《土力學與地基基礎》第9章淺基礎設計上篇

1、土力學與地基基礎李其林第9章 淺基礎設計 9.1 淺基礎的類型 9.2 基礎埋置深度 9.3 地基承載力特征值 9.4 地基計算 9.5 無筋擴展基礎設計 9.6 擴展基礎設計 9.7 鋼筋混凝土梁板基礎設計介紹 9.8 減輕地基不均勻沉降危害的措施本章主要內(nèi)容注意：紅色字部分為關鍵內(nèi)容第一節(jié) 淺基礎的類型淺基礎可分為天然地基上的淺基礎和人工地基上的淺基礎兩類。前者造價低、施工簡單，應優(yōu)先考慮。淺基礎也可以分為無筋擴展基礎和鋼筋混凝土基礎（擴展基礎、柱下條形基礎、筏形基礎和箱形基礎）等類型。擴展基礎：上部結構通過墻、柱等承重構件傳遞的荷載，在其底部橫截面上造成的壓強通常遠遠大于地基的承載能力。

2、這就要求在墻、柱之下設置水平截面向下擴大的基礎。擴展基礎，以使從墻或柱傳遞下來的荷載擴散分布于擴大后的基礎底面，使之滿足地基承載力和變形的要求。基礎剛性基礎柔性基礎磚基礎混凝土基礎毛石混凝土基礎毛石基礎灰土基礎三合土基礎鋼筋混凝土基礎無筋擴展基礎（又稱剛性基礎）：是指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的、不需配置鋼筋的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。無筋擴展基礎的類型：（1）磚基礎（2）毛石基礎（3）灰土基礎（4）三合土基礎（5）混凝土和毛石混凝土基礎擴展基礎（又稱柔性基礎）：是指由鋼筋混凝土組成的（需配置鋼筋）的基礎。（課本第163頁）擴展基礎一般包括：（1）柱下獨立基礎（2

3、）墻下條形基礎（3）柱下條形基礎（4）十字交叉條形基礎（5）筏形基礎（5）箱形基礎 擴展基礎（又稱柔性基礎）1、獨立基礎：用于單層工業(yè)廠房及框架結構建筑。2、條形基礎（1）墻下條形基礎（2）柱下條形基礎用于磚混結構等用于框架結構等3、十字交叉基礎4、筏形基礎用于磚混結構和框架結構。用于框架結構。5、箱形基礎用于高層建筑 基礎方案選用：柱下獨立基礎墻下獨立基礎十字交叉梁基礎梁板或平板式筏形基礎柱下條形基礎墻下條形基礎樁基礎沉井基礎沉箱基礎 箱形基礎 各種基礎類型的選擇結構類型巖土性質與荷載條件適宜的基礎類型多層磚混結構土質均勻，承載力高，無軟弱下臥層，地下水位以下，荷載不大（5層以下建筑物）時無

4、筋擴展基礎 土質均勻性較差，承載力低，有軟弱下臥層，基礎需淺埋時墻下鋼筋混凝土條形基礎或交叉條形基礎土質均勻性差，承載力低，荷載較大，采用條形基礎面積超過建筑物投影面積50%時墻下筏形基礎框架結構（無地下室） 土質均勻，承載力較高，荷載相對較小，柱網(wǎng)分布均勻時柱下鋼筋混凝土獨立基礎土質均勻性較差，承載力較低，荷載較大，采用獨立基礎不能滿足要求時柱下條形基礎或交梁基礎承載力低，荷載大，柱網(wǎng)分布不均勻，采用條形基礎面積超過建筑物投影面積50%柱下筏形基礎全剪力墻，10層以上住宅結構地基土層較好，荷載分布均勻墻下條形基礎當上述條件不能滿足時墻下筏形基礎或箱型基礎高層框架、剪力墻結構可采用天然地基時筏

5、形基礎或箱型基礎第二節(jié) 基礎埋置深度從設計地面到基礎底面的深度，稱為基礎的埋置深度?；A埋置深度的大小，對建筑的造價、工期、材料消耗和施工技術等有很大的影響?；A埋得太深，不僅會增加施工的困難程度以及造價；而埋得太淺，又常常不能保證房屋的穩(wěn)定性。因此，地基基礎的設計中，合理確定基礎的埋深是很重要的。選擇基礎埋置深度也就是選擇合適的地基持力層。室內(nèi)地坪室外地坪埋置深度：一般指基礎底面到室外設計底面的距離(d不應淺于0.5米)宜大于100基礎埋置深度的確定：基礎埋置深度的確定：（課本第166頁）（1）建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎的形式和構造。（2）作用在基礎上的荷載大小和性持

6、作用在基礎上的荷載大小和性質也與基礎埋置深度有關。對于豎向荷載大、地震作用和風荷載等水平作用也大的高層建筑、煙囪、水塔、筒倉等高聳結構物，埋深應適當增加，以滿足抗傾覆等穩(wěn)定性要求。建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007-2011）規(guī)定：高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上高層建筑，其基礎埋置深應滿足抗滑穩(wěn)定性要求。在抗震設防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎的埋置深度（不計樁長）不宜小于建筑物高度的1/18.（3）工程地質和水文地質條件b3ma2.5md 條形：3.5 矩形：2.5（4）相鄰建筑物的

7、基礎埋深（4）相鄰建筑物的基礎埋深埋藏有承壓水時，確定基礎埋深時，要控制基坑開挖深度，防止基坑因挖土減壓而隆起開裂。1.3.4 地基凍融條件按地基規(guī)范地基土可分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹。季節(jié)性凍土地基設計凍深計算：第三節(jié) 地基承載力特征值地基土層單位面積所能承受的具有一定可靠度的最大荷載，稱為該土層的承載力。在建筑荷載作用下，地基必須保持穩(wěn)定，或者說地基承受荷載的能力應該具有必要的安全度。另外，地基沉降應在許可范圍內(nèi)，以提供建筑正常工作的條件。這種具有一定安全度和不引起不許可沉降量的荷載，稱為地基承載力特征值。影響承載力的因素主要有土的成因及堆積年代、土的物理力學性質、基礎埋置

8、深度、基底尺寸、地下水位的升降和上部結構形式。目前確定承載力特征值的方法有：1、按載荷試驗確定；2、按動力、靜力觸探等方法確定；3、據(jù)土的強度理論公式確定；4、根據(jù)經(jīng)驗法確定。地基承載力地基土單位面積上所能承受的具有一定可靠度 的最大荷載。地基極限承載力地基剪切破壞發(fā)展即將失穩(wěn)時所能承受的 極限荷載對應的承載力。 地基承載力特征值地基穩(wěn)定有保證可靠度，并且地質變形 不超過容許變形值時的承載力。 地基承載力特征值指由載荷試驗確定的地基土壓力變形 曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應 的壓力值，其最大值為比例界限值。地基承載力的相關名詞：（課本第172頁）建筑地基基礎設計規(guī)范（1）現(xiàn)場靜載荷試驗法 試

9、驗裝置土質地基承載力特征值的確定：試驗裝置上堆載試驗裝置上堆載試驗裝置密實砂土、較堅硬的粘性土等低壓縮性土。急進破壞的“陡降型”松砂、軟粘性土等高壓縮性土。漸進性破壞的“緩變型”1、承載力特征值的確定(1)有明顯的比例界限時：取p1(2)pu2.0 p1時：取1/2 pu(3)無明顯直線段，承壓板面積0.25-0.5m2時:低壓縮性土：s/b=0.01-0.015高壓縮性土：s/b=0.022、原則：同一層土，宜選取3個以上試驗點，當個試驗點所得的承載力特征值的極差不超過其平均值的30%時，取平均值作為該土層的承載力特征值fak。雖然載荷載試驗通常在基礎底面標高進行，但是因為承壓板寬度小于實際

10、基礎的寬度，影響深度較小，所以試驗只反映這個屋，而該層又處于基礎的主要受力層內(nèi)，則載荷試驗的結果將有較大誤差。原位試驗確定地基承載力時，也沒有考慮到基礎的寬度和埋置深度對承載力的影響。在工程上通常采用經(jīng)驗修正的方法來考慮實際基礎的埋置深度和基礎寬度對地基承載力的有利作用。建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007-2011）規(guī)定：當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值，還應按下式修正：地基承載力特征值的修正：（課本第174頁）地基承載力特征值的修正：（課本第175頁）例9-1 （課本第175頁）地基承載力特征值的修正：（課本第175頁）

11、例9-2 （課本第175-176頁）強度指標計算地基承載力特征值：（課本第176頁）強度指標計算地基承載力特征值：（課本第176頁）例9-3 （課本第176頁）進行地基基礎設計時，地基必須滿足如下條件： （1)承載力要求（強度要求）建筑物的基底壓力應該在地基所允許的承載能力之內(nèi)。（2)變形要求建筑物基礎的沉降或沉降差必須在該建筑物所允許的范圍之內(nèi)。 第四節(jié) 地基計算（3）穩(wěn)定要求建筑物受水平荷載或建在斜坡上、邊坡附近時，應驗算地基穩(wěn)定性 （課本第177頁）荷載過大超過地基承載力地基產(chǎn)生滑動破壞（1)承載力要求（強度要求）建筑物的基底壓力應該在地基所允許的承載能力之內(nèi)。地基土沉降、變形建筑物基礎

12、沉降和沉降差沉降裂縫（2)變形要求建筑物基礎的沉降或沉降差必須在該建筑物所允許的范圍之內(nèi)。 （3）穩(wěn)定要求建筑物受水平荷載或建在斜坡上、邊坡附近時，應驗算地基穩(wěn)定性 （課本第177頁）基礎底面壓力： （課本第178頁）基礎底面壓力： （課本第178頁）確定基底尺寸： （課本第178頁）確定基底尺寸： （課本第179頁）例9-4 （課本第179頁）確定基底尺寸： （課本第179-180頁）例9-5 （課本第180頁）例9-5 （課本第180頁）偏心受壓，需滿足兩個要求：軟弱下臥層承載力計算：（課本第181頁）軟弱下臥層承載力計算：（課本第181頁）持力層下臥層基礎軟弱下臥層承載力計算：（課本第182頁）例9-6 （課本第182頁）例9-6 （課本第182頁）地基變形計算： （課本第183頁）沉降裂縫地基變形計算： （課本第183頁）地基變形特征驗算： （課本第183頁）地基基礎設