1、基础工程第二章 天然地基上浅基础的设计2.1 概述概述2.2 浅基础的设计方法和设计步骤浅基础的设计方法和设计步骤2.3 浅基础的类型和基础材料浅基础的类型和基础材料2.4 基础埋置深度基础埋置深度2.5 地基承载力地基承载力2.6 刚性基础设计计算刚性基础设计计算2.7 扩展基础设计计算扩展基础设计计算浅基础的设计流程浅基础的设计流程确定基础确定基础埋埋 深深求求 得得持力层承载力持力层承载力选选 择择基础底面尺寸基础底面尺寸验算验算持力层承载力持力层承载力是否满足是否满足pkfa验算验算软弱下卧层软弱下卧层验算验算地基变形地基变形调整基础尺寸调整基础尺寸结束结束否否是是否否否否是是是是1.
2、建筑物结构条件及环境条件建筑物结构条件及环境条件2.工程地质条件工程地质条件3.水文地质条件水文地质条件4.地基冻融条件地基冻融条件2.4 基础埋置深度的选择n 基础埋置深度的影响因素n 选择基础埋深的原则在保证安全可靠前提下尽量浅埋，但有如下基本要求：在保证安全可靠前提下尽量浅埋，但有如下基本要求：1.1.除岩基外，埋深大于除岩基外，埋深大于50cm50cm2.2.基础顶距设计地面大于基础顶距设计地面大于10cm10cm1 1）建筑物结构条件建筑物结构条件与场地环境条件与场地环境条件l基础埋深首先要考虑满足建筑物使用功能上要求基础埋深首先要考虑满足建筑物使用功能上要求l 设置地下室、设备层、
3、人防工程或电梯设置地下室、设备层、人防工程或电梯l 适合建筑物不同部分的使用要求，基础需有适合建筑物不同部分的使用要求，基础需有 不同埋深时，应采用台阶形过渡基础不同埋深时，应采用台阶形过渡基础L/H=12LHl基础类型基础类型 l荷载性质及大小荷载性质及大小 满足地基承载力、变形、稳定性要求满足地基承载力、变形、稳定性要求 1）建筑物结构条件建筑物结构条件与场地环境条件与场地环境条件 在抗震设防区：大于在抗震设防区：大于6 6度度l岩石地基除外，箱形、筏形基础岩石地基除外，箱形、筏形基础建筑物高度的建筑物高度的1/151/15，桩箱或桩筏基础基础，桩箱或桩筏基础基础建筑物高度的建筑物高度的1
4、/181/181/201/20。l位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求。抗滑要求。1）建筑物结构条件与建筑物结构条件与场地环境条件场地环境条件u 如果基础邻近有管道或沟、坑等设施时，基础底面如果基础邻近有管道或沟、坑等设施时，基础底面 一般应低于这些设施的底面。一般应低于这些设施的底面。u 当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大 于原有建筑基础，如果大于就要保持一定水平间距。于原有建筑基础，如果大于就要保持一定水平间距。否则要采取措施。否则要采取措施。LHL/H=12旧旧新新、在满足其
5、他要求下尽量浅埋、在满足其他要求下尽量浅埋、只有低层房屋可用、只有低层房屋可用,否则处理否则处理、尽量浅埋、尽量浅埋若若h h1 1太小就为太小就为IIII、h14 m 桩基或处理桩基或处理好土好土软土软土(很深很深)好土好土软土软土软土软土好土好土h1h12）工程地质条件工程地质条件好土好土软土软土好土好土、根据土层厚度、根据土层厚度 和承载力大小和承载力大小 参照前四种情况参照前四种情况2）工程地质条件工程地质条件u当地基土在平面上分布不均或上部荷载分布不均当地基土在平面上分布不均或上部荷载分布不均时，可采用不同的基础埋深来调整不均匀沉降。时，可采用不同的基础埋深来调整不均匀沉降。将基础底
6、面分段做成高低不同的台阶状将基础底面分段做成高低不同的台阶状3）水文地质条件水文地质条件l地下水的水位地下水的水位l地下水的腐蚀性地下水的腐蚀性l承压含水层承压含水层l天然水体的冲刷天然水体的冲刷l地下水与地表水关系地下水与地表水关系l城市给排水管道漏水城市给排水管道漏水4）地基土冻融条件地基土冻融条件u 何谓冻胀、融沉？何谓冻胀、融沉？u 冻胀和融沉的危害冻胀和融沉的危害4）地基土冻融条件地基土冻融条件平均冻胀率平均冻胀率(%)113.5 3.56 612 12冻胀等级冻胀等级冻胀类别冻胀类别不冻胀不冻胀弱冻胀弱冻胀冻胀冻胀强冻胀强冻胀特强冻胀特强冻胀 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规
7、范(GB50007-2011)(GB50007-2011)附录附录G.0.1G.0.1根据冻土层的平根据冻土层的平均冻胀率的大小，结合均冻胀率的大小，结合土质、冻前天然含水率及冻结期间地下水位距土质、冻前天然含水率及冻结期间地下水位距冻结面的最小距离冻结面的最小距离对地基土的冻胀性进行了分类对地基土的冻胀性进行了分类u 地基土的冻胀性分类地基土的冻胀性分类冻胀性衡量指标：平均冻胀率冻胀性衡量指标：平均冻胀率 =h/h季节性冻土地基的设计冻深季节性冻土地基的设计冻深 zdz0 zs zw ze 季节性冻土的最小埋深季节性冻土的最小埋深d minzd-hmaxu 季节性冻土基础的最小埋置深度季节性
8、冻土基础的最小埋置深度 ZdZ0dmin室内地面室内地面hmax标准标准冻结深度冻结深度例 题 哈尔滨某小区欲修建一住宅，采用柱下独立哈尔滨某小区欲修建一住宅，采用柱下独立方形基础，基底平均压力为方形基础，基底平均压力为130kPa，从冻结深度，从冻结深度考虑基础的最小埋深考虑基础的最小埋深？（？（哈尔滨市区哈尔滨市区标准冻深标准冻深2.0m）设计地面设计地面-1.00m粉砂，粉砂，w13%粉土，粉土，w21%-2.50m地下水位地下水位解答思路：解答思路：分别计算在粉砂层和在粘土层中的最小埋深，并做比较分别计算在粉砂层和在粘土层中的最小埋深，并做比较1.哈尔滨市区的标准冻深哈尔滨市区的标准冻
9、深 z0=2.0m2.土的类别影响系数：土的类别影响系数：查查zs 对于粉砂、粉土都为对于粉砂、粉土都为1.203.土的冻胀性影响系数：土的冻胀性影响系数：查查表表G.0.1确定冻胀类别，再确定冻胀类别，再查查zw确定确定 粉砂冻前含水量粉砂冻前含水量13，弱冻胀，弱冻胀zw0.95 粉土冻前含水量粉土冻前含水量21，冻胀，冻胀zw0.905.环境影响系数：环境影响系数：查查ze 市区市区0.96.得得zd分别为分别为2.05m和和2.94m （zdz0 zs zw ze）7.查查表表G.0.2 130kPa，方形，采暖，方形，采暖，hmax弱冻胀弱冻胀0.99m，冻胀，冻胀0.70m8.粉砂
10、层粉砂层1.06m，粉土层，粉土层1.24m （d minzd-hmax）取大值，考虑基础的最小埋深为取大值，考虑基础的最小埋深为1.24m题干信息：题干信息：哈尔滨哈尔滨市区（市区（标准冻深标准冻深2.0m），地下水位，地下水位-2.50m柱下独立方形基础，基底平均压力柱下独立方形基础，基底平均压力130kPa，粉砂（粉砂（0 -1.0m，w13%）粉土（）粉土（-1.0 -2.5m，w21%）l谢谢！冻深影响系数冻深影响系数注：环境影响系数一项，当城市市区人口为注：环境影响系数一项，当城市市区人口为2050万时，按城市近郊取值；当城市市万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于区人口大于50
11、万小于或等于万小于或等于100万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过100万时，按城市市区取值，万时，按城市市区取值，5km以内的郊区应按城市近郊取值。以内的郊区应按城市近郊取值。土的类别土的类别影响系数影响系数zs 土的类别土的类别影响系数影响系数zs 粘性土粘性土1.00中、粗、砾砂中、粗、砾砂1.30细砂、粉砂、粉土细砂、粉砂、粉土1.20大块碎石土大块碎石土1.40土的类别对冻深的影响系数土的类别对冻深的影响系数zs冻胀性冻胀性影响系数影响系数zw 冻胀性冻胀性影响系数影响系数zw不冻胀不冻胀1.00强冻胀强冻胀0.85弱冻胀弱冻胀0.95特强
12、冻胀特强冻胀0.80冻胀冻胀0.90土的冻胀性对冻深的影响系数土的冻胀性对冻深的影响系数zw周围环境周围环境影响系数影响系数ze周围环境周围环境影响系数影响系数ze 村、镇、旷野村、镇、旷野1.00城市市区城市市区0.90城市近郊城市近郊0.95环境对冻深的影响系数环境对冻深的影响系数ze表表G.0.1 地基土的冻胀性分类（部分）地基土的冻胀性分类（部分）土的名称土的名称冻前冻前天然含水量天然含水量w(%)冻结期间地下水位冻结期间地下水位距冻结面的距冻结面的最小距离最小距离hw(m)平均冻胀率平均冻胀率(%)冻胀冻胀等级等级冻胀类别冻胀类别粉砂粉砂 w 14 1.0 1不冻胀不冻胀1.0 13
13、.5弱冻胀弱冻胀 14 w 191.01.0 3.56冻胀冻胀 19 w 231.01.0612强冻胀强冻胀 W23不考虑不考虑 12特强冻胀特强冻胀 粉土粉土 w19 1.5 1不冻胀不冻胀1.5 13.5弱冻胀弱冻胀 19w22 1.51.53.56冻胀冻胀 22w26 1.51.5612强冻胀强冻胀 26w301.51.5 12特强冻胀特强冻胀 w30 不考虑不考虑 表表G.0.2 建筑基底下允许残留冻土层厚度建筑基底下允许残留冻土层厚度hmax(m)冻胀性冻胀性基础基础形式形式采暖情采暖情况况基底平均压力基底平均压力(kPa)90110130150170190210弱冻弱冻胀土胀土方形方形基础基础采暖采暖0.940.991.041.111.151.20不采暖不采暖0.780.840.910.971.041.10条形条形基础基础采暖采暖2.502.502.502.502.502.50不采暖不采暖2.202.502.502.502.502.50冻胀土冻胀土方形方形基础基础采暖采暖0.640.700.750.810.86不采暖不采暖0.550.600.650.690.74条形条形基础基础采暖采暖1.551.792.032.262.50不采暖不采暖1.151.351.551.751.95
