淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)之天然地基PPT35頁(yè)

1、天然地基上的淺基天然地基上的淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)礎(chǔ)的設(shè)計(jì)1、天然地基淺基礎(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)2、天然地基淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)一、天然地基淺基礎(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)一、天然地基淺基礎(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)n基礎(chǔ)按埋置深度可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)基礎(chǔ)按埋置深度可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)n淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ) 埋深小于埋深小于5m。一般為擴(kuò)大基礎(chǔ)。一般為擴(kuò)大基礎(chǔ)n天然地基天然地基 是不經(jīng)過(guò)處理地基土是不經(jīng)過(guò)處理地基土n天然地基淺基礎(chǔ)特點(diǎn)：天然地基淺基礎(chǔ)特點(diǎn)：由于埋深淺，結(jié)構(gòu)由于埋深淺，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，施工方法簡(jiǎn)便，造價(jià)比較低，形式簡(jiǎn)單，施工方法簡(jiǎn)便，造價(jià)比較低，是建筑物最常用的基礎(chǔ)類型。是建筑物最常用的基礎(chǔ)類型。（一）根據(jù)基礎(chǔ)受力條件（剛度）分類（一）根據(jù)基礎(chǔ)受力

2、條件（剛度）分類無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)-剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)-柔性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)F btb0h0F與基礎(chǔ)尺寸和荷載與基礎(chǔ)尺寸和荷載材料有關(guān)材料有關(guān)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)1、無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)、無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)常用材料：磚、片石、灰土、素混凝土、毛常用材料：磚、片石、灰土、素混凝土、毛石混凝土。石混凝土。 不配筋基礎(chǔ)的材料都具有較好的抗壓性能，不配筋基礎(chǔ)的材料都具有較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高。但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高。 設(shè)計(jì)時(shí)必須保設(shè)計(jì)時(shí)必須保證發(fā)生在基內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過(guò)相證發(fā)生在基內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過(guò)相應(yīng)的材料強(qiáng)度

3、設(shè)計(jì)值。這種保證通常是通應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。這種保證通常是通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)造的限制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即基礎(chǔ)每過(guò)對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)造的限制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即基礎(chǔ)每個(gè)臺(tái)階的寬度與高度之比（剛性角）都不個(gè)臺(tái)階的寬度與高度之比（剛性角）都不得超過(guò)允許值得超過(guò)允許值無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比（剛性角）規(guī)范有臺(tái)階寬高比（剛性角）規(guī)范有要求要求基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比 b2:H b2:H 根據(jù)材料和地基承載力不根據(jù)材料和地基承載力不同在同在1 1：1.001.00到到1 1：2.002.00范圍。即范圍。即 =45=45度度 (1:1)(1:1) 或或3030度度 (1:2)(1:2)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）設(shè)計(jì)時(shí)一般先選

4、無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）設(shè)計(jì)時(shí)一般先選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)埋置深度和基礎(chǔ)底面尺寸擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)埋置深度和基礎(chǔ)底面尺寸 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：就地取材、施工簡(jiǎn)便就地取材、施工簡(jiǎn)便n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：自重大、整體性差，對(duì)荷載大或沉自重大、整體性差，對(duì)荷載大或沉降敏感的建筑物不適宜降敏感的建筑物不適宜2、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)n 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的抗彎和抗剪鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的抗彎和抗剪性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載性能良好，可在豎向荷載較大、地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用。由于這類基礎(chǔ)的高度不受臺(tái)階寬下使用。由于這類基礎(chǔ)的高度不受臺(tái)階寬高比的限

5、止故適宜于需要寬基淺埋的場(chǎng)合高比的限止故適宜于需要寬基淺埋的場(chǎng)合下采用。下采用。n整體性好，抗彎剛度較大，應(yīng)用廣。整體性好，抗彎剛度較大，應(yīng)用廣。n受力分析受力分析（二）（二） 按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分類按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分類1、單獨(dú)基礎(chǔ)、單獨(dú)基礎(chǔ): 柱下或墻下柱下或墻下,土質(zhì)較好土質(zhì)較好2 2 條型基礎(chǔ)條型基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ), , 柱下柱下: :一般是土一般是土質(zhì)差質(zhì)差, ,兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連3 3 十字交叉基礎(chǔ)十字交叉基礎(chǔ)柱下柱下: :土質(zhì)更差土質(zhì)更差, ,或荷載很大或荷載很大, ,四面基礎(chǔ)相連四面基礎(chǔ)相連縱向條形基礎(chǔ)縱向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)4 片筏

6、基礎(chǔ)土質(zhì)軟弱又不均勻土質(zhì)軟弱又不均勻, ,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體。整體性單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體。整體性好，避免不均勻沉降。受力：類似倒樓蓋。好，避免不均勻沉降。受力：類似倒樓蓋。Mat foundation5 5 箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)有筏、墻和頂板形成箱，整體性更好有筏、墻和頂板形成箱，整體性更好剛度遠(yuǎn)大于筏板基礎(chǔ)，沉降小。剛度遠(yuǎn)大于筏板基礎(chǔ)，沉降小。底板底板外墻外墻內(nèi)墻內(nèi)墻二、天然地基淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)二、天然地基淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)n以剛性基礎(chǔ)（以剛性基礎(chǔ)（無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）為例無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）為例n設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容：設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容：n1 1、基礎(chǔ)埋深的確定；、基礎(chǔ)埋深的確定；n2 2、基礎(chǔ)底面尺寸擬定；、基礎(chǔ)底面尺寸擬定；n

7、3 3、必要的地基驗(yàn)算（穩(wěn)定和變形）；、必要的地基驗(yàn)算（穩(wěn)定和變形）；n4 4、根據(jù)基礎(chǔ)材料確定基礎(chǔ)的構(gòu)造尺寸；、根據(jù)基礎(chǔ)材料確定基礎(chǔ)的構(gòu)造尺寸；n5 5、繪制基礎(chǔ)施工圖；、繪制基礎(chǔ)施工圖；（一）（一） 基礎(chǔ)埋深確定基礎(chǔ)埋深確定 基礎(chǔ)的埋置深度基礎(chǔ)的埋置深度一般是指室外設(shè)計(jì)底面到基礎(chǔ)一般是指室外設(shè)計(jì)底面到基礎(chǔ)底面的距離。底面的距離。1 1、確保持力層穩(wěn)定的最小埋深、確保持力層穩(wěn)定的最小埋深在滿足承載力、變形的條件下盡量淺埋。省工省時(shí)省在滿足承載力、變形的條件下盡量淺埋。省工省時(shí)省料，但是有如下基本要求：料，但是有如下基本要求：1 1） 基礎(chǔ)埋深不宜小于基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m0.5m2) 2)

8、 基礎(chǔ)頂距離表土大于基礎(chǔ)頂距離表土大于10cm10cm，3) 3) 橋臺(tái)基礎(chǔ)考慮沖刷深度橋臺(tái)基礎(chǔ)考慮沖刷深度DD0.5m0.5m大于大于10cm在滿足其他在滿足其他要求下盡量要求下盡量淺埋淺埋只有低層房只有低層房屋可用屋可用, ,否否則處理則處理盡量淺埋但盡量淺埋但是如是如h h1 1太小太小就為就為IIIIh h1 1 2m 4 m 4 m 樁基樁基或處理或處理2 2、 地基及地質(zhì)水文條件地基及地質(zhì)水文條件好土好土軟土軟土( (很深很深) )好土好土軟土軟土軟土軟土好土好土 I II III IVh1h1一般基礎(chǔ)盡量設(shè)置在地下水一般基礎(chǔ)盡量設(shè)置在地下水位以上位以上, ,否則開(kāi)挖降水否則開(kāi)挖降

9、水, ,費(fèi)用費(fèi)用大擾動(dòng)大擾動(dòng) 3 3、建筑物的用途、建筑物的用途 地下室，地下管道（上下水，煤氣電纜）地下室，地下管道（上下水，煤氣電纜）應(yīng)在基底以上，便于維修。應(yīng)在基底以上，便于維修。F 基礎(chǔ)埋深和尺寸基礎(chǔ)埋深和尺寸一般要求新建筑物基礎(chǔ)的一般要求新建筑物基礎(chǔ)的平時(shí)埋深小于原有基礎(chǔ)的平時(shí)埋深小于原有基礎(chǔ)的埋深，并考慮新加荷載的埋深，并考慮新加荷載的影響影響當(dāng)新基礎(chǔ)深于舊基礎(chǔ)時(shí)，當(dāng)新基礎(chǔ)深于舊基礎(chǔ)時(shí)，新舊相鄰建筑物有一定距新舊相鄰建筑物有一定距離離L/ L/ H=12H=12否則要求支護(hù)以確保安全否則要求支護(hù)以確保安全4 4、相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深的影響、相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深的影響LH基礎(chǔ)埋深和尺寸基

10、礎(chǔ)埋深和尺寸5 5、季節(jié)性凍土的影響、季節(jié)性凍土的影響n季節(jié)性凍土是冬季凍結(jié)，天暖解凍的季節(jié)性凍土是冬季凍結(jié)，天暖解凍的土層。土層。n 對(duì)于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ)，其對(duì)于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小埋深最小埋深d d應(yīng)由下式確定：應(yīng)由下式確定：dmin z0 t dfrZ0 標(biāo)準(zhǔn)凍深；dfr殘留凍土層厚度（二）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸（二）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸n1 1、按地基持力層的承截力計(jì)算基底尺寸、按地基持力層的承截力計(jì)算基底尺寸n 設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)時(shí)，一般先確定埋深設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)時(shí)，一般先確定埋深d d，得出得出承載力特征值承載力特征值fafa（暫不做寬度修正）（暫不做寬度修正），可初步選擇底面尺寸

11、可初步選擇底面尺寸np pk k f fa a/pFGAGFAfdF-F-基礎(chǔ)上的外荷載基礎(chǔ)上的外荷載(kN(kN) )， -為基礎(chǔ)及回填土的平均重度，為基礎(chǔ)及回填土的平均重度， =20kN=20kNm3)m3)， 但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力。但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力。對(duì)條形基礎(chǔ)，對(duì)條形基礎(chǔ)，F(xiàn) F為基礎(chǔ)每米長(zhǎng)度上的外荷載為基礎(chǔ)每米長(zhǎng)度上的外荷載(kN(kNm)m)， 此時(shí)，沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向取單位長(zhǎng)度此時(shí)，沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向取單位長(zhǎng)度(1m)(1m)計(jì)算，故上式可計(jì)算，故上式可改寫(xiě)為改寫(xiě)為GFbfdGkFkGG( (三）必要的地基驗(yàn)算（穩(wěn)定和變形）；三）必要的地基驗(yàn)算（穩(wěn)定和變形）；n1

12、1、偏心荷載下、偏心荷載下n2 2、驗(yàn)算地基軟弱下臥層承載力、驗(yàn)算地基軟弱下臥層承載力n3 3、地基變形計(jì)算、地基變形計(jì)算n規(guī)范對(duì)必須做變形計(jì)算的建筑物有規(guī)定規(guī)范對(duì)必須做變形計(jì)算的建筑物有規(guī)定max1.2pf（四）確定基礎(chǔ)的構(gòu)造尺寸；（四）確定基礎(chǔ)的構(gòu)造尺寸；單獨(dú)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)單獨(dú)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ) b bl l A A, , 滿足寬高比要求滿足寬高比要求 b b b b0 0+2htg+2htg , , l l l l0 0+2htg+2htg 滿足滿足d d h+0.1m h+0.1mhbtgt =45o (1:1) 30o (1:2)Fll0b0bbth條基單位長(zhǎng)度，確定基礎(chǔ)寬度條基單位長(zhǎng)度，確

13、定基礎(chǔ)寬度Fhb b b b0 0+2htg+2htg 確定確定h h磚墻磚墻: :兩皮一收或二一間隔收兩皮一收或二一間隔收 GFbfd一一 磚基礎(chǔ)構(gòu)造要求磚基礎(chǔ)構(gòu)造要求240560240560二二 磚石基礎(chǔ)磚石基礎(chǔ)30030030080 150 150素混凝土基礎(chǔ)素混凝土基礎(chǔ)一層臺(tái)階一層臺(tái)階120200240 60 170240 60 150 150兩層臺(tái)階兩層臺(tái)階北京地區(qū)，居民住宅，北京地區(qū)，居民住宅，條形基礎(chǔ)，無(wú)地下室條形基礎(chǔ)，無(wú)地下室，案例題案例題F=200kN/m素填土素填土 17.0kN/m30.00-1.100-2.600-10.6008.6kN/m3; sat9.7kN/m3

14、;e=0.85;Es=9.6MPa; fak=170 kpa 粘土粘土-0.6002m8m6.5kN/m3; sat8.5kN/m3 ;e=1.2;Es=3.2MPa; fak=80 kpa 淤泥質(zhì)土淤泥質(zhì)土n解解：n1 1、埋深確定、埋深確定：根據(jù)地基情況，地下水位比較淺，基礎(chǔ)：根據(jù)地基情況，地下水位比較淺，基礎(chǔ)宜淺埋，基礎(chǔ)埋深宜淺埋，基礎(chǔ)埋深D D取取0.8m.0.8m.n2 2、承載力特征值修正：、承載力特征值修正：)5 . 0()3(dbffmdbkaa承載力標(biāo)準(zhǔn)值承載力標(biāo)準(zhǔn)值79.0kPa79.0kPa , d d=1.1=1.1， m m=17.4=17.4kN/m3kN/m3承載

15、力設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值f fa a170+17.4X1.1X170+17.4X1.1X（0.8-0.50.8-0.5）=176kPa=176kPan3 3、計(jì)算基底寬度、計(jì)算基底寬度：nb200b200（176-20X0.8)=1.25m176-20X0.8)=1.25mn取取b=1.30mb=1.30mn4 4、進(jìn)行必要驗(yàn)算、進(jìn)行必要驗(yàn)算n（1 1）軟弱下臥層地基承載力）軟弱下臥層地基承載力n （2 2）變形：由于是）變形：由于是4 4層混合結(jié)構(gòu)，經(jīng)查規(guī)層混合結(jié)構(gòu)，經(jīng)查規(guī)范，不必驗(yàn)算地基變形量。范，不必驗(yàn)算地基變形量。GFbfdaczzfn5 5、基礎(chǔ)材料和構(gòu)造、基礎(chǔ)材料和構(gòu)造n由于地下水位比較高，故基礎(chǔ)下部采用毛石混凝土由于地下水位比較高，故基礎(chǔ)下部采用毛石混凝土基礎(chǔ)，查規(guī)范寬高比為基礎(chǔ)，查規(guī)范寬高比為1 1：1.251.25，240 60 220 250兩層臺(tái)階兩層臺(tái)階300350概念題：概念題：n1 下面哪一種措施可以提高地基承載力并下面哪一種措施可以提高地基承載力并減少沉降？減少沉降？A加大基礎(chǔ)埋深，并加作一層地下室加大基礎(chǔ)埋深，并加作一層地下室nB加大基礎(chǔ)寬度，同時(shí)荷載也按比例增加加大基礎(chǔ)寬度，同時(shí)荷載也按比例增加nC建筑物建成以后，在室外填高地坪高程建筑物建成以后，在室外填高地坪高程概念題：概念題：