土木基礎(chǔ)工程課件 第二章地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原理

第2章淺基礎(chǔ)

2-1概述2-2淺基礎(chǔ)的類型2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇2-4淺基礎(chǔ)的地基承載力2-5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2-6擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計2-7聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計2-8減輕不均勻沉降危害的措施11/10/2022基礎(chǔ)工程課件第2章淺基礎(chǔ)2-1概述11/10/202212-1概述天然地基上的淺基礎(chǔ)（本章討論）

人工地基上的淺基礎(chǔ)

2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2-1概述天然地基上的淺基礎(chǔ)（本章討論）

人工地基21.地基的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.地基的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件32.基礎(chǔ)的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.基礎(chǔ)的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件42.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容主要內(nèi)容：1.選擇基礎(chǔ)方案（確定材料、類型，進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置）；2.確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；3.確定地基承載力；4.確定基礎(chǔ)的底面尺寸，必要時進(jìn)行地基變形與穩(wěn)定性驗(yàn)算；5.進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計（內(nèi)力分析、截面計算、構(gòu)造要求）；6.繪制基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容1.選擇基礎(chǔ)方案（確定材料、類52.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法（簡化計算法）、相互作用設(shè)計法。常規(guī)設(shè)計法要點(diǎn)：特點(diǎn)：滿足靜力平衡條件；不滿足變形協(xié)調(diào)條件。結(jié)論：地基越軟弱或越不均勻，按常規(guī)設(shè)計法計算的結(jié)果與實(shí)際情況的差別就可能越大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法要點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)論：16合理的設(shè)計方法：考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用（分析難度較大）。常規(guī)設(shè)計法適用條件：1.地基沉降較小或較均勻；2.基礎(chǔ)剛度較大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件合理的設(shè)計方法：常規(guī)設(shè)計法適用條件：11/10/2022基礎(chǔ)72.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課85)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。即應(yīng)驗(yàn)算地基變形。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件5)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。即911/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1011/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1111/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件12標(biāo)準(zhǔn)值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件標(biāo)準(zhǔn)值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件13設(shè)計值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件設(shè)計值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件14按結(jié)構(gòu)型式分：擴(kuò)展基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等。2.2.1擴(kuò)展基礎(chǔ)作用：把墻或柱的荷載側(cè)向擴(kuò)展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。2.2淺基礎(chǔ)類型按材料分：無筋基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件按結(jié)構(gòu)型式分：擴(kuò)展基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、柱下交2.2151.無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)指由磚、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料組成的無需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。俗稱“剛性基礎(chǔ)”。適用于多層民用建筑和輕型廠房。磚：強(qiáng)度等級不低于MU10。砂漿：不低于M5。在地下水位以下或當(dāng)?shù)鼗脸睗駮r，應(yīng)采用水泥砂漿砌筑。適用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的廠房。(1)磚基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)磚：強(qiáng)度等級不低于MU10。(1)磚基礎(chǔ)116墊層作用（素砼，100厚，C10）：保護(hù)坑底土體不被人為擾動和雨水浸泡；改善基礎(chǔ)的施工條件。(2)毛石基礎(chǔ)毛石是指未經(jīng)加工鑿平的石料。應(yīng)采用未風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，禁用風(fēng)化毛石。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件墊層作用（素砼，100厚，C10）：(2)毛石基礎(chǔ)11/1017(3)灰土基礎(chǔ)石灰和土料按體積比3:7或2:8拌和均勻，在基槽內(nèi)分層夯實(shí)（每層虛鋪220~250mm,夯實(shí)至150mm）?；彝粱A(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層和5層以下的民用房屋。(4)三合土基礎(chǔ)由石灰、砂、骨料（礦渣、碎磚、碎石）加水混合而成。體積比1:2:4或1:3:6。用于4層和4層以下的民用房屋。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(3)灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和18四合土基礎(chǔ)（南方個別地區(qū)用）：水泥：石灰：砂：骨料＝1:1:5:10或1:1:6:12(5)砼基礎(chǔ)C15?？箟簭?qiáng)度、耐久性、抗凍性較好。毛石砼基礎(chǔ)：在砼基礎(chǔ)中埋入體積占25%~30%的毛石，石塊尺寸不宜超過300mm?？晒?jié)省水泥用量，減少水化熱。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件四合土基礎(chǔ)（南方個別地區(qū)用）：(5)砼基礎(chǔ)毛石砼基礎(chǔ)：11/192.鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)（簡稱擴(kuò)展基礎(chǔ)）特點(diǎn)：抗彎、抗剪性能較好，基礎(chǔ)高度較小。(1)墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)（簡稱擴(kuò)展基礎(chǔ)）(1)墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)20(2)柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)圖2-4柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)(a)階梯形基礎(chǔ)；(b)錐形基礎(chǔ)；(c)杯口基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)圖2-4柱下鋼筋混212.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件222.2.3柱下條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.3柱下條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件23特點(diǎn)：整體抗彎剛度較大，因而具有調(diào)整不均勻沉降的能力；基底壓力較均勻；造價高于擴(kuò)展基礎(chǔ)。常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件特點(diǎn)：常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。11242.2.4柱下交叉條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.4柱下交叉條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件252.2.5筏形基礎(chǔ)特點(diǎn)：底面積大，故可減小基底壓力；可提高地基承載力（尤其在有地下室時）；能增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，調(diào)整不均勻沉降。其他功能：見教材。注意：當(dāng)?shù)鼗@著軟硬不均時，要慎用。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.5筏形基礎(chǔ)特點(diǎn)：底面積大，故可減小26(1)墻下筏形基礎(chǔ)為一塊厚度約200~300mm的鋼筋砼平板。主要在華東地區(qū)采用，淺埋或不埋。

適用于具有硬殼持力層、比較均勻的軟弱地基上六層及六層以下承重橫墻較密的民用建筑。

硬土軟土11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)墻下筏形基礎(chǔ)硬土11/10/2022基礎(chǔ)工程課件27(2)柱下筏形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)柱下筏形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件282.2.6箱形基礎(chǔ)特點(diǎn)：剛度極大；抗震性能好；有補(bǔ)償效應(yīng)。地下室用途受限制；工期長；造價高；施工技術(shù)復(fù)雜。柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)又統(tǒng)稱為連續(xù)基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.6箱形基礎(chǔ)特點(diǎn)：剛度極大；抗震性能好；有補(bǔ)償效292.2.7殼體基礎(chǔ)其他基礎(chǔ)：折板基礎(chǔ)等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.7殼體基礎(chǔ)其他基礎(chǔ)：折板基礎(chǔ)等。11/10/2302-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇

基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的底面至室外設(shè)計地面的距離。確定基礎(chǔ)埋深時，除了要考慮持力層的情況外，還應(yīng)考慮使用功能、地下室、地下設(shè)施、基礎(chǔ)形式、荷載、地質(zhì)水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖刷等因素。

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的31基礎(chǔ)埋深的確定原則是：在保證安全可靠的前提下盡量淺埋。但基礎(chǔ)埋深不得小于0.5m，基礎(chǔ)頂面距地面的距離宜大于0.1m。

同一建筑物下面各部分的基礎(chǔ)埋深可以不一致。

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件基礎(chǔ)埋深的確定原則是：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件322.3.1與建筑物有關(guān)的條件建筑物在使用功能和用途方面的要求；高層建筑；承受上拔力的基礎(chǔ)；高聳結(jié)構(gòu)；冷庫等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.1與建筑物有關(guān)的條件建筑物在使用功能和用途方面的要332.3.2工程地質(zhì)條件持力層下臥層軟弱下臥層11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.2工程地質(zhì)條件持力層11/10/34對于中小型建筑物：

良好土層——堅(jiān)硬、硬塑、可塑狀態(tài)的粘性土層；密實(shí)或中密狀態(tài)的砂土層和碎石土層；其他中低壓塑性土層。

軟弱土層——軟塑、流塑狀態(tài)的粘性土層；松散狀態(tài)的砂土層；未經(jīng)處理的填土；其他高壓縮性土層。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件對于中小型建筑物：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件35(1)良好土層埋深由其他條件和最小埋深確定。淺埋，一般取d=0.5~1.5m。(2)軟弱土層1~2層：按情況(1)處理3~5層：可采用連續(xù)基礎(chǔ)方案、或人工地基方案。6層以上：樁基方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)良好埋深由其他條件和最小埋深確定。(2)軟弱1~2層：36(3)軟弱土層良好土層h當(dāng)h>2m時：按情況(2)處理。當(dāng)h<2m時：選良好土層為持力層。墊層

做法一做法二11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(3)軟弱土層良好土層h當(dāng)h>2m時：按情況(2)處理。37(4)2~3m厚的“硬殼層”持力層頂面傾斜時：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)對于中小型建筑物，宜盡量選硬殼層為持力層。采用“寬基淺埋”方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(4)2~3m厚的“硬殼層”持力層頂面傾斜時：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)對382.3.3水文地質(zhì)條件

否則，應(yīng)考慮：流砂；流土。對有侵蝕性的地下水，還應(yīng)考慮：地下結(jié)構(gòu)防滲；地下結(jié)構(gòu)抗浮，例如設(shè)置抗浮錨桿基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在地下水位以上。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.3水文地質(zhì)條件否則，應(yīng)考慮：對392.3.4地基凍融條件多年凍土；季節(jié)性凍土：凍脹、融陷；最小埋深規(guī)定。2.3.5場地環(huán)境條件≥0.5m≥0.1m管道；河流沖刷線。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.4地基凍融條件2.3.5場地環(huán)境條件≥0.5m402.4淺基礎(chǔ)的地基承載力2.4.1地基承載力概念

·地基承載力是指地基承受荷載的能力。

·在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力稱為地基承載力特征值fa。地基承載力是一個定值，對嗎？11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4淺基礎(chǔ)的地基承載力·地基承載力是指地基41工程中通常以兩個指標(biāo)來表示地基承載力，即地基的容許承載力和極限承載力?！兜鼗?guī)范》所稱的地基承載力特征值相當(dāng)于通常所說的地基容許承載力?！兜鼗?guī)范》規(guī)定，淺基礎(chǔ)的基底壓力應(yīng)滿足下列要求：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件工程中通常以兩個指標(biāo)來表示地基承載力，42當(dāng)需要滿足抗震設(shè)防要求時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢算。（見第9章）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件當(dāng)需要滿足抗震設(shè)防要求時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢算。（見第432.4.2地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算；2.按地基載荷試驗(yàn)確定；3.按規(guī)范承載力表確定；4.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定。四類方法：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4.2地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理441.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算(1)地基極限承載力理論公式

fa=pu/K

K=2~3常用公式：魏錫克公式、漢森公式等等。該方法不常用，原因主要有：1）該方法未考慮地基變形；2）c、φ的取值可靠度較低；3）不同公式的計算結(jié)果相差較大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算該方法不常用，原因主要有45(2)規(guī)范推薦的理論公式當(dāng)荷載為中心荷載或偏心很小（偏心距e≤l/30，l為偏心方向基礎(chǔ)邊長）時：fa＝Mbγb+Mdγmd+Mcck≈p1/4（2－5）b——基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m考慮；對于砂土，小于3m時按3m考慮。地基沉降可能過大11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)規(guī)范推薦的理論公式當(dāng)荷載為中心荷載或偏心很?。?6長期承載力：地基承載力隨建筑物荷載的增加而增大。短期承載力：類似方法又稱為φ=0法。長期承載力>短期承載力（超強(qiáng)固結(jié)土可能例外）。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件長期承載力：地基承載力隨建筑物荷載的增加而增大。類似方法又稱4711/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件482.按地基載荷試驗(yàn)確定（最可靠）淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.按地基載荷試驗(yàn)確定（最可靠）11/10/2022基礎(chǔ)工49地基靜載試驗(yàn)概況平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁平臺千斤頂11/10/2022基礎(chǔ)工程課件地基靜載試驗(yàn)概況平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁5011/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件51優(yōu)缺點(diǎn)：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗(yàn)工作量和費(fèi)用較大，時間較長。fa的確定方法：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件優(yōu)缺點(diǎn)：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗(yàn)工作量和52(1)當(dāng)p~s曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地基承載力實(shí)測值：(2)當(dāng)pu<2p1時，取fak=pu/2；(3)當(dāng)不能按上述二款要求確定時，可取s/b=0.01~0.015所對應(yīng)的荷載作為fak，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。對同一土層，應(yīng)選擇三個以上的試驗(yàn)點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測值的極差（最大值與最小值之差）不超過其平均值的30%時，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。確定地基承載力特征值：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)當(dāng)p~s曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地533.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)現(xiàn)場動力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)fak

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件3.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果fak11/10/20254注意：埋深d的取法，見教材。超載q=γmdqd=q/γm主裙樓一體的情況11/10/2022基礎(chǔ)工程課件注意：埋深d的取法，見教材。qd=q/γm主裙樓一體的情況155與土力學(xué)中介紹的理論公式具有相同的形式，但兩者含義不同。還需要注意下列兩點(diǎn)：1）公式中已經(jīng)包含了基礎(chǔ)寬度和埋深的影響；2）公式中的b是指基礎(chǔ)的短邊。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件與土力學(xué)中介紹的理論公式具有相同的形式，5611/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件574.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定基槽檢驗(yàn)和地基的局部處理：在基槽挖至接近槽底時，應(yīng)由設(shè)計、施工和勘察人員對槽底土層進(jìn)行檢查，即所謂“驗(yàn)槽”。對沒有地基勘察資料的輕型建筑物，地基淺層情況只能憑驗(yàn)槽了解；有地基勘察報告的工程，主要是核實(shí)勘察資料是否符合實(shí)際。通過驗(yàn)槽，可以判斷持力層的承載力、地基的均勻程度是否滿足設(shè)計要求，以防止產(chǎn)生過量的不均勻沉降。驗(yàn)槽以細(xì)致的觀察為主，輔以輕便簡易的勘探方法，如輕便觸探和夯擊聽音等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件4.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定基槽檢驗(yàn)和地基的局部處理：11/10/2058通過觀察驗(yàn)槽和釬探后，如不滿足要求，應(yīng)根據(jù)具體情況更改設(shè)計或進(jìn)行地基處理。對于槽底的局部人工填土和墓坑、松土坑、廢井，一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分層回填夯實(shí)。對于局部松軟土，一般應(yīng)挖除至原土。當(dāng)上述挖、填方法由于施工困難等緣故而不宜采用時，可考慮采用鋼筋混凝土梁板基礎(chǔ)，以跨越局部松軟土，或采用增大基礎(chǔ)埋深、擴(kuò)大基礎(chǔ)面積、布置聯(lián)合基礎(chǔ)、加設(shè)擠密樁或局部設(shè)置樁基等方法加以解決。當(dāng)柱基或部分基槽下方存在過于堅(jiān)硬的舊基礎(chǔ)、樹根和巖石等障礙物時，均應(yīng)盡可能挖除，以防建筑物產(chǎn)生不均勻沉降或開裂。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件通過觀察驗(yàn)槽和釬探后，如不滿足要求，應(yīng)根據(jù)具592.4.3地基變形驗(yàn)算建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不大于地基變形允許值[△]，即要求滿足下列條件：

△≤[△]（2–15）回顧11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4.3地基變形驗(yàn)算建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不60地基變形按其特征可分為四種：沉降量——獨(dú)立基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降值或整幢建筑物基礎(chǔ)的平均沉降值；沉降差——相鄰兩個柱基的沉降量之差；11/10/2022基礎(chǔ)工程課件地基變形按其特征可分為四種：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件61傾斜——基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；局部傾斜——砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件傾斜——基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；11/162不同結(jié)構(gòu)類型需驗(yàn)算的地基變形：砌體承重結(jié)構(gòu)：由局部傾斜控制；框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)：由沉降差控制；高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑：由建筑物的整體傾斜（特別是橫向整體傾斜）控制，必要時應(yīng)控制平均沉降量。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件不同結(jié)構(gòu)類型需驗(yàn)算的地基變形：11/10/2022基礎(chǔ)工程課6311/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件6411/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件65沉降觀測在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序。此時，一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于砂土可認(rèn)為其最終沉降量已完成80%以上，對于其他低壓縮性土可認(rèn)為已完成最終沉降量的50%~80%，對于中壓縮性土可認(rèn)為已完成20%~50%，對于高壓縮性土可認(rèn)為已完成5%~20%。如果地基變形計算值△大于地基變形允許值[△]，一般可以先考慮適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸（如增大基底面積或調(diào)整基底形心位置）或埋深，如仍未滿足要求，再考慮是否可從建筑、結(jié)構(gòu)、施工諸方面采取有效措施以防止不均勻沉降對建筑物的損害，或改用其他地基基礎(chǔ)設(shè)計方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件沉降觀測在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和66室內(nèi)外平均埋深從已固結(jié)完畢的老天然地面算起注意以下三式中d的區(qū)別：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件室內(nèi)外平均埋深從已固結(jié)完畢的老天然地面算起注意以下三式中d的672.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.5.1按地基持力層承載力計算基底尺寸1.軸心荷載作用要求：pk≤fa柱下獨(dú)立基礎(chǔ)：墻下條形基礎(chǔ)：b、l宜為100mm的整數(shù)倍。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.5.1按地基持力層承載力計算68某粘性土重度γm為18.2kN/m3，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.75，地基承載力特征值fak為220kPa?，F(xiàn)修建一外柱基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk＝830kN，基礎(chǔ)埋深（自室外地面起算）為1.0m，室內(nèi)地面高出室外地面0.3m，試確定方形基礎(chǔ)底面寬度?！窘狻肯冗M(jìn)行地基承載力深度修正。自室外地面起算的基礎(chǔ)埋深d=1.0m,查表2–5，得ηd=1.6，由式（2–14）得修正后的地基承載力特征值為：

例題2–2fa=fak+ηdγm(d-0.5)=220+1.6×18.2×(1.0-0.5)=235kPa11/10/2022基礎(chǔ)工程課件某粘性土重度γm為18.2kN/m369取b=2m。因b<3m，不必進(jìn)行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及其上土的重力Gk時的基礎(chǔ)埋深為：d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范圍內(nèi)沒有地下水，hw=0。由式（2–19）得基礎(chǔ)底面寬度為：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件取b=2m。因b<3m，不必進(jìn)行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及702.偏心荷載作用要求：pk≤fapkmax≤1.2fae≤l/6（或pkmin≥0）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.偏心荷載作用pk≤fa11/10/2022基礎(chǔ)工程課件71試算法步驟：（1）進(jìn)行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特征值fa。（2）根據(jù)荷載偏心情況，將按軸心荷載作用計算得到的基底面積增大10%~40%，即?。?）選取基底長邊l與短邊b的比值n（一般取n≤2），于是有11/10/2022基礎(chǔ)工程課件試算法步驟：（1）進(jìn)行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特72（4）考慮是否應(yīng)對地基承載力進(jìn)行寬度修正。如需要，在承載力修正后，重復(fù)上述2、3兩個步驟，使所取寬度前后一致。（5）計算偏心距e和基底最大壓力pkmax，并驗(yàn)算是否滿足式（2–21）和（2–24）的要求。（6）若b、l取值不適當(dāng)（太大或太小），可調(diào)整尺寸再行驗(yàn)算，如此反復(fù)一二次，便可定出合適的尺寸。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件（4）考慮是否應(yīng)對地基承載力進(jìn)行寬度修正。如需要，在承（5）73同例題2–2，但作用在基礎(chǔ)頂面處的荷載還有力矩200kN·m和水平荷載20kN（見例圖2-3），試確定矩形基礎(chǔ)底面尺寸。[解]

（1）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心，將基底面積初步增大20%，由式（2–25）得例題2–311/10/2022基礎(chǔ)工程課件同例題2–2，但作用在基礎(chǔ)頂74取基底長短邊之比n=l/b=2，于是因b=1.5m<3m，故fa無需作寬度修正。（2）驗(yàn)算荷載偏心距e基底處的總豎向力：Fk+Gk=830+20×1.5×3.0×1.15=933.5kN基底處的總力矩：Mk=200+20×0.6=212kN·m偏心距：e=Mk/(Fk+Gk)=212/933.5=0.227m<l/6=0.5m（可以）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件取基底長短邊之比n=l/b=2，于是因b=1.5m<3m，故75（3）驗(yàn)算基底最大壓力pkmax>1.2fa=282kPa（不行）（4）調(diào)整底面尺寸再驗(yàn)算取b=1.6m，l=3.2m，則Fk+Gk=830+20×1.6×3.2×1.15=947.8kNe=212/947.8=0.224m所以基底尺寸為1.6m×3.2m。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件（3）驗(yàn)算基底最大壓力pkmax>1.2fa=282k76試確定圖2–18中帶壁柱的墻基礎(chǔ)的底面尺寸。取圖中長度等于壁柱間距（3m）的T形基底面積為計算單元。作用于基礎(chǔ)頂面的豎向力Fk=315kN，作用位置距墻中線0.15m（偏向壁柱一側(cè)），修正后的持力層承載力特征值fa=130kPa。例題2–4說明原理11/10/2022基礎(chǔ)工程課件試確定圖2–18中帶壁柱的墻基礎(chǔ)的底772.5.2地基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算要求：σz+σcz≤faz

標(biāo)準(zhǔn)值僅作深度修正11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.5.2地基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算要求：σz+78矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：地基壓力擴(kuò)散角θ值表2-7Es1/Es2z=0.25bz≥0.50b36°23°510°25°1020°30°注：z＜0.25b時取θ=0°，必要時，宜由試驗(yàn)確定；z≥0.50b時θ值不變。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：地基壓力擴(kuò)散角θ值表2-7Es1/79例圖2-5中的柱下矩形基礎(chǔ)底面尺寸為5.4m×2.7m，試根據(jù)圖中各項(xiàng)資料驗(yàn)算持力層和軟弱下臥層的承載力是否滿足要求。例題2﹣511/10/2022基礎(chǔ)工程課件例圖2-5中的柱下矩形80[解]

⑴持力層承載力驗(yàn)算ηb=0，ηd=1.0,fa=209+1.0×18.0×(1.8-0.5)=232.4kPaFk+Gk=1800+220+20×2.7×5.4×1.8=2545kN

Mk=950+180×1.2+220×0.62=13302kN·m

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件[解]⑴持力層承載力驗(yàn)算Fk+Gk=1800+220+2081⑵軟弱下臥層承載力驗(yàn)算

由Es1/Es2=7.5/2.5=3,z/b=2.5/2.7＞0.50,查表2-7得θ

=23°，tanθ

=0.424。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件⑵軟弱下臥層承載力驗(yàn)算由Es1/Es2=7.5/2.5=382σcz=18.0×1.8+(18.7-10)×2.5=54.2kPafaz=75+1.0×12.6×(4.3-0.5)=122.9kPaσ

cz+σ

z=54.2+57.2=111.4kPa<faz（可以）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件σcz=18.0×1.8+(18.7-10)×2.5fa832.5.3按允許沉降差調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸(1)基底尺寸對沉降的影響s=(1-μ2)ωbp0/E0

(2-31)a.對比按pk=fa原則設(shè)計的兩個基礎(chǔ)（基底壓力相同）因?yàn)棣?、ω、p0、E0為常量，所有s∝b

故基礎(chǔ)底面積越大，沉降越大。b.對同一基礎(chǔ)而言（F＝常量）p0≈F/A

s≈(1-μ2)ωF/lE0

(2-32)故加大基礎(chǔ)底面積（l增大）或長寬比n（ω減?。┛梢詼p少沉降量。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.5.3按允許沉降差調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸(1)基底尺寸對沉降84(2)減少沉降量的措施a.加大底面積A(A加大10%，沉降約減少4.6%)；b.增大長寬比n(當(dāng)n從1增大到3時，沉降約減少6%)。(3)減少不均勻沉降的措施a.若小基礎(chǔ)的強(qiáng)度儲備足夠，可減少其底面積；b.小基礎(chǔ)盡量做方，大基礎(chǔ)n盡量大；c.將大基礎(chǔ)的底面積增大（有軟弱下臥層時例外）。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)減少沉降量的措施a.加大底面積A(A加大10%，沉降約852.5.4地基穩(wěn)定性驗(yàn)算對于經(jīng)常承受水平荷載作用的高層建筑

、高聳結(jié)構(gòu)，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，應(yīng)對地基進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

K=Mr/Ms≥1.2(2-42)

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.5.4地基穩(wěn)定性驗(yàn)算K=Mr/Ms≥1.86對修建于坡高和坡角不太大的穩(wěn)定土坡坡頂?shù)幕A(chǔ)（圖2-18），當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長b≤3m時，如基礎(chǔ)底面外緣至坡頂邊緣的水平距離a不小于2.5m，且符合下式要求：a≥ξb–d/tanβ（2-43）則土坡坡面附近由基礎(chǔ)所引起的附加壓力不影響土坡的穩(wěn)定性。式中β為土坡坡角，d為基礎(chǔ)埋深，系數(shù)ξ取3.5（對條形基礎(chǔ)）或2.5（對矩形基礎(chǔ)和圓形基礎(chǔ)）。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件對修建于坡高和坡角不太大的穩(wěn)定土坡坡頂?shù)幕A(chǔ)87

第2章淺基礎(chǔ)

2-1概述2-2淺基礎(chǔ)的類型2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇2-4淺基礎(chǔ)的地基承載力2-5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2-6擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計2-7聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計2-8減輕不均勻沉降危害的措施11/10/2022基礎(chǔ)工程課件第2章淺基礎(chǔ)2-1概述11/10/2022882-1概述天然地基上的淺基礎(chǔ)（本章討論）

人工地基上的淺基礎(chǔ)

2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2-1概述天然地基上的淺基礎(chǔ)（本章討論）

人工地基891.地基的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.地基的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件902.基礎(chǔ)的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.基礎(chǔ)的類型11/10/2022基礎(chǔ)工程課件912.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容主要內(nèi)容：1.選擇基礎(chǔ)方案（確定材料、類型，進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置）；2.確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；3.確定地基承載力；4.確定基礎(chǔ)的底面尺寸，必要時進(jìn)行地基變形與穩(wěn)定性驗(yàn)算；5.進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計（內(nèi)力分析、截面計算、構(gòu)造要求）；6.繪制基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.1淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容1.選擇基礎(chǔ)方案（確定材料、類922.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法（簡化計算法）、相互作用設(shè)計法。常規(guī)設(shè)計法要點(diǎn)：特點(diǎn)：滿足靜力平衡條件；不滿足變形協(xié)調(diào)條件。結(jié)論：地基越軟弱或越不均勻，按常規(guī)設(shè)計法計算的結(jié)果與實(shí)際情況的差別就可能越大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法要點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)論：193合理的設(shè)計方法：考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用（分析難度較大）。常規(guī)設(shè)計法適用條件：1.地基沉降較小或較均勻；2.基礎(chǔ)剛度較大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件合理的設(shè)計方法：常規(guī)設(shè)計法適用條件：11/10/2022基礎(chǔ)942.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則11/10/2022基礎(chǔ)工程課955)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。即應(yīng)驗(yàn)算地基變形。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件5)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。即9611/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件9711/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件9811/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件99標(biāo)準(zhǔn)值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件標(biāo)準(zhǔn)值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件100設(shè)計值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件設(shè)計值11/10/2022基礎(chǔ)工程課件101按結(jié)構(gòu)型式分：擴(kuò)展基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等。2.2.1擴(kuò)展基礎(chǔ)作用：把墻或柱的荷載側(cè)向擴(kuò)展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。2.2淺基礎(chǔ)類型按材料分：無筋基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件按結(jié)構(gòu)型式分：擴(kuò)展基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、柱下交2.21021.無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)指由磚、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料組成的無需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。俗稱“剛性基礎(chǔ)”。適用于多層民用建筑和輕型廠房。磚：強(qiáng)度等級不低于MU10。砂漿：不低于M5。在地下水位以下或當(dāng)?shù)鼗脸睗駮r，應(yīng)采用水泥砂漿砌筑。適用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的廠房。(1)磚基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)磚：強(qiáng)度等級不低于MU10。(1)磚基礎(chǔ)1103墊層作用（素砼，100厚，C10）：保護(hù)坑底土體不被人為擾動和雨水浸泡；改善基礎(chǔ)的施工條件。(2)毛石基礎(chǔ)毛石是指未經(jīng)加工鑿平的石料。應(yīng)采用未風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，禁用風(fēng)化毛石。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件墊層作用（素砼，100厚，C10）：(2)毛石基礎(chǔ)11/10104(3)灰土基礎(chǔ)石灰和土料按體積比3:7或2:8拌和均勻，在基槽內(nèi)分層夯實(shí)（每層虛鋪220~250mm,夯實(shí)至150mm）?；彝粱A(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層和5層以下的民用房屋。(4)三合土基礎(chǔ)由石灰、砂、骨料（礦渣、碎磚、碎石）加水混合而成。體積比1:2:4或1:3:6。用于4層和4層以下的民用房屋。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(3)灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和105四合土基礎(chǔ)（南方個別地區(qū)用）：水泥：石灰：砂：骨料＝1:1:5:10或1:1:6:12(5)砼基礎(chǔ)C15?？箟簭?qiáng)度、耐久性、抗凍性較好。毛石砼基礎(chǔ)：在砼基礎(chǔ)中埋入體積占25%~30%的毛石，石塊尺寸不宜超過300mm?？晒?jié)省水泥用量，減少水化熱。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件四合土基礎(chǔ)（南方個別地區(qū)用）：(5)砼基礎(chǔ)毛石砼基礎(chǔ)：11/1062.鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)（簡稱擴(kuò)展基礎(chǔ)）特點(diǎn)：抗彎、抗剪性能較好，基礎(chǔ)高度較小。(1)墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)（簡稱擴(kuò)展基礎(chǔ)）(1)墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)107(2)柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)圖2-4柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)(a)階梯形基礎(chǔ)；(b)錐形基礎(chǔ)；(c)杯口基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)圖2-4柱下鋼筋混1082.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1092.2.3柱下條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.3柱下條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件110特點(diǎn)：整體抗彎剛度較大，因而具有調(diào)整不均勻沉降的能力；基底壓力較均勻；造價高于擴(kuò)展基礎(chǔ)。常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件特點(diǎn)：常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。111112.2.4柱下交叉條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.4柱下交叉條形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1122.2.5筏形基礎(chǔ)特點(diǎn)：底面積大，故可減小基底壓力；可提高地基承載力（尤其在有地下室時）；能增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，調(diào)整不均勻沉降。其他功能：見教材。注意：當(dāng)?shù)鼗@著軟硬不均時，要慎用。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.5筏形基礎(chǔ)特點(diǎn)：底面積大，故可減小113(1)墻下筏形基礎(chǔ)為一塊厚度約200~300mm的鋼筋砼平板。主要在華東地區(qū)采用，淺埋或不埋。

適用于具有硬殼持力層、比較均勻的軟弱地基上六層及六層以下承重橫墻較密的民用建筑。

硬土軟土11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)墻下筏形基礎(chǔ)硬土11/10/2022基礎(chǔ)工程課件114(2)柱下筏形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)柱下筏形基礎(chǔ)11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1152.2.6箱形基礎(chǔ)特點(diǎn)：剛度極大；抗震性能好；有補(bǔ)償效應(yīng)。地下室用途受限制；工期長；造價高；施工技術(shù)復(fù)雜。柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)又統(tǒng)稱為連續(xù)基礎(chǔ)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.6箱形基礎(chǔ)特點(diǎn)：剛度極大；抗震性能好；有補(bǔ)償效1162.2.7殼體基礎(chǔ)其他基礎(chǔ)：折板基礎(chǔ)等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.2.7殼體基礎(chǔ)其他基礎(chǔ)：折板基礎(chǔ)等。11/10/21172-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇

基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的底面至室外設(shè)計地面的距離。確定基礎(chǔ)埋深時，除了要考慮持力層的情況外，還應(yīng)考慮使用功能、地下室、地下設(shè)施、基礎(chǔ)形式、荷載、地質(zhì)水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖刷等因素。

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2-3基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)的埋置深度是指基礎(chǔ)的118基礎(chǔ)埋深的確定原則是：在保證安全可靠的前提下盡量淺埋。但基礎(chǔ)埋深不得小于0.5m，基礎(chǔ)頂面距地面的距離宜大于0.1m。

同一建筑物下面各部分的基礎(chǔ)埋深可以不一致。

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件基礎(chǔ)埋深的確定原則是：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1192.3.1與建筑物有關(guān)的條件建筑物在使用功能和用途方面的要求；高層建筑；承受上拔力的基礎(chǔ)；高聳結(jié)構(gòu)；冷庫等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.1與建筑物有關(guān)的條件建筑物在使用功能和用途方面的要1202.3.2工程地質(zhì)條件持力層下臥層軟弱下臥層11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.2工程地質(zhì)條件持力層11/10/121對于中小型建筑物：

良好土層——堅(jiān)硬、硬塑、可塑狀態(tài)的粘性土層；密實(shí)或中密狀態(tài)的砂土層和碎石土層；其他中低壓塑性土層。

軟弱土層——軟塑、流塑狀態(tài)的粘性土層；松散狀態(tài)的砂土層；未經(jīng)處理的填土；其他高壓縮性土層。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件對于中小型建筑物：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件122(1)良好土層埋深由其他條件和最小埋深確定。淺埋，一般取d=0.5~1.5m。(2)軟弱土層1~2層：按情況(1)處理3~5層：可采用連續(xù)基礎(chǔ)方案、或人工地基方案。6層以上：樁基方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)良好埋深由其他條件和最小埋深確定。(2)軟弱1~2層：123(3)軟弱土層良好土層h當(dāng)h>2m時：按情況(2)處理。當(dāng)h<2m時：選良好土層為持力層。墊層

做法一做法二11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(3)軟弱土層良好土層h當(dāng)h>2m時：按情況(2)處理。124(4)2~3m厚的“硬殼層”持力層頂面傾斜時：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)對于中小型建筑物，宜盡量選硬殼層為持力層。采用“寬基淺埋”方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(4)2~3m厚的“硬殼層”持力層頂面傾斜時：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)對1252.3.3水文地質(zhì)條件

否則，應(yīng)考慮：流砂；流土。對有侵蝕性的地下水，還應(yīng)考慮：地下結(jié)構(gòu)防滲；地下結(jié)構(gòu)抗浮，例如設(shè)置抗浮錨桿基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在地下水位以上。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.3水文地質(zhì)條件否則，應(yīng)考慮：對1262.3.4地基凍融條件多年凍土；季節(jié)性凍土：凍脹、融陷；最小埋深規(guī)定。2.3.5場地環(huán)境條件≥0.5m≥0.1m管道；河流沖刷線。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.3.4地基凍融條件2.3.5場地環(huán)境條件≥0.5m1272.4淺基礎(chǔ)的地基承載力2.4.1地基承載力概念

·地基承載力是指地基承受荷載的能力。

·在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力稱為地基承載力特征值fa。地基承載力是一個定值，對嗎？11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4淺基礎(chǔ)的地基承載力·地基承載力是指地基128工程中通常以兩個指標(biāo)來表示地基承載力，即地基的容許承載力和極限承載力。《地基規(guī)范》所稱的地基承載力特征值相當(dāng)于通常所說的地基容許承載力?！兜鼗?guī)范》規(guī)定，淺基礎(chǔ)的基底壓力應(yīng)滿足下列要求：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件工程中通常以兩個指標(biāo)來表示地基承載力，129當(dāng)需要滿足抗震設(shè)防要求時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢算。（見第9章）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件當(dāng)需要滿足抗震設(shè)防要求時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢算。（見第1302.4.2地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算；2.按地基載荷試驗(yàn)確定；3.按規(guī)范承載力表確定；4.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定。四類方法：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4.2地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理1311.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算(1)地基極限承載力理論公式

fa=pu/K

K=2~3常用公式：魏錫克公式、漢森公式等等。該方法不常用，原因主要有：1）該方法未考慮地基變形；2）c、φ的取值可靠度較低；3）不同公式的計算結(jié)果相差較大。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計算該方法不常用，原因主要有132(2)規(guī)范推薦的理論公式當(dāng)荷載為中心荷載或偏心很?。ㄆ木鄀≤l/30，l為偏心方向基礎(chǔ)邊長）時：fa＝Mbγb+Mdγmd+Mcck≈p1/4（2－5）b——基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m考慮；對于砂土，小于3m時按3m考慮。地基沉降可能過大11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(2)規(guī)范推薦的理論公式當(dāng)荷載為中心荷載或偏心很?。?33長期承載力：地基承載力隨建筑物荷載的增加而增大。短期承載力：類似方法又稱為φ=0法。長期承載力>短期承載力（超強(qiáng)固結(jié)土可能例外）。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件長期承載力：地基承載力隨建筑物荷載的增加而增大。類似方法又稱13411/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1352.按地基載荷試驗(yàn)確定（最可靠）淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.按地基載荷試驗(yàn)確定（最可靠）11/10/2022基礎(chǔ)工136地基靜載試驗(yàn)概況平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁平臺千斤頂11/10/2022基礎(chǔ)工程課件地基靜載試驗(yàn)概況平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁13711/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件138優(yōu)缺點(diǎn)：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗(yàn)工作量和費(fèi)用較大，時間較長。fa的確定方法：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件優(yōu)缺點(diǎn)：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗(yàn)工作量和139(1)當(dāng)p~s曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地基承載力實(shí)測值：(2)當(dāng)pu<2p1時，取fak=pu/2；(3)當(dāng)不能按上述二款要求確定時，可取s/b=0.01~0.015所對應(yīng)的荷載作為fak，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。對同一土層，應(yīng)選擇三個以上的試驗(yàn)點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測值的極差（最大值與最小值之差）不超過其平均值的30%時，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。確定地基承載力特征值：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件(1)當(dāng)p~s曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地1403.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)現(xiàn)場動力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)fak

11/10/2022基礎(chǔ)工程課件3.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果fak11/10/202141注意：埋深d的取法，見教材。超載q=γmdqd=q/γm主裙樓一體的情況11/10/2022基礎(chǔ)工程課件注意：埋深d的取法，見教材。qd=q/γm主裙樓一體的情況1142與土力學(xué)中介紹的理論公式具有相同的形式，但兩者含義不同。還需要注意下列兩點(diǎn)：1）公式中已經(jīng)包含了基礎(chǔ)寬度和埋深的影響；2）公式中的b是指基礎(chǔ)的短邊。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件與土力學(xué)中介紹的理論公式具有相同的形式，14311/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件1444.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定基槽檢驗(yàn)和地基的局部處理：在基槽挖至接近槽底時，應(yīng)由設(shè)計、施工和勘察人員對槽底土層進(jìn)行檢查，即所謂“驗(yàn)槽”。對沒有地基勘察資料的輕型建筑物，地基淺層情況只能憑驗(yàn)槽了解；有地基勘察報告的工程，主要是核實(shí)勘察資料是否符合實(shí)際。通過驗(yàn)槽，可以判斷持力層的承載力、地基的均勻程度是否滿足設(shè)計要求，以防止產(chǎn)生過量的不均勻沉降。驗(yàn)槽以細(xì)致的觀察為主，輔以輕便簡易的勘探方法，如輕便觸探和夯擊聽音等。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件4.按建筑經(jīng)驗(yàn)確定基槽檢驗(yàn)和地基的局部處理：11/10/20145通過觀察驗(yàn)槽和釬探后，如不滿足要求，應(yīng)根據(jù)具體情況更改設(shè)計或進(jìn)行地基處理。對于槽底的局部人工填土和墓坑、松土坑、廢井，一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分層回填夯實(shí)。對于局部松軟土，一般應(yīng)挖除至原土。當(dāng)上述挖、填方法由于施工困難等緣故而不宜采用時，可考慮采用鋼筋混凝土梁板基礎(chǔ)，以跨越局部松軟土，或采用增大基礎(chǔ)埋深、擴(kuò)大基礎(chǔ)面積、布置聯(lián)合基礎(chǔ)、加設(shè)擠密樁或局部設(shè)置樁基等方法加以解決。當(dāng)柱基或部分基槽下方存在過于堅(jiān)硬的舊基礎(chǔ)、樹根和巖石等障礙物時，均應(yīng)盡可能挖除，以防建筑物產(chǎn)生不均勻沉降或開裂。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件通過觀察驗(yàn)槽和釬探后，如不滿足要求，應(yīng)根據(jù)具1462.4.3地基變形驗(yàn)算建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不大于地基變形允許值[△]，即要求滿足下列條件：

△≤[△]（2–15）回顧11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.4.3地基變形驗(yàn)算建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不147地基變形按其特征可分為四種：沉降量——獨(dú)立基礎(chǔ)中心點(diǎn)的沉降值或整幢建筑物基礎(chǔ)的平均沉降值；沉降差——相鄰兩個柱基的沉降量之差；11/10/2022基礎(chǔ)工程課件地基變形按其特征可分為四種：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件148傾斜——基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；局部傾斜——砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件傾斜——基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；11/1149不同結(jié)構(gòu)類型需驗(yàn)算的地基變形：砌體承重結(jié)構(gòu)：由局部傾斜控制；框架結(jié)構(gòu)和單層排架結(jié)構(gòu)：由沉降差控制；高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑：由建筑物的整體傾斜（特別是橫向整體傾斜）控制，必要時應(yīng)控制平均沉降量。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件不同結(jié)構(gòu)類型需驗(yàn)算的地基變形：11/10/2022基礎(chǔ)工程課15011/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件15111/10/2022基礎(chǔ)工程課件11/10/2022基礎(chǔ)工程課件152沉降觀測在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序。此時，一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于砂土可認(rèn)為其最終沉降量已完成80%以上，對于其他低壓縮性土可認(rèn)為已完成最終沉降量的50%~80%，對于中壓縮性土可認(rèn)為已完成20%~50%，對于高壓縮性土可認(rèn)為已完成5%~20%。如果地基變形計算值△大于地基變形允許值[△]，一般可以先考慮適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸（如增大基底面積或調(diào)整基底形心位置）或埋深，如仍未滿足要求，再考慮是否可從建筑、結(jié)構(gòu)、施工諸方面采取有效措施以防止不均勻沉降對建筑物的損害，或改用其他地基基礎(chǔ)設(shè)計方案。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件沉降觀測在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和153室內(nèi)外平均埋深從已固結(jié)完畢的老天然地面算起注意以下三式中d的區(qū)別：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件室內(nèi)外平均埋深從已固結(jié)完畢的老天然地面算起注意以下三式中d的1542.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.5.1按地基持力層承載力計算基底尺寸1.軸心荷載作用要求：pk≤fa柱下獨(dú)立基礎(chǔ)：墻下條形基礎(chǔ)：b、l宜為100mm的整數(shù)倍。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.5.1按地基持力層承載力計算155某粘性土重度γm為18.2kN/m3，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.75，地基承載力特征值fak為220kPa?，F(xiàn)修建一外柱基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk＝830kN，基礎(chǔ)埋深（自室外地面起算）為1.0m，室內(nèi)地面高出室外地面0.3m，試確定方形基礎(chǔ)底面寬度?！窘狻肯冗M(jìn)行地基承載力深度修正。自室外地面起算的基礎(chǔ)埋深d=1.0m,查表2–5，得ηd=1.6，由式（2–14）得修正后的地基承載力特征值為：

例題2–2fa=fak+ηdγm(d-0.5)=220+1.6×18.2×(1.0-0.5)=235kPa11/10/2022基礎(chǔ)工程課件某粘性土重度γm為18.2kN/m3156取b=2m。因b<3m，不必進(jìn)行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及其上土的重力Gk時的基礎(chǔ)埋深為：d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范圍內(nèi)沒有地下水，hw=0。由式（2–19）得基礎(chǔ)底面寬度為：11/10/2022基礎(chǔ)工程課件取b=2m。因b<3m，不必進(jìn)行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及1572.偏心荷載作用要求：pk≤fapkmax≤1.2fae≤l/6（或pkmin≥0）11/10/2022基礎(chǔ)工程課件2.偏心荷載作用pk≤fa11/10/2022基礎(chǔ)工程課件158試算法步驟：（1）進(jìn)行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特征值fa。（2）根據(jù)荷載偏心情況，將按軸心荷載作用計算得到的基底面積增大10%~40%，即?。?）選取基底長邊l與短邊b的比值n（一般取n≤2），于是有11/10/2022基礎(chǔ)工程課件試算法步驟：（1）進(jìn)行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特159（4）考慮是否應(yīng)對地基承載力進(jìn)行寬度修正。如需要，在承載力修正后，重復(fù)上述2、3兩個步驟，使所取寬度前后一致。（5）計算偏心距e和基底最大壓力pkmax，并驗(yàn)算是否滿足式（2–21）和（2–24）的要求。（6）若b、l取值不適當(dāng)（太大或太小），可調(diào)整尺寸再行驗(yàn)算，如此反復(fù)一二次，便可定出合適的尺寸。11/10/2022基礎(chǔ)工程課件（4）考慮是否應(yīng)對地基承載力進(jìn)行寬度修正。如需要，在承（5）160同例題2–2，但作用在基礎(chǔ)頂面處的荷載還有力矩200kN·m和水平荷載20kN（見例圖2-3），試確定矩形基礎(chǔ)底面尺寸。[解]

（1）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心，將基底面積初步增大20%，由式（2–25）得例題2–311/10/2022基礎(chǔ)工程課件同例題2–2，但作用在基礎(chǔ)頂161取基底長短邊之比n=l/b=2，于是因b=1.5m<3m，故fa無需作寬度修正。（2）驗(yàn)算荷載偏心距e基底處的總豎向力：Fk+Gk=830+20×1.5×3.0×1.15=933.5kN基底處的總力矩：Mk=200+20×0.6=212kN·m偏心距：e=Mk/(Fk+Gk)=212/933.5=0.227m<l/6=0.5m（可以）11/1