浅基础建筑土木工程科技专业资料.pptx

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1、地基基础设计的基本内容与步骤地基基础设计的基本内容与步骤地基基础设计地基计算 基础设计 控制地基的变形：正常使用极限状态 地基的稳定性验算：斜坡，高耸结构防止地基强度破坏：承载力极限状态基础选型,平面布置确定基础持力层和基础埋深确定地基承载力确定底面尺寸基础结构设计绘制施工图第1页/共126页设计步骤设计步骤建筑物的型式与功能上部结构荷载资料场地勘察与室内试验资料场地施工技术条件基础型式方案比较拟定基础型式及平面布置确定基础埋深必要时的验算（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）确定地基承载力确定基底平面尺寸计算地基承受荷载基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）编制施工说明、绘施工图计算地基净反力

2、不满足第2页/共126页基底压力基底压力附加应力附加应力地基沉降变形地基沉降变形基底反力基底反力基础结构荷载基础结构荷载上部结构上部结构基础基础地基地基建筑物设计建筑物设计浅基础设计方法浅基础设计方法 常规设计法常规设计法将地基、基础、上部结构三者分离，分别对三者进行计算。优缺点：计算简单（不考虑三者共同作用）；满足静力平衡条件；忽略三者受荷后变形的连续性；不经济、不合理。适用条件：沉降较小或较均匀；基础刚度大。合理的设计方法：合理的设计方法：考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。第3页/共126页地基复杂程度地基复杂程度建筑物规模建筑物规模功能特征功能特征建筑物破坏或影响建筑物

3、破坏或影响正常使用的程度正常使用的程度设计设计等级等级甲级甲级乙级乙级丙级丙级地基基础设计原则地基基础设计原则第4页/共126页地基基础设计等级 第5页/共126页按基础材料分类砖块石素混凝土钢筋混凝土灰土？石灰3：土7三合土？石灰+砂+骨料石灰+泥土+炉渣 第二节第二节 浅基础的类型浅基础的类型第6页/共126页按基础刚度分刚性基础（无筋扩展基础）柔性基础（扩展基础）柱下钢筋混凝土独立基础墙下钢筋混凝土条形基础独立基础条形基础按基础结构形式分十字交叉基础筏板基础箱形基础壳体基础第7页/共126页N按基础刚度分类刚性基础（Rigid Footing）一、无筋扩展基础材料：砖、块石、毛石、三合土

4、、灰土、素混凝土特点：依靠基础材料本身抗拉、抗剪窄基深埋只需满足基础台阶宽高比要求H0tan=b2H 09b2刚性角。第8页/共126页房屋基础类型桥梁基础类型墙下条形基础柱下独立基础刚性扩大基础11第9页/共126页适用：六层或以下民用住宅和轻型厂房；桥梁和涵洞基础多用（刚性扩大基础）设计时：拟定尺寸，满足刚性角要求；不需要进行基础的刚度、强度验算 设计简单。设计简单。12优点：优点：技术简单、造价低廉，施工方便，稳定性 好，能承受较大荷载首选缺点：缺点：自重大、底面尺寸受限，对持力层要求高厚、重、窄窄基深埋无筋扩展基础第10页/共126页柔性基础钢筋混凝土扩展基础材料：钢筋混凝土特点：利用

5、钢筋良好抗拉、抗剪性能宽基浅埋12N第11页/共126页按形状分类：按形状分类：柱下独立基础底面形状：柱下独立基础底面形状：轴心受压一般为正方形，轴心受压一般为正方形，偏心受压一般为矩形。偏心受压一般为矩形。1、柱下钢筋混凝土、柱下钢筋混凝土独立基础独立基础：主要受力层深度 1.5b14锥形基础台阶形基础杯口形基础第12页/共126页支模板支模板2mx2m2mx2m某工程柱下独立基础某工程柱下独立基础第13页/共126页2、联合基础、联合基础第14页/共126页3、墙下钢筋混凝土、墙下钢筋混凝土条形基础条形基础：主要受力层深度 3b15墙下条形基础墙下条形基础第15页/共126页墙下条形基础第

6、16页/共126页纵向条形基础纵向条形基础横向条形基础横向条形基础柱下交叉梁基础柱下交叉梁基础4 4、十字交叉十字交叉钢筋混凝土条形基础钢筋混凝土条形基础具有良好的调整不均匀具有良好的调整不均匀沉降的能力沉降的能力第17页/共126页Mat foundation等厚度平板（0.52.5m）5 5、筏板基础、筏板基础满堂基础满堂基础平板式平板式第18页/共126页梁板式梁板式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，但刚度较大。特点：特点：较大的整体刚度；有利于调整地基的不均匀沉降；较大的整体刚度；有利于调整地基的不均匀沉降；适用：适用：土质差土质差,有防水要求有防水要求,如游泳

7、馆如游泳馆,地下室地下室第19页/共126页某工程现场筏板基础钢筋网某工程现场筏板基础钢筋网第20页/共126页底板底板外外墙墙内内墙墙6 6、箱型基础、箱型基础由筏板、纵横隔墙和顶板形成箱，整体刚度极大由筏板、纵横隔墙和顶板形成箱，整体刚度极大顶板顶板第21页/共126页优点：优点：1 1、比筏板基础更大的抗弯刚度、比筏板基础更大的抗弯刚度绝对刚性基础；产生的沉降绝对刚性基础；产生的沉降较均匀；较均匀；2 2、埋深大、基础空腹，基底附加应力减小，沉降量减小、埋深大、基础空腹，基底附加应力减小，沉降量减小缺点：缺点：1 1、材料消耗量较大；、材料消耗量较大；2 2、施工技术要求较高；、施工技术

8、要求较高；3 3、深基坑开挖问题、困难、深基坑开挖问题、困难.适用：变形要求很严格，荷载很大。适用：变形要求很严格，荷载很大。第22页/共126页7 7、壳体基础、壳体基础 定义：定义：由正圆锥形及其组合形成的壳体基础。由正圆锥形及其组合形成的壳体基础。种类：种类：正圆锥壳、正圆锥壳、M M型组合壳、内球外锥组合壳型组合壳、内球外锥组合壳荷载主要引起轴向压力，可用抗压性荷载主要引起轴向压力，可用抗压性能较好的砖、石和混凝土等材料。能较好的砖、石和混凝土等材料。第23页/共126页优点：优点：1 1、节省材料，造价低、节省材料，造价低中小型：比一般梁板式省混凝土中小型：比一般梁板式省混凝土50%

9、50%，钢筋，钢筋30%30%以上以上 2 2、施工时不需支模，挖方量少；、施工时不需支模，挖方量少；缺点缺点施工技术要求较高。施工技术要求较高。适用：适用：一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物（如烟囱、一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物（如烟囱、水塔、料仓、中小高炉等）。水塔、料仓、中小高炉等）。第24页/共126页就是确定持力层就是确定持力层下卧层持力层（受力层）持力层（受力层）FG2.3 2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择基础的埋置深度（埋深）：基础的埋置深度（埋深）：基础底面到天然地面的垂直距离基础底面到天然地面的垂直距离第25页/共126页确定原则确定原则 在保证安全可靠

10、的前提下，尽量浅埋。在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。注意：注意：1.1.基础埋深不小于基础埋深不小于0.5m0.5m；随建筑物高度适当增大。；随建筑物高度适当增大。2.2.基础顶面低于设计地面基础顶面低于设计地面0.1m0.1m以上，避免基础外露，受以上，避免基础外露，受外界破坏。外界破坏。3.3.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10cm第26页/共126页1、与建筑物有关的条件、与建筑物有关的条件建筑物的用途建筑物的用途影响基础埋深的选择。如有地下室的建筑，影响基础埋深的选择。如有地下室的建筑，埋深由地下室标高决定；工业建筑中的地下设施和设备基础，埋深由地下室标高决定

11、；工业建筑中的地下设施和设备基础，不能离建筑物基础太近。不能离建筑物基础太近。基础类型基础类型是影响埋深的另一个主要因素。抗震设防区高层是影响埋深的另一个主要因素。抗震设防区高层建筑的箱形基础和筏板基础；对于由砖石材料砌筑的刚性基础，建筑的箱形基础和筏板基础；对于由砖石材料砌筑的刚性基础，因其高度相对较大，若埋深较小则有出露的可能。因此，基础因其高度相对较大，若埋深较小则有出露的可能。因此，基础的埋深由基础的构造高度决定。的埋深由基础的构造高度决定。地下室，地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便便于维修于维修第27页/共126页在满足其在

12、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h h1 1太太小就为小就为IIIIh14 m 桩桩基或处理基或处理好土好土好土好土软土软土软土软土好土好土 I II III IVh1软土软土(很深很深)h1天然地基天然地基,基础埋深的确定根据土层分布基础埋深的确定根据土层分布2 2、工程地质条件、工程地质条件第28页/共126页3 3、水文地质条件、水文地质条件地下水位：地下水位：尽量避开，基础底面应尽量埋于地下水位以尽量避开，基础底面应尽量埋于地下水位以上；上；否则考虑基坑排水：费用大，有扰动否则考虑基坑排水：费用大，有扰

13、动 承压水承压水渗透破坏渗透破坏 水的腐蚀性水的腐蚀性第29页/共126页承压含水层承压含水层粘土层粘土层H0H承压含水层承压含水层粘土层H0HHw抽水井要使基坑开挖安全，必须要使基坑开挖安全，必须计算安计算安全厚度全厚度或降水使得或降水使得第30页/共126页3 3、地基土的冻胀和融陷、地基土的冻胀和融陷 冻胀危害及机理冻胀危害及机理冻冻深深毛细区毛细区地下水地下水冻结区冻结区第31页/共126页青藏铁路通风路堤青藏铁路通风路堤第32页/共126页第33页/共126页 冻土地区基础的最小埋置深度冻土地区基础的最小埋置深度Dmin z0 t hmaxz0 标准冻深；标准冻深；hmax 残留冻土

14、层厚度残留冻土层厚度 t 冻深影响系数冻深影响系数z0 tz0Dmin室内地面室内地面dfr第34页/共126页新旧相邻建筑物有一定距离新旧相邻建筑物有一定距离 L/H12LH5 5、场地环境条件、场地环境条件1 1、新建筑物基础埋深应新建筑物基础埋深应浅于原有浅于原有2 2、必须深时：、必须深时：3 3、否则要求否则要求支护支护：板桩、挡墙：板桩、挡墙 并且要严格限制支护的水平位移并且要严格限制支护的水平位移第35页/共126页(二)结构要求支护：第36页/共126页一、承载力的概念：一、承载力的概念：地基承受荷载的能力。数值上用地基单位面积上所能地基承受荷载的能力。数值上用地基单位面积上所

15、能承受的荷载来表示。承受的荷载来表示。极限承载力极限承载力地基承受荷载的极限能力。数值上等于地基所能承受地基承受荷载的极限能力。数值上等于地基所能承受的最大荷载。的最大荷载。容许承载力容许承载力 承载力设计值承载力设计值(特征值特征值)保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承载力。也保留足够安全储备，且满足一定变形要求的承载力。也即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。即能够保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。2.4 2.4 浅基础的地基承载力浅基础的地基承载力第37页/共126页二、地基承载力特征值的确定二、地基承载力特征值的确定1.按土的抗剪强度指标确定2.按地基载荷试验确定3.按地

16、基规范承载力表确定4.参照相邻建筑物经验确定第38页/共126页1 1、按土的抗剪强度指标确定、按土的抗剪强度指标确定确定极限承载力确定极限承载力Pu可用可用普朗特、太沙普朗特、太沙基、汉森等公式基、汉森等公式适用范围：路桥、港口等适用范围：路桥、港口等公式：公式：地基土极限承载力；按教材土力学公式计算安全系数，K=23第39页/共126页（2 2）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范推荐的理论公式推荐的理论公式条件：荷载的偏心矩条件：荷载的偏心矩e0.033be0.033b（b b为偏心方向基础边长）为偏心方向基础边长）公式：承载力系数，按表2-3查取基地宽度，大于基地宽度，大于6m6m

17、按按6m6m取值，对于砂土，小于取值，对于砂土，小于3m3m时按时按3m3m取值取值.基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）基础底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）基础埋深范围内各层土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。基础埋深范围内各层土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度。基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值；基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值；第40页/共126页说明：说明：取取值值:采采用用原原状状土土以以三三轴轴剪剪切切试试验验测测定定，一一般般要要求求在在建建筑筑场场地地范范围围内内布布置置6 6个个以以上上的的取取土土钻钻孔孔

18、，各各孔孔中中同同一一层层土土的的试试验不少于三组。验不少于三组。确确定定抗抗剪剪强强度度指指标标 的的试试验验方方法法必必须须与与地地基基土土工工作作状状态态相相适适应应。如如：饱饱和和软软土土，不不固固结结不不排排水水剪剪的的内内摩摩擦擦角角 =0=0，由由表表知知：M Mb b=0=0、M Md d=1=1、M Mc c=3.14=3.14，将将上上式式中中的的c ck k相相应应改改为为c cu u，则则地地基基承承载载力力设设计计值值：，这这时时，增增加加基基础础底底面面尺尺寸不可能提高地基承载力。寸不可能提高地基承载力。短期施工短期施工第41页/共126页2 2、按地基载荷试验确定

19、、按地基载荷试验确定千斤顶千斤顶载荷板载荷板百分表百分表第42页/共126页pcrSppu1 1）低压缩性土）低压缩性土P-SP-S曲线有明显曲线有明显直线段直线段对于少数显对于少数显“脆性脆性”破坏的土，破坏的土，p pcrcr与与p pu u很接近，很接近，pu3m，d=4m0.5m,进行修正查表查表2-52-5第46页/共126页三、地基变形验算三、地基变形验算沉降要求沉降要求地基基础设计等级中甲级、乙级和部分丙级建筑，除满足承地基基础设计等级中甲级、乙级和部分丙级建筑，除满足承载力要求外，还要验算沉降；载力要求外，还要验算沉降；大部分丙级建筑物无需验算沉降。见教材大部分丙级建筑物无需验

20、算沉降。见教材1010页表页表2-22-2。地基变形允许值，见教材地基变形允许值，见教材2626页表页表2-62-6。第47页/共126页（一）地基变形特征（一）地基变形特征沉降量 沉降差一般相邻柱基中点的沉降量之差一般相邻柱基中点的沉降量之差指基础某点的沉降值（最终沉降量）指基础某点的沉降值（最终沉降量）第48页/共126页（二）沉降计算（二）沉降计算1.基本原理基本原理:分层总合法分层总合法,2.2.计算最终沉降计算最终沉降S S=S Si i 计算深度确定计算深度确定 s s 0.025S 0.025S第49页/共126页平均附加应力系数法平均附加应力系数法：Ai=p0(izi-I-1

21、zi-1)si=Ai/Esis=s siz0zi-1ziHizib第50页/共126页3.3.地基最终沉降地基最终沉降 S=sS s沉降计算经验系数沉降计算经验系数,因为在前面计算中因为在前面计算中,忽略了侧向变形及取样扰动忽略了侧向变形及取样扰动;s=1.40.2,第51页/共126页（三）沉降不满足时（三）沉降不满足时,修改设计修改设计增大尺寸增大尺寸(减少减少p p0 0)增加埋深增加埋深(减少减少p p0 0),),尤其增加地下室尤其增加地下室-补偿基础补偿基础地基处理地基处理调整荷载调整荷载改用其他地基基础方案。改用其他地基基础方案。考虑从建筑、结构、施工等方面采取有效措施以防止不均

22、匀沉降 第52页/共126页(即地基承载力验算)地基承载力验算地基承载力验算持力层地基承载力验算持力层地基承载力验算软弱下卧层地基承载力验算软弱下卧层地基承载力验算必须进行验算有必要时进行验算2.5 2.5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定第53页/共126页54n按地基按地基承载力承载力确定基础底面积及埋深，传确定基础底面积及埋深，传至基础底面上的荷载应按正常使用极限状至基础底面上的荷载应按正常使用极限状态下态下荷载效应的标准组合荷载效应的标准组合。地基承载力采。地基承载力采用特征值。用特征值。n计算地基计算地基变形变形时，传至基础底面上的荷载时，传至基础底面上的荷载效应应按效应应按正常

23、使用极限状态下的正常使用极限状态下的荷载效应荷载效应的准永久组合的准永久组合。不应计入风荷载和地震荷。不应计入风荷载和地震荷载。相应的限值应为地基变形的允许值。载。相应的限值应为地基变形的允许值。一、作用在基础上的荷载第54页/共126页中心荷载作用：中心荷载作用：pk fa偏心荷载作用：偏心荷载作用：pk fa ，pkmax 1.2fa 式中：式中：p pk k-相应于荷载效应标准组合时，基础底面处相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；的平均压力值；p pkmaxkmax-相应于荷载效应标准组合时，基础底面相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。边缘的最大压力值。2

24、2）路桥地基规范路桥地基规范：max 式中：式中：maxmax-基础底面处的最大压力值；基础底面处的最大压力值；-修正后的地基允许承载力。修正后的地基允许承载力。1 1）建筑地基基础规范建筑地基基础规范：第55页/共126页56二、基础底面尺寸的确定二、基础底面尺寸的确定(一一)中心荷载中心荷载要求要求：Pk fafa修正后的地基承载力特征值 Pk相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值 Fk 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力值 Gk 基础自重和基础上土重第56页/共126页57 矩形基础：（需先选定b(或l)，或l/b）条形基础：沿长度(l)方向取1m,故：方形

25、基础：第57页/共126页例例1 某墙下条形基础，荷载效应标准组合时的竖向荷载值180kN/m,埋深1.1m，地基土为粉质粘土，孔隙比e=0.85，承载力特征值144.8kPa，试确定基础底面宽度。解解：（：（1）预估基础宽度）预估基础宽度取取b=1.50m（2）求修正后地基土承载力特征值）求修正后地基土承载力特征值fab0.5，需深度修正，需深度修正（3）根据修正后承载力特征值）根据修正后承载力特征值fa确定确定bb3m，不需再调整，不需再调整，最后取最后取b=1.5m第58页/共126页eF+G 单向单向偏心荷载下的基底压力偏心荷载下的基底压力条形基础条形基础矩形基础矩形基础 要求满足条件

26、要求满足条件(二二)偏心荷载偏心荷载第59页/共126页el/6:出现拉应力区出现拉应力区x xy yL LB Be ee ex xy yL LB Be ex xy yL LB BK K3K3KFFF高耸结构物下可高耸结构物下可能的的基底压力能的的基底压力基底基底压力压力合力合力与总与总荷载荷载相等相等土不能承受拉力土不能承受拉力压力调整压力调整K=B/2-eK=B/2-e第60页/共126页61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第61页/共126页62如图所

27、示一基础，深度修正后的地基承载力特征值如图所示一基础，深度修正后的地基承载力特征值fa为为235kPa,235kPa,基础顶面处作用轴向荷载基础顶面处作用轴向荷载830kN,830kN,力矩力矩200kNm和水平和水平荷载荷载20kN，试确定矩形基础底面尺寸。试确定矩形基础底面尺寸。第62页/共126页63解：解：（1 1）求）求A中中（2 2）考虑偏心，将基底面积初步增大）考虑偏心，将基底面积初步增大20%20%A中中A偏偏=1.2A中中=4.5m2（3 3）取）取l/b=2,l/b=2,则则宽度宽度b=1.53mb=1.53m，无需对，无需对 fa 做宽度修正做宽度修正第63页/共126页

28、（4 4）验算）验算验算偏心矩验算偏心矩e e（满足）（满足）验算验算pkmax（不满足）（不满足）第64页/共126页65为什么没有验算Pk fa（5 5）调整底面尺寸再验算）调整底面尺寸再验算取取b=1.6m,l=3.2m（满足）（满足）（满足）（满足）所以取所以取b=1.6m,l=3.2m第65页/共126页 当地基持力层范围内存在软弱下卧层时，还必须当地基持力层范围内存在软弱下卧层时，还必须对下卧层进行验算。对下卧层进行验算。p软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算第66页/共126页pz条形基础条形基础矩形基础矩形基础 附加应力计算附加应力计算 地基压力扩散角地基压力扩散角第67页

29、/共126页注：注：1 1、E Es1 s1 为上层土压缩模量；为上层土压缩模量；E Es2 s2 为下层土的压缩模量；为下层土的压缩模量；2 2、z/b0.25 z/b0.5 z/b0.5 时时值不变。值不变。第68页/共126页p 基础尺寸的确定基础尺寸的确定 初步选择基底尺寸初步选择基底尺寸验算持力层地基承载力验算持力层地基承载力 求地基承载力特征值求地基承载力特征值不满足不满足重新调整尺寸重新调整尺寸END满足满足验算下卧层地基承载力验算下卧层地基承载力不满足不满足重新调整尺寸重新调整尺寸满足满足第69页/共126页填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5

30、m3.5m0.8m例：例：某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值、埋某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值、埋深及地基条件如图所示，柱底荷载标准值为深及地基条件如图所示，柱底荷载标准值为 ，试确定基础尺寸。试确定基础尺寸。（混凝土重度（混凝土重度 ）第70页/共126页查表查表2-52-5得修正系数得修正系数D=1.6，并计算，并计算基础底面以上土的加权重度：基础底面以上土的加权重度：解：解：（1 1）初设尺寸）初设尺寸 填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m初设基底宽度为初设基底宽度为3m3m，基底长度为，基底长度为3

31、.5m3.5m 则可得则可得A=3m3.5m=10.5m2 由于由于b=3mb=3m，D 0.5mD 0.5m，要进行深度修正，要进行深度修正（2 2）地基承载力）地基承载力第71页/共126页基底压力：基底压力：填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m（3 3）验算持力层地基承载力）验算持力层地基承载力第72页/共126页基底最大压力基底最大压力持力层地基承载力满足持力层地基承载力满足填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m合力偏心矩：合力偏心矩：第73页/共126页查表查表2-52-5得修正系数

32、得修正系数D2=1.0计算下卧层顶面以上土的加权重度：计算下卧层顶面以上土的加权重度：进行深度修正：进行深度修正：（4 4）验算下卧层地基承载力）验算下卧层地基承载力填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m第74页/共126页基础底面净压力基础底面净压力填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m下卧层顶面处的自重应力：下卧层顶面处的自重应力：第75页/共126页角的计算：角的计算：作用在软弱下卧层顶面处的总应力为：作用在软弱下卧层顶面处的总应力为：软弱下卧层地基承载力也满足软弱下卧层地基承载力也满足附

33、加应力：附加应力：填土填土褐黄色粉质黏土：褐黄色粉质黏土：淤泥质黏土：淤泥质黏土：1.5m3.5m0.8m第76页/共126页【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；若基础底面尺寸基础底面尺寸Lb=3.6m2.6mLb=3.6m2.6m，试根据图中资料验算基底面积是，试根据图中资料验算基底面积是否满足地基承载力要求。否满足地基承载力要求。第77页/共126页持力层承载力设计值持力层承载力设计值:【解】1、持力层承载力验算埋深范围内的土的加权平均重度由粉质粘土e=0.8,IL=0.82

34、查表得:基础及回填土重(0.8m在地下水中)第78页/共126页 持力层承载力验算：持力层承载力验算：满足.第79页/共126页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顶面处自重应力软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度由淤泥粘土查表2-7得地基压力扩散角查表2-5得软弱下卧层顶面处的附加应力第80页/共126页如下图如下图 中的柱下矩形基础底面尺寸为中的柱下矩形基础底面尺寸为5.4m 2.7m5.4m 2.7m，试根据图中，试根据图中各项参数验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。各项参数验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。第81页/共126页解 1)持力层承载

35、力验算 先对持力层承载力特征值f ak 进行修正。查表2-5，得,b=0，d=1.0，由公式，得：基底处的总竖向力：Fk+Gk=1800+220+202.75.41.8=2545 kN 基底处的总力矩：Mk=950+1801.2+2200.62=1302kNm基地平均压力满足要求第82页/共126页2)软弱下卧层承载力验算 由 Es1/Es2=7.5/2.5=3，z/b=2.5/2.70.50，查表 得=23，tan=0.424。下卧层顶面处的附加力：第83页/共126页第84页/共126页2.6 扩展基础设计扩展基础设计 无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计扩展基础设计扩展基础设计第85页/共1

36、26页p 无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计 MU10砖砖 M5砂浆砂浆大放脚大放脚 砖基础砖基础低层建筑墙下基础。低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低砌筑方便，强度低 抗冻性差。抗冻性差。砌法：两皮一收（砌法：两皮一收（1/41/4砖）砖）二一间隔收（二一间隔收（1/41/4砖）砖）第86页/共126页砖墙砖墙:承重墙承重墙B B 600700mmmm，非，非承重墙承重墙B B 500mm500mm 为使槽底平整，便于砌砖，在槽底可以浇筑为使槽底平整，便于砌砖，在槽底可以浇筑100200的垫层。的垫层。或打两步三七灰土或打两步三七灰土防潮层6060防潮层BB第87页/共126页 适于适于6 6层

37、及以下墙承重结构；层及以下墙承重结构；砌筑较方便，抗冻性好；砌筑较方便，抗冻性好；砌法：错缝搭接砌法：错缝搭接。每阶每阶两皮两皮 毛石基础毛石基础第88页/共126页(a)(a)一层台阶一层台阶 （b b）二层台阶）二层台阶 （c c）梯形截面）梯形截面高度在高度在350mm350mm以内做一层台阶，高度为以内做一层台阶，高度为350h900mm350h900mm时，时，做两层台阶，高度大于做两层台阶，高度大于900900时，做成三层台阶时，做成三层台阶 素混凝土基础素混凝土基础第89页/共126页*基底面积基底面积中心受荷时取中心受荷时取 无筋扩展基础尺寸设计无筋扩展基础尺寸设计偏心受荷时取

38、偏心受荷时取第90页/共126页*基础高度基础高度 混凝土基础高度一般混凝土基础高度一般30cm30cm。灰土基础。灰土基础为为15cm15cm的倍数，砖基础应符合砖的模的倍数，砖基础应符合砖的模数。数。*台阶数台阶数台阶宽台阶宽hbb0第91页/共126页【例例】某住宅承重墙厚某住宅承重墙厚240240；地基土表层土为杂填土，厚度为；地基土表层土为杂填土，厚度为0.65m,0.65m,重度重度17.5KN/m17.5KN/m3 3。其下层为粉土层，粘粒含量为。其下层为粉土层，粘粒含量为12%12%，重度，重度18.3KN/m18.3KN/m3 3,孔隙比孔隙比0.8,0.8,含水率等于含水率

39、等于25%25%。地下水位在地表下。地下水位在地表下0.80m0.80m处。若已知上部处。若已知上部墙体传来的竖向荷载标准值为墙体传来的竖向荷载标准值为190KN/m190KN/m。（。（1 1）确定基础底面尺寸；）确定基础底面尺寸；（2 2）设计该承重墙下的刚性条形基础。）设计该承重墙下的刚性条形基础。【解解】1 1、确定条形基础埋深、确定条形基础埋深 为了方便施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粉土作为持力为了方便施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粉土作为持力 层，初步选择基础埋深层，初步选择基础埋深d d为为0.8m0.8m。粘粒含量为粘粒含量为12%12%，查表得：，查表得：由由e=

40、0.8e=0.8和和w%=0.910.85w%=0.910.85，查表得承载力特征值为，查表得承载力特征值为170kPa170kPa 2 2、确定地基承载力特征值、确定地基承载力特征值第92页/共126页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：持力层土的承载力特征值持力层土的承载力特征值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=1.2mb=1.2m。第93页/共126页3 3、选择基础材料，确定基础高度、选择基础材料，确定基础高度h h（阶）方案方案：采用：采用MU10MU10砖和砖和M5M5水泥砂浆砌水泥砂浆砌“二、一间隔收二、一间隔收”砖基础，基础砖基础，基础底下

41、做底下做100100厚厚C10C10素混凝土垫层。素混凝土垫层。砖基础所需台阶数：砖基础所需台阶数：收进尺寸24墙第94页/共126页h=1204=1204（阶）（阶）+604+604（阶）（阶）=720=720，满足满足基坑的最小开挖深度基坑的最小开挖深度Dmin=720+100+100=920已深入地下水位以下，必然给施工带来困难，且此时实际基础埋深已深入地下水位以下，必然给施工带来困难，且此时实际基础埋深d d已超已超过前面选择的过前面选择的d=0.8md=0.8m。方案。方案不合理。不合理。相应的基础高度应满足：相应的基础高度应满足：查表有：有：第95页/共126页tantan=1.0

42、(C15=1.0(C15混凝土混凝土,在在100100200KPa)200KPa)，所以混凝土垫层可以缩进，所以混凝土垫层可以缩进300300。混凝土垫层之上的砖基础所需台阶数为：混凝土垫层之上的砖基础所需台阶数为：方案：基础上层采用MU10砖和M5水泥砂浆砌“二、一间隔收”砖基础，下层为300mm厚C10素混凝土垫层。混凝土垫层（作为基础结构层）设计相应的基础高度h=1202+601+300=600（阶）第96页/共126页计算得：计算得：h270h270（实际为（实际为300300）满足要求。）满足要求。基础顶面至地面的距离取基础顶面至地面的距离取200200，则埋深，则埋深d=0.7m,

43、d=0.7m,对对前面选择的前面选择的d=0.8md=0.8m完全吻合完全吻合.方案方案合理。合理。3 3、绘制基础剖面图（如图所示）、绘制基础剖面图（如图所示）验算C10混凝土垫层之上的砖基础的高度是否满足：第97页/共126页扩展基础设计扩展基础设计墙下钢筋砼条形基础设计墙下钢筋砼条形基础设计 底板厚度和配筋计算底板厚度和配筋计算特点：特点：抗弯和抗剪性能好抗弯和抗剪性能好一、扩展基础的一、扩展基础的构造要求构造要求（一）现浇柱基础一）现浇柱基础一）现浇柱基础一）现浇柱基础砼强度等级砼强度等级C20C20 受力钢筋受力钢筋受力钢筋受力钢筋 直径：直径：直径：直径：1010 间距：间距：间距

44、：间距：100200100200基础下的垫层厚度一般为基础下的垫层厚度一般为100mm100mm,垫层混凝土砼强度等级垫层混凝土砼强度等级C10C10 混凝土保护层厚度：混凝土保护层厚度：有垫层：有垫层：40mm40mm 无垫层：无垫层：70mm70mm第98页/共126页墙下钢筋砼条形基础设计墙下钢筋砼条形基础设计 底板厚度和配筋计算底板厚度和配筋计算（一）中心受压基础（一）中心受压基础q 受力分析受力分析1.倒置悬臂梁；倒置悬臂梁；2.2.受地基净反力作用；受地基净反力作用；3.3.危险截面：墙根部危险截面：墙根部-面面弯矩与剪力最大。弯矩与剪力最大。地基净反力地基净反力：p pj j 上

45、部结构荷载上部结构荷载设计值设计值 F F 在基底产生的反力。在基底产生的反力。ba(b-a)/2倒置倒置悬臂梁臂梁pjF第99页/共126页1.1.基础底板厚度确定基础底板厚度确定基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。上部结构荷载上部结构荷载设计值为设计值为F F(kN/m)(kN/m)，则：，则：基底净反力设计值：基底净反力设计值：pj=F/b-截面最大剪力：截面最大剪力：(b-a)/2pj-截面抗剪要求：截面抗剪要求：剪力图剪力图第100页/共126页h h0 0 基础底板有效高度；基础底板有效高度；有垫层有垫层有垫层有垫层 h h0 0=h h

46、45454545无垫层无垫层无垫层无垫层 h h0 0=h h75757575ft t 砼轴心抗拉强度设计值，砼轴心抗拉强度设计值，N/mmN/mm2 2；h h 截面高度影响系数。截面高度影响系数。h=(800/h0)1/4h h0 0 800 800 800 800 时时时时,取取取取h h h h=1.0h h0 0 2000 2000 2000 2000 时时时时,取取取取 h =0.9基础底板有效高度基础底板有效高度L L 基础底板计算长度，一般取基础底板计算长度，一般取l l=1m=1m；800800 h0 20002000 时时时时,按线性插值按线性插值第101页/共126页2.

47、2.基础底板配筋计算基础底板配筋计算 基础底板基础底板配筋配筋主要用于抵抗弯拉破坏。主要用于抵抗弯拉破坏。-截面弯矩设计值截面弯矩设计值：基础底板配筋面积基础底板配筋面积A As s受力筋面积受力筋面积受力筋面积受力筋面积,mmmm2 2 ；fy y 钢筋抗拉强度设计值，钢筋抗拉强度设计值，钢筋抗拉强度设计值，钢筋抗拉强度设计值，N/mm2 。第102页/共126页（二）偏心受压基础（二）偏心受压基础bapjminFMpjmaxpj基底压力分布为梯形。基底压力分布为梯形。净偏心距：净偏心距：e e0 0=M M/F F 基底最大、最小净反力基底最大、最小净反力第103页/共126页【例例】试设

48、计某教学楼试设计某教学楼370370承重外墙钢筋砼基础，荷载标准值承重外墙钢筋砼基础，荷载标准值F F F Fk k k k=240kN/m=240kN/m=240kN/m=240kN/m，荷载基本值荷载基本值F F F F=300kN/m=300kN/m=300kN/m=300kN/m，室外地坪下，室外地坪下，室外地坪下，室外地坪下埋深埋深1.3m1.3m，地，地基基fa a=155=155kN/mkN/mkN/mkN/m2 2 2 2(修正值修正值)。选择确定基础材料选择确定基础材料【解解】砼：砼：砼：砼：C20C20C20C20f ft t t t=1.1N/mm=1.1N/mm=1.1

49、N/mm=1.1N/mm2 2 2 2 ；钢筋：钢筋：HPB300HPB300f fy y y y=270=270N/mmN/mmN/mmN/mm2 2 2 2 ；垫层：垫层：100100厚素砼。厚素砼。50605050200014 1200.450.006 200保护层厚度取保护层厚度取40mm第104页/共126页确定基底面宽度：取确定基底面宽度：取 l=l=1m1m设计取基底宽度：设计取基底宽度：b=b=2.0m2.0m确定基础底板厚度确定基础底板厚度p pj j=F/b=300/2=150kN/m=F/b=300/2=150kN/m2 2 第105页/共126页h h0 +45=160

50、+45=205mm45=160+45=205mm 底板厚度：底板厚度：设计底板厚度取设计底板厚度取h=h=250mm250mm(剖面等厚剖面等厚)h h0 0=205mm=205mm第106页/共126页底板配筋计算底板配筋计算 基础底板配筋面积基础底板配筋面积基础底板配筋面积基础底板配筋面积q 选选14 120(As=12831271 mm2)，q 分布筋选分布筋选8 200（见上图）。（见上图）。第107页/共126页扩展基础设计扩展基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计特点：特点：抗弯和抗剪性能好抗弯和抗剪性能好一、扩展基础的一、扩展基础的构造要求构造要求（一）现浇