1、建筑结构第十四章第十四章 建筑地基基础建筑地基基础目录目录建筑地基基础简介建筑地基基础简介1柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础214.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介几个概念：几个概念：d d基础基础地基地基埋深埋深1、地基地基:承受建筑物重量的土承受建筑物重量的土壤层。壤层。(1)人工地基人工地基经人工处理的经人工处理的地基地基.如如:压实法、换土法、化压实法、换土法、化学加固法、打桩法。学加固法、打桩法。(2)天然地基天然地基天然土层，具天然土层，具有足够承载能力的。有足够承载能力的。2、基础基础：建筑的下部结构部：建筑的下部结构部分，其作用是承受建筑的全部分，其作用是
2、承受建筑的全部荷载并把荷载传给地基。荷载并把荷载传给地基。基础类型：基础类型：天天然地基上的浅基础然地基上的浅基础桩基础桩基础人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础深基础深基础换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等人工地基：人工地基：埋深埋深5m特殊方法施工特殊方法施工考虑侧壁阻力作用考虑侧壁阻力作用沉井基础沉沉井基础沉箱基础箱基础桩基础也属深基础桩基础也属深基础浅基础：埋深小于浅基础：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（，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简
3、单的深浅概念。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介基础的分类基础的分类按材料及按材料及受力特点分受力特点分刚性基础刚性基础 砖石、毛石、砼、砖石、毛石、砼、灰土基础等灰土基础等柔性基础柔性基础 （扩展基础）钢筋砼基础（扩展基础）钢筋砼基础按基础构按基础构造形式分造形式分单独基础单独基础条形基础条形基础筏片基础筏片基础箱形基础箱形基础桩基础桩基础14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介F F b bt th h0 0F F无筋扩展基础无筋扩展基础 砖、石、灰土，素混凝土砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低材料抗拉强度很低 要
4、求基础台阶宽高比（刚性角）要求基础台阶宽高比（刚性角）符合一定条件符合一定条件)扩展基础扩展基础 (柔性基础柔性基础)钢筋混凝土钢筋混凝土要满足抗弯、抗剪和抗冲要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求切等结构要求按基础刚度分按基础刚度分14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介(1)(1)单独基础单独基础(或独立基础或独立基础)当地基承载能力较高时，上部结构为框架结构且荷载较小时采用。当地基承载能力较高时，上部结构为框架结构且荷载较小时采用。按基础结构形式分按基础结构形式分14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介(2)(2)条形基础当上部结构采用砖墙或石墙承重时条形基础当上部结构采用砖
5、墙或石墙承重时,基础沿墙基础沿墙身设置身设置,多做成长条形，故称多做成长条形，故称条形基础或带形基础条形基础或带形基础。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介（3 3）井格基础（或称十字交叉基础）井格基础（或称十字交叉基础）当框架结构处于地基条件较差情况时，为提高建筑物的整当框架结构处于地基条件较差情况时，为提高建筑物的整体性，以免各柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿体性，以免各柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起来，作成十字交叉的井格基础。纵横方向连接起来，作成十字交叉的井格基础。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介 （4 4）筏片基础（或称满堂基础
6、、倒楼盖基础）筏片基础（或称满堂基础、倒楼盖基础）当上部结构荷载较大，而所在地的地基承载力又较软弱时，采用当上部结构荷载较大，而所在地的地基承载力又较软弱时，采用简单的条形基础或井格基础已不能适应地基变形的需要时，常将简单的条形基础或井格基础已不能适应地基变形的需要时，常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载作用在一块整板上，墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载作用在一块整板上，这种基础称为筏式基础或片筏基础。这种基础称为筏式基础或片筏基础。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介（5 5）箱形基础）箱形基础由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵横墙组成形成空心箱由钢筋混凝土底板、顶板
7、和若干纵横墙组成形成空心箱体的整体结构，共同承受上部结构荷载。整体空间刚度体的整体结构，共同承受上部结构荷载。整体空间刚度大，对抵抗地基不均匀沉降有利，一般适用于高层建筑大，对抵抗地基不均匀沉降有利，一般适用于高层建筑或软弱地基上。中空部分较大时可用于做地下室。或软弱地基上。中空部分较大时可用于做地下室。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介（6 6）桩基础）桩基础当上部结构荷载较大，而且地基软弱土层较厚时，地基承载力不能当上部结构荷载较大，而且地基软弱土层较厚时，地基承载力不能满足要求时，则可采用桩基础。上部荷载通过承台传给桩，再经过满足要求时，则可采用桩基础。上部荷载通过承台传给
8、桩，再经过桩传给土层。桩传给土层。a a、按照受力状、按照受力状态不同分为端承态不同分为端承桩和摩擦桩。桩和摩擦桩。b b、按照施工方、按照施工方法不同分为灌注法不同分为灌注桩和预制桩。桩和预制桩。14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介某预制桩施工现场某预制桩施工现场预制桩施工预制桩施工 设计要求设计要求满足：承载力、变形要求满足：承载力、变形要求 设计内容设计内容确定：埋深、形式、结构尺寸（长确定：埋深、形式、结构尺寸（长 宽宽 高）、材料高）、材料验算：承载力、变形、结构本身强度验算：承载力、变形、结构本身强度 设计规范设计规范建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB500
9、07-2019GB50007-2019）14.114.1建筑地基基础简介建筑地基基础简介荷载组合荷载组合基本组合基本组合标准组合标准组合准永久组合准永久组合niQikciQiGkGSSS1niQikciQikQQGkGSSSS211niQikcikQGkSSSS21niQikqiGkSSS1正常使用极限状态下正常使用极限状态下的承载力验算的承载力验算正常使用极限状态下的变形验正常使用极限状态下的变形验算，不记入风荷载和地震作用算，不记入风荷载和地震作用水平荷载较大的建筑物、水平荷载较大的建筑物、挡土墙等，承载力极限挡土墙等，承载力极限状态下的稳定验算状态下的稳定验算14.114.1建筑地基基础
10、简介建筑地基基础简介民用建筑楼面均布活荷载的代表值民用建筑楼面均布活荷载的代表值类别类别住宅住宅 宿舍宿舍 办公室办公室 教室教室 试验室试验室食堂食堂 餐厅餐厅礼堂礼堂 剧场剧场 影院影院商店车站商店车站机场大厅机场大厅健身房健身房 舞台舞台书库档案库书库档案库标准值标准值(KN/m2)组合值系数组合值系数 c准永久值系数准永久值系数 q2.02.53.03.54.05.00.70.70.70.70.70.90.40.50.50.30.50.50.8（a)a)阶梯形阶梯形 （b)b)锥性锥性柱下单独基础的形式柱下单独基础的形式按受力形式：轴心受压、偏心受按受力形式：轴心受压、偏心受压压按施工
11、方法：预制柱基础、现浇按施工方法：预制柱基础、现浇柱基础柱基础按外形：阶梯形和锥形按外形：阶梯形和锥形14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础（1 1）按地基承载力）按地基承载力确定基础底面面积确定基础底面面积，以防止基础底板面积过小，基底应力超以防止基础底板面积过小，基底应力超过地基承载力造成地基破坏；过地基承载力造成地基破坏；（2 2）按基础冲切承载力）按基础冲切承载力确定基础高度确定基础高度，以防止基础高度不足，发生沿柱周边与以防止基础高度不足，发生沿柱周边与基底连线约呈基底连线约呈4545方向的冲切面的拉开方向的冲切面的拉开破坏；破坏；（3 3）按基础受弯承载力）按
12、基础受弯承载力确定底板上的双确定底板上的双向受力钢筋向受力钢筋，以防止扩展式基础因底板，以防止扩展式基础因底板双向悬挑受力，造成控制截面的弯曲破双向悬挑受力，造成控制截面的弯曲破坏；坏；柱下单独基础设计需进行柱下单独基础设计需进行的三方面的内容的三方面的内容14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础(一一)基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定1.1.轴心受压柱下基础：轴心受压柱下基础：akkfAGNp设设d d为基础埋置深度，基础和土为基础埋置深度，基础和土的平均重度为的平均重度为 3N/m20kmAdGmkdfNAmakAba14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混
13、凝土独立基础2.2.偏心受压柱下基础偏心受压柱下基础 假定基础底面的压力按假定基础底面的压力按线性分布，基础边缘的线性分布，基础边缘的最大和最小应力：最大和最小应力：WMANpbotbotkkmax,min,14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础)61(602max,min,aeabNbaMabNpbotbotbotkkMbot、Nbot作用于基础底面的弯矩和轴向力；作用于基础底面的弯矩和轴向力；W基础底面面积的抵抗矩，基础底面面积的抵抗矩，62baW botbotNMe 0kkbotkkbotGNNhVMMMk、Nk、Vk分别为柱传给基础顶面的弯矩、轴向力和剪力标准值；
14、分别为柱传给基础顶面的弯矩、轴向力和剪力标准值；Gk为基础及其上回填土的自重标准值；为基础及其上回填土的自重标准值；h为基础高度。为基础高度。14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础当当e00,地基反力分布图为地基反力分布图为梯形；梯形；当当e0=a/6时，时，pk,min=0,地基反力分布图为地基反力分布图为三角形；三角形；当当e0a/6时，时，pk,min0,地基一部分为拉应地基一部分为拉应力力,则基础底面的实际压力分布为则基础底面的实际压力分布为3ab,根根据平衡关系：据平衡关系：)61(0min,max,aeabNpbotkk)2/(320maxeabNpbotk确
15、定偏心受压柱确定偏心受压柱下基础底面尺寸下基础底面尺寸时，应符合下列时，应符合下列条件：条件：akakkkfpfppp2.12max,min,max,14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础（1）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积A1（2）考虑偏心影响，）考虑偏心影响，A=（1.21.4）A1（3）确定最大和最下基底压力）确定最大和最下基底压力（4）验算是否满足）验算是否满足pk,max和和pk,min的要求的要求,修改修改a,b直到符合条直到符合条件为止。件为止。确定偏心受压基础底面积时，采用以下方法（试算法）：确定偏心受压基础
16、底面积时，采用以下方法（试算法）：14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础（二）基础高度的确定（二）基础高度的确定对最常见的矩形截面柱下的矩形基础，应分别验算柱与对最常见的矩形截面柱下的矩形基础，应分别验算柱与基础交接处和基础变阶处的冲切承载力，见图。为简便基础交接处和基础变阶处的冲切承载力，见图。为简便起见，验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可，只要该起见，验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可，只要该面不坏，则其他锥面也不会破坏。另外，对于冲切破坏面不坏，则其他锥面也不会破坏。另外，对于冲切破坏锥面大于基础底面积的情形，冲切破坏永远不会发生，锥面大于基础底面积的情形，冲切破坏
17、永远不会发生，故不必验算。故不必验算。14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础（二）基础高度的确定（二）基础高度的确定冲切破坏面冲切破坏面 14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础（二）基础高度的确定（二）基础高度的确定根据柱内受力钢筋锚固长度和抗冲切条件确定基础的高度：根据柱内受力钢筋锚固长度和抗冲切条件确定基础的高度：ApFhbfFslmthl07.02btmbbb冲切荷载冲切荷载14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础 bt为冲切破坏最不利一侧斜截面的上边长；为冲切破坏最不利一侧斜截面的上边长；bb为冲切破坏最不利一侧斜截面的下
18、边长；为冲切破坏最不利一侧斜截面的下边长；h0基础冲切破坏锥体的有效高度；基础冲切破坏锥体的有效高度；截面高度影响系数，截面高度影响系数，h=2000mm时，时，取取0.9,其间按线性内插其间按线性内插.A考虑冲切荷载时的多边形面积考虑冲切荷载时的多边形面积;在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的土反力在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的土反力(扣扣除基础自重及上土的自重除基础自重及上土的自重)。hsp14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础(三三)底板受力钢筋的计算底板受力钢筋的计算14.214.2柱下钢筋混凝
19、土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础 对于矩形基础对于矩形基础,当台阶的宽高比小于或等于当台阶的宽高比小于或等于2.5时和偏心距时和偏心距小于或等于小于或等于1/6基础边长时，轴心受压：基础边长时，轴心受压：A、I-I截面的计算截面的计算:B、II-II截面的计算截面的计算:)2()(2412bbaapMsIIyIsIhfMA09.0)2()(2412aabbpMsII)(9.00dhfMAIyIIsII14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础偏心受压：偏心受压：bppAGppbbaaMmaxmax222)(481 AGppaabbM22481minmax2IyIshfMA09.0)(9.00dhfMAIyIIs构造要求（自学）构造要求（自学）14.214.2柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础
