基础柱柱基基础底板底板梁梁3 3、筏形基础筏形基础筏形基础筏形基础地基软弱而荷载又很大，采用十字形基础仍不能满足要求或相邻基槽距离很小时。联合基合基础筏形基筏形基础（板式与梁板式）（板式与梁板式）梁梁柱柱底板底板4 4、箱形基础、箱形基础、箱形基础、箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交叉的内外隔墙构成。具有很大的整体刚度。基础中空部分可作地下室，与实体基础相比可减小

7、基底压力。适于高层建筑物的基础。箱形基础由底板、墙和顶板形成箱基，整体性更好由底板、墙和顶板形成箱基，整体性更好底板底板外外墙墙内内墙墙联合基础箱形基础5 5、壳体基础、壳体基础、壳体基础、壳体基础二、基础方案选用二、基础方案选用v在进行基础设计时，一般遵循无筋扩展基础柱下独立基础柱下条形基础交叉条形基础筏形基础箱形基础的顺序来选择基础形式。可参照下表情况进行选择。结构类型岩土性质与荷载条件适宜的基础类型多层砖混结构土质均匀，承载力高，无软弱下卧层，地下水位以下，荷载不大（5层以下建筑）无筋扩展基础土质均匀性较差，承载力较低，有软弱下卧层，基础需浅埋。墙下条形基础或交叉梁基础荷载较大，采用条形

8、基础面积超过建筑物投影面积的50%墙下筏形基础框架结构（无地下室）土质均匀，承载力较高，荷载相对较小，柱网分布均匀柱下独立基础土质均匀性较差，承载力较低，荷载较大，采用独立基础不能满足要求。柱下条形基础或交叉梁基础土质不均匀，承载力低，荷载大，柱网分布不均匀，采用条形基础面积超过建筑物投影面积的50%筏形基础全剪力墙，10层以上住宅结构地基土层较好，荷载均匀分布墙下条形基础当上述条件不能满足时墙下筏形基础或箱形基础框架、剪力墙结构（有地下室）可采用天然地基时筏形基础或箱形基础第三节第三节第三节第三节 浅基础埋置深度浅基础埋置深度浅基础埋置深度浅基础埋置深度基础埋置深度是指设计地面到基础底面的深

9、度。基础埋置深度是指设计地面到基础底面的深度。基础埋置深度是指设计地面到基础底面的深度。基础埋置深度是指设计地面到基础底面的深度。原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋，但不应浅于0.5m。基础顶面低于设计地面至少0.1米，以避免基础外露。根据实际情况，选择良好的土层作为基础持力层，减小基础尺寸，减少土方开挖，使基础的造价最低。下卧层持力层（受力层）持力层（受力层）FGd埋深一、工程地质条件与地下水位一、工程地质条件与地下水位一、工程地质条件与地下水位一、工程地质条件与地下水位应选好土层作为持力层。1、若表层土好、下层土软，基础应尽量浅埋。2、若表层土软、下层土好，如图。应具体分析H软土好土H

10、5米，采用深基3、位于边坡坡顶上的建筑物、位于边坡坡顶上的建筑物要求：条基：d(3.5ba)tg矩形基础：d(2.5ba)tg(11)(12)条件：坡高h8m，坡角45o、b3m4、地下水位(1)尽量将基础置于地下水位以上。(2)防止流砂；(3)防止地基因挖土减压而隆起开裂；应控制承压含水层顶面的有效应力大于0。v对埋藏有承压含水层的地基对埋藏有承压含水层的地基,确定基础埋深时，必确定基础埋深时，必须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起开裂。要求基底至承压含水层顶间保留土层厚度开裂。要求基底至承压含水层顶间保留土层厚度（槽底安全厚度）（槽底安全

11、厚度）h0为：为：h承压水位高度（从承压含水层顶面算起）0基底至承压含水层顶范围内土的加权平均重度k系数，一般取1.0，对宽基坑取0.7二、二、二、二、基础上部荷载大小及性质的影响基础上部荷载大小及性质的影响基础上部荷载大小及性质的影响基础上部荷载大小及性质的影响高层建筑荷载大，风和地震等水平作用大：天然地基基础最小埋深不少于建筑地面高度的/15；桩基础则要求不少于1/18。对于水塔与烟囱等高耸构筑物还要演算抗倾覆的稳定性。对于高压输电塔，需要有较大埋深满足抗拔力。三、相邻建筑物基础埋深的影响三、相邻建筑物基础埋深的影响三、相邻建筑物基础埋深的影响三、相邻建筑物基础埋深的影响 为了保证相邻原有

12、建筑物在施工期间的安全和正常使用,一般可以浅于或等于原建筑物基础埋深。如必须深与等于原建筑物基础埋深，可以控制两基础的净距应不小于它们地面高差的12倍。如上述条件满足不了，必须采用施工措施。有：分段开挖、支撑、地下连续墙、对原建筑物基础进行托换等处理。四、建筑物的用途，有无地下室、设备基础和四、建筑物的用途，有无地下室、设备基础和四、建筑物的用途，有无地下室、设备基础和四、建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的型式和构造地下设施，基础的型式和构造地下设施，基础的型式和构造地下设施，基础的型式和构造A、主要指高层与非高层之分。B、基础构造，针对基础类别、用途等。五、地基土冬胀的影响

13、五、地基土冬胀的影响1.冻胀危害地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，在寒地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，在寒冷地区，冬季地表附近土层中，水因温度降低而冻冷地区，冬季地表附近土层中，水因温度降低而冻结。土冻结后，含水量增加，体积膨胀，地面隆起结。土冻结后，含水量增加，体积膨胀，地面隆起这种现象称为这种现象称为土的冻胀现象土的冻胀现象。春季气温回升土层解。春季气温回升土层解冻，冻土层体积缩小，而含水量显著增加，土的强冻，冻土层体积缩小，而含水量显著增加，土的强度大幅度下降而产生度大幅度下降而产生融陷现象融陷现象。冻胀和融陷都是不。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

14、以预均匀的。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，甚估的冻胀和融陷变形，影响建筑物的正常使用，甚至导致建筑物破坏。至导致建筑物破坏。冻胀丘冻胀丘Pingo随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。表就发生隆起，便形成冻胀丘。基础埋深基础埋深基础埋深基础埋深冰椎冰椎 基础埋深基础埋深 基础埋深基础埋深2.地基土的冻胀性分类地基土的冻胀性分类 新规范新规范不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，特强冻胀 土类，冻前天然含水量，冻结期间地下土类，冻前天然含水量，冻结期间

15、地下水位距冻结面的最小距离，平均冻胀率水位距冻结面的最小距离，平均冻胀率冻胀率冻胀率：地面最大冻胀量：地面最大冻胀量/设计冻深设计冻深(%)Z0标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值,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 2.5m地基土的冻胀性分类地基土的冻胀性分类土的土的名称名称冻冻前天前天然含水然含水量量（%）冻结冻结期期间间地下水位地下水位距距冻结冻结面的最小距面的最小距离离hw(m)平均平均冻胀冻胀率率（%)冻胀冻胀等等级级冻胀冻胀类别类别碎（卵）石、碎（卵）石、砾砾、粗、中砂（粒径粗、中

16、砂（粒径小于小于0.075mm0.075mm颗颗粒粒含量大于含量大于15%15%），），细细砂（粒径小于砂（粒径小于0.075mm0.075mm颗颗粒含量粒含量大于大于10%10%）121.01.0不不冻胀冻胀1.013.5弱弱冻胀冻胀12181.01.03.56冻胀冻胀180.50.5612强强冻胀冻胀粉砂粉砂141.01.0不不冻胀冻胀1.013.5弱弱冻胀冻胀3.考虑冻胀的基础埋深考虑冻胀的基础埋深dmin zd hmaxZd 设计冻深；hmax基底下残留冻土层最大厚度ZdZ0dmin室内地面室内地面hmax季节性冻土的设计冻深季节性冻土的设计冻深z zd d按下式计算：设计设计冻深冻深

17、标准冻深（标准冻深（m）。系）。系采用在地面平坦、裸采用在地面平坦、裸露、城市之外的空旷露、城市之外的空旷场地中不少于已场地中不少于已10年年实测量最大冻深的平实测量最大冻深的平均值。无实测资料时，均值。无实测资料时，按按建筑地基规范建筑地基规范“中国季节性冻土标准中国季节性冻土标准冻深线图冻深线图”采用采用土的类别对冻土的类别对冻深的影响系数深的影响系数土的冻涨性对冻土的冻涨性对冻深的影响系数深的影响系数环境对冻环境对冻深的影响深的影响系数系数第四节第四节第四节第四节 地基承载力的确定地基承载力的确定地基承载力的确定地基承载力的确定 地基承载力地基承载力是保证地基强度和稳定的条件下，建是保证

18、地基强度和稳定的条件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基承受荷载的筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基承受荷载的能力。能力。地基承载力特征值地基承载力特征值确定地基承载力确定地基承载力的方法的方法：1、载荷试验确定；2、理论公式计算；3、静力触探确定；4、建筑经验确定。静载试验一、载荷试验确定一、载荷试验确定 1承压板；2千斤顶 3百分表；4平台 5支墩 ；6堆载载荷试验是一种原位测试技术，通过一定面积的承压板向地基逐级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征（即ps曲线），从而确定地基土的承载力及其沉降值。浅层平板载荷试验要点浅层平板载荷试验要点:1 1、地基土浅层平板载荷试验可适用于确定

19、浅部地基土层的、地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应小于小于0.250.25，对于软土不应小于，对于软土不应小于0.50.5。2 2、试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应保、试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用粗持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm20mm。一一、载荷试验确定地基承载力载荷试验确定地基承载力3 3、加荷分级不应少于、加荷分

20、级不应少于8 8级。最大加载量不应小于设计要求的级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。两倍。4 4、每级加载后、每级加载后,按间隔按间隔1010、1010、1010、1515、15min15min，以后为每隔，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于量小于0.1mm0.1mm时，则认为已趋稳定时，则认为已趋稳定,可加下一级荷载。可加下一级荷载。5 5、当出现下列情况之一时，即可终止加载：、当出现下列情况之一时，即可终止加载：(1).(1).承压板周围的土明显地侧向挤出；承压板周围的土明显地侧向挤出；(2).(2).

21、沉降沉降s s急骤增大，荷载急骤增大，荷载-沉降沉降(p-s)(p-s)曲线出现现陡降段；曲线出现现陡降段；(3).(3).在某一级荷载下，在某一级荷载下，2424小时内沉降速率不能达到稳定；小时内沉降速率不能达到稳定；(4).(4).沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.060.06。当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。载。一一、载荷试验确定地基承载力载荷试验确定地基承载力v对密实砂土、硬塑粘性土等低压缩性土，其ps曲线上通常有较明显的起始直线段和极限值,呈急进型破坏的“陡降型”

22、。v对于松砂、可塑性粘土等中、高压缩性土,其ps曲线上无明显转折点，呈渐进型破坏的“缓变型”。6、利用载荷试验成果ps曲线按下述规定确定地基承载力特征值：v（1）当ps曲线上有明显的比例界限p1时，取该比例界限所对应的荷载作为地基承载力特征值。v（2）当极限荷载pu能确定且pu2p1时，取极限荷载值的一半作为地基承载力特征值。v（3）当不能按上述两种方法确定时，若承压板面积为0.250.5m2时，可取s/b=(0.010.015)b（b为承压板的宽度或直径）所对应的荷载值作为地基承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。v对同一土层，应选择三个以上的试验点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30

23、%时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fakv上述（1）（2）两条规定主要是相应ps曲线为“陡降型”的情况，考虑到低压缩性土的承载力特征值一般由强度控制，故规范规定以直线段末点所对应的压力值（比例界限）作为承载力特征值，对少量呈“脆性”破坏的土，p1和pu很接近，故当pu6m b6m 按按6m6m计算计算,b3m,b3m 按按3m3m计算计算 v根据初步确定的埋深根据初步确定的埋深d与与b，确定宽深修正后的，确定宽深修正后的fa(1)中心荷载中心荷载(2)偏心荷载偏心荷载 2.基础的验算基础的验算ble l/6小结：小结：一）中心荷载作用下基础底面积的确定一）中心荷载作用下基础底面积的确

24、定步骤（按地基强度条件）步骤（按地基强度条件）：1 1、预估基础底面积的宽度、预估基础底面积的宽度、预估基础底面积的宽度、预估基础底面积的宽度2 2、根据基础宽度修正地基承载力特征值、根据基础宽度修正地基承载力特征值、根据基础宽度修正地基承载力特征值、根据基础宽度修正地基承载力特征值3 3、验算、验算、验算、验算:Pkfafa=fak+br(b3)+drm(d0.5)试算步骤（按地基强度条件）：1.先求A中；2.A偏=(1.11.4)A中；3.修正否？4.验算：pkmax 1.2fae l/6宽度修正重复13步A偏YesNopk fa二）偏心荷载作用下基础底面积的确定二）偏心荷载作用下基础底面

25、积的确定【例例】某厂房墙下条形基础，上部轴心荷载某厂房墙下条形基础，上部轴心荷载F F k k=180kN/m=180kN/m，埋深，埋深1.1m1.1m；持力层及基底以上地基土为粉质黏土，持力层及基底以上地基土为粉质黏土，m=19.0kN/m3；e e=0.80，IL=0.75，fak=200kPa，地下水位位于基底处。试确定所需基础宽度。，地下水位位于基底处。试确定所需基础宽度。【解答解答】(1)(1)确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值取取b=1m。(2)(2)计算条形基础宽度计算条形基础宽度由由于于IL=0.750.85，e=0.800.85，查查表表可可得得：b=0.3，d=1.

26、6；假假设设b3m，有，有(3)(3)地基承载力验算地基承载力验算pk=Fk/A+Gd=180kN/1m1m+20kN/m31.1m=202kPafa=218.2kPa（满足要求）（满足要求）【例例】已知厂房基础上的荷载（见图），已知厂房基础上的荷载（见图），持力层及基底以上地基土为粉质黏土，持力层及基底以上地基土为粉质黏土，=19 kN/m=19 kN/m3 3，地基承载力，地基承载力f fakak=230 kPa=230 kPa，试，试设计矩形基础底面尺寸。设计矩形基础底面尺寸。【解答解答】(1)(1)按轴心荷载初步确定基础底面积按轴心荷载初步确定基础底面积考考虑虑偏偏心心荷荷载载的的影影

27、响响，将将A0增增大大40%，即即A=1.4 A0=1.48.7m2=12.18 m2，设设长宽比长宽比n=l/b=2，则，则A=lb=2b2，取取b=2.6ml=2b=22.6=5.2m。先先确确定定地地基基承承载载力力特特征征值值，假假设设 b3m根根据据e=0.73，IL=0.75，查，查表可得：表可得：b=0.3，d=1.6，故故fa=fak+b（b-3）+dm（d-0.5）=230kPa+0+1.619kN/m3(1.8-0.5)m=269.5kPa(2)计算基底最大压力计算基底最大压力pkmaxGk=GAd=20kN/m32.6m5.2m1.8m=487kN基底处竖向力合力基底处竖

28、向力合力:F k+G k1800kN+220kN+487kN=2507kN Mk950 kNm+220 kN0.62m+180 kN(1.8-0.6)m=1302kNm 偏心距偏心距 所以，偏心力作用点在基础截面内。所以，偏心力作用点在基础截面内。基底最大压力为基底最大压力为 及基础及回填土重及基础及回填土重基底处总力矩基底处总力矩:为了增加抗弯刚度，将基础长边平行于弯矩作用方向，则基础底面抗弯刚度为了增加抗弯刚度，将基础长边平行于弯矩作用方向，则基础底面抗弯刚度=11.27m3(3)地基承载力验算地基承载力验算 pkmax=296.71.2fa1.2269.5kPa=323.4kPa（满足要

29、求）（满足要求）pk=Fk/lb=2507/(5.22.6)kPa=185.4kPafa=269.5kPa（满满足要求）足要求）所以，基础采用所以，基础采用5.2m2.6m，底面尺寸是合适的。底面尺寸是合适的。在成层地基中，有时在持力层以下有高压缩性的土层，将在成层地基中，有时在持力层以下有高压缩性的土层，将此土层称为软弱下卧层。此土层称为软弱下卧层。此时，除进行持力层地基承载力验算，还必需对软弱下此时，除进行持力层地基承载力验算，还必需对软弱下卧层进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应卧层进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过它的承载力特征值力与自重应力之和

30、不超过它的承载力特征值,即：即：Pz为相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处附加应力为相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处附加应力特征值；特征值；Pcz为软弱下卧层顶面处土的自重应力特征值；为软弱下卧层顶面处土的自重应力特征值；az为软弱下卧弱下卧层顶面面处经深度修正后的地基承深度修正后的地基承载力特征力特征值。三、软弱下卧层承载力验算三、软弱下卧层承载力验算关于附加应力关于附加应力Pz的计算，的计算，建筑地基规范建筑地基规范提出了按扩散角原理的简化计算方法。提出了按扩散角原理的简化计算方法。当持力层与软弱下卧层的压缩当持力层与软弱下卧层的压缩模量比值模量比值Es1/Es23时，对矩

31、形时，对矩形和条形基础，假设基底处的附和条形基础，假设基底处的附加应力加应力(p0=pk-md)向下传递时向下传递时按某一角度按某一角度向外扩散分布于向外扩散分布于较大的面积上，根据基底与软较大的面积上，根据基底与软弱下卧层顶面处扩散面积上的弱下卧层顶面处扩散面积上的附加应力相等的条件，可得：附加应力相等的条件，可得：压力扩散角法计算土中附加应力矩形基础条形基础软弱下卧层验算的要求实质上是保证了上覆持力层不软弱下卧层验算的要求实质上是保证了上覆持力层不发生冲剪破坏。如软弱下卧层不满足要求，可考虑增发生冲剪破坏。如软弱下卧层不满足要求，可考虑增大基础底面积、改变基础埋深，甚至改用地基处理或大基础

32、底面积、改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础的设计方案。深基础的设计方案。式中式中 、b-分别为矩形基础底面的长度和宽度，分别为矩形基础底面的长度和宽度，pk-基底的平均压力设计值，基底的平均压力设计值，pc-基底处土的自重应力标准值，基底处土的自重应力标准值，z-基底至软弱下卧层顶面的距离，基底至软弱下卧层顶面的距离，-地基压力扩散角，可按表地基压力扩散角，可按表117采用。采用。【例例】如图所示中柱基础荷载标准值如图所示中柱基础荷载标准值F Fk k=1100KN=1100KN，M Mk k=140KN.m=140KN.m；若基础底面尺寸若基础底面尺寸Lb=3.6m2.6mLb=3.6m

33、2.6m，试根据图中资料验算基底面，试根据图中资料验算基底面积是否满足地基承载力要求。（杂填土以下为地下水）积是否满足地基承载力要求。（杂填土以下为地下水）持力层承载力设计值持力层承载力设计值:【解解】1、持力层承载力验算、持力层承载力验算埋深范围内的土的加权平均重度埋深范围内的土的加权平均重度由粉质粘土由粉质粘土e=0.8,IL=0.82查表得查表得:基础及回填土重基础及回填土重(0.8m在地下水中在地下水中)持力层承载力验算：持力层承载力验算：满足满足.经验算经验算满足要求满足要求。2、软弱下卧层强度验算、软弱下卧层强度验算软弱下卧层顶面处自重应力软弱下卧层顶面处自重应力软弱下卧层顶面以上

34、土的加权平均重度软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度由淤泥粘土由淤泥粘土查表得地基压力扩散角查表得地基压力扩散角查表得查表得软弱下卧层顶面处的附加应力软弱下卧层顶面处的附加应力【例例】某柱下单独基础，荷某柱下单独基础，荷载与地基情况如图示，试确载与地基情况如图示，试确定基础底面尺寸。定基础底面尺寸。Fk=800kNGkVk=15kN0.0000.30080013003500Mk=200kNm填土填土=16Es=2.5MPa粘土粘土=18.5kN/m3 Es=10MPa fak=175kPa（b=0.3、d=1.6）淤泥质土淤泥质土 w=45%Es=2.0Mpa fak=85kPa （b=0、d=

35、1.0）【解解】选择持力层，如图示。选择持力层，如图示。求修正后的地基求修正后的地基承载力特征值：承载力特征值：假定假定b3m，则，则初步估算基底面积初步估算基底面积首先按轴心受压估算首先按轴心受压估算A0考虑偏心影响，将考虑偏心影响，将考虑偏心影响，将考虑偏心影响，将A A0 0增大增大增大增大18%18%，则，则，则，则A A=1.18=1.18A A0 0=1.184.8=5.6(m=1.184.8=5.6(m2 2)，b=b=1.7m1.7m，l l=3.4m=3.4m。取取取取l/b=l/b=2.02.0得：得：得：得：验算地基承载力验算地基承载力M=200+150.8=212(kN

36、m)pkmax=232.4kPa1.2fa=234.6kPapk=(pkmax+pkmin)/2=167.5kPafa=195.48kPa满足要求，故基底尺寸满足要求，故基底尺寸b=1.7m，l=3.4m合适。合适。软弱下卧层验算软弱下卧层验算下卧层地基承载力特征值修正下卧层地基承载力特征值修正下卧层埋深：下卧层埋深：d+z=4.8m下卧层顶面上土的加权平均重度：下卧层顶面上土的加权平均重度：pcz=mzdz=17.824.8=85.5(kPa)下卧层顶面处自重应力下卧层顶面处自重应力下卧层顶面处的附加压力下卧层顶面处的附加压力确定压力扩散角确定压力扩散角Es1/Es2=10/2=5，z/b=

37、2.060.5，则，则=25计算基底平均压力和土的自重压力计算基底平均压力和土的自重压力pk=(=(Fk+Gk)/A=(800+167.62)/(3.41.7)=167.4(kPa)pcz1=1d=16=161.3=20.8(kPa)验算下卧层承载力验算下卧层承载力pz+pcz=111.1kPafaz=161.6kPa满足要求。满足要求。作 业某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值、基础尺寸、埋深及地基条件如图 所示。试验算持力层和软弱下卧层的地基承载力是否满足。第六节第六节地基变形验算地基变形验算计算地基沉降时传至基础底面上的荷载计算地基沉降时传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态准永

38、久组合，不计效应按正常使用极限状态准永久组合，不计入风荷载和地震作用。入风荷载和地震作用。地基沉降量计算方法：地基沉降量计算方法：1、弹性理论公式法、弹性理论公式法基于布辛尼斯克的位移解：地基均匀较方便，结果偏大。w沉降影响系数；2、分层总和法、分层总和法基本假定：（1）地基只有竖向压缩变形，无侧向变形；（2）用基础中点地基的附加应力计算变形。注意：确定计算深度与分层厚合适。3、规范推荐法、规范推荐法基本假定：各向同性均质直线体理论计算地基附加应力，对于同一层采用单一指标，精度高。确定计算深度：在计算深度zn处向上取厚度为z的土层计算变形值4、考虑地基回弹的沉降计算、考虑地基回弹的沉降计算基坑

39、开挖等。pc-基坑底面以上的自重应力，地下水位以下取浮重度。计算至基坑底面以下5m。第七节第七节第七节第七节 减少建筑物不均匀沉降的工程措施减少建筑物不均匀沉降的工程措施减少建筑物不均匀沉降的工程措施减少建筑物不均匀沉降的工程措施不均匀沉降危害：对策：调整基底尺寸A或d；采用整体刚度大的基础型式；采用桩基或进行地基处理；建筑、结构、施工措施一、建筑措施一、建筑措施一、建筑措施一、建筑措施(一一一一)体型应力求简单体型应力求简单体型应力求简单体型应力求简单体型简单的：“”字形体型复杂的：“”、“”、“”、“”等。(二二二二)设沉降缝设沉降缝设沉降缝设沉降缝部位：(1)平面形状复杂的建筑物转折部位

40、；(2)建筑物高度或荷载突变处；(3)建筑结构类型不同处；(4)长高比过大的建筑物的适当部位；(5)地基土软硬交界处；(6)分期建造房屋的分界处；(7)地基处理的方法不同处。沉降缝构造，见图(三三三三)相邻建筑物基础间净距的考虑相邻建筑物基础间净距的考虑相邻建筑物基础间净距的考虑相邻建筑物基础间净距的考虑(四四四四)调整设计标高调整设计标高调整设计标高调整设计标高(1)根据预估沉降量，事先适当提高室内地坪和地下设施的标高；(2)建筑物各部分(或设备之间)有联系时，可将沉降较大者的标高适当提高；(3)在建筑物与设备之间应留有足够的净空；(4)当管道穿过建筑物时，应预留足够尺寸的孔洞或采用柔性管道

41、接头。二、结构措施二、结构措施二、结构措施二、结构措施(一一一一)减轻建筑物自重减轻建筑物自重减轻建筑物自重减轻建筑物自重自重所占比例工业建筑：民用建筑：措施：1.减轻墙体重量2.选用轻型结构3.减少基础和上覆土的重量(二二二二)设置圈梁设置圈梁设置圈梁设置圈梁圈梁作用；圈梁部位：23层：基础大放脚处、顶层门窗处多层：除上之外，隔层增设圈梁要求平面内闭合。圈梁类型见图。(三三三三)减小或调整基底的附加压力减小或调整基底的附加压力减小或调整基底的附加压力减小或调整基底的附加压力1、设置地下室、设置地下室p0=pod2、改变基底尺寸，如示意图。、改变基底尺寸，如示意图。(四四四四)采用非敏感性结构

42、采用非敏感性结构采用非敏感性结构采用非敏感性结构例：排架结构、三铰拱结构。三、施工措施三、施工措施三、施工措施三、施工措施(三三三三)保持地基土原状结构保持地基土原状结构保持地基土原状结构保持地基土原状结构注意保护，预留注意保护，预留注意保护，预留注意保护，预留20cm20cm，混凝土垫层，混凝土垫层，混凝土垫层，混凝土垫层否则铺砂等，再夯实否则铺砂等，再夯实否则铺砂等，再夯实否则铺砂等，再夯实(一一一一)合理安排施工顺序（先重后轻）合理安排施工顺序（先重后轻）合理安排施工顺序（先重后轻）合理安排施工顺序（先重后轻）(二二二二)注意选择合理的施工方法注意选择合理的施工方法注意选择合理的施工方法注意选择合理的施工方法开挖、降水、堆载、预压等开挖、降水、堆载、预压等开挖、降水、堆载、预压等开挖、降水、堆载、预压等