浅基础类型设计与计算.ppt

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1、 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础本章内容本章内容n3.1 概述概述n3.2 浅基浅基础类础类型和特点型和特点n3.3 基基础础埋深的确定埋深的确定n3.4地基承地基承载载力特征力特征值值的确定的确定n3.5 基基础础底面尺寸的确定底面尺寸的确定n3.6 软软弱下卧弱下卧层层的的验验算算n3.7地基地基变变形形验验算算n3.8地基地基稳稳定性定性验验算算n3.9浅基浅基础设计实础设计实例例n3.10地基、基地基、基础础与上部荷与上部荷载载的共同作用的共同作用n3.11 减减少少地地基基不不均均匀匀沉沉降降对对建建筑筑物物危危害害的的措措施施浅浅基基础础的地基承载力的地基承载力

2、第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础l1 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础l2 人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础l3 深基础深基础换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等人工地基人工地基埋深埋深5m5m特殊方法施工特殊方法施工考虑侧壁阻力作用考虑侧壁阻力作用沉井基础沉井基础沉箱基础沉箱基础桩基础也属深基础桩基础也属深基础浅基础：浅基础：埋深小于埋深小于5m，或者埋深大于或者埋深大于5m，但是小于基但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。单的深浅概念。n3.1 概述

3、概述 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础Strong RockStrong Rock基础基础：在地表以下与地基在地表以下与地基接触的下部建筑物称为基接触的下部建筑物称为基础。础。地基地基:支承基础的、受建筑支承基础的、受建筑物影响的那部分土层（土物影响的那部分土层（土体或岩体）。体或岩体）。上部结构上部结构 下部结构下部结构（地基、基础）（地基、基础）基础工程：基础工程：研究地基基础相互作用共同承担上部结构所产生的各研究地基基础相互作用共同承担上部结构所产生的各种变形与稳定问题。种变形与稳定问题。3.1 概概 述述 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础基础工程的特点基

4、础工程的特点基基础础工工程程的的特特点点一般位于地下，具有隐蔽性一般位于地下，具有隐蔽性施工环境较差，质量较难控制施工环境较差，质量较难控制问题不易发现，纠正起来困难问题不易发现，纠正起来困难造价较高（造价较高（25%25%），工期较长），工期较长（25302530）第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础如何设计地基与基础？如何设计地基与基础？三种方案都可以，要做方案的三种方案都可以，要做方案的技术技术经济比较。经济比较。杂填土杂填土软土软土天然地基Natural ground桩基 Pile好土好土 地基处理地基处理Ground improvement 第第3章章 天然地基上的浅基础

5、天然地基上的浅基础 按结构型式可分为按结构型式可分为扩展基础、联合基础、柱下交叉条形基础、扩展基础、联合基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础筏形基础、箱形基础和和壳体基础壳体基础。扩展基础通常指扩展基础通常指墙下条形基础墙下条形基础和和柱下单独基础柱下单独基础；扩展基；扩展基础又可分为础又可分为无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础（刚性基础）和和钢筋混凝土扩展基钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）础（柔性基础）。一、一、扩展基础扩展基础3.2 浅基础的类型浅基础的类型 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础（一）无筋扩展基础：（一）无筋扩展基础：材料：材料：通常是由砖、块石、毛石、素

6、混凝土、三合土和灰土。通常是由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土。特点：抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低。为了使基础内的特点：抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低。为了使基础内的拉拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，设计时需要，设计时需要加大基加大基础高度础高度，基础几乎不发生，基础几乎不发生挠曲变形挠曲变形，所以也称为刚性基础。，所以也称为刚性基础。砖基础砖基础（下铺垫层）（下铺垫层）毛石基础毛石基础（下铺垫层）（下铺垫层）混凝土或毛石混凝土或毛石混凝土基础混凝土基础灰土或三灰土或三合土基础合土基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础

7、 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础（二）钢筋混凝土扩展基础（二）钢筋混凝土扩展基础 钢筋混凝土扩展基础系指钢筋混凝土扩展基础系指墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础和和柱下柱下钢筋混凝土独立基础钢筋混凝土独立基础。墙下钢筋混凝土条形基础：墙下钢筋混凝土条形基础：墙下钢筋混凝土条形基础多用于地质条件较差的多层建墙下钢筋混凝土条形基础多用于地质条件较差的多层建筑物，其截面形式可做成无肋式或有肋式两种。筑物，其截面形式可做成无肋式或有肋式两种。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础柱下钢筋混凝土独立基础：柱下钢筋混凝土独立基础：钢筋混凝土扩展基础的抗弯和抗剪性能良好

8、，可在竖向钢筋混凝土扩展基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。由于这类基础的高度不受台阶宽高比的限制故适况下使用。由于这类基础的高度不受台阶宽高比的限制故适宜于需要宽基浅埋的场合下采用。宜于需要宽基浅埋的场合下采用。(a)台阶形基础台阶形基础 (b)锥形基础锥形基础 (c)杯口基础杯口基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础联合基础联合基础二、二、联合基础联合基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础三、柱下条形基础和柱下十字交叉条形基础三、柱下条形基础和柱下

9、十字交叉条形基础u柱下条形柱下条形基础基础:同一轴线（或同一方向）上若同一轴线（或同一方向）上若干柱下相连的钢筋混凝土条形基础。干柱下相连的钢筋混凝土条形基础。u柱下十字交叉条形基础柱下十字交叉条形基础:柱网下沿纵横两向分别柱网下沿纵横两向分别设置的钢筋混凝土条形基础。设置的钢筋混凝土条形基础。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础柱下条形基础柱下条形基础 当地基承载力较低，且柱下钢当地基承载力较低，且柱下钢筋混凝土独立基础可能产生较大筋混凝土独立基础可能产生较大的差异沉降，可将柱下连成一体的差异沉降，可将柱下连成一体优点优点:该基础抗弯刚度大该基础抗弯刚度大,调整基础的不均匀沉降能

10、力大调整基础的不均匀沉降能力大 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础当地基软弱当地基软弱,并且在并且在两个两个方向分布不均匀方向分布不均匀,需要基础在两需要基础在两个方向具有一定的刚度来调整不均匀沉降。可在柱网下个方向具有一定的刚度来调整不均匀沉降。可在柱网下纵横两向分别设置钢筋混凝土条形基础。纵横两向分别设置钢筋混凝土条形基础。柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础 连梁交叉条形基础连梁交叉条形基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础四、筏形基础四、筏形基础覆盖于建筑物地基上的整体钢筋混凝土板状基础。覆盖于建筑物地基上的整体钢筋混凝土板状基

11、础。当交叉基础满足不了地基承载力或不均匀沉降要求当交叉基础满足不了地基承载力或不均匀沉降要求时，可在柱、墙下布置满堂筏形基础。时，可在柱、墙下布置满堂筏形基础。工作条件工作条件:犹如倒置的楼盖结构犹如倒置的楼盖结构结结构构型型式式u墙下筏墙下筏基基 -平板式平板式 u柱下筏基柱下筏基平板式平板式梁板式梁板式 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础(a)平板式平板式 (b)梁板式筏形基础梁板式筏形基础平板式筏板基础平板式筏板基础：是一块等厚度的钢筋混凝土平板。当柱：是一块等厚度的钢筋混凝土平板。当柱荷载较大，设墩基以防止筏板被冲剪破坏。荷载较大，设墩基以防止筏板被冲剪破坏。梁板式筏板基

12、础梁板式筏板基础：当柱距较大，柱荷载相差也较大时板内：当柱距较大，柱荷载相差也较大时板内会产生较大的弯矩，宜在板上沿柱轴纵横向设置基础梁。会产生较大的弯矩，宜在板上沿柱轴纵横向设置基础梁。这时板的厚度比平板式小得多。这时板的厚度比平板式小得多。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 1）有较大基底面积，不仅易于满足软弱地基承载力的要求有较大基底面积，不仅易于满足软弱地基承载力的要求,而且而且减少了基底的附加压力减少了基底的附加压力，并在与上部结构共同工作的条，并在与上部结构共同工作的条件下件下使沉降比较均匀使沉降比较均匀；2）对上部结

13、构刚度较好的多层房屋，对上部结构刚度较好的多层房屋，能增加整体性能能增加整体性能，减少减少相对沉降相对沉降，增强抗震性能增强抗震性能；3）可跨越土中浅层小洞穴和局部软弱层，防止因局部下沉造可跨越土中浅层小洞穴和局部软弱层，防止因局部下沉造成的房屋损坏；成的房屋损坏；4）可作为水池、油库等的防渗底板；可作为水池、油库等的防渗底板；5）有地下室时，有地下室时，可提供较宽敞的使用空间可提供较宽敞的使用空间；6）有地下室或架空地板时，具有一定的补偿性效应。有地下室或架空地板时，具有一定的补偿性效应。筏基的功能筏基的功能不足之处不足之处1)1)无力调整过大的差异沉降无力调整过大的差异沉降2)2)上下配筋

14、，经济指标较高上下配筋，经济指标较高 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础五、箱形基础五、箱形基础 当地基承载力较低，上部结构荷载较大时采用筏形基础无法当地基承载力较低，上部结构荷载较大时采用筏形基础无法调整差异沉降，又不合适采用桩基时，可采用箱形基础。调整差异沉降，又不合适采用桩基时，可采用箱形基础。是由钢筋混凝土是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横内隔墙底板、顶板和纵横内隔墙组成，形成一只组成，形成一只刚度大的箱子。刚度大的箱子。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础底板底板外外墙墙内内墙墙 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础适用条件：适用条件：软弱地基上的高

15、层、重型或软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降要求严格的建筑物对不均匀沉降要求严格的建筑物 1 1）基础埋深大、中空形式，使开挖卸去的土重基础埋深大、中空形式，使开挖卸去的土重部分抵偿了上部结构传来的荷载，部分抵偿了上部结构传来的荷载，能显著减小基能显著减小基底压力、降低底压力、降低 基础沉降量；基础沉降量；2）整体刚度大整体刚度大，只能产生大致的均匀沉降或整，只能产生大致的均匀沉降或整体倾斜，体倾斜，抗震性能好抗震性能好；3 3）具有较大地下空间具有较大地下空间可供各种使用功能，但因可供各种使用功能，但因内墙分隔而使使用受限；内墙分隔而使使用受限；4 4）经济指标高，施工技术复杂，对防水通风

16、要经济指标高，施工技术复杂，对防水通风要求较高。求较高。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础六、壳体基础六、壳体基础基础材料：基础材料：钢筋混凝土钢筋混凝土特点：特点：1 1）材料省、造价低，材料省、造价低，2 2）施工技术要求高施工技术要求高。适用条件：适用条件：可用作柱可用作柱基础和筒基础和筒形构筑物形构筑物基础基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础筏形基础（梁板式）第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础

17、独立基础独立基础 柱下条形基础柱下条形基础 箱形和筏形基础箱形和筏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基底压力和基底附加压力越来越小，整体刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基小，整体刚度越来越大，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

18、情况下工程造价越来越高 浅基础的特点：浅基础的特点：小结小结 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础3.3 基础埋深的确定基础埋深的确定 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础原则：原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋在满足承载力的条件下尽量浅埋基本要求：基本要求：1.除岩石以外，除岩石以外，d不宜小于不宜小于50cm（表土扰动，表土扰动，植物，冻融，冲蚀）植物，冻融，冲蚀）2.基础顶距离设计地面不小于基础顶距离设计地面不小于10cm3.桥梁或近水建筑基础要求在冲刷深度以下桥梁或近水建筑基础要求在冲刷深度以下其它控制因素其它控制因素3.3 基础埋深的确定基础埋深的确定 第第3

19、章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础1 建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小l地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱形基础地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱形基础埋深不宜小于建筑物高度的埋深不宜小于建筑物高度的1/15；桩筏或桩箱基础的埋深（不计桩长）不宜小于建筑物高桩筏或桩箱基础的埋深（不计桩长）不宜小于建筑物高度的度的1/181/20；l土质地基上的建筑物，基础埋深应随建筑物高度适当土质地基上的建筑物，基础埋深应随建筑物高度适当增大；增大；l岩石上的高层建筑，基础埋深应满足抗滑要求；岩石上的高层建筑，基础埋深应满足抗滑要求；l受上拔力的

20、基础埋深要满足抗拔要求；受上拔力的基础埋深要满足抗拔要求；l烟囱、水塔等高耸结构，应满足抗倾覆稳定性要求；烟囱、水塔等高耸结构，应满足抗倾覆稳定性要求；l受温度影响的建筑物，基础埋深要考虑对地基的冻胀受温度影响的建筑物，基础埋深要考虑对地基的冻胀或干缩效应。或干缩效应。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础在在满足其他满足其他要求下尽量要求下尽量浅埋浅埋只有低层房屋可只有低层房屋可用，否则处理用，否则处理尽量浅埋。但是尽量浅埋。但是如如h h1 1太小就为太小就为IIIIh1 5m桩基桩基或处或处理；理；好土好土软土软土好土好土 I II III IV好土好土软土软土软土软土(很深很

21、深)h12 2 工程地质条件工程地质条件硬壳层硬壳层台阶形台阶形基础应尽可能埋置在良好的持力层上，存在软基础应尽可能埋置在良好的持力层上，存在软弱下卧层时，软弱下卧层也要满足承载力和地弱下卧层时，软弱下卧层也要满足承载力和地基变形的要求。倾斜地基可采用不同基础埋深基变形的要求。倾斜地基可采用不同基础埋深 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础3 3 水文地质条件水文地质条件l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l有有承压水时，防止承压承压水时，防止承压水顶破基底水顶破基底基坑基坑l对于尺寸较大的基础，应有对于尺寸较大的基础，应有不小于不小于1.

22、11.1的安全系数。的安全系数。l还应注意防侵蚀、抗浮及还应注意防侵蚀、抗浮及防渗问题。防渗问题。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础4 4 地基冻融条件地基冻融条件 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础冻土冻土多年冻土（冻结时间多年冻土（冻结时间 3年年）季节性冻土季节性冻土发生冻胀的条件发生冻胀的条件（1 1）土）土的的条件条件 一般是细颗粒土一般是细颗粒土（2 2）温度条件）温度条件 低于冻结温度低于冻结温度（3 3）水力条件）水力条件 含水量含水量越大，冻胀性越强，如粉土冻胀含水量含水量越大，冻胀性越强，如粉土冻胀最严重最严重地下水位：离冻结区越近，水分补充越快

23、地下水位：离冻结区越近，水分补充越快外因外因内因内因土的冻胀性土的冻胀性4 地基冻融条件地基冻融条件 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 土的冻胀与融陷土的冻胀与融陷毛细水毛细水土颗粒土颗粒结合水结合水冰冰冻胀冻胀 土冻结后体积的膨胀土冻结后体积的膨胀冻胀机理冻胀机理融陷融陷 冻土融化后引起建筑物沉陷的现象。冻土融化后引起建筑物沉陷的现象。结冰时水的膨胀可达结冰时水的膨胀可达10%10%左右，且膨胀力很大，达左右，且膨胀力很大，达2MPa2MPa量级，当膨胀力大于量级，当膨胀力大于基底压力时，基础被抬起基底压力时，基础被抬起 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础土的冻

24、胀性土的冻胀性衡量指标衡量指标冻胀性分类冻胀性分类平均冻胀率：平均冻胀率：不冻胀不冻胀不冻胀不冻胀 1%弱冻胀弱冻胀弱冻胀弱冻胀 1%3.5%冻胀冻胀冻胀冻胀 3.5%6%强冻胀强冻胀强冻胀强冻胀 6%12%注意：注意：碎石、砂等中碎石、砂等中粒径小于粒径小于0.075mm的的颗粒含量太高也会导颗粒含量太高也会导致冻胀致冻胀规范附录规范附录G 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础冻深对基础埋深的要求冻深对基础埋深的要求Zddmin室内地面室内地面hmax dmin=zd hmax式中：式中：zd 设计冻深；设计冻深；hmax 允许残留冻土允许残留冻土 最大厚度。最大厚度。第第3章章

25、 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础zd=z0 zs zw ze标标准准冻冻深深土土类类别别冻冻胀胀性性环环境境影响系数影响系数Z0 0 标准冻深：标准冻深：北北 京京 0.81.0m哈尔滨哈尔滨 2.0m满洲里满洲里 2.8m 10年的实测最年的实测最大冻深平均值大冻深平均值 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础标准冻深标准冻深 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础l当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有的建筑物基础于原有的建筑物基础；l当埋深大于原有建筑物基础时，两基础间应保持一定当埋深大于原有建筑物基础

26、时，两基础间应保持一定净距（净距（12倍基底高差），其数值应根据原有建筑荷倍基底高差），其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定；载大小、基础形式和土质情况确定；l当上述条件不能满足时，应分段施工，设置临时加固当上述条件不能满足时，应分段施工，设置临时加固支撑等或加固原有建筑物基础；支撑等或加固原有建筑物基础；l基础底面一般低于管沟等地下设施的底面。基础底面一般低于管沟等地下设施的底面。5 场地环境条件场地环境条件 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础一、一、地基承载力概念地基承载力概念为了满足地基强度和稳定性的要求，设

27、计时必须控为了满足地基强度和稳定性的要求，设计时必须控制基础底面最大压力不得大于某一界限值，这一界制基础底面最大压力不得大于某一界限值，这一界限值称为限值称为地基承载力地基承载力 。3.4 浅基础的地基承载力浅基础的地基承载力u 极限承载力极限承载力:地基即将丧失稳定性时的承载力地基即将丧失稳定性时的承载力;u 允许承载力允许承载力:地基稳定有足够的安全度且地基稳定有足够的安全度且变形变形 在允许范围内在允许范围内时的承载力。时的承载力。(地基承载力特征值地基承载力特征值)第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础地基承载力特征值地基承载力特征值fa 在保证地基稳定的条件下在保证地基稳定

28、的条件下,使建筑物的沉降量不超过使建筑物的沉降量不超过 允许值的地基承载力允许值的地基承载力。特点：特点：1.1.地基承载力特征值实质就是地基承载力特征值实质就是允许承载力允许承载力；2.2.按按正常使用极限状态正常使用极限状态原则确定；原则确定；3.3.以以地基的变形地基的变形作为控制标准。作为控制标准。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础二、二、地基承载力特征值的确定地基承载力特征值的确定地基承载力特征值的确定方法主要有以下四种：地基承载力特征值的确定方法主要有以下四种：根据土的抗剪强度指标以理论公式计算确定；根据土的抗剪强度指标以理论公式计算确定；按载荷试验或其它原位试验确定

29、；按载荷试验或其它原位试验确定；（需做深宽修正）（需做深宽修正）按规范提供的承载力表；按规范提供的承载力表；（需做深宽修正）（需做深宽修正）土质基本相同时，根据邻近场地条件相似的建筑物经验确定；土质基本相同时，根据邻近场地条件相似的建筑物经验确定；（需做深宽修正）（需做深宽修正）结合工程实践经验很重要！结合工程实践经验很重要！第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础1 根据土的抗剪强度指标确定：根据土的抗剪强度指标确定：（1）地基极限承载力理论公式）地基极限承载力理论公式式中：式中：pu地基极限承载力，具体方法见地基极限承载力，具体方法见土力学土力学；K安全系数安全系数,其值与地基设计

30、等级、荷载性质、其值与地基设计等级、荷载性质、土的抗剪强度指标的可靠性、地基条件等因素有关，土的抗剪强度指标的可靠性、地基条件等因素有关，长期荷载一般为长期荷载一般为K=23。fa地基承载力特征值；地基承载力特征值；按该方法确定的地基承载力特征值，只保证地基强度有足够的按该方法确定的地基承载力特征值，只保证地基强度有足够的安全度，未能保证满足变形要求，故还应进行安全度，未能保证满足变形要求，故还应进行地基变形验算。地基变形验算。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础（2）规范推荐的理论公式）规范推荐的理论公式建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007GB50007201

31、12011）规定，当基底偏）规定，当基底偏心距心距e0.033b（b为基底宽度）时，根据土的抗剪强度指标确定为基底宽度）时，根据土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值可按下式计算：的地基承载力特征值可按下式计算：第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础几点说明几点说明：公式仅适用于公式仅适用于e0.033b，因为该公式理论模式是基底压力均匀分布，因为该公式理论模式是基底压力均匀分布，当受到较大水平荷载或偏心荷载使合力偏心距过大时，地基反力就当受到较大水平荷载或偏心荷载使合力偏心距过大时，地基反力就会很不均匀，为了使计算的地基承载力符合其理论模式，故增加以会很不均匀，为了使计算的地基承载

32、力符合其理论模式，故增加以上的限制。上的限制。承载力系数承载力系数M Mb b、M Md d、M Mc c是以界限荷载是以界限荷载p p1/41/4公式中相应系数为基础确定公式中相应系数为基础确定的。考虑到内摩擦角大时理论值的。考虑到内摩擦角大时理论值M Mb b偏小，所以对一部分系数按试验偏小，所以对一部分系数按试验结果做了调整。结果做了调整。按公式确定地基承载力时，只保证地基强度有足够的安全度，未能按公式确定地基承载力时，只保证地基强度有足够的安全度，未能保证满足变形要求，故保证满足变形要求，故还应进行地基变形验算。还应进行地基变形验算。抗剪强度指标应取质量较好的原状土样以三轴压缩试验测定

33、抗剪强度指标应取质量较好的原状土样以三轴压缩试验测定,每层土每层土不少于不少于6 6组。组。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 2 2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定-适用于浅层地基适用于浅层地基u 浅层平板载荷试验浅层平板载荷试验u 深层平板载荷试验深层平板载荷试验u 螺旋板载荷试验螺旋板载荷试验适用于深层地基适用于深层地基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0.250.250.50m0.50m2 2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当于于1 12 2倍倍荷荷载载板

34、板宽宽度度的的深深度度以以内内土土体的平均性质。体的平均性质。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础p s曲线曲线“陡降型陡降型”步骤：步骤：1 1）当当p s曲线上有明显的比曲线上有明显的比例界限例界限 pb时，取时，取pb对应的荷载对应的荷载值为地基承载力特征值；值为地基承载力特征值；2 2）当）当 pu 2 2pb时，取时，取 pu/2 2 为地基承载力特征值。为地基承载力特征值。载荷试验结载荷试验结果果 p s 曲线曲线确定确定 地基承载力特征值地基承载力特征值 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础条件：条件：承压板面积为承压板面积为 0.25 0.50m2p s

35、曲线曲线“缓变型缓变型”步骤：步骤：当当p s曲线上无明显的比曲线上无明显的比例界限例界限 pb和极限荷载和极限荷载pu时，时，取沉降取沉降 s=(0.010.015)b对应对应的荷载值为地基承载力特征的荷载值为地基承载力特征值；且其值值；且其值不大于最大加载不大于最大加载量的一半。量的一半。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础反力梁反力梁千斤顶千斤顶基准梁基准梁荷载板荷载板百分表百分表 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基

36、础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础载荷试验结果载荷试验结果 p s 曲线曲线确定确定 地基承载力特征值地基承载力特征值方方法法 p-s曲线曲线“陡降型陡降型”取值主要由地基强度控制，取值主要由地基强度控制，p-s曲线曲线“缓变型缓变型”取值主要由地基允许变取值主要由地基允许变 形控制，形控制，常出现于常出现于中、高中、高 压缩性土压缩性土 常出现于常出现于低压缩性土低压缩性土 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 同一层土参加统计同一层土参加统计试验点不少于三点试验点不少于三点，所，所得试验实测值的极差得试验实测值

37、的极差(最大值与最小值之差最大值与最小值之差)不超过平均值的不超过平均值的30%30%时，取此平均值为地基时，取此平均值为地基承载力特征值承载力特征值fak。即：。即：满足：满足：f =famax famin 0.3fam 有：有：fak=fam 要求要求 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 载荷试验的主要优缺点载荷试验的主要优缺点 载荷板与实际基础对地基影响深度比较载荷板与实际基础对地基影响深度比较 (a)载荷试验载荷试验 (b)实际基础实际基础 优点：优点：载荷试验可靠性高，载荷试验可靠性高，对于成分或结构很不均匀的土对于成分或结构很不均匀的土层，如杂填土、裂隙土、风化层，如

38、杂填土、裂隙土、风化岩等，它则显出用别的方法所岩等，它则显出用别的方法所难以代替的作用。难以代替的作用。缺点：缺点：费时、耗资多；载荷板费时、耗资多；载荷板的尺寸一般比实际基础小，影的尺寸一般比实际基础小，影响深度较小，试验只反映这个响深度较小，试验只反映这个范围内土层的承载力。范围内土层的承载力。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 对基础宽度大于对基础宽度大于3m3m或埋置深度大于或埋置深度大于0.5m0.5m时，从荷载试验或其它原位测试、查时，从荷载试验或其它原位测试、查规范表、根据经验值等方法确定的地基承载力特征值尚应按下式进行修正：规范表、根据经验值等方法确定的地基承载力

39、特征值尚应按下式进行修正：地基承载力特征值的深宽修正地基承载力特征值的深宽修正基础宽度修正项基础宽度修正项基础埋深修正项基础埋深修正项fa=fak+b (b 3)+d m(d 0.5)第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础3 按规范承载力表确定按规范承载力表确定 由室内试验、力学指标或现场动力触探试验锤击数查规范表由室内试验、力学指标或现场动力触探试验锤击数查规范表可得出地基承载力特征值可得出地基承载力特征值fak。野外鉴别结果野外鉴别结果室内物理力学指标室内物理力学指标现场动力触探试验锤击数现场动力触探试验锤击数89规范：规范：fa

40、k 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 在初步选定基础类型和埋置深度后，就可根据持力层的承载在初步选定基础类型和埋置深度后，就可根据持力层的承载力特征值计算基础底面尺寸，如果受力层范围内存在承载力明力特征值计算基础底面尺寸，如果受力层范围内存在承载力明显低于持力层的软弱下卧层，则所选基底尺寸尚必须满足对软显低于持力层的软弱下卧层，则所选基底尺寸尚必须满足对软弱下卧层承载力的验算。此外，必要时应对地基变形或地基稳弱下卧层承载力的验算。此外，必要时应对地基变形或地基稳定性进行验算。定性进行验算。一、按持力层承载力确定基底尺寸一、按持力层承载力确定基底尺寸（一）轴心荷载作用（一）轴心荷

41、载作用 在轴心荷载作用下，要求基底压力在轴心荷载作用下，要求基底压力小于或等于修正后的地基承载力特征值。小于或等于修正后的地基承载力特征值。即即：3.5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础即即 a式中式中 F Fk k相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础 顶面的竖向荷载值；顶面的竖向荷载值；G G基础及基础上填土的平均重度，一般取基础及基础上填土的平均重度，一般取G G=20kN/m=20kN/m3 3 计算，在地下水下取计算，在地下水下取G G=10kN/m=10kN/m3 3计算；计算；d

42、d基础平均埋置深度；基础平均埋置深度；持力层修正后的承载力特征值；持力层修正后的承载力特征值；A基础底面积。基础底面积。式中式中 pk相应于荷载效应标准组合时，基础相应于荷载效应标准组合时，基础 底面处的平均压力值底面处的平均压力值 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础对单独基础，轴心荷载作用下常采用正方形基础，其边长对单独基础，轴心荷载作用下常采用正方形基础，其边长：对条形基础，沿基础长度方向取对条形基础，沿基础长度方向取1m1m作为计算单元，条形基础宽作为计算单元，条形基础宽度：度：需要说明，上式计算时，一般需要说明，上式计算时，一般先要对地基承载力特征值进先要对地基承载力特征

43、值进行深度修正求出行深度修正求出fa a，根据上式得到基础宽度，根据上式得到基础宽度b b，再，再看基底宽度看基底宽度b是否超过是否超过3.0m，若，若b3.0m时，需重新修正承载力特征值，再时，需重新修正承载力特征值，再确定基底尺寸。最后确定的基底尺寸应为确定基底尺寸。最后确定的基底尺寸应为100mm的倍数。的倍数。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础d取均值取均值d取取1m 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础【例例】某住宅承重墙厚某住宅承重墙厚240mm240mm，采用墙下条形基础；地基土，采用墙下条形基础；地基土表层为杂填土，厚度表层为杂填土，厚度0.80m0.

44、80m，重度，重度17.5kN/m17.5kN/m3 3，其下为粘土层，其下为粘土层，重度重度18.5 18.5 kN/mkN/m，承载力特征值，承载力特征值 f fa ak k为为 200kPa200kPa，孔隙比，孔隙比0.860.86。地下水位在地表下地下水位在地表下 1.0m1.0m处。若已知上部墙体传来的竖处。若已知上部墙体传来的竖向荷载标准值为向荷载标准值为195kN/m195kN/m。试。试确定基础底面尺寸。确定基础底面尺寸。解解:1.1.确定基础埋深确定基础埋深:为了便于施工，基础宜建在为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘土层地下水位以上，故选择粘土层作为持力层，初步

45、选择基础作为持力层，初步选择基础埋深埋深 d d=1m=1m。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础 3.3.取取 1m 1m 长的条基作计算单元长的条基作计算单元基础宽度：基础宽度：埋深范围内土的加权平均重度：埋深范围内土的加权平均重度：2.2.对持力层土进行深度修正对持力层土进行深度修正:第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础取该承重墙下条形基础宽度取该承重墙下条形基础宽度 b b 1.25m1.25m。4.4.验算验算:满足要求。满足要求。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础（二）偏心荷载作用（二）偏心荷载作用当作用在基底形心处的荷载不仅有竖向荷载，而且有

46、力矩存当作用在基底形心处的荷载不仅有竖向荷载，而且有力矩存在的情况，为偏心受压基础。对于单向偏心受压矩形基础，在的情况，为偏心受压基础。对于单向偏心受压矩形基础，设计时设计时，通常将，通常将基底长边方向与偏心方向取一致基底长边方向与偏心方向取一致。基底压力需满足以下承载力要求，即：基底压力需满足以下承载力要求，即：设计上通常要求设计上通常要求pkmin0(el/6)，以控制基底压力，以控制基底压力呈梯形分布，防止基础过分倾斜。呈梯形分布，防止基础过分倾斜。但对低压缩性土，但对低压缩性土，pkmin可放宽至等可放宽至等于或小于零，但宜将偏心距控制在于或小于零，但宜将偏心距控制在e l/4/4内。

47、内。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础基底压力的计算基底压力的计算 偏心受压基础基底面积的确定，通常是根据中心受压基础偏心受压基础基底面积的确定，通常是根据中心受压基础底面积的公式并适当增大底面积（考虑力矩作用）进行试估，底面积的公式并适当增大底面积（考虑力矩作用）进行试估，再验算承载力，直到满足为止。再验算承载力，直到满足为止。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础试算法步骤如下试算法步骤如下：（1 1）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值；）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值；（2 2）试估基础底面积）试估基础底面积A A：（3 3）选取基础长

48、与宽的比值（一般取选取基础长与宽的比值（一般取l/b2），根据上式确定），根据上式确定 基础长基础长l 和宽和宽b。（4 4）对地基承载力进行宽度修正。重复对地基承载力进行宽度修正。重复（2 2）和（）和（3 3）步，确定步，确定 基础宽和长度尺寸；基础宽和长度尺寸；（5 5）计算偏心距计算偏心距e和基底最大压力和基底最大压力pkmax，看满足，看满足 和和否；否；（6 6）如如b、l 选取不当，则进行调整，直到选出合适的尺寸。选取不当，则进行调整，直到选出合适的尺寸。第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础例：地基承载力特征值例：地基承载力特征值fak=220kPa，承载力修正系数承

49、载力修正系数d=1.6，土的重，土的重度为度为18.2kN/m3，现修建一外柱基础，现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载作用在基础顶面的轴心荷载Fk830kN，基础埋深（自室外地面起，基础埋深（自室外地面起算）为算）为1.0m，室内地面高出室外地，室内地面高出室外地面面0.3m，作用在基础顶面处的荷载，作用在基础顶面处的荷载还有力矩还有力矩200kNm和水平荷载和水平荷载20kN，试确定矩形基础底面尺寸。，试确定矩形基础底面尺寸。解：解：1、初步确定基础底面尺寸、初步确定基础底面尺寸 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础按轴心荷载作用，计算基底面积按轴心荷载作用，计算基底面积

50、：考虑荷载偏心，将基底面积扩大考虑荷载偏心，将基底面积扩大20%取矩形取矩形n=l/b=2，有：，有：因因b=1.5m小于小于3m，故不要进行宽度修正。，故不要进行宽度修正。取室外先进行地基承载力修正：先进行地基承载力修正：(1+1.3)/2=1.15 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2、验算偏心矩、验算偏心矩e（是否满足（是否满足el/6）3、验试基底最大压力是否满足、验试基底最大压力是否满足pkmax1.2fa4、调整底面尺寸再验算、调整底面尺寸再验算 第第3章章 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础选定的基底尺寸为选定的基底尺寸为l=3.2m，b=1.6m 第第3章章 天