1、基礎工程Foundation Engineering大連大學建筑工程學院主講教師：肖麗萍第第2 2章章 淺基礎淺基礎(The Shallow foundation The Shallow foundation )2.1概述2.2淺基礎的類型2.3基礎埋置深度的選擇2.4淺基礎的地基承載力2.5基礎底面尺寸的確定2.6擴展基礎設計2.7聯合基礎設計2.8防止不均勻沉降損害的措施2 2.1 .1 概述概述 進行地基基礎設計時，必須根據建筑物的用途和進行地基基礎設計時，必須根據建筑物的用途和設計等級、建筑布置和上部結構類型，充分考慮建筑設計等級、建筑布置和上部結構類型，充分考慮建筑場地和地基巖土條件

2、，結合施工條件以及工期、造價場地和地基巖土條件，結合施工條件以及工期、造價等各方面的要求，合理選擇地基基礎方案。等各方面的要求，合理選擇地基基礎方案。 天然地基 人工地基 淺基礎 深基礎 剛性的 有限剛性的 柔性的 (a)天然地基 (b)人工地基圖2.1 天然地基和人工地基 (a)淺基礎示意圖(b)深基礎示意圖圖2.2淺基礎與深基礎示意圖2.1.1 淺基礎設計內容 一一. .基礎設計時要考慮的因素基礎設計時要考慮的因素(1)(1)建筑基礎所用的材料及基礎的結構型式；建筑基礎所用的材料及基礎的結構型式；(2)(2)基礎的埋置深度；基礎的埋置深度；(3)(3)地基土的承載力；地基土的承載力；(4)

3、(4)基礎的形狀和布置，以及與相鄰基礎、地下構筑基礎的形狀和布置，以及與相鄰基礎、地下構筑物和地下管道的關系；物和地下管道的關系；(5)(5)上部結構的類型、使用要求及其對不均勻沉降的上部結構的類型、使用要求及其對不均勻沉降的敏感性；敏感性；(6)(6)施工期限、施工方法及所需的施工設備等。施工期限、施工方法及所需的施工設備等。 二二.天然淺基的設計內容與步驟天然淺基的設計內容與步驟(1)初步設計基礎的結構型式、材料與平面布置；初步設計基礎的結構型式、材料與平面布置；(2)(2)確定地基持力層和基礎的埋置深度；確定地基持力層和基礎的埋置深度；(3)(3)確定地基承載力；確定地基承載力；(4)(

4、4)計算基礎底面積，必要時進行地基變形與穩定性驗算；計算基礎底面積，必要時進行地基變形與穩定性驗算；(5)(5)設計基礎高度、剖面形狀；設計基礎高度、剖面形狀；(6)(6)驗算軟弱下臥層；驗算軟弱下臥層；(7)(7)計算地基的變形；計算地基的變形；(8)(8)構造設計；構造設計；(9)(9)繪施工圖，提出施工說明。繪施工圖，提出施工說明。 三三.設計所需資料設計所需資料(1)(1)建筑場地地形圖；建筑場地地形圖；(2)(2)巖土工程勘察成果報告；巖土工程勘察成果報告；(3)(3)建筑物平面圖、立面圖，荷載，特殊結構物布置建筑物平面圖、立面圖，荷載，特殊結構物布置與標高；與標高；(4)(4)建筑

5、場地環境，鄰近建筑物基礎類型與埋深，地建筑場地環境，鄰近建筑物基礎類型與埋深，地下管線分布；下管線分布；(5)(5)工程總投資與當地建筑材料供應情況；工程總投資與當地建筑材料供應情況；(6)(6)施工隊伍技術力量與工期的要求。施工隊伍技術力量與工期的要求。 2.1.2 淺基礎設計方法 常規設計方法常規設計方法：將上部結構、基礎和地基三者分離開來，分別對三者進行計算。其缺點是：雖然其缺點是：雖然滿足了靜力平衡條件，但卻忽略了地基、基礎和上滿足了靜力平衡條件，但卻忽略了地基、基礎和上部結構三者之間受荷前后的變形連續性部結構三者之間受荷前后的變形連續性。 合理的分析方法合理的分析方法：原則上應該以地

6、基、基礎和地基、基礎和上部結構三者之間必須同時滿足靜力平衡條件和變上部結構三者之間必須同時滿足靜力平衡條件和變形協調兩個條件形協調兩個條件為前提。 常規設計方法在下列條件可行： 1）沉降較小或較均勻。 2）基礎剛度較大。2.1.3 地基基礎設計原則據GB50068-2001建筑結構可靠度設計統一標準 ，結構在規定的設計使用年限內應滿足：1在正常施工和正常使用時，能承受可能出現的各種作用；2在正常使用時具有良好的工作性能；3在正常維護下具有足夠的耐久性能；4在設計規定的偶然事件發生時及發生后，仍能保持必需的整體穩定性。 設計設計等級等級建筑和地基類型建筑和地基類型甲級甲級重要的工業與民用建筑；重

7、要的工業與民用建筑；30層以上的高層建筑；層以上的高層建筑；體型復雜體型復雜,層數相差超過層數相差超過10層的高低層連成一體的建筑物；層的高低層連成一體的建筑物；大面積的多層地下建筑物大面積的多層地下建筑物(如地下車庫、商場、運動場等如地下車庫、商場、運動場等)；對地基變形有特殊要求的建筑物；對地基變形有特殊要求的建筑物；復雜地質條件下的坡上建筑物包括高邊坡）；復雜地質條件下的坡上建筑物包括高邊坡）；對原有工程影響較大的新建筑物；對原有工程影響較大的新建筑物；場地和地基條件復雜的一般建筑物；場地和地基條件復雜的一般建筑物；位于復雜地質條件及軟土地區的二層及二層以上地下室的基坑工位于復雜地質條件

8、及軟土地區的二層及二層以上地下室的基坑工程程乙級乙級除甲級、丙級以外的工業與民用建筑物除甲級、丙級以外的工業與民用建筑物丙級丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業建筑；次要的輕型建筑物及一般工業建筑；次要的輕型建筑物據據GB50007-2011GB50007-2011建筑地基基礎設計規范建筑地基基礎設計規范將地基基礎分為將地基基礎分為三個設計等級三個設計等級：地基基礎設計應符合下列規定地基基礎設計應符合下列規定： （1 1）所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關）所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算

9、的有關規定；規定；（2 2）設計等級為甲、乙級的建筑物，均應按地基變形設）設計等級為甲、乙級的建筑物，均應按地基變形設計；計；（3 3）表）表2 2.2.2所列范圍內設計等級為丙級的建筑物可不作所列范圍內設計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算，如有下頁情況之一時，仍變形驗算，如有下頁情況之一時，仍應作變形驗算應作變形驗算；（4 4）對經常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋）對經常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構造物，尚應驗算其穩定性；造物，尚應驗算其穩定性；（5 5）基坑工程應進行穩定性計算；）

10、基坑工程應進行穩定性計算；（6 6）當地下水埋藏較淺，建筑地下室或地下構筑物存在）當地下水埋藏較淺，建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。應作變形驗算的應作變形驗算的丙級建筑物丙級建筑物：地基承載力特征值小于地基承載力特征值小于130kPa, ,且體型復雜的且體型復雜的建筑；建筑；在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，引起地基產生過大的不均勻沉降差異較大，引起地基產生過大的不均勻沉降時；時；軟弱地基上的相鄰建筑存在偏心荷載時；軟弱地基上的相鄰建筑存在偏心荷載時；相鄰建筑距離過近，可能發生傾斜；相

11、鄰建筑距離過近，可能發生傾斜；地基內有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重地基內有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結未完成時。固結未完成時。練習一選擇.下列說法中，不正確的是：下列說法中，不正確的是：（A）每項工程都必須進行地基承載力計算；（）每項工程都必須進行地基承載力計算；（B）所有）所有的工程都必須進行穩定性驗算；（的工程都必須進行穩定性驗算；（C）經常受水平荷）經常受水平荷載的高層建筑和高聳結構要驗算建筑物的穩定性；載的高層建筑和高聳結構要驗算建筑物的穩定性；（D）建造在斜坡上的建筑物和構筑物要進行穩定性）建造在斜坡上的建筑物和構筑物要進行穩定性驗算。驗算。 2 2.下列建筑物哪幾類需要

12、進行地基變形驗算，地基承載下列建筑物哪幾類需要進行地基變形驗算，地基承載力為力為100kPa？（A）6層砌體承重結構；（層砌體承重結構；（B）6層的框架結構；（層的框架結構；（C）35m高的煙囪；（高的煙囪；（D）22層高層建筑。層高層建筑。練習二判斷1.1.所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關規所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關規定。定。2.2.設計等級為甲、乙級的建筑物，均應按地基變形設計。設計等級為甲、乙級的建筑物，均應按地基變形設計。3.3.地基承載力特征值為地基承載力特征值為120kPa120kPa且體型復雜的建筑不必作且體型復雜的建筑不必作地基變形驗算。地基變形驗

13、算。4.4.基坑工程不必進行穩定性驗算。基坑工程不必進行穩定性驗算。5.5.大連大學建筑工程學院的教學樓屬于乙級建筑物。大連大學建筑工程學院的教學樓屬于乙級建筑物。6.6.面積很大的二層地下停車場，要計算地基承載力但不面積很大的二層地下停車場，要計算地基承載力但不必計算地基變形。必計算地基變形。 練習三簡答1.1.在軟土地區，持力層的地基承載力特征值為在軟土地區，持力層的地基承載力特征值為90kPa90kPa，在一個小區中擬建造在一個小區中擬建造5 5幢幢6 6層住宅，層住宅，3 3幢幢1212層的小高層，層的小高層，在綠化區擬建造在綠化區擬建造2 2層地下車庫。層地下車庫。要求：確定地基基礎

14、的設計等級并判斷要求：確定地基基礎的設計等級并判斷6 6層住宅是否要層住宅是否要做地基變形驗算。做地基變形驗算。練習四簡答2.2.下表給出了四種類型建筑物的條件，指出哪種建筑物下表給出了四種類型建筑物的條件，指出哪種建筑物需做沉降計算需做沉降計算。關于荷載取值的規定（一）地基基礎設計時，所采用的荷載效應最不利組地基基礎設計時，所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限值應按下列規定采用：合與相應的抗力限值應按下列規定采用：（）按（）按地基承載力確定基礎底面積及埋深時地基承載力確定基礎底面積及埋深時，傳至基礎底面上的傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極荷載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的標準

15、組合限狀態下荷載效應的標準組合。相應的。相應的抗力抗力應采用地基承載力特征值應采用地基承載力特征值。關于荷載取值的規定（二）（）（）計算地基變形計算地基變形時，傳至基礎底面上的時，傳至基礎底面上的荷荷載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用準永久組合，不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值相應的限值應為地基變形允許值。（）（）計算擋土墻土壓力、地基和斜坡的穩定計算擋土墻土壓力、地基和斜坡的穩定及滑坡推力及滑坡推力時，時，荷載效應應按承載能力極限荷載效應應按承載能力極限狀態下荷載效應的基本組合，但其分項系數狀

16、態下荷載效應的基本組合，但其分項系數均為均為.。關于荷載取值的規定（三）（）在（）在確定基礎高度、支擋結構截面、計算確定基礎高度、支擋結構截面、計算基礎或支擋結構內力、確定配筋和驗算材料基礎或支擋結構內力、確定配筋和驗算材料強度強度時，時，上部結構傳來的荷載效應組合和相上部結構傳來的荷載效應組合和相應的基底反力，應按承載能力極限狀態下荷應的基底反力，應按承載能力極限狀態下荷載效應的基本組合，采用相應的分項系數載效應的基本組合，采用相應的分項系數。當需要當需要驗算基礎裂縫寬度驗算基礎裂縫寬度時，應時，應按正常按正常使用極限狀態荷載效應標準組合使用極限狀態荷載效應標準組合。（5 5）基礎設計安全等

17、級、結構設計使用年限、）基礎設計安全等級、結構設計使用年限、結構重要性系數結構重要性系數應按有關規范的規定采用，結應按有關規范的規定采用，結構重要性系數構重要性系數0 0不應小于不應小于1.01.0。n正常使用極限狀態下，荷載效應的標準組合值正常使用極限狀態下，荷載效應的標準組合值S Sk k應用應用下式表示：下式表示：S Sk k=S=SGkGk+S+SQ1kQ1k+ +c2c2S SQ2kQ2k+ + +cncnS SQnk Qnk n荷載效應的準永久組合值荷載效應的準永久組合值S Sk k應用下式表示：應用下式表示：S Sk k= =S SGkGk+ +q1q1S SQ1kQ1k+ +q

18、2q2S SQ2kQ2k+ + +qnqnS SQnk Qnk n對由永久荷載效應控制的基本組合，也可采用簡化規對由永久荷載效應控制的基本組合，也可采用簡化規則，荷載效應基本組合的設計值則，荷載效應基本組合的設計值S S按下式確定：按下式確定：S=1.35SS=1.35Sk kR R 關于荷載取值的規定（四）練習五簡答3.在各種荷載條件下，建筑物上部結構的荷載傳至基在各種荷載條件下，建筑物上部結構的荷載傳至基礎底面的壓力及土和基礎的自重壓力分別見下表，礎底面的壓力及土和基礎的自重壓力分別見下表，基礎埋置深度為基礎埋置深度為3m，基礎底面以上土的平均重度為，基礎底面以上土的平均重度為12kN/m

19、3。要求：要求：1）確定基底尺寸所需的荷載計算；）確定基底尺寸所需的荷載計算；2）計算地基變形所需的荷載計算；）計算地基變形所需的荷載計算；3）驗算地基穩定所需的荷載計算；）驗算地基穩定所需的荷載計算；4）計算基礎結構所需的荷載計算；）計算基礎結構所需的荷載計算；5）驗算基礎裂縫所需的荷載計算。）驗算基礎裂縫所需的荷載計算。2.22.2淺基礎的類型淺基礎的類型據結構形式分為據結構形式分為:n擴展基礎擴展基礎n聯合基礎聯合基礎n柱下條形基礎柱下條形基礎n柱下交叉基礎柱下交叉基礎n筏形基礎筏形基礎n箱形基礎箱形基礎n殼體基礎殼體基礎據材料性能分為據材料性能分為:無筋基礎無筋基礎(剛性基礎剛性基礎)

20、鋼筋混凝土基礎鋼筋混凝土基礎2.2.1擴展基礎 (1)無筋擴展基礎 (剛性基礎) n剛性基礎是指用抗壓性能較好，而抗拉、抗剪性能較差的材料建造的基礎。(a)磚基礎磚基礎 (b)毛石基礎毛石基礎 (c)混凝土基礎或毛石混凝土基礎混凝土基礎或毛石混凝土基礎 (d)灰土基礎或三合土基礎灰土基礎或三合土基礎n剛性基礎的基礎高度應符合寬高比的要求：n采用無筋擴展基礎的鋼筋混凝土柱，其柱腳高度h1不得小于b1(如圖(b)，并不應小于300mm且不小于20d(d為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑)。 剛性基礎和柔性基礎剛性基礎和柔性基礎n柱下獨立基礎(2) 鋼筋混凝土擴展基礎n墻下鋼筋混凝土條形基礎墻下鋼筋砼條

21、形基礎墻下鋼筋砼條形基礎2.2.2聯合基礎典型的雙柱聯合基礎典型的雙柱聯合基礎（a）矩形聯合基礎矩形聯合基礎 （b）梯形聯合基礎梯形聯合基礎 （c）連梁式聯合基礎連梁式聯合基礎2.2.3柱下條形基礎柱下鋼筋混凝土條形基礎柱下鋼筋混凝土條形基礎 當荷載很大，采用柱下條當荷載很大，采用柱下條形基礎不能滿足地基基礎形基礎不能滿足地基基礎設計要求時，可采用雙向設計要求時，可采用雙向的柱下鋼筋混凝土條形基的柱下鋼筋混凝土條形基礎形成的十字交叉條形基礎形成的十字交叉條形基礎礎( (又稱交叉梁基礎又稱交叉梁基礎) ) 。2.2.4十字交叉基礎當地基軟弱而荷載很大，采用十字交叉基礎也不能滿足當地基軟弱而荷載很

22、大，采用十字交叉基礎也不能滿足地基基礎設計要求時，可采用筏板基礎，即用鋼筋混地基基礎設計要求時，可采用筏板基礎，即用鋼筋混凝土做成連續整片基礎，俗稱凝土做成連續整片基礎，俗稱“滿堂紅滿堂紅” 。2.2.5筏形基礎筏板基礎筏板基礎（a a）、（）、（b b）平板式平板式 （ c c）、（）、（d d）肋梁式肋梁式2.2.6箱形基礎n高層建筑由于建筑功能與結構受力等要求，可以采用箱形基礎。箱形基礎箱形基礎2.2.7殼體基礎n由正圓錐形及其組合形式的殼體基礎，用于一般工業與民用建筑柱基和筒形的構筑物(如煙囪、水塔、料倉、中小型高爐等)基礎。(a)正圓錐殼正圓錐殼 (b)M型組合殼型組合殼 (c)內球

23、外錐組合殼內球外錐組合殼殼體基礎的結構形式殼體基礎的結構形式2.32.3基礎埋置深度的選擇基礎埋置深度的選擇 n基礎埋置深度是指基礎基礎埋置深度是指基礎底面至地面底面至地面(一般指室一般指室外設計地坪外設計地坪)的距離。的距離。n選擇基礎埋深的原則是：選擇基礎埋深的原則是：在保證建筑物基礎安全在保證建筑物基礎安全穩定、耐久使用的前提穩定、耐久使用的前提下，應盡量淺埋，以便下，應盡量淺埋，以便節省投資，方便施工。節省投資，方便施工。基礎埋深的選擇主要考慮以下幾個方面一、建筑結構條件一、建筑結構條件建筑物用途、類型、規模與性質建筑物用途、類型、規模與性質二、工程地質條件二、工程地質條件持力層、下臥

24、層持力層、下臥層三、水文地質條件三、水文地質條件地下水地下水四、地基凍融條件四、地基凍融條件凍深與是否凍脹土凍深與是否凍脹土五、場地環境條件五、場地環境條件相鄰建筑物、地下管線相鄰建筑物、地下管線2.42.4淺基礎的地基承載力淺基礎的地基承載力 2.4.1地基承載力概念地基承載力地基承載力：地基承受荷載的能力。地基承載力特征值地基承載力特征值fa：在保證地基穩定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力。fa必須滿足的條件必須滿足的條件 ： 一、要有一定的強度安全儲備；一、要有一定的強度安全儲備；二、地基變形不應大于相應的允許值。二、地基變形不應大于相應的允許值。地基承載力特征值可表達

25、為：KPfuauPK式中： 為地基極限承載力； 安全系數； 由地基允許變形值控制的系數，102.4.2地基承載力特征值的確定方法有四類：方法有四類：（）（）根據土的抗剪強度指標以理論公式計算；根據土的抗剪強度指標以理論公式計算；（）（）由現場載荷試驗的由現場載荷試驗的曲線確定；曲線確定；（）（）按規范提供的承載力表確定；按規范提供的承載力表確定；（）（）在土質基本相同的情況下，參照鄰近建筑在土質基本相同的情況下，參照鄰近建筑物的工程經驗確定。物的工程經驗確定。（）根據土的抗剪強度指標以理論公式計算（）根據土的抗剪強度指標以理論公式計算地基極限承載力理論公式地基極限承載力理論公式式中式中 pu

26、u地基極限承載力；地基極限承載力； K安全系數，對長期承載力，一般安全系數，對長期承載力，一般K=23。 Pu u可由斯凱普頓公式、太沙基公式、魏錫克公式、可由斯凱普頓公式、太沙基公式、魏錫克公式、漢森公式等確定。漢森公式等確定。規范推薦的理論公式規范推薦的理論公式uapfK返回返回（2 2）按荷載試驗確定地基承載力特征值）按荷載試驗確定地基承載力特征值 荷載試驗分為淺層平板和深層平板試驗，利用載荷試驗荷載試驗分為淺層平板和深層平板試驗，利用載荷試驗記錄而成的記錄而成的p-s曲線來確定地基承載力特征值。曲線來確定地基承載力特征值。 按下述方法之一確定地基承載力特征值按下述方法之一確定地基承載力

27、特征值fak： 當載荷試驗當載荷試驗p-s曲線上有明顯的比例極限時，取該比例曲線上有明顯的比例極限時，取該比例極限所對應的荷載值極限所對應的荷載值p1(a)；當極限荷載當極限荷載pu能確定，且能確定，且pu1.5p1時，取荷載極限值時，取荷載極限值pu的一半；的一半； p p-s s曲線曲線 不能按上述兩種方法確定時不能按上述兩種方法確定時 (b)，如壓板面積為如壓板面積為0 . 2 5 0 . 5 0 m2， 對 低 壓 縮 性 土 和 砂 土 ， 可 取對 低 壓 縮 性 土 和 砂 土 ， 可 取s/b=0.010.015所對應的荷載值，但其值不應大于最大所對應的荷載值，但其值不應大于最

28、大加載量的一半。加載量的一半。 同一土層參加統計的試驗點數不應少于同一土層參加統計的試驗點數不應少于3個，且基本值個，且基本值的極差的極差(即最大值與最小值即最大值與最小值)不超過平均值的不超過平均值的30%，取，取此平均值作為地基承載力特征值此平均值作為地基承載力特征值fak。返回返回（3）按規范提供的承載力表確定按規范提供的承載力表確定 我國各地區規范將荷載試驗資料經回歸分析并我國各地區規范將荷載試驗資料經回歸分析并結合經驗編制，給出地基承載力特征值結合經驗編制，給出地基承載力特征值fak的表格。的表格。n地基承載力特征值的修正地基承載力特征值的修正 注意式中各符號的含義！注意式中各符號的

29、含義！（4）按建筑經驗確定建筑經驗確定返回返回2.4.3地基變形驗算地基變形驗算的要求是：建筑物的地基變形計算值地基變形驗算的要求是：建筑物的地基變形計算值應應不大于地基變形允許值不大于地基變形允許值，即：即： 地基的變形按特征分：n沉降量獨立基礎中心點的沉降值或整幢建筑物基礎的平均沉降值；n沉降差相鄰兩個柱基的沉降量之差；n傾斜基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；n局部傾斜砌體承重結構沿縱向6-10米內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。 地基特征變形地基特征變形2.52.5基礎底面尺寸的確定基礎底面尺寸的確定n在初步選擇基礎類型和埋置深度后，就可以根在初步選擇基礎類型和埋置深度后，就可以

30、根據據持力層持力層的承載力特征計算基礎底面尺寸。的承載力特征計算基礎底面尺寸。n如果地基受力層范圍內存在如果地基受力層范圍內存在軟弱下臥層軟弱下臥層，則所，則所選擇的基底尺寸尚須滿足對軟弱下臥層驗算的選擇的基底尺寸尚須滿足對軟弱下臥層驗算的要求。要求。2.5.1按持力層承載力計算基底尺寸（1）軸心荷載作用）軸心荷載作用獨立基礎： 條形基礎：dfFAAdGAGFpfpGakGGkkkkak3kN/m20,/ )(dfFbGakdfFbGak （2）偏心荷載作用）偏心荷載作用調整至滿足為止。）若不合適（公式；）驗算是否滿足承載力（進行寬度修正；考慮是否對地基承載力之比）選取基底長邊與短邊（；底面積

31、增大將按軸心荷載作用的基）據荷載偏心情況（承載力特征值；初步確定修正后的地基）進行深度修正（，還要求偏心距為保證基礎不過分傾斜且,65 )4();2(/340%10%,2,1/6:2 . 12maxminmaxnblnlefpfppakakk練習題練習題1某黏性土重度為某黏性土重度為18.2，孔隙比，孔隙比e=0.7，液性指數，液性指數0.75，地基承載力特征值，地基承載力特征值fak=220kPa。2.5.2地基軟弱下臥層承載力驗算n條形基礎條形基礎n矩形基礎矩形基礎azfczztan2)(zbcdkpbz)tan2)(tan2()(zbzlcdkplbz練習題練習題2 2 柱下矩形基礎底面

32、尺寸為5.4m2.7m，請根據圖中各項資料驗算持力層和軟弱下臥層的承載力是否滿足要求。練習題練習題3 32.5.4地基穩定性驗算n對于經常承受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構，對于經常承受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，應以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，應對地基進行穩定性驗算。對地基進行穩定性驗算。n用圓弧滑動面法驗算，應：用圓弧滑動面法驗算，應：K=Mr/Ms1.2n對于建在穩定土坡坡頂的基礎，應對于建在穩定土坡坡頂的基礎，應b3m,a2.5m且且基礎底面外緣至坡頂基礎底面外緣至坡頂的水平距離示意圖的水平距離示意圖/tanab d2.

33、62.6擴展基礎設計擴展基礎設計 2.6.1無筋擴展基礎基礎高度應滿足：基礎高度應滿足：式中式中為基礎的剛性角。為基礎的剛性角。tan20bbh無筋擴展基礎無筋擴展基礎經驗做法: :磚基礎磚基礎“兩皮一收兩皮一收”或或“二一間隔收二一間隔收”；毛石基礎毛石基礎每階伸出寬度不宜大于每階伸出寬度不宜大于200每階高度常取每階高度常取400600錯縫砌筑。錯縫砌筑。 磚基礎剖面圖毛石基礎剖面圖素混凝土基礎素混凝土基礎灰土基礎灰土基礎2.6.2墻下鋼筋混凝土條形基礎設計n墻下鋼筋混凝土條形基礎的截面設計包括確定基礎高度確定基礎高度 基礎底板配筋基礎底板配筋n沿墻長方向取1m作為計算單元。n用地基凈反力

34、 計算。（僅由基礎頂面的荷載所產生的地基反力為地基凈反力）jp墻下鋼筋混凝土條形基礎設計墻下鋼筋混凝土條形基礎設計構造要求 1.構造要求構造要求 （）梯形截面基礎的邊緣高度，一般不小于（）梯形截面基礎的邊緣高度，一般不小于200mm；基礎高度小于等于基礎高度小于等于250mm時，可做成等厚度板時，可做成等厚度板（）基礎下的墊層厚度一般為（）基礎下的墊層厚度一般為100mm，每邊伸出基礎，每邊伸出基礎50100mm，墊層混凝土強度等級應為，墊層混凝土強度等級應為C10（）底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于（）底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10，間距不，間距不宜大于宜大于200mm和小于和小于100m

35、m當有墊層時，混凝土的當有墊層時，混凝土的保護層凈厚度不應小于保護層凈厚度不應小于40mm，無墊層時不應小于，無墊層時不應小于70mm縱向分布鋼筋直徑不小于縱向分布鋼筋直徑不小于8mm，間距不大于，間距不大于300mm，每延米分布鋼筋的面積應不小于受力鋼筋面，每延米分布鋼筋的面積應不小于受力鋼筋面積的積的1/10墻下鋼筋混凝土條形基礎設計墻下鋼筋混凝土條形基礎設計構造要求 （）混凝土強度等級不應低于（）混凝土強度等級不應低于C20（）當基礎寬度大于或等于（）當基礎寬度大于或等于2.5m時，底板受力鋼筋的長時，底板受力鋼筋的長度可取基礎寬度的度可取基礎寬度的0.9倍，并交錯布置倍，并交錯布置（）

36、基礎底板在形及十字形交接處，底板橫向受力鋼（）基礎底板在形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通常布置，另一方向的橫向受筋僅沿一個主要受力方向通常布置，另一方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/4處在拐角處處在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置（）當地基軟弱時，為了減少不均勻沉降的影響，基礎（）當地基軟弱時，為了減少不均勻沉降的影響，基礎截面可采用帶肋的板，肋的縱向鋼筋按經驗確定截面可采用帶肋的板，肋的縱向鋼筋按經驗確定基礎底板受力鋼筋布置示意墻下鋼筋混凝土條形基礎設計2.軸心荷載作用軸心荷載作用

37、（1）基礎高度）基礎高度基礎內不配箍筋和彎起筋，故基礎高度由混基礎高度由混凝土的受剪承載力確定：凝土的受剪承載力確定： 于是07 . 0hfVt1j0pV7 . 0bfVht其中（2）基礎底板配筋）基礎底板配筋n懸臂根部的最大彎矩設計值最大彎矩設計值M為：n基礎每米長的受力鋼筋截面面積：2121bpMj09 . 0hfMAys.偏心荷載作用偏心荷載作用在偏心荷載作用下，基礎邊緣處的最大凈反力設計值為：或 式中荷載的凈偏心距，基礎的高度：基礎的配筋：式中，剪力 彎矩2max6bMbFpj21max)2(61bppMjj09 . 0hfMAys)61 (0maxbebFpj7 . 00tfVh 1

38、max)(21bppVjj擴展基礎的破壞形式 2.6.3柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計構造要求1.構造要求構造要求除應滿足墻下鋼筋混凝土條形基礎的要求外，尚應除應滿足墻下鋼筋混凝土條形基礎的要求外，尚應滿足：滿足：階梯形基礎每階高度一般為階梯形基礎每階高度一般為300500mm，當基礎，當基礎高度大于等于高度大于等于600mm而小于而小于900mm時，階梯形基礎分時，階梯形基礎分二級；當基礎高度大于等于二級；當基礎高度大于等于900mm時，則分三級當時，則分三級當采用錐形基礎時，其邊緣高度不宜小于采用錐形基礎時，其邊緣高度不宜小于200mm，頂部

39、，頂部每邊應沿柱邊放出每邊應沿柱邊放出50mmn鋼筋混凝土基礎鋼筋配置應按鋼筋混凝土基礎鋼筋配置應按混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范規定規定執行執行n有關杯口基礎的構造應按有關杯口基礎的構造應按建筑地基基礎設計規范建筑地基基礎設計規范執行執行2.7.5擴展基礎的構造要求(a)階梯形基礎(b)杯口基礎(c)錐形基礎(d)底板受力鋼筋示意圖2.38 擴展基礎構造的一般要求表2.18 柱的插入深度h1/mm擴展基礎的構造要求現澆柱的基礎中插筋的構造示意預制鋼筋混凝土柱獨立基礎示意柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計2.軸心荷載作用（1 1）基礎高度）基礎高度基礎高度由混凝土受沖切

40、承載力確定。基礎高度由混凝土受沖切承載力確定。（由沖切破壞錐體以外的地基凈反力所產生的沖切力小于沖切面處混凝土的抗沖切能力。）即：式中相應于荷載效應基本組合的地基凈反力，沖切力的作用面積；受沖切承載力截面高度影響系數，當基礎高度h800mm時，取1.0；當h2000mm時，取0.9，其間按線性內插法取用；混凝土軸心抗拉強度設計值；沖切破壞錐體斜裂面上下邊長的平均值；基礎有效高度。1ApFjl07 . 0hbfFmthpl1Ahptfmb0hblFpj/jp（2 2）底板配筋）底板配筋在地基凈反力的作用下，基礎沿柱的周邊向上彎曲。當彎曲應力超過了基礎的抗彎強度時，就發生彎曲破壞。破壞特征：裂縫沿

41、柱角至基礎角將基礎底面分裂成四塊梯形面積。將基礎板看成四塊固定在柱邊的梯形懸臂板。將基礎板看成四塊固定在柱邊的梯形懸臂板。計算出地基凈反力對柱邊截面產生的彎距以及階梯形基礎在變階處的彎距。(當基底和柱截面均為正方形時，只需計算一個方向的彎距即可。)3. 偏心荷載作用（1 1）基礎高度）基礎高度基礎高度由混凝土受沖切承載力確定。基礎高度由混凝土受沖切承載力確定。（由沖切破壞錐體以外的地基凈反力所產生的沖切力小于沖切面處混凝土的抗沖切能力。）即：1maxApFjl07 . 0hbfFmthplbbt+2h0bbt+2h0計算階形基礎的受沖切承載力截面位置計算階形基礎的受沖切承載力截面位置 1 1沖

42、切破壞錐體最不利一側的斜截面；沖切破壞錐體最不利一側的斜截面；2 2沖切破壞錐體的底面線沖切破壞錐體的底面線（2 2）底板配筋）底板配筋n階梯形基礎尚應計算變階處-及-的相應彎矩并求算所需鋼筋面積，即n偏心受壓時，-截面取：n-截面取：n-和-截面取：n-和-截面取：某鋼筋混凝土獨立基礎配筋圖某鋼筋混凝土獨立基礎配筋圖2.72.7聯合基礎設計聯合基礎設計n分三種類型：矩形聯合基礎、梯形聯合基礎和連梁式聯合基礎。n應使基礎底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點。應使基礎底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點。n聯合基礎的設計通常作如下規定或假定：（）基礎是剛性的一般認為，當基礎高度不小于柱距的/時，基礎可視為是剛性的；（）基底壓力為線性（平面）分布；（）地基主要受力層范圍內土質均勻；（）不考慮上部結構剛度的影響2.7.2矩形聯合基礎設計步驟：（）計算柱荷載的合力作用點（荷載重心）位置；（）確定基礎長度，使基礎底面形心盡可能與柱荷載重心重合；（）按地基承載力確定基礎底面寬度；（）按反力線性分布假定計算基底凈反力設計值，并用靜定分析法計算基礎內力，畫出彎距圖和剪力圖；（）根據受沖切和受剪承載力確定基