地基與基礎工程(淺基礎)

1、地基與基礎工程主講教授 馬石城第七章 淺基礎設計n7.1 淺基礎設計的基本原則n 什么叫地基？什么叫基礎？n 地基的分類天然地基與人工地基n 基礎的分類-淺基礎與深基礎n規(guī)范：GB5007-2002建筑地基基礎設計規(guī)范淺基礎設計的內容和一般步驟n工程地質條件和地質勘察資料n基礎類型和平面布置方案n選擇地基持力層和基礎埋置深度n確定地基承載力n按地基承載力確定基底尺寸n地基穩(wěn)定性和變形驗算n基礎的結構設計n繪制基礎施工圖，并提出必要的技術說明概率極限設計方法和極限狀態(tài)設計原則n以可靠度指標來度量結構的可靠度n承載力極限狀態(tài)n正常使用極限狀態(tài)n結構極限狀態(tài)設計應滿足下列要求n g(x1,x2,xn

2、)=0n R-S=0地基基礎設計基本規(guī)定n地基基礎設計等級-甲、乙、丙n地基基礎設計和計算應滿足的三項原則n1. 在剪切破壞和穩(wěn)定性方面要有足夠的 安全度n2.控制地基的變形，使之不超過允許值n3.滿足強度、剛度和耐久性的要求淺基礎的類型n無筋擴展基礎n幾點注意的地方：別名，臺階高寬比，受剪承力的驗算，注意各種不同的材料之間的差別擴展基礎n相對于無筋擴展基礎材料變了n柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎n柱下條形基礎n筏形基礎n殼體基礎n巖層錨桿基礎基礎埋置深充的選擇n基礎埋置深度是指基礎底面至地面的距離（天然地面），選擇基礎埋置深度就是選擇合適的地在持力層。選擇基礎埋置深度應考慮的

3、幾個因素：n1.建筑結構條件與場地環(huán)境條件n2.工程地質條件n水文地質條件n地基凍融條件地基承載力n總安全系數(shù)設計原則將安全系數(shù)作為控制設計的標準，以極限承載力表達n容許承載力設計原則將滿足強度和變形的兩個基本要求作為地基承載力控制設計的標準n概率極限狀態(tài)設計原則地基承載力采用特征值，實質上是地基容許承載力地基承載力公式uppKP-基礎底面的壓力（kPa)Pu-地基極限承載力（kPa)K-總安全系數(shù) ppp-地基容許承載力（kPa)n建筑地基規(guī)范推薦的理論公式abdmckfMbMdM cfa-由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值Mb,Md,Mc-承載力系數(shù)，根據(jù)k查表確定b-基礎底面寬度，

4、大于6m按6m取值，對于砂土，小 于3m按3m取值ck-基底下一倍短邊寬度范圍內土的粘聚力標準值 k-基底下一倍短邊寬度范圍內土的內摩擦力標準值-基礎底面下土的重度，地下水位以下取浮重度m-基礎埋深范圍內各層土的加權平均重度，地下水位以下取浮重度魏錫克公式（或漢森公式）uapAKfAPu-地基土極限承載力A-與土接觸的有效基底面積A-基底面積按地基載荷試驗確定n載荷試驗確定地基土承載力特征值fakn由載荷板試驗確定n具體考慮p-s曲線n巖石的地基承載力特征值fan由其他原位試驗確定地基承載力按地基規(guī)范承載力表確定n建筑地基規(guī)范承載力表-區(qū)域化n地基承載力的修正(3)(0.5)aakbdmffb

5、d fa-修正后的地基承載力特征值fak-地基承載力特征值b d-分別為基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)-基底持力層的重度m-基礎底面以上埋深范圍內土的加權平均重度b-基礎底面寬度，小于3m取3m，大于6m取6md-基礎埋置深度，小于0.5m取0.5m基礎底面尺寸的確定max1.2kakapfpfpk-相應荷載效應標準組合時，基礎底面處的平均壓力值pkmax-相應荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最大壓力值fa-修正后的地基承載力特征值按地基持力層的承載力計算基底尺寸n中心荷載作用下的基礎nFk-相應于荷載效應標準組合時，上部結構傳至基礎底面的豎向力值nG-基礎及回填土的重度，一般取20，地

6、下水位以下取10nd-基礎平均埋深kaGFAfd偏心荷載作用下的基礎maxminminmax61when 023kkkkkkkkkkkkkpFGMFGepAWl blpFGpba軟弱下臥層的驗算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pcz-軟弱下臥層頂面處的土的自重應力值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地基變形驗算n地基變形的特征n沉降量n沉降差n傾斜n局部傾斜地基變形驗算 sss-地基變形值s-變形允許值擴展基礎設計n擴展基礎的構造要求n現(xiàn)澆柱下獨立基礎的構造要求n墻下條形基礎的構造要求擴展基礎的計算n墻下鋼筋混凝土條形基礎的底板厚

7、度及配筋n中心荷載作用nFFpblbFb12112nnVp aMPa基礎底板厚度n滿足抗剪強度要求n基礎底板配筋n偏心荷載作用下n一般情況下按最大應力取，結果偏于安全1 00.7hVf h00.9syMAh f柱下鋼筋混凝土單獨基礎底板厚度和配筋計算n中心荷載作用n基礎底板配筋按最大彎矩配筋n偏心荷載作用與中心受荷基本相同00.7lhptmFf a h柱下鋼筋混凝土條形基礎設計n地基基礎與上部結構相互作用的概念n基本概念n相對剛度的影響上部結構+基礎與地基的剛度比，兩種極限情況，相對剛度無窮小，相對剛度無窮大，一般都是第三情況，相對剛度有一具體數(shù)值柱下鋼筋混凝土條形基礎設計n柱下鋼筋混凝土條形基礎的構造要求n外形尺寸n鋼筋混凝土n柱下鋼筋混凝土條形基礎內力計算方法n彈性地基梁法基床系數(shù)法，半地限彈性體法n簡化計算方法倒梁法，剪力平衡法倒梁法n基本假定：相對剛度無窮大，地基壓力呈直線分布，合力中心與荷載中心重合n剪力平衡法用各個截面的剪力平衡來求內力maxminiipPFMblW筏形基礎設計n構造要求n筏形基礎的結構和內力計算n簡化計算方法倒樓蓋法n結構承載力計算減輕不均勻沉降損害的措施n建筑措施n建筑物體型力求簡單n控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻n設置沉降縫n控