1、地基和基础地基和基础郭剑飞郭剑飞建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为分地层称为地基地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构称为；建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础基础。建筑物建筑物上部结构上部结构基基 础础地地 基基地基及基础的概念地基及基础的重要性组成地层的组成地层的土土或岩石是自然界产物。建筑物建造在地层上面，所以或岩石是自然界产物。建筑物建造在地层上面，所以建筑物场地的建筑物场地的工程地质条件工程地质条件是决定地基基础设计和施工的先决条件。是决定地基基础设计和施工的先决条件。建筑物的地基和基础是建筑
2、物建筑物的地基和基础是建筑物的根本，它们一旦出现问题，的根本，它们一旦出现问题，建筑物的安全和正常使用必然建筑物的安全和正常使用必然受到影响。建筑物的事故，绝受到影响。建筑物的事故，绝大多数都与大多数都与地基地基和和基础基础有关。有关。土的工程性质及分类100%100%wsssmmmmm含水量:swswammmVVVV土的密度：vsVeV土的孔隙比：0固态固态半固态半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态缩限缩限ws塑限塑限wp液限液限wlw粘性土粘性土地基土（岩）的工程分类(1) (1) 岩石岩石。岩石应为颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。作为建筑。岩石应为颗粒间牢固联结，呈整体或具
3、有节理裂隙的岩体。作为建筑结构的地基，除应确定岩石的地质名称外，还应分别按表结构的地基，除应确定岩石的地质名称外，还应分别按表17-417-4、表、表17-517-5划分其坚划分其坚硬程度和完整程度。硬程度和完整程度。地基土（岩）的工程分类(2)(2)碎石土碎石土。碎石土为粒径大于。碎石土为粒径大于2mm2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%50%的土。碎石土可按粒的土。碎石土可按粒组含量和颗粒形状分为组含量和颗粒形状分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾，如表，如表17-617-6所示。所示。 地基土（岩）的工程分类(3) (3) 砂土。砂土为粒径
4、大于砂土。砂土为粒径大于2mm2mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%、粒径大于、粒径大于0.075mm0.075mm的的颗粒超过全重颗粒超过全重50%50%的土。砂土可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。砂土按表的土。砂土可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。砂土按表17-817-8所示分类。所示分类。 地基土（岩）的工程分类(4) (4) 粉土粉土。粉土为塑性指数。粉土为塑性指数I Ip p1010且粒径大于且粒径大于0.075mm0.075mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%的土，它介于砂土与粘性土之间。的土，它介于砂土与粘性土之间。(5) (5) 粘性
5、土粘性土。粘性土是塑性指数。粘性土是塑性指数 I Ip p 大于大于1010的土，按表的土，按表17-217-2分为粘土、粉质粘土。分为粘土、粉质粘土。地基土（岩）的工程分类(6) (6) 人工填土人工填土。人工填土是指由于人类活动堆积的土。其物质成分杂乱且均匀性。人工填土是指由于人类活动堆积的土。其物质成分杂乱且均匀性较差，堆积时间也各不相同，故用作地基时应特别慎重。人工填土根据其组成和较差，堆积时间也各不相同，故用作地基时应特别慎重。人工填土根据其组成和成因可分为成因可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土素填土、压实填土、杂填土、冲填土。素填土为由碎石、砂土、粘性。素填土为由碎石、砂土、粘
6、性土、粉土等组成的填土；经分层压实者统称为压实填土；杂填土为含有建筑垃圾、土、粉土等组成的填土；经分层压实者统称为压实填土；杂填土为含有建筑垃圾、工业废物、生活垃圾等杂物的填土；冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。工业废物、生活垃圾等杂物的填土；冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。(7) (7) 特殊土特殊土。特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结。特殊土指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。大体可分为构特征的土。大体可分为软土软土、红粘土、黄土、膨胀土、多年冻土、湿陷性土、红粘土、黄土、膨胀土、多年冻土、湿陷性土、盐渍土等。盐渍土等。地基勘察的目的地
7、基勘察的地基勘察的目的目的在于以各种勘察手段和方法，调在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，件，为设计和施工提供所需的工程地质资料为设计和施工提供所需的工程地质资料。 工业与民用建筑工程的设计分为工业与民用建筑工程的设计分为可行可行性研究性研究、初步设计初步设计和和施工图施工图三个阶段。三个阶段。 为了提供各设计阶段所需的工程地质为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为资料，勘察工作也相应分为可行性研究勘可行性研究勘察察、初步勘察初步勘察和和详细勘察详细勘察三个阶段。三个阶段。地基勘察的三个阶段某项目
8、岩土工程勘察报告介绍某项目岩土工程勘察报告介绍 土中应力及地基计算包括：自重应力+附加应力cz1 1221nnniiihhhh附 加 应 力 是 由 于 建 筑 物 荷 载 在 土 中 引 起 的 应 力3G20kN/mFd：上部结构传至地面标高处的荷载标准值；：基础及回填土的平均重度，取；：基础埋置深度。FGpA中心受压基础maxminFGMpAWmaxmin6(1)FGepbll偏心受压基础max2()3FGpkb地基基础的设计等级基础埋置深度确定基础埋置深度时，必须考虑把基础确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的设置在变形较小，而强度又比较大的持持力层力层上，
9、以保证地基强度满足要求，而上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降差。且不致产生过大的沉降或沉降差。有无地下室、地下管道、设备基础和地下设施，基础的形式和构造有无地下室、地下管道、设备基础和地下设施，基础的形式和构造对基础埋深影响很大。对基础埋深影响很大。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不不计桩长计桩长)不宜小于建筑物高度的不宜小于建筑物高度的1/181/20。工程地质和水文条件工程
10、地质和水文条件（1）在满足地基承载力、稳定和变形要求的在满足地基承载力、稳定和变形要求的前提条件下，基础应该尽量浅埋，基础顶面低于室外地面不小于前提条件下，基础应该尽量浅埋，基础顶面低于室外地面不小于0.1m；（；（2）基础宜埋置在地下水位以上。）基础宜埋置在地下水位以上。新建筑物靠近原有建筑物时，其基础新建筑物靠近原有建筑物时，其基础埋置深度埋置深度不宜大于不宜大于原有建筑物基础。原有建筑物基础。如新基础埋深大于原有建筑基础时，为保证相邻建筑物的安全和正如新基础埋深大于原有建筑基础时，为保证相邻建筑物的安全和正常使用，两基础间应保持常使用，两基础间应保持一定净距一定净距，其数值应视原有建筑荷
11、载大小、，其数值应视原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况而定。基础形式和土质情况而定。当上述要求不能满足时，施工时应采取措施，如当上述要求不能满足时，施工时应采取措施，如分段施工、设临时分段施工、设临时加固支撑、打板桩、构筑地下连续墙加固支撑、打板桩、构筑地下连续墙或加固原有建筑物的地基。或加固原有建筑物的地基。需要考虑地基土冻涨和融陷的影响需要考虑地基土冻涨和融陷的影响(3)(0.5)aakbdmmffbd 基础底面以下土的重度；基础底面以上土的加权平均重度。30.5kfmm根据地质勘探报告得到不同地层的承载力特征值适用于基础宽度和埋置深度的情况地基承载力计算地基承载力修正系数地基承载力修正
12、系数 JHD减轻地基不均匀沉降损伤的措施减轻地基不均匀沉降损伤的措施一、建筑措施一、建筑措施（1 1）建筑体形立求简单、高）建筑体形立求简单、高 差不宜过大；差不宜过大；（2 2）控制建筑物的长高比及）控制建筑物的长高比及 合理布置纵横墙；合理布置纵横墙；（3 3）设置沉降缝；）设置沉降缝；（4 4）控制建筑物的间距；）控制建筑物的间距；A90171151206188132 JHD相对沉降曲线（mm）裂缝（1 1）建筑体形立求简单、高差不宜过大；）建筑体形立求简单、高差不宜过大；纵墙的长高比达纵墙的长高比达7.67.6的过长建筑物的过长建筑物47m3915019419417581相对沉降曲线（
13、mm）裂缝（2 2）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；外纵墙多次转折，内纵墙中断的建筑物外纵墙多次转折，内纵墙中断的建筑物裂缝（2 2）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；91108116127132438III - I沉降（沉降（mm）（4 4）控制建筑物的间距；）控制建筑物的间距；减轻地基不均匀沉降损伤的措施减轻地基不均匀沉降损伤的措施结构措施结构措施减轻建筑物自重设置圈量减少和调整基底附加压力将上部结构作成静定结构体系基础的类型及选用按材料分类砖基础的剖面呈阶梯状，这砖基础的剖面呈阶梯状，这个阶梯称为个阶梯称为
14、大放脚大放脚。大放脚。大放脚从垫层上开始砌筑，为保证从垫层上开始砌筑，为保证其刚度应为两皮砖一收。其刚度应为两皮砖一收。广泛应用于六层及六层以下的民用房屋砖基础毛石基础毛石基础用强度较高又未风化的毛石基础用强度较高又未风化的毛石砌筑。毛石是指未经加工整毛石砌筑。毛石是指未经加工整理的石料，毛石基础的宽度和每理的石料，毛石基础的宽度和每阶台阶高度不宜小于阶台阶高度不宜小于400mm400mm；为；为保证锁结力，每一阶梯宜用两排保证锁结力，每一阶梯宜用两排或三排块石砌筑且每个台阶外伸或三排块石砌筑且每个台阶外伸宽度不宜大于宽度不宜大于200mm200mm。基础应竖。基础应竖砌、错缝、缝内砂浆饱满。
15、砌、错缝、缝内砂浆饱满。应用于石料取材容易、价格便宜的地区混凝土、毛石混凝土基础以上五种类型基础有个共同的弱点，就是没有配置钢筋，其组成材以上五种类型基础有个共同的弱点，就是没有配置钢筋，其组成材料的抗拉、抗弯强度都较低。如果悬臂过长，则易产生弯曲裂缝。料的抗拉、抗弯强度都较低。如果悬臂过长，则易产生弯曲裂缝。需限制台阶需限制台阶宽高比宽高比以保证基础的强度安全。这类基础统称以保证基础的强度安全。这类基础统称刚性基础刚性基础，又称又称无筋扩展基础无筋扩展基础。浅基础浅基础 单独基础单独基础墙下条形基础墙下条形基础柱下条形基础柱下条形基础筏形基础筏形基础箱形基础箱形基础基础按构造分类深基础深基础
16、桩基础桩基础 按按埋埋置置深深度度分分柱下单独基础、墙下条形基础柱下单独基础、墙下条形基础柱下单独基础柱下十字交叉条形基础条形基础筏形基础箱形基础CT-3b(CT-3c)CT-4b(CT-4c,CT-4d)CT-3b(CT-3c)CT-4b(CT-4c,CT-4d)深基础柱下钢筋混凝土独立基础设计kkkFGpAkaGFAfdkapfkGGAd轴心荷载作用下的基础kkkkmaxkkkkminFGMpAWFGMpAWkkkmax2()()36FGlpela，偏心荷载作用下的基础maxmin6(1)FGepbllkkmaxkminakmaxa/21.2pppfpf基础底面的压力要求：偏心荷载作用下的
17、基础例例17.3:17.3:在某粘性持力层上欲建一钢筋混凝土柱基础。柱截面为在某粘性持力层上欲建一钢筋混凝土柱基础。柱截面为300mm300mm400mm400mm，作用在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合上部结构传来的轴心荷载为作用在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合上部结构传来的轴心荷载为800800kNkN，弯矩值为弯矩值为100100kNkNm m，水平荷载，水平荷载1313kNkN，粘性土，重度，粘性土，重度 ，孔隙比，孔隙比e=0.7e=0.7，液性指数液性指数I IL L=0.78=0.78，地基承载力特征值，地基承载力特征值f fakak=230kPa=230kPa，试计算基础
18、底面尺寸。，试计算基础底面尺寸。 318/mkN m解解 (1) 修正后的地基土承载力特征值。查表修正后的地基土承载力特征值。查表17-11得：得：b=0.3，d=1.6，先假设，先假设b3m，故，故只对基础埋置深度修正。只对基础埋置深度修正。aakdm0.52301.6 181.00.5244.4kPaffd (2) (2) 先按轴心受压估算基础底面积先按轴心受压估算基础底面积 计算基础和回填土重时的埋深计算基础和回填土重时的埋深 0.31.01.15m2d 2kaG8003.61m244.420 1.15FAfd地基承载力修正系数地基承载力修正系数(3) (3) 考虑偏心，将基础底面增大考
19、虑偏心，将基础底面增大10% 10% 21.11.1 3.613.97mAA取矩形基础底板长短边之比：取矩形基础底板长短边之比：l/b=1.5 1.63m1.5Ab 取取 b=1.7m3m ,不需再进行基础宽度修正。不需再进行基础宽度修正。 l=1.5b=2.55m取取 l=2.6m基底最大最小土压力：基底最大最小土压力：kmaxkkkmina6901.6660.12111.72.62.6260.51kPa1.21.2244.4293.28kPa147.49kPaFGepAlf故基础底面尺寸取故基础底面尺寸取b=1.7m，l=2.6m符合设计要求。符合设计要求。(4) 验算持力层地基土承载力验
20、算持力层地基土承载力 基础和回填土重：基础和回填土重：kGkkkkkk20 1.72.6 1.15101.66kN800101.66901.66kN100130.6107.8kN m107.82.60.120.43m901.6666GAdFGMMleFG端承桩按桩的传力方式摩擦桩预制桩按桩的制作工艺灌注桩桩基础设计上部结构承台软弱土层坚实土层桩软弱土层中密土层岩层，密实砂类或碎石类土层QQ摩擦桩摩擦桩端承桩端承桩图图17.19 沉管灌注桩施工流程图沉管灌注桩施工流程图说明：说明：(a) 打桩机就位；打桩机就位；(b) 沉管；沉管；(c) 浇灌混凝土；浇灌混凝土；(d) 边拔管边震动；边拔管边震
21、动；(e) 安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；(f) 成型成型图图17.20 17.20 人工挖孔桩护壁人工挖孔桩护壁图图17.22 爆扩桩爆扩桩图图17.21 人工挖孔桩大头人工挖孔桩大头震动沉管灌注桩动画静力压桩介绍片泥浆护壁钻孔灌注桩介绍片桩基础施工ps aapapiiRq Aq l确定但桩竖向承载力特征值：图图17.23 桩位布置图桩位布置图桩位平面布置图桩位平面布置图基础平面布置及梁配筋图墙下条形基础设计墙下条形基础设计318.0/0.85180kkN mefkpa根据地质勘探报告得到持力层为份质黏土，3G20kN/mFd：上部结构传至地面标高处的荷载标准值；：
22、基础及回填土的平均重度，取；：基础埋置深度。中心受压基础aGFAfhGFbfhF若为条形基础：为基础每米长度上的外荷载标准值GaGAhFGpfA确定墙体荷载和楼面荷载确定墙体荷载和楼面荷载1、楼面恒荷载：、楼面恒荷载： (1)板厚板厚100mm，自重标准值，自重标准值2.50kN/m2； (2)面层厚面层厚50mm，自重标准值，自重标准值1.00kN/m2； (3)底粉或吊顶，标准值底粉或吊顶，标准值0.5kN/m2； 总计：板厚总计：板厚100mm 时时, 恒载标准值恒载标准值4.0kN/m2。2、屋面恒荷载：屋面为不上人屋面、屋面恒荷载：屋面为不上人屋面 (1) 防水层，标准值防水层，标准
23、值0.5kg/m2； (2) 保温层，标准值保温层，标准值1.0kN/m2； (3) 找平隔气层，标准值找平隔气层，标准值0.5kN/m2； (4) 120mm厚屋面板，标准值厚屋面板，标准值3.0kN/m2； 总计：板厚总计：板厚120mm 时时, 恒载标准值恒载标准值5kN/m2。外墙恒荷载：外墙恒荷载： 墙厚墙厚190mm, q=3.1kN/m2，层高，层高3.6m； hq=3.63.1=11.20kN/m，恒荷载设计值恒荷载设计值11.2kN/m。外墙恒荷载标准值外墙恒荷载标准值11.2kN/m，共，共4层，墙宽层，墙宽3.6m，故，故II截面的截面的NII外外=11.23.640.8
24、5=137.1kN。（。（0.85为开洞折减系数）为开洞折减系数）楼面荷载标准值（楼面荷载标准值（4.0+2.0）=6.0kN/m2，受荷面积，受荷面积3.63.15=11.34m2；故；故II截面的截面的NII楼楼=11.346.03=204.1kN。屋 面 荷 载 标 准 值 （屋 面 荷 载 标 准 值 （ 5 + 0 . 5 ） = 5 . 5 k N / m2， 受 荷 面 积， 受 荷 面 积3.63.15=11.34m2；故；故II截面的截面的NII屋屋=11.345.5=62.4N。137.1204.162.4403.6IINkN403.6112.1/3.63.6IINFkNm112.10.6618920 1GFbmfh0(0.5)180 1.0 18 (1.00.5)189kdffdkpa 700mm实取基础宽度00700 190 120243.7512tan21.25bbHmm基坑开挖基坑开挖基础垫层支模基础垫层支模 垫层混凝土浇筑垫层混凝土浇筑 柱下独立基础柱下独立基础柱基坑回填柱基坑回填墙下灰土夯实墙下灰土夯实墙体砌筑墙体砌筑地面平整地面平整地面压实地面压实钢结构进场钢结构进场钢柱吊装钢柱吊装刚架拼装刚架拼装
