基礎(chǔ)工程 3.天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

第三章

天然地基上

淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程退出§3.1概述§3.2淺基礎(chǔ)的類(lèi)型與基礎(chǔ)材料§3.3地基設(shè)計(jì)§3.4無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)§3.5鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)§3.6減輕非均勻沉降危害的措施地基基礎(chǔ)類(lèi)型簡(jiǎn)介地基類(lèi)型基礎(chǔ)類(lèi)型天然地基人工地基淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基礎(chǔ)寬度。兩側(cè)（四周）的摩阻力忽略不計(jì)。天然地基上淺基礎(chǔ)人工地基上淺基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)深基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)方案類(lèi)型下臥層地基與基礎(chǔ)d持力層（受力層）地基基礎(chǔ)FG主要受力層條形基礎(chǔ)3b獨(dú)立基礎(chǔ)1.5b且5m（二層以下民用建筑除外）主要受力層§3.1概述地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)該滿(mǎn)足下列三項(xiàng)基本原則：(1)強(qiáng)度控制原則——地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面應(yīng)具有足夠的安全度；(2)變形控制原則——應(yīng)控制地基的特征變形量，不得超過(guò)建筑物的地基特征變形允許值，以免引起基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的損壞、影響建筑物使用功能和外觀；(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、剛度與耐久性變形控制原則——基礎(chǔ)的型式、構(gòu)造和尺寸，除應(yīng)能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)、符合使用需要、滿(mǎn)足地基承載力(穩(wěn)定性)和變形要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性的要求。設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類(lèi)型甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑物30層以上的高層建筑體形復(fù)雜，層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層連成一體建筑大面積的多層地下建筑物（如車(chē)庫(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）對(duì)原有工程影響較大的新建筑物場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)外的工業(yè)與民用建筑物丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑次要的輕型建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)A所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿(mǎn)足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定；B甲級(jí)、乙級(jí)建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)；C表3-1中所列范圍內(nèi)的丙級(jí)建筑物可不作變形驗(yàn)算，如有下列情況之一，仍做變形驗(yàn)算a地基承載力特征值小于130kpa，且體型復(fù)雜的建筑b在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降時(shí)c軟弱地基上的相鄰建筑如距離過(guò)近，可能發(fā)生傾斜時(shí)d地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時(shí)D對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性；E基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算F當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑物地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問(wèn)題時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的規(guī)定承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)A確定基礎(chǔ)底面積及埋深時(shí)傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值B、計(jì)算地基變形時(shí)荷載取值與抗力限值傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合(不計(jì)風(fēng)載和地震)傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合值（荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1.0）C驗(yàn)算地基穩(wěn)定性時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載效應(yīng)和相應(yīng)基底反力按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合值，采用相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)D確定基礎(chǔ)或承臺(tái)高度，支擋結(jié)構(gòu)截面，計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力，確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟(1)確定基礎(chǔ)的材料、類(lèi)型、確定平面布置(2)選擇基礎(chǔ)的埋置深度，即確定地基持力層(3)確定地基承載力特征值(4)確定基礎(chǔ)底面積(5)進(jìn)行相應(yīng)的地基驗(yàn)算（變形、穩(wěn)定性驗(yàn)算）(6)確定基礎(chǔ)構(gòu)造尺寸，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算(7)繪制基礎(chǔ)施工圖(8)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的方案比較§3.2淺基礎(chǔ)的類(lèi)型與基礎(chǔ)材料

淺基礎(chǔ)類(lèi)型擴(kuò)展基礎(chǔ)連續(xù)基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)三合土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)十字交叉條形基礎(chǔ)閥板基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)§3.3地基設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)埋置深度的選擇地基承載力的確定基礎(chǔ)底面尺寸的確定地基變形的驗(yàn)算和計(jì)算下臥層d持力層（受力層）地基基礎(chǔ)FG主要受力層1.基礎(chǔ)埋置深度（d）的選擇d：基礎(chǔ)底面至設(shè)計(jì)地面的距離建筑物類(lèi)型及基礎(chǔ)構(gòu)造工程地質(zhì)條件地基凍融條件相鄰建（構(gòu)）筑物的影響選擇基礎(chǔ)埋置深度也就是選擇合適的地基持力層。合理確定基礎(chǔ)埋置深度是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮建筑物自身?xiàng)l件，以及所處的環(huán)境，尋找技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的的埋置深度水文條件基礎(chǔ)上荷載大小及性質(zhì)a

在保證安全穩(wěn)定、耐久使用下，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋b

對(duì)高層建筑物基礎(chǔ)的埋置深度必須滿(mǎn)足地基承載力、變形和穩(wěn)定性的要求。在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)埋置深度≥1/15建筑物高度；樁箱和樁筏基礎(chǔ)的埋置深度（不計(jì)樁長(zhǎng)）≥1/18建筑物高度。c

位于巖石地基上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿(mǎn)足抗滑要求。d

在基礎(chǔ)范圍內(nèi)有管道等地下設(shè)施通過(guò)時(shí)，基礎(chǔ)的頂板原則上應(yīng)低于這些設(shè)施的底面。否則，應(yīng)采取有效措施，消除基礎(chǔ)對(duì)地下設(shè)施的影響。一、建筑物類(lèi)型及基礎(chǔ)構(gòu)造a

荷載大小以及性質(zhì)不同，對(duì)持力層的要求也不同。某一深度的土層，對(duì)荷載小的基礎(chǔ)可能是持力層，而對(duì)荷載大的基礎(chǔ)就不宜作為持力層。b

承受水平荷載的基礎(chǔ)，應(yīng)有足夠的埋置深度來(lái)獲得土的側(cè)向抗力；c

承受上拔力的基礎(chǔ)（輸電塔基礎(chǔ)）應(yīng)有足夠的埋置深度來(lái)獲得土的抗拔阻力；d

對(duì)于承受動(dòng)荷載的基礎(chǔ)，不宜選擇飽和疏松的粉細(xì)沙作為持力層，以免振動(dòng)液化，造成基礎(chǔ)失穩(wěn)。

二、基礎(chǔ)上荷載大小及性質(zhì)

①地基上硬下軟：基礎(chǔ)宜盡量淺埋

②地基上軟下硬：要區(qū)別對(duì)待。上層軟弱層較薄，基礎(chǔ)置于下層土上；上層軟弱土較厚時(shí)，可用寬基淺埋、樁基礎(chǔ)、或人工加固。應(yīng)從施工難易、材料用量等方面作方案比較后才能確定。三、工程地質(zhì)和水文條件①為防雨水侵蝕基礎(chǔ)埋深≥0.5m；②為保護(hù)基礎(chǔ)不外漏，基礎(chǔ)大放腳③頂面應(yīng)低于室外地面至少0.1m；基礎(chǔ)埋置于持力層面下≥0.1mabd

對(duì)修建于坡高（H≤8m

）和坡角（β≤45°

）的穩(wěn)定邊坡坡頂上的基礎(chǔ)，且b≤3m，a≥2.5m時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)埋深d符合如下要求，認(rèn)為已滿(mǎn)足穩(wěn)定要求——取3.5（對(duì)條形基礎(chǔ)）或2.5（對(duì)矩形和圓形基礎(chǔ)）

c

若地基持力層頂面傾斜，將墻下條基的埋深分段成高低不同的臺(tái)階狀。臺(tái)階高寬比為1：2，每級(jí)的臺(tái)階高度≤0.5m選擇基礎(chǔ)埋深應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動(dòng)態(tài)。對(duì)基底低于潛水面的基礎(chǔ)，除應(yīng)考慮基坑排水、坑壁圍護(hù)以及保護(hù)基土不受擾動(dòng)等措施外，還應(yīng)考慮：出現(xiàn)涌土、流砂現(xiàn)象的可能性；地下水對(duì)基礎(chǔ)材料的化學(xué)腐蝕作用；地下室防滲；輕型結(jié)構(gòu)物由于地下水頂托而上浮的可能性；地下水浮托力引起基礎(chǔ)底板的內(nèi)力變化等。對(duì)埋藏有承壓含水層的地基，選擇基礎(chǔ)埋深時(shí)，為防止基底隆起開(kāi)裂，必須控制基坑開(kāi)挖深度,保留槽底安全厚度h0g—隔水層土的重度gw—水的重度h—承壓水的上升高度h0—槽底安全高度（隔水層剩余厚度）水文條件a

如擬建房屋臨近有其它建筑物時(shí)，還應(yīng)當(dāng)保證其它建筑物的安全，最好使新建建筑物的埋深不大于已有建筑基礎(chǔ)。b

新建建筑物的埋深大于已有建筑基礎(chǔ)時(shí)，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距（數(shù)值由原有建筑物荷載大小，基礎(chǔ)形式和土質(zhì)情況而定）且不宜小于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍c

如果不能滿(mǎn)足，施工期間應(yīng)采取措施例如：分段開(kāi)挖澆筑、設(shè)臨時(shí)加固支撐、地下連續(xù)墻等，或加固原有建筑基礎(chǔ)LH四、相鄰建（構(gòu)）筑物的影響五、地基凍融條件的影響a

季節(jié)性?xún)鐾羺^(qū)，應(yīng)考慮地基土的凍脹性。凍土分為季節(jié)性?xún)鐾梁投嗄陜鐾痢＜竟?jié)性?xún)鐾林敢荒陜?nèi)凍結(jié)與解凍交替出現(xiàn)的凍土。b

若基礎(chǔ)埋于凍脹土內(nèi)，凍脹產(chǎn)生的上抬力大于基底的豎向力，會(huì)引起建筑物開(kāi)裂甚至破壞。而土層解凍時(shí)，冰晶體融化，含水量增大、強(qiáng)度降低，將產(chǎn)生很大的附加沉降，稱(chēng)為融陷。dmin

＝z0

zs

zwze–hmaxz0

地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深；hmax基礎(chǔ)底面以下允許殘留凍土層的最大厚度z0zszwzez0dmin室內(nèi)地面hmax對(duì)于凍脹性地基，基礎(chǔ)的最小埋深應(yīng)滿(mǎn)足：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)首先必須保證在荷載作用下的地基對(duì)土體產(chǎn)生剪切破壞而失效方面，應(yīng)具有足夠的安全度。地基承載力是地基所具的承受荷載的能力，即在保證地基穩(wěn)定的前提下，使變形不超過(guò)允許值的地基承載能力。地基承載力的確定是一個(gè)非常重要又復(fù)雜的問(wèn)題，目前確定承載力的方法主要有：2.地基承載力的確定

按載荷試驗(yàn)確定根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力的確定方法按動(dòng)力、靜力觸探等方法確定經(jīng)驗(yàn)法確定載荷試驗(yàn)的特點(diǎn)：在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)一定尺寸的載荷板對(duì)擾動(dòng)較少的地基土體直接施荷，所測(cè)得的成果一般能反映相當(dāng)于1-2倍載荷板寬度的深度以?xún)?nèi)土體的平均性質(zhì)。主要有淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)。一、按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定地基承載力載荷試驗(yàn)應(yīng)用要求：對(duì)一級(jí)建筑物采用載荷試驗(yàn)、理論公式計(jì)算及其它原位試驗(yàn)等方法綜合確定。載荷試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于成份或結(jié)構(gòu)很不均勻的土層，如雜填土、裂隙土、風(fēng)化巖等，它則顯出用別的方法所難以代替的作用。載荷試驗(yàn)的步驟：分級(jí)加荷、逐級(jí)穩(wěn)定，直至破壞的試驗(yàn)步驟。載荷試驗(yàn)的確定方法：根據(jù)p-s曲線，確定承載力特征值。要求：對(duì)于三個(gè)以上的試驗(yàn)點(diǎn)，若基本值的極差不超過(guò)平均值的30%，取該平均值作為地基承載力特征值。

按載荷試驗(yàn)p-s曲線確定地基承載力特征值fak規(guī)定：①p~s曲線上比例界限p0

②極限荷載pu<2p0,取pu/2

③上述不行，按限制沉降量取值。當(dāng)壓板面積為

0.25～0.50m2時(shí)，采用s=(0.010～0.015)b所對(duì)應(yīng)的壓力oP0PuS(mm)P(kpa)S(mm)[S]PP(kpa)o二、按靜力、動(dòng)力觸探等方法確定地基承載力原位測(cè)試方法荷載試驗(yàn)外，還有靜力觸探、動(dòng)力觸探、十字板剪切試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)等。對(duì)于設(shè)計(jì)為甲級(jí)、乙級(jí)的地基基礎(chǔ)應(yīng)按多種方法綜合確定。靜載試驗(yàn)和其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法，確定的是地基承載力特征值，其直接含義是指由載荷試驗(yàn)測(cè)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(duì)應(yīng)的壓力值。其最大值為比例界限值。對(duì)具體建筑物來(lái)說(shuō)，應(yīng)經(jīng)深度和寬度修正，得出的是修正后的地基承載力特征值。特征值→修正后的特征值三、修正后的地基承載力特征值a淺層平板載荷試驗(yàn)得出的地基土fak修正為fa當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，其修正后的地基承載力特征值fa由地基承載力特征值fak按下式進(jìn)行寬度和埋深修正得到：基礎(chǔ)埋置深度d一般自室外地面標(biāo)高算起在填方整平，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面算起地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí)，基礎(chǔ)埋深自室外標(biāo)高算起，采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，應(yīng)從室內(nèi)地下室地面標(biāo)高算起b深層平板載荷試驗(yàn)得出的地基土fak修正為fa僅對(duì)寬度修正1.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值ck、ka.根據(jù)室內(nèi)n組三軸試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算土性指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)b.計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)ψ

、ψcc.計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力的標(biāo)準(zhǔn)值四、按土的強(qiáng)度理論公式確定地基承載力2.確定地基承載力特征值當(dāng)e≤0.033b3.基礎(chǔ)底面尺寸的確定

按持力層承載力初定基底尺寸軸心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ)對(duì)軟弱下臥層承載力進(jìn)行驗(yàn)算基底尺寸確定滿(mǎn)足不滿(mǎn)足初定埋深重定埋深和基底尺寸基礎(chǔ)在中心荷載Fk、Gk的作用下，有：地基按承載力設(shè)計(jì)時(shí)，要求作用在基礎(chǔ)底面上的壓力p滿(mǎn)足p方形基礎(chǔ)：矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：1.軸心受壓基礎(chǔ)一般取G＝20kN/m3，d為平均基礎(chǔ)埋深FkGkdAlbpk（1）按地基持力層承載力計(jì)算基底尺寸在荷載Fk、Gk和單向彎矩Mk的作用下，根基底壓力呈直線的假定，基底邊緣的最大、最小壓力為：2.偏心受壓基礎(chǔ)對(duì)于矩形基礎(chǔ)：FkGkdAlbeMkpmaxpmin①先按中心荷載作用的公式求基礎(chǔ)底面積A0；②考慮到偏心荷載作用下的應(yīng)力分布不均勻，按照偏心程度計(jì)算出的基礎(chǔ)底面積酌情增加10％-40％，即：A＝（1.1-1.4）A0③然后計(jì)算基底壓力④驗(yàn)算持力層的承載力：如不滿(mǎn)足，重新計(jì)算計(jì)算步驟注意問(wèn)題在確定基底邊長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)注意荷載對(duì)基礎(chǔ)的偏心距不宜過(guò)大，以保證基礎(chǔ)不致發(fā)生過(guò)大的傾斜。在一般情況中，對(duì)中、高壓縮性土上的基礎(chǔ)或有吊車(chē)的工業(yè)廠房柱基礎(chǔ)，偏心距e不宜大于b/6，對(duì)低壓縮性土，可適當(dāng)放寬，但偏心距不得大于b/4。P48例題3-2當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層，按持力層土的承載力得出基礎(chǔ)底面尺寸，還必須對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過(guò)它經(jīng)深度修正后的承載力特征值，即：

《設(shè)計(jì)規(guī)范》提出：當(dāng)持力層與下臥軟弱土層的Es1／Es2＞3時(shí)，對(duì)矩形或條形基礎(chǔ)的附加應(yīng)力可按壓力擴(kuò)散角的概念計(jì)算。條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)360230510025010200300p0=p-0dzdzbztanztan下臥層（2）軟弱下臥層的驗(yàn)算P51例題3-44.地基變形的計(jì)算和驗(yàn)算地基特征變形沉降量沉降差傾斜局部?jī)A斜特征變形驗(yàn)算s<[s]s為地基特征變形計(jì)算值，可按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中建議分層總和法或《土力學(xué)》中建議其它方法地基特征變形允許值（表3-11）荷載效應(yīng)選用？？§3.4無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)是指用抗壓性能較好而抗拉、抗剪強(qiáng)度很差的材料建造的基礎(chǔ)。用磚、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建造的基礎(chǔ)均屬此類(lèi)。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的力學(xué)性能是：具有較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證發(fā)生在基礎(chǔ)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)每個(gè)臺(tái)階的寬度與其高度之比都不得超過(guò)臺(tái)階寬高比的允許值。在這樣的限制下，基礎(chǔ)的相對(duì)高度都比較大，幾乎不發(fā)生撓曲變形，所以無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)習(xí)慣上稱(chēng)為剛性基礎(chǔ)。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比應(yīng)滿(mǎn)足：b0—基礎(chǔ)頂面處的墻體寬度、柱腳寬度。b1—基礎(chǔ)底面寬度H0—基礎(chǔ)高度tana—基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比b2:H0

其允許值按表3-13選用b2—基礎(chǔ)臺(tái)階寬度構(gòu)造要求1、由承載力及變形確定基底尺寸（包括持力層和軟弱下臥層的驗(yàn)算、變形驗(yàn)算）持力層公式：中心荷載

偏心荷載2、選擇基礎(chǔ)材料，確定基礎(chǔ)剖面尺寸——主要是基礎(chǔ)埋深與構(gòu)造要求之間的協(xié)調(diào)）3、繪制基礎(chǔ)剖面圖無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過(guò)程P55例題3-5課后練習(xí)P67頁(yè)3-1§3.5擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)造要求單獨(dú)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算一般構(gòu)造要求a

基礎(chǔ)邊緣高度b基礎(chǔ)墊層：厚度≥

70mm，強(qiáng)度等級(jí)為C10c

鋼筋：d

砼強(qiáng)度等級(jí)≥

C20錐形基礎(chǔ)≥

200mm階梯型基礎(chǔ)每階高度應(yīng)為300～500mm底板受力鋼筋dmin≥10mm，間距200≥s≥100

墻下條基分布筋dmin≥8mm，間距200≥s，每延米鋼筋面積≥1/10

受力鋼筋鋼筋保護(hù)層有墊層≥

40mm，無(wú)墊層≥

70mm當(dāng)基礎(chǔ)受力邊長(zhǎng)b≥2.5m時(shí)，鋼筋長(zhǎng)度可減短10％交錯(cuò)布置構(gòu)造要求50505050≥20070混凝土≤1:3墊層505070混凝土墊層50~100多層300~500現(xiàn)澆柱（墻）的構(gòu)造要求a鋼砼柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度la由現(xiàn)行《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002)有關(guān)規(guī)定確定，當(dāng)有抗震要求時(shí)，其laE一、二級(jí)抗震laE=1.15la，三級(jí)laE=1.05la，四級(jí)laE=1.0lab

柱縱筋在基礎(chǔ)中的錨固通過(guò)在基礎(chǔ)中預(yù)埋鋼筋（插筋）來(lái)實(shí)現(xiàn)①插筋的數(shù)量、直徑以及鋼筋種類(lèi)與柱內(nèi)縱筋受力鋼筋相同②插筋的錨固長(zhǎng)度滿(mǎn)足a要求，與縱筋的連接方法滿(mǎn)足《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定③插筋下端宜做成直鉤放在基底板鋼筋網(wǎng)上，當(dāng)符合下列條件之一時(shí)可僅將四角插筋伸入底板鋼筋網(wǎng)上，其余則錨固在基礎(chǔ)頂面下la或laE

柱為軸心受壓或小偏心受壓，基礎(chǔ)高度≥1200mm柱為大偏心受壓，基礎(chǔ)高度≥1400mm100la(lae)h0墻下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求a

在T形及十字交接處，底板橫向受力筋沿一個(gè)主要受力方向通長(zhǎng)布置，另一個(gè)方向可以布置到主要受力方向底板寬度b/4處b

在L形交接處，橫向受力鋼筋沿兩個(gè)方向通長(zhǎng)布置A純剪切破壞——沿墻或柱子邊緣，以及基礎(chǔ)變截面處，產(chǎn)生豎向剪切破壞對(duì)于彎矩、剪力共同作用的構(gòu)件，其不起控制作用B斜壓破壞——當(dāng)荷載較大而跨度較小時(shí)為使其不出現(xiàn)斜壓破壞需要滿(mǎn)足v—驗(yàn)算截面的剪力設(shè)計(jì)值，計(jì)算荷載中不包括基礎(chǔ)及其上土重2121純剪切破壞斜壓破壞基礎(chǔ)破壞形式C斜截面剪切破壞——在彎、剪共同作用下，先在彎剪區(qū)出現(xiàn)斜裂縫，荷載P增大，裂縫向上擴(kuò)展，未開(kāi)裂部分s、t增大①斜拉破壞（沖切破壞）——當(dāng)正應(yīng)力與剪應(yīng)力組合出現(xiàn)拉力，且大于砼抗拉強(qiáng)度（獨(dú)立基礎(chǔ)的破壞形式）②剪壓破壞——當(dāng)正應(yīng)力與剪應(yīng)力組合不出現(xiàn)拉力或拉應(yīng)力較小，壓應(yīng)力大于砼抗壓強(qiáng)度（條形基礎(chǔ)的破壞形式）D

彎曲破壞——基底反力在基礎(chǔ)截面產(chǎn)生彎矩，過(guò)大彎矩會(huì)引起的破壞，這種破壞沿著墻邊或柱邊發(fā)生，裂縫平行于墻或柱邊沖切破壞彎曲破壞1.

基礎(chǔ)高度的確定由沖切破壞控制，即沿柱邊45°方向斜面拉裂，必須使沖切面上地基土凈反力產(chǎn)生的沖切力不大于沖切面處混凝土的受沖切承載力，即單獨(dú)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計(jì)算（柱下鋼砼獨(dú)立基礎(chǔ)的底板厚和配筋）Pj：扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基底凈反力Al

：沖切力的作用面積am：沖切破壞椎體最不利一側(cè)的計(jì)算長(zhǎng)度h0：沖切破壞椎體的有效高度batlh0h0h0450450450450pjFhPj：扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基底凈反力集中受壓偏心受壓Al

、am的計(jì)算AlAlamamatlh0h0450450batlh0h0450450b當(dāng)驗(yàn)算臺(tái)階處的沖切強(qiáng)度時(shí)，驗(yàn)算方法一樣，僅需將公式中的h、at、h0換成臺(tái)階的長(zhǎng)邊、寬邊和臺(tái)階處的有效高度即可2.

內(nèi)力計(jì)算及配筋由彎曲破壞控制，計(jì)算截面彎矩Ⅰ（1）中心受壓基礎(chǔ)變截面處的配筋Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面Ⅳ-Ⅳ截面Ⅲ-Ⅲ截面ⅠⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅣⅣⅣ用a1、b1代替原公式中的ac、bcbcⅡlb1Ⅰbacbla1ⅠⅡⅢⅢⅣⅣ（2）偏心受壓基礎(chǔ)控制條件相同，只是MⅠ、MⅡ的計(jì)算不同:Ⅰ-Ⅰ斷面處的

MⅠ用(pmax+pnⅠ)/2

代替pn計(jì)算

Ⅱ-Ⅱ斷面處的MⅡ用(pmax+pnⅡ)/2

代替pn計(jì)算bcⅡlb1Ⅰbacbla1ⅠⅡⅢⅢⅣⅣⅢ-Ⅲ斷面處的

MⅢ用(pmax+pnⅢ)/2

代替pn計(jì)算

Ⅳ-Ⅳ斷面處的MⅣ用(pmax+pnⅣ)/2

代替pn計(jì)算（1）.中心荷載作用地基凈反力設(shè)計(jì)值（不計(jì)基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上回填土自重）①基礎(chǔ)底板厚——不配箍筋和彎起鋼筋，由剪壓破壞控制②基礎(chǔ)底板配筋——由彎曲破壞控制產(chǎn)生內(nèi)力V圖M圖bpnh0haFⅠⅠ3.墻下鋼砼條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（2）偏心荷載作用①基礎(chǔ)底板厚——不配箍筋和彎起鋼筋，由剪壓破壞控制②基礎(chǔ)底板配筋——由彎曲破壞控制近似取產(chǎn)生內(nèi)力bpmaxh0hFMpnⅠpminⅠⅠ§3.6

減輕建筑物不均勻沉降危害的措施

如何防止或減輕不均勻沉降造成的損害是設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題。常用方法：①采用樁基礎(chǔ)或其它深基礎(chǔ)；②進(jìn)行地基處理；③根據(jù)地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念出發(fā)，在建筑、結(jié)構(gòu)或施工方面采取措施本節(jié)主要介紹第③方面的內(nèi)容。1、建筑物的體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單復(fù)雜的體型常常是削弱建筑物整體剛度和加劇不均勻沉降的重要因素。在滿(mǎn)足使用要求的前提下，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單的建筑體型，長(zhǎng)高比小、平面形狀簡(jiǎn)單、建筑物高低（或輕重）變化不大。建筑措施2、控制建筑物的長(zhǎng)高比及合理布置縱橫墻①長(zhǎng)高比大的砌體承重房屋，其整體剛度差，縱墻很容易因撓曲過(guò)度而開(kāi)裂②合理布置縱、橫墻，是增強(qiáng)砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施③地基不良時(shí)，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通④縱橫墻的聯(lián)結(jié)形成了空間剛度?？s小橫墻的間距，可有效地改善房屋的整體性，增強(qiáng)了調(diào)整不均勻沉降的能力用沉降縫將建筑物（包括基礎(chǔ)）分割為兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的沉降單元，使分割成的單元體型簡(jiǎn)單，長(zhǎng)高比減小、增加抗裂能力3、設(shè)置沉降縫建筑物層數(shù)沉降縫寬度(mm)2～350～804～580～1205層以上3120房屋沉降縫的寬度地基中附加應(yīng)力的向外擴(kuò)散，使得相鄰建筑物的沉降互相影響。在軟弱地基上，兩建筑物的距離太近時(shí)，相鄰影響產(chǎn)生的附加不均勻沉降，可能造成建筑物的開(kāi)裂或互傾。因此軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的凈距。其凈距值視地基的壓縮性，影響建筑（產(chǎn)生影響者）的規(guī)模和重量，以及受影響建筑（被影響者）的剛度等因素而定。這些因素可以歸結(jié)為影響建筑的預(yù)估沉降量和受影響建筑的長(zhǎng)高比兩個(gè)綜合指標(biāo)，并據(jù)此選定基礎(chǔ)之間所需的凈距。4、控制相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距70~1502~35~6160~2503~66~9260~4006~99~12>4009~12312被影響建筑物長(zhǎng)高比影響建筑物的預(yù)估平均沉降量(mm)相鄰建筑物基礎(chǔ)間凈距（m）1、減輕建筑物自重①減少墻體的重量。如混凝土墻板、各種空心砌塊、多孔磚以及其它輕質(zhì)墻。某些非承重墻，可用輕質(zhì)隔墻代替，但不應(yīng)影響建筑物的整體剛度。②選用輕型結(jié)構(gòu)。例如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)等。③采用自重輕、回填土少的基礎(chǔ)構(gòu)造，如墻下淺埋鋼筋混凝土條基、殼體基礎(chǔ)等。結(jié)構(gòu)措施2、增強(qiáng)建筑物的整體剛度和強(qiáng)度（設(shè)置圈梁）墻內(nèi)設(shè)置圈梁來(lái)增強(qiáng)其承受撓曲應(yīng)力的能力。每道圈梁應(yīng)盡量貫通外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻，并在平面內(nèi)聯(lián)成閉合系統(tǒng)，以利于增強(qiáng)建筑物的整體性。圈梁類(lèi)型：①現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁。梁寬一般同墻厚，梁高不應(yīng)小于120mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15，縱向鋼筋不宜少于4f

8，箍筋間距不宜大于300mm。兼作跨度較大的門(mén)窗過(guò)梁時(shí)，按過(guò)梁計(jì)算另加鋼筋。②鋼筋磚圈梁。在水平灰縫內(nèi)夾筋形成鋼筋磚帶，高度為4-6皮磚，用M5砂漿砌筑，水平通長(zhǎng)鋼筋不宜少于4

f

6，水平間距不宜大于120mm，分上、下兩層設(shè)置。3、減小或調(diào)整基底附加壓力①設(shè)置地下室（或半地下室）。其效用之一是以挖除的土重去抵消(補(bǔ)償)一部分甚至全部的建筑物重量，達(dá)到減小沉降的目的。②改變基底尺寸。按照沉降控制的要求來(lái)選擇和調(diào)整基礎(chǔ)底面積的方法。4、采用非敏感性結(jié)構(gòu)排架、三鉸拱（架）等鉸接結(jié)構(gòu)，支座發(fā)生相對(duì)位移時(shí)不會(huì)引起很大的附加應(yīng)力，故可以避免不均勻沉降的損害。即使采用了這些結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重的不均勻沉降對(duì)于屋蓋系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、吊車(chē)梁及各種縱、橫聯(lián)系構(gòu)件等還是有害的合理安排施工程序，注意某些施工方法①當(dāng)擬建的相鄰建筑物之間輕（低）重（高）懸殊時(shí)，一般應(yīng)按照先高后低、先重后輕的程序進(jìn)行施工；有時(shí)還需要在重建筑物竣工之后間歇一段時(shí)期后，再建造輕的鄰近建筑物。如果重的主體建筑物與輕的附屬部分相連時(shí)，也可按上述原則處理。②在已建成的輕型建筑物周?chē)?，不宜堆放大量的建筑材料或棄土方等重物，以免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加沉降。擬建的密集建筑群內(nèi)如有采用樁基礎(chǔ)的建筑物，樁的設(shè)置應(yīng)首先進(jìn)行。在進(jìn)行井點(diǎn)排水降低地下水位及挖深坑修建地下室（或其它地下結(jié)構(gòu)）時(shí)，應(yīng)密切注意到對(duì)鄰近建筑物可能產(chǎn)生的不良影響。③在淤泥及淤泥質(zhì)土的地基上開(kāi)挖基坑時(shí)，要注意盡可能不擾動(dòng)土的原狀結(jié)構(gòu)，通?？稍诳拥妆Ａ舸蠹s200mm厚的原土層，待敷設(shè)墊層時(shí)才臨時(shí)鏟除。如發(fā)現(xiàn)坑底軟土已被擾動(dòng)，可挖去挑動(dòng)部分，用砂、碎石(磚)等回填處理。施工措施本章結(jié)束退出作業(yè)：3-1磚基礎(chǔ)磚的強(qiáng)度等級(jí)不得低于U7.5，砂漿不得低于M2.5，基礎(chǔ)底面以下一般設(shè)墊層，廣泛用于6層及6層以下的建筑和墻承重廠房。地下水位以下或地基土潮濕時(shí)應(yīng)采用水泥砂漿砌筑大放角:其砌筑方式有兩種：一種是“兩皮一收”砌法，即每層為兩皮磚，高度為120mm，挑出1/4磚長(zhǎng)，即60mm；另一個(gè)是“二、一間隔收”