基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則課件

1、基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則 基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 電子教案電子教案基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則n設(shè)計等級（安全等）設(shè)計等級（安全等）n設(shè)計狀況（持久、短暫及偶然）設(shè)計狀況（持久、短暫及偶然）n設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)作用效應(yīng)分析分析 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗力抗力及其他性能分析及其他性能分析（按兩種極（按兩種極限狀態(tài)、最不利荷載組合）限狀態(tài)、最不利荷載組合）1.1 1.1 概述概述基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則n概率極限設(shè)計法與極限狀態(tài)設(shè)計原則概率極限設(shè)計法與極限狀態(tài)設(shè)計原則n極限狀態(tài)極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀

2、態(tài) n地基基礎(chǔ)設(shè)計原則地基基礎(chǔ)設(shè)計原則 p fa 原則原則（地基承載力驗算原則）（地基承載力驗算原則） ss原則原則（地基變形驗算，分有兩種情況）（地基變形驗算，分有兩種情況） 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度、剛度和耐久性的要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度、剛度和耐久性的要求 經(jīng)常承受水平荷載的高層建筑、構(gòu)筑物以及基坑經(jīng)常承受水平荷載的高層建筑、構(gòu)筑物以及基坑工程的穩(wěn)定性驗算等工程的穩(wěn)定性驗算等 1.2 1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計原則地基基礎(chǔ)設(shè)計原則基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則地基基礎(chǔ)設(shè)計資料地基基礎(chǔ)設(shè)計資料n上部結(jié)構(gòu)資料上部結(jié)構(gòu)資料 設(shè)計時所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗設(shè)計時所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力或限值應(yīng)符合

3、相應(yīng)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定力或限值應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定巖土工程勘察資料巖土工程勘察資料原位測試資料原位測試資料 地基承載力、單樁豎向承載力以及地基壓縮模量地基承載力、單樁豎向承載力以及地基壓縮模量和變形模量的原位測試報告等和變形模量的原位測試報告等 1.2 1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計原則地基基礎(chǔ)設(shè)計原則基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1.3 1.3 地基類型地基類型n天然地基天然地基 土質(zhì)地基土質(zhì)地基 巖石地基巖石地基 特殊土地基特殊土地基n人工地基人工地基若天然地基軟弱，承載力和變形不能若天然地基軟弱，承載力和變形不能滿足設(shè)計要求時，需對其進(jìn)行加固處理的滿足設(shè)計要求時，需對其進(jìn)行加固處理的( (例排水固結(jié)

4、例排水固結(jié)等方法進(jìn)行處理等方法進(jìn)行處理) )地基。地基。n復(fù)合地基復(fù)合地基由兩種不同強度的介質(zhì)（例軟土中加由兩種不同強度的介質(zhì)（例軟土中加入水泥）組成入水泥）組成 的人工地基。的人工地基?；A(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則柱下單獨基礎(chǔ)柱下單獨基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)十字十字交叉梁交叉梁梁板式梁板式筏形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)1.4 1.4 基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)類型箱形箱形基礎(chǔ)基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.1 1.1 柱下單獨基礎(chǔ)柱下單獨基礎(chǔ)1.4 1.4 基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.2 1.

5、2 墻下單獨基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.3 1.3 柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)1.4 1.4 基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.4 1.4 墻下無筋擴展條形基礎(chǔ)墻下無筋擴展條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.5 1.5 十字交叉梁十字交叉梁基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1.6 1.6 箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)（由頂、底板與內(nèi)、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結(jié)構(gòu)）（由頂、底板與內(nèi)、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結(jié)構(gòu)）基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則基樁直徑基樁直徑2.2m,長度長度80m,鉆孔鉆孔長度近長度近90m圖圖1.7 1.7 某公路大

6、橋主橋南塔的樁基礎(chǔ)某公路大橋主橋南塔的樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則井筒狀井筒狀的結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)物在井壁的圍護下從井內(nèi)挖土在井壁的圍護下從井內(nèi)挖土在在自重作用自重作用下逐漸下沉下逐漸下沉封底封頂形成的封底封頂形成的深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)a)b)645123678圖圖1.8 1.8 沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則圖圖1-9 1-9 共共 同同 工工 作作 概概 念念 地基地基 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)圖圖1.91.9不均勻沉降引起砌體開裂不均勻沉降引起砌體開裂基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1-10圖圖 1.10 地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的常規(guī)分析簡圖地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的常規(guī)分析簡圖基礎(chǔ)工程0

7、2地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1.5.1 1.5.1 n上部結(jié)構(gòu)為絕對剛性，上部結(jié)構(gòu)為絕對剛性，將約束基礎(chǔ)變形，僅在將約束基礎(chǔ)變形，僅在支座間發(fā)生局部彎曲支座間發(fā)生局部彎曲 n上部結(jié)構(gòu)為完全柔性，上部結(jié)構(gòu)為完全柔性，對基礎(chǔ)變形約束作用很對基礎(chǔ)變形約束作用很小，基礎(chǔ)產(chǎn)生整體彎曲小，基礎(chǔ)產(chǎn)生整體彎曲圖圖1.11 1.11 上部結(jié)構(gòu)剛度影響示意圖上部結(jié)構(gòu)剛度影響示意圖基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則柔性基礎(chǔ)，隨地基柔性基礎(chǔ)，隨地基變形而任意彎曲，變形而任意彎曲，基底反力分布與基基底反力分布與基礎(chǔ)上荷載分布相同，礎(chǔ)上荷載分布相同，無力調(diào)整基底的不無力調(diào)整基底的不均勻沉降均勻沉降 剛性基礎(chǔ)，在荷載剛性基礎(chǔ)，在荷載作用下

8、基礎(chǔ)不產(chǎn)生作用下基礎(chǔ)不產(chǎn)生撓曲，基底平面沉撓曲，基底平面沉降后仍保持平面，降后仍保持平面，基底反力分布有多基底反力分布有多種形態(tài)種形態(tài) 圖圖1.12 1.12 圖圖1.13 1.13 剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1.5.3 1.5.3 線性變形體的地基線性變形體的地基 計算模型計算模型1 1 文克勒地基模型文克勒地基模型 地基任一點所受的壓力強地基任一點所受的壓力強度與該點的地基沉降成正度與該點的地基沉降成正比的假設(shè)即比的假設(shè)即skpP 土體表面某點單位面積上土體表面某點單位面積上的壓力，的壓力，kN/m2S 相應(yīng)于某點的豎向位移相應(yīng)于某點的豎向位移,mk 基床系數(shù)基床系數(shù)kN

9、/m3式中式中 圖圖1.14 1.14 文克勒地基模型文克勒地基模型（a a）彈簧模型；）彈簧模型； （b b）文克勒地基）文克勒地基 上的剛性基礎(chǔ)上的剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則2 2 彈性半空間地基模型彈性半空間地基模型 ErPy)1 (2 式中式中 r集中力到計算點的距離集中力到計算點的距離E彈性材料的彈性模量彈性材料的彈性模量彈性材料的泊桑比彈性材料的泊桑比 將地基土體視為均質(zhì)將地基土體視為均質(zhì)彈性半空間體，當(dāng)其表面作彈性半空間體，當(dāng)其表面作用一集中力用一集中力P時，其表面任時，其表面任一點的豎向位移：一點的豎向位移： 圖圖1.15 1.15 彈性半空間體表面的豎向位移計算彈性半空間體表面的豎向位移計算 （a a）集中荷載；）集中荷載； （b b）矩形面積均布荷載）矩形面積均布荷載1.5.3 1.5.3 線性變形體的地基線性變形體的地基 計算模型計算模型基礎(chǔ)工程02地基基礎(chǔ)設(shè)計原則3 3 分層地基模型分層地基模型 根據(jù)土力學(xué)中分層總和法根據(jù)土力學(xué)中分層總和法計計算地基沉降：算地基沉降：nisiiziEHs1 圖圖1-161-16式中式中 第第i土層的平均附加土層的平均附加應(yīng)力，應(yīng)力，kN/m2； Hi第第i土層的厚度，土層的厚度，m； Esi第第i土層的壓縮模量，土層