精選柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計講解講義

（優(yōu)選）第六章柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)在是1頁\一共有70頁\編輯于星期四地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則1.防止地基土發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定性，應具有足夠的安全度；2.控制地基的變形量，使之不超過建筑物的地基特征變形允許值；3.基礎(chǔ)本身應具有足夠的強度、剛度和耐久性?，F(xiàn)在是2頁\一共有70頁\編輯于星期四地基基礎(chǔ)方案1.天然地基上的淺基礎(chǔ)；2.人工地基上的淺基礎(chǔ)；3.天然地基上的深基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)在是3頁\一共有70頁\編輯于星期四

常用淺基礎(chǔ)體型不大、結(jié)構(gòu)簡單，在計算單個基礎(chǔ)時，一般既不遵循上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件，也不考慮地基與基礎(chǔ)的相互作用。這種簡化法也經(jīng)常用于其它復雜基礎(chǔ)的初步設(shè)計，稱為常規(guī)設(shè)計。現(xiàn)在是4頁\一共有70頁\編輯于星期四基礎(chǔ)材料1、

磚石砌體磚的標號不應低于MU7.5，大放角基礎(chǔ)。兩皮一收或兩皮一收與一皮一收相間。毛石：未經(jīng)加工整平的石料。注意其構(gòu)造要求及臺階高寬比要求。2、混凝土和毛石混凝土3、鋼筋混凝土現(xiàn)在是5頁\一共有70頁\編輯于星期四4、灰土石灰和土的體積比一般為3：7或2：8灰土干重度≥14.5~15.5KN/m,容許承載力可達250~300KPa。應：捏緊成團，落地開花。5、三合土其體積比一般為1：3：6或1：2：4（石灰：砂子：骨料）。現(xiàn)在是6頁\一共有70頁\編輯于星期四基礎(chǔ)構(gòu)造類型1、獨立基礎(chǔ)。2、條形基礎(chǔ)：長度遠大于寬度的基礎(chǔ)。3、筏板基礎(chǔ)。4、箱形基礎(chǔ)。目前在高層建筑中多采用箱形基礎(chǔ)。5、殼體基礎(chǔ)一般適用于水塔、煙囪、料倉和中小型高爐等高聳的構(gòu)筑物的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在是7頁\一共有70頁\編輯于星期四

基礎(chǔ)的設(shè)計，包括下述各項內(nèi)容：1.選擇基礎(chǔ)的材料、類型和平面布置；2.選擇基礎(chǔ)的埋置深度；3.確定地基承載力；4.確定基礎(chǔ)尺寸；5.進行地基變形與穩(wěn)定性驗算；6.進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計；7.繪制基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明?，F(xiàn)在是8頁\一共有70頁\編輯于星期四3.1基礎(chǔ)埋深的選擇一、概念：1、基礎(chǔ)埋置深度：是指基礎(chǔ)底面至地面（一般指設(shè)計地面）的距離。2、基礎(chǔ)埋深選擇的意義：影響：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。安全方面：對高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐久性?，F(xiàn)在是9頁\一共有70頁\編輯于星期四3、基礎(chǔ)埋深選擇的原則：

在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。除基巖外，一般不宜小于0.5米。另外，基礎(chǔ)頂面應底于設(shè)計外地面100mm以上，以避免基礎(chǔ)外露?，F(xiàn)在是10頁\一共有70頁\編輯于星期四一、與建筑物有關(guān)的條件

包括建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造等。二、作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)三、工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件合理選擇地基持力層。另外，選擇基礎(chǔ)埋深時應注意地下水的埋藏條件和動態(tài)。（滲流力、浮托力）二、影響基礎(chǔ)埋深的因素：現(xiàn)在是11頁\一共有70頁\編輯于星期四四、相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深

當存在相鄰建筑物時，新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑物的基礎(chǔ)埋深。

當埋深大于原有建筑物的基礎(chǔ)埋深時，兩基礎(chǔ)之間應保持一定凈距，其數(shù)值應根據(jù)原有建筑物荷載大小、基礎(chǔ)型式和土質(zhì)情況而定?，F(xiàn)在是12頁\一共有70頁\編輯于星期四如上述要求不能滿足時，應采取分段施工，設(shè)臨時加固支撐，打板樁，地下連續(xù)墻等施工措施，或加固原有建筑物的地基。五、地基土凍脹和融陷的影響凍脹：凍脹是由于土中水的凍結(jié)和冰體（特別是凸鏡狀冰體）的增長引起土體膨脹、地表不均勻隆起的作用。凍脹一般會導致地面發(fā)生變形，形成凍脹壟崗。凍脹的原因包括土中原有的水結(jié)冰體積膨脹；同時也包括土凍結(jié)過程中下部未凍結(jié)土中的水分遷移并向凍結(jié)面富集，水分相對集中，水與土粒分異形成冰透鏡體或凍夾層，使土體積膨脹。現(xiàn)在是13頁\一共有70頁\編輯于星期四融陷：位于凍脹區(qū)的基礎(chǔ)所受到的凍脹力如大于基底壓力，基礎(chǔ)就有被抬起的可能。當土體因溫度升高而解凍后，含水量增加，使土體處于飽和及軟化狀態(tài)，承載力降低，建筑物下陷，這種現(xiàn)象稱為融陷。

凍脹融沉與土的顆粒大小和含水量有關(guān)，土顆粒愈粗，含水量愈小，凍脹融陷就愈小(如砂類土基本不凍脹)，反之就愈大(如粉砂粘性土)?，F(xiàn)在是14頁\一共有70頁\編輯于星期四3.2地基承載力的確定1、地基承載力：地基在保證其穩(wěn)定的前提下，滿足建筑物各類變形要求時的承載能力。2、地基承載力的確定方法：a、根據(jù)《規(guī)范》表格確定；b、按靜載荷試驗方法確定；c、根據(jù)土的強度理論計算確定；d、根據(jù)相鄰條件相似的建筑物經(jīng)驗確定?，F(xiàn)在是15頁\一共有70頁\編輯于星期四

按地基載荷試驗確定地基的承載力特征值：

在現(xiàn)場通過一定尺寸的載荷板對擾動較少的淺部地基土體直接加荷，所測得的成果一般能反映相當于1~2倍載荷板寬度的深度以內(nèi)土體的平均性質(zhì)?，F(xiàn)在是16頁\一共有70頁\編輯于星期四按載荷試驗成果確定地基承載力特征值ps0現(xiàn)在是17頁\一共有70頁\編輯于星期四

承載力特征值的確定：

1.當p~s曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應的荷載值；

2.當極限荷載小于對應比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半；

3.當不能按上述二點確定時，如壓板面積為0.25~0.50m2，可取s/b=0.01~0.015所對應的荷載，但其值不應大于最大加載量的一半。現(xiàn)在是18頁\一共有70頁\編輯于星期四同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應少于3點，各試驗實測值的極差不得超過其平均值的30%，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。現(xiàn)在是19頁\一共有70頁\編輯于星期四按理論公式計算

憑當?shù)亟?jīng)驗確定承載力特征值的修正：現(xiàn)在是20頁\一共有70頁\編輯于星期四3.3鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計一、按地基持力層的承載力計算基底尺寸

設(shè)計時，先選定埋深d并初步選擇基底尺寸，求得持力層承載力設(shè)計值fa

，在按下列條件驗算并調(diào)整尺寸直至滿足設(shè)計要求。Pk≤fa1、對于中心受壓基礎(chǔ)：fa——修正后的地基承載力特征值。Pk——相應于荷載效應標準組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值?，F(xiàn)在是21頁\一共有70頁\編輯于星期四dfaFkAGg-≥dfaFkbGg-（矩形）（條形）Fk——相應于荷載效應標準組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值。Gk——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重。AGkFkpk+=A——基礎(chǔ)底面面積。≥注意：d為基礎(chǔ)平均埋深。算法：涉及到fa的寬度修正。1、先假定B≤3m，不做寬度修正。2、如果B>3m，則再考慮寬度修正?，F(xiàn)在是22頁\一共有70頁\編輯于星期四2、對于偏心受壓基礎(chǔ)：同時滿足：Pk≤faMk——相應于荷載效應標準組合時，作用于基礎(chǔ)底面的力矩值。由上式得：afW2.1MK≤+kpmax=AGkFk+即：現(xiàn)在是23頁\一共有70頁\編輯于星期四kpmax=3laGk)2(Fk+算法：1、按中心受壓計算，求出A0。2、令A=（1.1~1.4）A0。3、驗證Pkmax≤1.2fa式中l(wèi)——垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；a——合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離。b——力矩作用方向基礎(chǔ)底面邊長現(xiàn)在是24頁\一共有70頁\編輯于星期四偏心荷載（ke＞b/6）下基底壓力計算示意現(xiàn)在是25頁\一共有70頁\編輯于星期四現(xiàn)在是26頁\一共有70頁\編輯于星期四二、計算基礎(chǔ)高度階形基礎(chǔ)的受沖切承載力驗算（1）適用于矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，對柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力驗算。（2）受沖切承載力應按下列公式驗算：現(xiàn)在是27頁\一共有70頁\編輯于星期四受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當不大于800mm時，取1.0；當大于等于2000mm時，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度；沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長，當計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬；當計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬；現(xiàn)在是28頁\一共有70頁\編輯于星期四沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長，當沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)（圖a、b），計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；當計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度。當沖切破壞錐體的底面在l方向落在基礎(chǔ)底面以外，即a+2h0≥l時（圖c），取ab=l；—扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應于荷載效應基本組合．．．．時的地基土單位面積凈反力，對偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力；沖切驗算時取用的部分基底面積（圖a、b中的陰影面積ABCDEF，或圖c中的陰影面積ABCD）相應于荷載效應基本組合時作用在lA上的地基土凈反力設(shè)計值。現(xiàn)在是29頁\一共有70頁\編輯于星期四（a）柱與基礎(chǔ)交接處；（b）基礎(chǔ)變階處1—沖切破壞錐體最不利一側(cè)的斜截面；2—沖切破壞錐體的底面線現(xiàn)在是30頁\一共有70頁\編輯于星期四三、計算基礎(chǔ)最危險截面的最大彎矩及底板配筋

在軸心荷載或單向偏心荷載作用下底板受彎可按下列簡化方法計算：

對于矩形基礎(chǔ)，當臺階的寬高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6基礎(chǔ)寬度時，任意截面的彎矩可按下列公式計算（3.12）：現(xiàn)在是31頁\一共有70頁\編輯于星期四現(xiàn)在是32頁\一共有70頁\編輯于星期四矩形基礎(chǔ)底板的計算示意現(xiàn)在是33頁\一共有70頁\編輯于星期四基礎(chǔ)底板配筋計算軸心受壓時，在l方向

在b方向偏心或雙向偏心受壓時，在l方向

在b方向現(xiàn)在是34頁\一共有70頁\編輯于星期四3.4地基變形驗算與不均勻沉降控制一、地基的變形特征1、沉降量是指基礎(chǔ)某點的沉降值2、沉降差一般是指相鄰柱基中點的沉降量之差3、傾斜是指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降量差與其距離的比值4、局部傾斜是指砌體承重結(jié)構(gòu)縱向6~10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值現(xiàn)在是35頁\一共有70頁\編輯于星期四基礎(chǔ)中心沉降量不超過表3.10所示的允許值，設(shè)計等級為丙級的建筑物，可不做傾斜驗算。建筑物設(shè)計等級表3.11、表3.12現(xiàn)在是36頁\一共有70頁\編輯于星期四防止不均勻沉降損害的措施

地基的過量變形將使建筑物損壞或影響其使用功能。特別是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物，如果考慮欠周，就更易因不均勻沉降而開裂損壞。如何防止或減輕不均勻沉降造成的損害，是設(shè)計中必須認真考慮的問題?，F(xiàn)在是37頁\一共有70頁\編輯于星期四一、建筑措施

1.建筑物的體型力求簡單

2.在應力突變處，宜設(shè)置沉降縫（表3.13）

3.相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距（表3.14）

地基中附加應力的向外擴散，使得相鄰建筑物的沉降相互影響。在軟弱地基上，兩建筑物基礎(chǔ)的距離太近時，相鄰影響產(chǎn)生的附加不均勻沉降，可能造成建筑物的開裂或互傾?，F(xiàn)在是38頁\一共有70頁\編輯于星期四

為了避免相鄰影響的損害，軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的凈距。

4.調(diào)整建筑物某些組成部分的標高

a.室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標高，應根據(jù)預估沉降量予以提高。建筑物各部分（或設(shè)備之間）有聯(lián)系時，可將沉降較大者標高提高。現(xiàn)在是39頁\一共有70頁\編輯于星期四

b.建筑物與設(shè)備之間，應留有足夠的凈空。當建筑物有管道穿過時，應預留足夠尺寸的孔洞，或采用柔性的管道接頭等。二、結(jié)構(gòu)措施

1.減輕建筑物的自重（減小基底壓力）

2.設(shè)置圈梁（增加建筑物的整體性）

3.減小或調(diào)整基底附加壓力現(xiàn)在是40頁\一共有70頁\編輯于星期四三、施工措施在施工過程中，盡量不要擾動基地土，保持坑底約200mm厚的土層；若需要擾動，則應用砂、碎石回填夯實。當建筑物存在高低層或幾個塔樓時，應先施工高層和重的部分，后施工輕的、底層的部分。高低層間的連接體應最后施工?，F(xiàn)在是41頁\一共有7