1、第三章第三章天然地基上浅基础设计天然地基上的浅基础地地 基基：直接承托建筑物的场地土层。：直接承托建筑物的场地土层。天然地基天然地基：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。人工地基人工地基：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。基基 础础：建筑物在地面以下的结构部分。：建筑物在地面以下的结构部分。持持 力力 层层：直接与基础底面接触的土层。：直接与基础底面接触的土层。下下 卧卧 层层：持力层以下的其它土层。：持力层以下的其它土层。浅浅 基基 础础：天然地基上，基础埋置深度小于天然地基上，基础埋置深度小于5m
2、的一般基的一般基础础(柱基或墙基柱基或墙基)以及埋置深度超过以及埋置深度超过5m，但小，但小于基础宽度的大尺寸的基础于基础宽度的大尺寸的基础(如箱形基础如箱形基础)。三三 浅基础设计浅基础设计天然地基上的浅基础设计天然地基上的浅基础设计Shallow foundation on natural groundGB50007-20193.1 地基基础分类、荷载计算地基基础分类、荷载计算3.2 地基设计承载力计算地基设计承载力计算3.3 刚性基础设计刚性基础设计3.4 扩展基础设计扩展基础设计3.5 减轻建筑物不均匀沉降危害的措施减轻建筑物不均匀沉降危害的措施三三 浅基础设计浅基础设计地基基础设计计
3、算应满足地基基础设计计算应满足1 防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的安全度；足够的安全度；2 控制地基的特征变形量，不超过建筑物的控制地基的特征变形量，不超过建筑物的地基特征变形允许值，以免引起基础和上部地基特征变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏，或影响建筑物的使用功能和外结构的损坏，或影响建筑物的使用功能和外观；观；3应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。的要求。三三 浅基础设计浅基础设计3.1.1 地基基础的设计内容地基基础的设计内容1 选择基础材料、类型，确定平面布置；选择基础材料、类型，确定平面
4、布置；2 选择基础埋深，即确定地基持力层；选择基础埋深，即确定地基持力层；3 确定地基承载力；确定地基承载力；4 根据地基承载力，确定基底面面积（基础根据地基承载力，确定基底面面积（基础尺寸），即地基承载力验算；尺寸），即地基承载力验算；5 地基验算（变形和稳定性）；地基验算（变形和稳定性）；6 确定基础尺寸（基础的冲切验算）；确定基础尺寸（基础的冲切验算）；7 基础的结构设计；基础的结构设计；8 绘制基础施工图；绘制基础施工图；3.1 地基基础分类与荷载计算地基基础分类与荷载计算三三 浅基础设计浅基础设计No结构、地质和环境资料结构、地质和环境资料基础结构类型、建筑材料基础结构类型、建筑材料
5、地基承载力、荷载和基础初步尺寸地基承载力、荷载和基础初步尺寸基础的结构和构造设计基础的结构和构造设计基础设计图、施工图、预算书基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深确定持力层、基础埋深 验算承载力、变形和稳定验算承载力、变形和稳定三三 浅基础设计浅基础设计地基基础的设计等级 设计等级设计等级建筑和地基类型建筑和地基类型甲甲 级级重要的工业与民用建筑重要的工业与民用建筑3030层以上的高层建筑层以上的高层建筑休型复杂，层数相差超过休型复杂，层数相差超过1010层的高低层连成一体建筑物层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）大面积的多层地下建筑物（如地下
6、车库、商场、运动场等）对地基变形有特殊要求的建筑物对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙乙 级级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙丙 级级场地和场基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及场地和场基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一
7、般工业建筑物；次要的轻型建筑物一般工业建筑物；次要的轻型建筑物三三 浅基础设计浅基础设计3.1.2 地基基础分类地基基础分类(一一)天然地基与浅基础天然地基与浅基础浅基础 埋深小于埋深小于5m，或者埋深大于，或者埋深大于5m，但是小于基础宽度。两侧（四，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。单的深浅概念。天然地基 是不经过对地基土的处理是不经过对地基土的处理人工地基 经过地基处理经过地基处理D D桩基础桩基础三三 浅基础设计浅基础设计下卧层地基与基础地基与基础D埋深D q=D均布荷载持力层（受力层）地基地基基础FG主要受力层三三
8、 浅基础设计浅基础设计天然地基 浅基础的分类1)按基础埋深分 浅基础 深基础2)按基础刚度分无筋扩展(刚性)基础扩展基础3)按基础的结构形式分3.1.2 地基基础分类地基基础分类Shallow foundationRigid foundationSpread foundationMat foundationPile foundationIndividual footing(pad foundation)Strip footingCross strip footingBox foundation三三 浅基础设计浅基础设计2)按基础刚度分按基础刚度分无筋扩展基础 Rigid foundation
9、砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低,有基础台阶宽高比(刚性角)要求扩展基础(柔性基础)Spread foundation钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求0hbtgtF btb0h0F三三 浅基础设计浅基础设计b/2b/2d120120120606060b/2b/2120 60120d606060(a)等高切法等高切法 (b)二一间隔砌法二一间隔砌法砖基础砖基础 毛石基础毛石基础 无筋扩展基础-刚性基础 三三 浅基础设计浅基础设计l砖基础有等高砌法和二一间隔砌法两种,砖、石、砂浆材料的最低强度等级应符合表3-2的要求。l l毛石基础是用未经人工加工的石材和砂浆砌筑而成，能就地取
10、材，价格低，但施工劳动强度大。毛石基础设计中，基底一般不设混凝土垫层 l三合土基础是用石灰、砂、碎砖或碎石三合一材料铺设、压密而成。其体积比一般按1 2 41 3 6配制；l灰土基础是用石灰和粘性土混合材料铺设、压密而成。其体积比常用3 7或2 8的比例配制，l荷载较大或位于地下水位以下时，可选用混凝土基础图 3-3 三 合 土 基 础bb/2db/2h12060b1/2b1/26060图 3-4 灰 土 基 础b/2bb/2hdb1/2b1/212060 6060图 3-5 混 凝 土 基 础混凝土基础混凝土基础 灰土基础灰土基础 三合土基础三合土基础 三三 浅基础设计浅基础设计3)按基础的
11、结构形式分类按基础的结构形式分类1 单独基础单独基础:柱下或墙下柱下或墙下,土质较好土质较好Individual footing,pad foundation独立基础的独立基础的主要受力层深度主要受力层深度 1.5b三三 浅基础设计浅基础设计2 2 条型基础条型基础墙下或柱下条形基础墙下或柱下条形基础,柱下柱下:一般是土质差一般是土质差,两侧单两侧单独基础相连独基础相连Strip foundation条形基础的条形基础的主要受力层深度主要受力层深度 3.0b三三 浅基础设计浅基础设计3 3 十字交叉基础十字交叉基础柱下柱下:土质更差土质更差,或荷载很大或荷载很大,四面基础相连四面基础相连纵向条
12、形基础纵向条形基础横向条形基础横向条形基础三三 浅基础设计浅基础设计4 片筏基础片筏基础土质更差土质更差,单独基础联成整体单独基础联成整体,游泳馆游泳馆,筏下有肋筏下有肋,板下处理板下处理三三 浅基础设计浅基础设计5 5 箱形基础箱形基础有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好三三 浅基础设计浅基础设计6 6 壳体基础壳体基础三三 浅基础设计浅基础设计3.1.3 荷载计算荷载计算1 荷载种类荷载种类永久永久(恒恒)荷载荷载:(1)(1)不随时间变化不随时间变化,(2),(2)变化与均变化与均值比可以忽略值比可以忽略,(3),(3)单调变化并趋于极值。单调变化并趋于极值。
13、可变可变(活活)荷载荷载：变化与均值比不可以忽略：变化与均值比不可以忽略偶然偶然(特殊特殊)荷载荷载：在结构使用期间不一定出现，：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值很大，持续时间很短。一旦出现其值很大，持续时间很短。三三 浅基础设计浅基础设计标准值标准值:为设计基准期内最大荷载统计分布的为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，如均值特征值，如均值组合值组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其对于可变荷载，组合超越概率与其出现概率相同出现概率相同频遇值频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的对于可变荷载，超越概率为规定的较小比率较小比率准永久值：准永久值：对于可变荷载，设计基准期内，对于可变荷载
14、，设计基准期内，其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。3.1荷载计算荷载计算三三 浅基础设计浅基础设计2 荷载的代表值荷载的代表值3 荷载的设计值代表值荷载的设计值代表值分项系数分项系数4 荷载效应荷载效应上部结构上部结构F F：结构自重：结构自重 屋面楼面荷载屋面楼面荷载 活荷载活荷载基础自重基础自重G G：设计地面高程（内外地面平均值）：设计地面高程（内外地面平均值）F MFF HF MH一般为前两种情况，横向力不大，只做校核一般为前两种情况，横向力不大，只做校核荷载计算荷载计算三三 浅基础设计浅基础设计荷载计算荷载计算5 荷载组合极限状态设计时荷
15、载组合极限状态设计时，为保证结构可靠性为保证结构可靠性对于同时出现的各种荷载设计值的规定对于同时出现的各种荷载设计值的规定基本组合基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合（分项系数）可变作用的组合（分项系数）标准组合标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值：正常使用极限状态设计时，采用标准值（或组合值）为荷载代表的组合（或组合值）为荷载代表的组合准永久组合：准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合荷载采用准永久值为荷载代表的组合三三 浅基础设计浅基础设计6 荷载取值规定
16、：荷载取值规定：l确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应应采用按正常使用极限状态下荷载效应的标载效应应采用按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合值；准组合值；l l计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应采用按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合采用按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合值，且不计入风荷载和地震作用；值，且不计入风荷载和地震作用；l验算地基稳定性时，传至基础底面上的荷载效应验算地基稳定性时，传至基础底面上的荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合值；应按承载能力极限状态下
17、荷载效应的基本组合值；但其分项系数均为但其分项系数均为1.0；l确定基础高度、内力和验算材料强度时，传至基确定基础高度、内力和验算材料强度时，传至基础底面上的荷载效应应按承载力极限状态下荷载效础底面上的荷载效应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合值，采用相应的分项系数。应的基本组合值，采用相应的分项系数。三三 浅基础设计浅基础设计 荷载计算荷载计算7荷载采用标准组合确定地基承载力荷载采用标准组合确定地基承载力niQikcikQGkSSSS21 荷载计算荷载计算SGK 永久荷载效应值永久荷载效应值SQiK 可变荷载效应值，可变荷载效应值，SQ1K 表示起控制的可变荷载表示起控制的可变荷载三三
18、浅基础设计浅基础设计No结构、地质和环境资料结构、地质和环境资料基础结构类型、建筑材料基础结构类型、建筑材料地基承载力、荷载和基础初步尺寸地基承载力、荷载和基础初步尺寸基础的结构和构造设计基础的结构和构造设计基础设计图、施工图、预算书基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深确定持力层、基础埋深 验算承载力、变形和稳定验算承载力、变形和稳定三三 浅基础设计浅基础设计3.2 地基设计计算地基设计计算下卧层持力层（受力层）持力层（受力层）FGD埋深三三 浅基础设计浅基础设计3.2.1 基础埋深基础埋深3.2.1 基础埋深确定基础埋深确定 一一 基础埋深确定的基本原则基础埋深确定的基本原则在满足
19、承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下有如下基本要求基本要求：D大于大于50cm,表土扰动，植物，冻融，冲蚀表土扰动，植物，冻融，冲蚀 基础顶距离表土大于基础顶距离表土大于10cm，保护，保护 桥要求在冲刷深度以下桥要求在冲刷深度以下还有还有4项项控制因素控制因素:D大于大于10cm2 与建筑物有关的要求与建筑物有关的要求1 地基及地质水文条件地基及地质水文条件4 冻结深度冻结深度3 相邻建筑物基础的埋深相邻建筑物基础的埋深三三 浅基础设计浅基础设计二二 工程地质及地质水文条件工程地质及地质水文条件1 地下水位以上地下水位以上,否则开挖
20、降水否则开挖降水,费用大扰动；费用大扰动；2 土层分布情况：土层分布情况：(1)浅基础还是深基础浅基础还是深基础(桩基础桩基础)(2)天然还是人工地基天然还是人工地基(3)如果是天然地基如果是天然地基,基础埋深的确定基础埋深的确定 根据土层分布根据土层分布3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计在满足其他在满足其他要求下尽量要求下尽量浅埋浅埋只有低层房只有低层房屋可用屋可用,否则否则处理处理尽量浅埋但尽量浅埋但是如是如h1太小太小就为就为IIh14 m 桩基桩基或处理或处理二二 工程地质及地质水文条件工程地质及地质水文条件好土好土 I II III IV好土好土软土软土h1软土软
21、土(很深很深)3.2.1 基础埋深基础埋深软土软土好土好土h1三三 浅基础设计浅基础设计三三 与建筑物有关的要求与建筑物有关的要求1 1 建筑功能：建筑功能：地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修便于维修:F3.2.1 基础埋深基础埋深2 2 荷载效应：荷载效应：竖向荷载大，地震力和风力等水平荷竖向荷载大，地震力和风力等水平荷载作用大的高层建筑，基础埋深应适载作用大的高层建筑，基础埋深应适当增大，满足稳定性要求当增大，满足稳定性要求.3 3 设备条件：设备条件：考虑给排水、供考虑给排水、供热等管道的标高热等管道的标高 三三
22、浅基础设计浅基础设计1 新旧相邻建筑物有一定新旧相邻建筑物有一定距离，距离，否则要求支护，否则要求支护，并且要严格限制支护的水并且要严格限制支护的水平位移，平位移，L/H=12四四 相邻建筑物基础的埋深相邻建筑物基础的埋深LH3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计2 2 基础埋深不同时基础埋深不同时(1)主楼与裙房主楼与裙房 高度不同高度不同,分期施工设置后浇带分期施工设置后浇带四四 相邻建筑物基础的埋深相邻建筑物基础的埋深(2)台阶式相连台阶式相连,如山坡上的房屋如山坡上的房屋 或者验算边坡稳定性或者验算边坡稳定性L/H=123.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础
23、设计五五 冻结深度冻结深度1 冻胀危害及机理（1）冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀)翻浆,融陷,强度降低如果冻结深度大于融沉，称为永冻土如果冻结深度大于融沉，称为永冻土3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计冻胀丘冻胀丘Pingo随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。表就发生隆起，便形成冻胀丘。3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计2 发生冻胀的条件发生冻胀的条件（1）土的条件土的条件 一般是细颗粒土。一般是细颗粒土。砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔砂土的
24、毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。及时，冻胀也不明显。（2）温度条件温度条件 低于冻结温度低于冻结温度（3）水力条件水力条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计3 按冻胀的地基土分类按冻胀的地基土分类 五级五级 土类，含水量，地下水位土类，含水量，地下水位Z0地区标准冻深多年实测最大冻结深度的地区标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值平均值,夏季地面开始往下算。夏季地面开始往下算。北京北京 1.0m，
25、哈尔滨，哈尔滨 2.0m，满洲里，满洲里 2.5m3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计4 考虑冻胀的基础埋深考虑冻胀的基础埋深dmin zd hmaxzd z0 zs zsw zeZ0 标准冻深；标准冻深；hmax基底允许残留冻土层厚度基底允许残留冻土层厚度 zs、zsw、ze 土类别、土冻胀性、环境的影响系数土类别、土冻胀性、环境的影响系数ZdZ0dmin室内地面hmax3.2.1 基础埋深基础埋深三三 浅基础设计浅基础设计3.2.2 地基承载力确定地基承载力确定l1 静载试验；静载试验；l2 强度理论强度理论-规范规定的公式；规范规定的公式；l3 按动力、静力触探等方法确
26、定；按动力、静力触探等方法确定；l4 经验方法；经验方法；千斤顶千斤顶荷载板荷载板3.2.2 地基承载力确定地基承载力确定三三 浅基础设计浅基础设计一一 利用静载试验确定承载力的特征值利用静载试验确定承载力的特征值fak（未修正）（未修正）l取比例界限取比例界限pcr；l当当pu6m 按按6m,b/6,此时此时pkminb/6,此时此时pkmin0WMblGFpkk maxmin261blW akfp2.1max 0min kpblM3.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅基础设计浅基础设计ae3ae采用不对称柱采用不对称柱l实际基底与土之间不能传递拉应力，基底压应力分布如图。实际基底与土之间
27、不能传递拉应力，基底压应力分布如图。一部分脱开。一部分脱开。l要求要求3a 0.75b，即脱开面积小于，即脱开面积小于25%l不不满足时满足时*增加增加Al*增加增加b,减少减少l,A不变不变3.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅基础设计浅基础设计l试算法步骤如下：试算法步骤如下：l1.1.试估基础底面积试估基础底面积A A：l2.2.计算出计算出A A后，再取定后，再取定b b、l l的尺寸，的尺寸，l3.3.计算基底压力计算基底压力 l4.4.验算持力层承载力验算持力层承载力l按下式验算最大基底压力：按下式验算最大基底压力：dfFAGak).(4111blGFPkkk 平均压力平均压力)
28、61(minmaxleblGFPkkkk 最大最小压力最大最小压力WMblGFPkkkkk minmax或或akfP2.1max 三三 浅基础设计浅基础设计试确定例图试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸所示某框架柱下基础底面积尺寸 l解（解（1 1）试估基础底面积）试估基础底面积 =1 6.5 k N/m=8 6 0 k N=1 2 0 k N=1 6 0 0 k N2.0m粉 质 粘 土：=2 0 0 K P ae=0.8 5=1 8.0 k N/mfa k23Q填 土：1kkFMkMQkkkF3m.深度修正后的持力层承载力特征值：深度修正后的持力层承载力特征值：kPa7522475
29、242005025160120050.).(.).(dffmdaka2125.90.22075.2241600)4.11.1()4.11.1(mdfFAGak 由于力矩较大，底面尺寸可取由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取大些，取l=3.0m，b=4.0m。三三 浅基础设计浅基础设计l（2 2）计算基底压力）计算基底压力 kPa835831064321208603173kPa31732204316002./.minmaxWMPPdblFPkkkGkkn（3 3）验算持力层承载力）验算持力层承载力 不满足kPa826982242121831082243173.kPa.maxKPafKPaPfKPa
30、Pakakn（4 4）重新调整基底尺寸，再验算，取）重新调整基底尺寸，再验算，取b b=4.5m=4.5m kPa22692112676108515865432120860kPa8224515822054316002./.maxakkakfkPaPPfKPaP则n所以所以 取取l l=3.0m=3.0m，b b=4.5m=4.5m，满足要求，满足要求 三三 浅基础设计浅基础设计二 软弱下卧层承载力验算当持力层下有软土时，可能在此层破当持力层下有软土时，可能在此层破坏，需要验算：坏，需要验算：基础下土体受力：基础下土体受力：1 基底压力基底压力 pk=(Fk+Gk)/A 中心荷载中心荷载2 基底
31、原自重应力基底原自重应力 cz3 基底附加压力基底附加压力 p0=pk-cF P-cdz c cz软土软土Es1Es23.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅基础设计浅基础设计5 软弱下卧层顶部附加应力计算软弱下卧层顶部附加应力计算(矩形基础矩形基础)tan2)(tan2()(zlzbpblckz )(zdaczzf 3.2.4 承载力验算承载力验算扩散角扩散角 与与Es1/Es2及及z/b有关，有关，持力层太薄，不起作用，持力层太薄，不起作用，查表查表3-10，6 软弱层承载力只做深度修正，不做宽度修正软弱层承载力只做深度修正，不做宽度修正条基下附加应力条基下附加应力)tan2()(zbpb
32、lckz 7 验算公式验算公式:三三 浅基础设计浅基础设计某单独基础在荷载效应标准组合时承受的竖向力值如例图某单独基础在荷载效应标准组合时承受的竖向力值如例图3-43-4所示。据持所示。据持力层承载力已确定基底面积力层承载力已确定基底面积 ，试验算软弱下卧层的强，试验算软弱下卧层的强度，如不满足可采取何措施？度，如不满足可采取何措施？mmlb2.35.2 填 土 =16KN/m粉 质 粘 土:例 图某 单 独 基 础=19KN/mEs=6.8Mpafak=86kpaEs=2.1Mpa淤 泥 质 土:解（解（1 1）基底平均压力和平均附加压力：）基底平均压力和平均附加压力：kPa82451220
33、23521630 .dAFPGkkkPa4210 1212601951168245 .dPPmok（2 2）软弱下卧层承载力特征值：）软弱下卧层承载力特征值：查表查表3-8，取承载力修正系数，取承载力修正系数d=1.0 kPa9146156596601865053126553101960195116018650.).(.)(.).(zdffmdakaz三三 浅基础设计浅基础设计3.2.4 承载力验算承载力验算（3 3）软弱下卧层顶面处的压力）软弱下卧层顶面处的压力 kPa96653101960195116.)(.cz自重压力查表查表3-103-10，取，取 =23=23 kPa949 1764
34、7521683 2353223235325223524210 22.)tan.)(tan.(.)tan)(tan(zlzbblPokzkPa91468116949966.azczzfkPa 满足要求满足要求 对软弱下卧层强度不满足的情况，可增加基础底面积以减小对软弱下卧层强度不满足的情况，可增加基础底面积以减小P0k，；，；也可减小基础埋置深度也可减小基础埋置深度d，使，使p0k扩散至软弱下卧层顶面处的面积加大。扩散至软弱下卧层顶面处的面积加大。三三 浅基础设计浅基础设计3.2.4 承载力验算承载力验算3.2.5 沉降验算沉降验算l地基特征变形地基特征变形l沉降量沉降量：基础某点的沉降值，：基
35、础某点的沉降值，sl沉降差沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差，：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差，s；l倾斜倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值:l局部倾斜局部倾斜：砌体承重结构沿纵向：砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的内基础两点的沉降差与其距离的比值沉降差与其距离的比值:3.2.5 沉降验算沉降验算 三三 浅基础设计浅基础设计3.2.5 沉降验算沉降验算l沉降要求沉降要求l甲级和乙级地基，在满足承载力要求外，还要验算沉甲级和乙级地基，在满足承载力要求外，还要验算沉降降;l表表3-12所列范围以外的丙级地基所列范围以外的丙级地
36、基;l地基变形允许值（与建筑结构形式有关），表地基变形允许值（与建筑结构形式有关），表3-113.2.5 沉降验算沉降验算地基特征变形验算公式：地基特征变形验算公式：ss 三三 浅基础设计浅基础设计3 沉降计算时的荷载沉降计算时的荷载计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按应按正常使用极限状态正常使用极限状态下荷载效应的下荷载效应的准永久组准永久组合合，不应计入风荷载和地震荷载不应计入风荷载和地震荷载。准永久组合准永久组合niQikqiGkSSS13.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅基础设计浅基础设计4 4 沉降计算沉降计算(1)基本原理基本原理:分
37、层总和法分层总和法,方法方法:土力学讲过的方法土力学讲过的方法,e-p,logp,Es 规范为方便采用规范为方便采用“平均附加应力系数法平均附加应力系数法”有应力的量纲有应力的量纲 GB 50007-2019 表表K.0.1-2(2)计算最终沉降计算最终沉降S=Si 计算深度确定计算深度确定 s 0.025SiiHees113.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅基础设计浅基础设计(3)地基最终沉降地基最终沉降S=sS s:沉降计算经验系数沉降计算经验系数,因为在前面计算中因为在前面计算中,忽略了侧向变形忽略了侧向变形及取样扰动及取样扰动 s=1.40.2,(1)与土质软硬与土质软硬Es有关有关,
38、是多层平均值是多层平均值;(2)与基底净附加应力与基底净附加应力p0/fk的大小有关，的大小有关，3.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅基础设计浅基础设计5 5 沉降不满足时沉降不满足时,修改设计修改设计l增大尺寸增大尺寸(减少减少p0)l增加埋深增加埋深(减少减少p0),尤其增加地下室尤其增加地下室-补偿基础补偿基础l地基处理地基处理l调整荷载调整荷载3.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计三三 浅基础设计浅基础设计一一 砖基础砖基础240560240560三三 浅基础设计浅基础设计二二 砖石基础砖石基础30030030080 150 150三三
39、浅基础设计浅基础设计三三 素混凝土基础素混凝土基础一层台阶一层台阶120200240 60 170240 60 150 150两层台阶两层台阶三三 浅基础设计浅基础设计3.3.1 独立基础长和宽独立基础长和宽,高度的确定高度的确定独立无筋扩展基础，独立无筋扩展基础，基底反力作用下，基础大基底反力作用下，基础大放脚如同倒置的短悬壁板。为保证基础不放脚如同倒置的短悬壁板。为保证基础不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制台阶的宽高比，即基础刚性角台阶的宽高比，即基础刚性角 确定确定b,l 和和hhbt tan=45o(1:1)30o(1:2)表表3-13 3.3
40、刚性基础设计刚性基础设计要求确定的要求确定的bl A,结合刚性角结合刚性角b b0+2h tan,l l0+2h tan 满足满足d h+0.1m三三 浅基础设计浅基础设计Fll0b0bbth 采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱其柱脚高度采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱其柱脚高度h1 不不得小于得小于b1并不应小于并不应小于300mm 且不小于且不小于20d(d 为柱中的纵为柱中的纵向受力钢筋的最大直径向受力钢筋的最大直径)当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时可沿水平方向弯折弯折后的水固长度不满足锚固要求时可沿水平方向弯折弯折后的水平平锚固长度不应小于锚固长
41、度不应小于10d 也不应大于也不应大于20d。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计 基础大放脚采用等高式或二一间隔式砌法，每收一次其两边各收1/4砖长。(a)、(b)灰土基础;(c)毛石基础;(d)毛石混凝土基础三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计 基础类型和埋置深度确定以后就可以根据地基土层的承载力和作用基础类型和埋置深度确定以后就可以根据地基土层的承载力和作用在基础上的荷载，计算基础底面积和基础的高度。在基础上的荷载，计算基础底面积和基础的高度。一、作用在基
42、础上的荷载计算一、作用在基础上的荷载计算 作用在基础底面上的竖向荷载包括上部结构的自重、屋面荷载、楼面作用在基础底面上的竖向荷载包括上部结构的自重、屋面荷载、楼面荷载和基础的自重荷载和基础的自重(包括基础台阶上的填土包括基础台阶上的填土)等。活荷载应按规范折减。荷等。活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进行。载的计算方法应按规范要求进行。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计 二二 确定刚性基础的宽度、高度确定刚性基础的宽度、高度 )(tan21tan tan ;200bbbhhbbbbttt基础的最小高度基础宽度 为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设
43、计地面以下为了保护基础不受外力的破坏，基础的顶面必须埋在设计地面以下 100 150mm，所以基础的埋置深度众必须大于基础的高度，所以基础的埋置深度众必须大于基础的高度A加上保护层的厚度。不加上保护层的厚度。不满足这项要求时，必须加大基础的埋深或者采取其他措施。满足这项要求时，必须加大基础的埋深或者采取其他措施。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计三、基础的构造三、基础的构造 刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济时最主要
44、的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。合理，便于施工。(一一)砖基础砖基础 砖的尺寸规则容易砌成各种形状的基础。砖基础大放脚的砌法有两种，砖的尺寸规则容易砌成各种形状的基础。砖基础大放脚的砌法有两种，一种按台阶的宽高比为一种按台阶的宽高比为1/1.5；另；另种按台阶的宽高比为种按台阶的宽高比为l/2。在槽底可先浇注在槽底可先浇注100200mm厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打两步底打两步(300mm)三七灰土，代替混凝土垫层。三七灰土，代替混凝土垫层。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计
45、为防止土中水分沿砖基础上升、可在砖基础中，在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层可以是掺有防水剂的 l:3水泥砂浆，厚2030mm；也可以铺设沥青油毡。(二二)砌石基础砌石基础 砌石基础每台阶至少有两层砌石，每个台阶的高度要求不小于 300 mm。为了保证上一层砌石的边能压紧下一层砌石的边块，每个台阶伸出的长度不应大于150mm，实际的刚性角小于允许的刚性角。因此往往要求基础要有比较大的高度。为了减少基础的高度，可以把断面做成梯形。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计 (三三)素混凝土基础素混凝土基础 素混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在素
46、混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350 mm 以内作一层台阶；总高度为以内作一层台阶；总高度为350mmH900mm时，作成二层台阶；总高时，作成二层台阶；总高度大于度大于 900mm时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于500mm。(四四)灰土基础灰土基础 灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用300至至450 mm(2步或步或3步步)，台阶宽高比为，台阶宽高比为1/1.5。由于基槽边角处灰土不容易夯实。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土基础时，
47、实际的施工宽度应该比计算宽度每边各放出所以用灰土基础时，实际的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm以上。以上。三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计三三 浅基础设计浅基础设计3.3 刚性基础设计刚性基础设计3.3.2 条基单位长度条基单位长度,确定基础宽度确定基础宽度FhdfFbbfdbFGakaGk b b0+2htan 确定确定h砖墙砖墙:承重墙承重墙b 6070cm,b0为为24,37,48cm 非非承重墙承重墙b 50cm3.3 刚性基础设计刚性基础设计三三 浅基础设计浅基础设计3.4 扩展基础设计扩展基础设计三三 浅基础设计浅基础设计扩展基础（钢筋混凝土）扩展
48、基础（钢筋混凝土）l埋置深度和平面尺寸的确定方法一刚性基础相同埋置深度和平面尺寸的确定方法一刚性基础相同l可以利用钢筋受拉，基础高度较小可以利用钢筋受拉，基础高度较小.F btb0h0F3.4 扩展基础设计扩展基础设计三三 浅基础设计浅基础设计3.4.1 扩展基础的构造要求 l锥形基础锥形基础 、台阶形基础、台阶形基础 尺寸尺寸3.4 扩展基础设计扩展基础设计i5 01:3h350900基础配筋交错布置示意图基础配筋交错布置示意图 杯口基础示意图杯口基础示意图 三三 浅基础设计浅基础设计l扩展基础底板受力钢筋布置示意扩展基础底板受力钢筋布置示意三三 浅基础设计浅基础设计l高杯口基础构造配筋示意
49、高杯口基础构造配筋示意三三 浅基础设计浅基础设计3.4.2 扩展基础弯曲和冲切验算扩展基础弯曲和冲切验算1 扩展基础破坏形式扩展基础破坏形式3.4 扩展基础设计扩展基础设计三三 浅基础设计浅基础设计2 冲切和弯曲破坏的荷载冲切和弯曲破坏的荷载计算基础内力，确定配筋，验算材料强度时，上计算基础内力，确定配筋，验算材料强度时，上部结构的荷载效应按部结构的荷载效应按承载能力极限承载能力极限状态状态下荷载效下荷载效应的应的基本组合基本组合，采用相应的分项系数采用相应的分项系数niQikciQikQQGkGSSSS21niQikciQiGkGSSS1(2)由永久荷载控制由永久荷载控制(1)由可变荷载控制
50、由可变荷载控制3.4 扩展基础设计扩展基础设计三三 浅基础设计浅基础设计分项系数分项系数永久荷载永久荷载 (1)效应对于结构不利时效应对于结构不利时 由可变荷载控制 G1.2 由永久荷载控制 G1.35可变荷载可变荷载 Q1.00.9(2)效应对于结构有利时效应对于结构有利时 G1.00.93.4 扩展基础设计扩展基础设计三三 浅基础设计浅基础设计3.4.3 单独基础冲切破坏单独基础冲切破坏Fl=AlpjV=0.7 hpftamh0Al为阴影面积为阴影面积am冲切梯形的中线冲切梯形的中线验算要求：验算要求：Fl V3.4 扩展基础设计扩展基础设计 hp 冲切截面高度影响系数冲切截面高度影响系数
