土力學地基基礎

1、淺基礎設計（3）Shallow Foundation Design（3）天然地基淺基礎設計1.地質(zhì)勘察，掌握地質(zhì)資料2.選擇基礎類型、建筑材料和平面布置方案3.選擇持力層和基礎埋置深度4.確定地基承載力5.按地基承載力確定基礎底面尺寸6.地基穩(wěn)定性和變形驗算7.進行基礎結(jié)構(gòu)設計8.繪制基礎施工圖（一）（二）（三）（四）（五）（六）基礎底面尺寸的確定n滿足地基承載力的要求（持力層的承載力計算和軟弱下臥層的驗算）n驗算地基變形，對基礎底面尺寸作必要的調(diào)整按地基持力層的承載力確定基底尺寸： 中心荷載fp P 基礎底面處的平均壓力值 （相應于荷載效應標準組合）f 地基承載力設計值(地基持力層)dAGG

2、dfFAGfAGFpF相應于荷載效應標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力值（kN)G基礎及回填土的平均重度，一般取20KN/m3，地下水位以下取10KN/m3d基礎平均埋深(m)n單獨基礎：計算出A后，先選定b或l，再確定另一邊（一般：l/b=1.02.0）n條形基礎：取單位長度計算nf：先只進行深度修正，計算出A后再考慮是否進行寬度修正。按地基持力層的承載力確定基底尺寸： 偏心荷載fp2 . 1maxfp 0minpP 基礎底面處的平均壓力值 （相應于荷載效應標準組合）f 地基承載力設計值(地基持力層)Pmax 基礎底面處的最大壓力值 （相應于荷載效應標準組合）Pmin 基礎底面處的最小

3、壓力值 （相應于荷載效應標準組合）GFMeleblGFWMAGFpp61minmax M相應于荷載效應標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力值（kN)W基礎底面的抵抗矩（m3)e偏心距（m)l力矩作用方向的矩形基礎底面邊長（m)，一般為矩形基礎底面的短邊；b垂直于力矩作用方向的矩形基礎底面邊長（m)n計算步驟：n按中心荷載計算基礎底面積A0；n考慮偏心影響，增大A0，A(1.1-1.4) A0 ；n計算Pmax, Pmin，驗算是否滿足承載力要求；n如不適合，再調(diào)整尺寸和驗算直到滿足要求。n在高、中壓縮性地基土上的基礎，偏心矩 l/6。n對低壓縮性地基土上的基礎，如果是短期的偏心荷載，偏心矩

4、 l/4 。zczazppfpz相應于荷載效應標準組合時，軟弱下臥層頂面處的附加應力值（kPa)pcz軟弱下臥層頂面處土的自重應力值（kPa)faz軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kPa)軟弱下臥層的驗算存在軟弱下臥層時條形基礎：假設：基底處的附加應力向下傳遞時按某一角度向外擴散b條形基礎底面寬度（m)m基礎埋深范圍內(nèi)土的加權平均重度（地下水位以下取浮重度）（kN/m3)d基礎埋深（從天然地面算起）（m)z基礎底面至軟弱下臥層頂面的距離（m)地基壓力擴散角，可按表7.14采用pk基底平均壓力設計值）kPa)()2 tankmzb pdpbz矩形基礎：()(2 tan )(2 t

5、an )kmzlb pdplzbzb矩形基礎底面寬度（m)l矩形基礎底面長度（m)m基礎埋深范圍內(nèi)土的加權平均重度（地下水位以下取浮重度）（kN/m3)d基礎埋深（從天然地面算起）（m)z基礎底面至軟弱下臥層頂面的距離（m)地基壓力擴散角，可按表7.14采用pk基底平均壓力設計值）kPa)注：1、Es1為上層土壓縮模量；Es2為下層土壓縮模量； 2、z/b0.50時值不變2.5m1.6 ,500/2.7025 ,c15,kkmkN mGkPa條形基礎寬，埋置深度基礎軸線上作用的荷載為，地基土為單層的粘性土，比重，其他指標如下表，地下水位在基礎底面處，試驗得到抗剪強度指標標準值求地基承載力是否滿

6、足要求?！纠?柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷載標準值：中心垂直荷載700kN，力矩80kNm，水平荷載13kN。其他參數(shù)見圖,試根據(jù)持力層地基承載力確定基礎底面尺寸。步驟：n1 確定地基承載力設計值n2 初步選定底面尺寸n3 持力層承載力驗算n4 軟弱下臥層驗算【解】1、求地基承載力設計值f根據(jù)粘性土e=0.7,IL=0.78查表7.10得：b=0.3,d=1.6。持力層承載力設計值f（先不考慮對基礎寬度進行修正）：00.5226 1.6 17.51.00.5240kdffdkPa 上式d按室外地面算起2.初步選擇基底尺寸計算基礎和回填土重G時的基礎埋深:由公式（7.19）：由于

7、偏心不大，基礎底面面積按20%增大，即：初步選擇基礎底面積:11.0 1.31.152dm207003.2324020 1.15Am201.21.2 3.233.88AAm222.4 1.63.843.88,1.63Al bmmbmm且3、驗算持力層地基承載力基礎和回填土重：20 1.15 3.8488.3cGd AkN偏心距min80 13 0.60.110.4,070088.36MlemmpFG即滿足基底最大壓力max670088.36 0.11112621.2288,3.842.4FGepkPafkPaAl滿足最后，確定該柱基礎底面長l=2.4m,寬b=1.6m 例2 一方形柱基礎，基礎

8、寬度b1.8m，作用在基礎頂面處的軸心荷載標準值F=680kN，地下水位在基礎底面底面處，試驗算軟弱下臥層的承載力。（擴散角取23度）軟弱下臥層頂面處自重應力17 1.018 102.033czkPa軟弱下臥層頂面以上土的加權平均重度3023311/3kN m60 1.0 1130.587.5zfkPa由淤泥質(zhì)粘土，7.101.0,d查表得：故：解：軟弱下臥層頂面處的附加應力2201221.8230 17 156.42 tan1.82 2 tan23zbpdkPabz 2230FGpkPab基底平均壓力：3356.489.487.5,czzzkPafkPa驗算：不滿足例3 圖中柱基礎荷載標準值

9、Fk=1100kN,Mk=140kNm;若基礎底面尺寸lb=3.6m2.6m,試根據(jù)圖中資料驗算基底面積是否滿足地基承載力要求1.持力層驗算埋深范圍內(nèi)土的加權平均重度30116.5 1.219 100.813.5/2.0kN m由粉質(zhì)粘土0.8,0.827.100.3,1.6LbdeI查表得：持力層承載力設計值1350 1.6 13.5 20.5167.4fkPa基礎及回填土重（0.8m在地下水中）20 1.2 10 0.83.6 2.6300GkN1400.11100300MemFG持力層承載力驗算：maxmin1100300149.6,3.6 2.666 0.11149.61149.61

10、0.1673.6174.531.2200.9,149.61 0.167124.70FGpkPafAepplkPafkPapkPa滿足滿足，滿足2.軟弱下臥層驗算軟弱下臥層頂面處自重應力16.5 1.219 103.854czkPa軟弱下臥層頂面以上土的加權平均重度3025410.8/5kN m由淤泥質(zhì)粘土，7.101.0,d查表得：故：85 1.0 10.850.5133.6zfkPa軟弱下臥層頂面處的附加應力012 tan2 tan3.6 2.6149.6 13.5 2.036.273.62 3 tan232.62 3 tan235436.2790.27133.6,zczzzlb pdlzb

11、zkPakPafkPa 驗算：滿足12/7.5/2.53,/3/2.60.5,7.1923SSEEz b由以及查表得：地基壓力擴散角地基變形驗算地基變形特征n沉降量 - 指基礎某點的沉降值n沉降差 - 一般指相鄰柱基中點的沉降量之差n傾斜 - 指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值n局部傾斜 - 指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m內(nèi)基礎兩點的沉降差與其距離的比值n沉降量：中高壓縮性地基上n沉降差：相鄰建筑物n傾斜：高聳結(jié)構(gòu)以及長高比很小的高層建筑n局部傾斜：砌體承重結(jié)構(gòu)建筑地基規(guī)范 ssS:地基變形計算值s:地基變形允許值表7.1需驗算地基特征變形值的情況：n安全等級為甲乙級的建筑物；n表72所

12、列范圍以外的丙級級建筑物；n表72所列范圍以內(nèi)有下列情況之一的丙級建筑物：n地基承載力標準值小于130kPa，且體型復雜的建筑；n在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時；n軟弱地基上的相鄰建筑如果距離太近，可能發(fā)生傾斜時；n地基土有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)尚未完成時。【例題7.8】兩個相同型式高20m的磚砌石灰窯，采用10m 10m的鋼筋混凝土基礎，基礎埋深為2.0m，兩基礎間的凈距離為2.0m，對應于荷載效應準永久組合時的基底壓力為100kPa,地基為均勻的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，重度為15kN/m3，壓縮模量為3.0MPa,沉降計算修正系數(shù)取1.37，試進行石灰窯的地基變形驗算10.025nnttSS(2.50.4ln )nzbb地基沉降計算深度z0取15.8m。z由表4.6確定為0.8m00100 15 2.070ppdkPa【解】對石灰窯，按高聳結(jié)果基礎驗算其沉降量和