1、天然地基上浅基础n概述n浅基础的类型与构造n地基的计算n基础尺寸设计n各类基础的设计n基础方案比较与改善的措施一、概述基础工程的重要性及工程意义：l地基与基础是各类建筑物的重要组成部分，总称基础工程l造价占土建总造价相当大的比例，软土地区可达40%l地基基础工程的质量问题占总事故的21%天然地基人工地基基础直接建造在未经加固的天然地基层上若天然地基很软弱，事先经过人工加固，再修建基础基础浅基深基埋深 5m桩基，沉井，地下连续墙设计地基基础要考虑的因素：1）材料、基础的结构形式 2）埋深 3）地基土的承载力 4）基础的形状和布置 5）上部结构的影响 6）施工 7）抗震v天然地基上浅基础设计保证基
2、础本身有足够的强度和稳定性地基的强度、稳定性及变形必须在容许范围内n天然地基上的浅基础的设计步骤：（1）选材、选择结构类型（2）确定埋深（3）确定地基土的承载力（4）按承载力初步确定基底尺寸，必要时验算软弱下卧层强度，地基变形，斜坡上或有水平荷载的验算稳定性（5）按材料强度确定剖面形状和各部尺寸（6）绘施工图n天然地基上的浅基础设计前期准备资料：（1）建筑场地的地形图（2）岩土工程勘察报告（3）建筑物平面图、荷载（4）场地环境、相邻建筑物基础类型、埋深（5）工程总投资、当地建筑材料的供应情况（6）施工队伍技术力量与工期二、浅基础类型可按多方面分类按材料、结构结构、基础刚度预应力钢筋混凝土桩直径
3、500550、将多根桩连接成整体，并将上部荷载传递到各桩。桩基的破坏模式有什么类型？建筑物由于构件间联系软弱，建筑物同地基一起变形。8m，粉质粘土层液性指数为横向受荷桩（侧向受荷桩）例如，实心预制桩、下端封闭的管桩等，在锤击、振动贯入等。由以上关系式可解基础底板的有效高度：中等直径桩：250mmd800mm墙下布桩：沿墙长度方向单排或双排布置。桩的承载力Ra满足桩身要求：桩对周围土体没有排挤作用。桩侧与桩端土层的强度、变形性质及应力特征。建筑物有管道穿过，预留足够尺寸的空地，采用柔性接头（5）工程总投资、当地建筑材料的供应情况无筋扩展基础又称为刚性基础。桩顶荷载Q作用下，桩身同时被压缩并下沉，
4、如图。间距不宜大于300mm；（2）正常使用极限状态（变形）基础基础无筋扩展基础无筋扩展基础扩展基础扩展基础条形基础条形基础箱形基础箱形基础独立基础独立基础筏板基础筏板基础十字交叉梁基十字交叉梁基础础壳体基础壳体基础按结构类型按结构类型浅基础类型按材料刚度按材料刚度独立基础:柱下或墙下,土质较好柱下单独基础杯形基础墙下单独基础过梁(3)施工引起地表沉降。75，地基承载力特征值fak220kPa。fc 混凝土轴心抗压强度设计值，kPa；若天然地基很软弱，事先经过人工加固，再修建基础0，根据桩端土层及桩上部自由长度确定。抗剪强度指标确定的地基承载力特征值 收集设计资料，包括建筑、结构设计资料和岩土
5、工程勘 查报告等；基础高度较大时，位于柱子四角的插筋应伸至底部，其余的插筋只要伸入基础达到锚固长度即可。地基与基础是各类建筑物的重要组成部分，总称基础工程251:5，与砖基础大致相同砖基础通常做成阶梯形，俗称大放脚。2、施工阶段桩身强度验算在桩位处先成孔，再设置加劲材（如钢筋笼等），然后浇灌 混凝土而形成的桩。预应力钢筋混凝土桩直径500550、打入桩、压入桩、振沉桩及旋入桩。1）材料、基础的结构形式地基发生不均匀沉降时，砖石结构的墙身是主要受力构件，具有调节地基不均匀沉降的能力。被影响的建筑物刚度好，表现为倾斜，刚度差，为裂缝。桩端阻力。桩身、桩侧土刚度比（Ep/Es）将多根桩连接成整体，并
6、将上部荷载传递到各桩。土质更差,单独基础联成整体条型基础墙下或柱下条形基础,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连 条形基础是墙基础的主要形式。常用砖石建造，但在基础宽度过宽，有必要减少其构造高度时，或需要加强纵向墙体承受不均匀沉降引起的拉力时，也可用钢筋混凝土建造。钢筋混凝土条形基础砖和灰土条形基础十字交叉基础柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连纵向条形基础纵向条形基础横向条形基础横向条形基础筏板基础土质更差,单独基础联成整体Mat foundation箱形基础有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好底板底板外墙外墙内墙内墙 壳体基础n特点：特点：节省材料n缺点：缺点：施工技术难度大，新规范已去掉
7、。按基础材料砖石砌体混凝土和毛石混凝土三合土抗冻性、强度一般，适宜于干燥且较温暖的地区 混凝土的强度、耐久性、抗冻性比较好为节约水泥，掺入毛石，配成毛石混凝土，强度仍比砖石砌体高南方常采用，体积比石灰：砂子：骨料为1：2：4或1：3：6强度与骨料有关，矿渣最好，有水硬性，砖石次之适用于四层及四层以下的民用建筑钢筋混凝土混凝土的强度、耐久性、抗冻性都很好基础遇有侵蚀性地下水时，要严格选择混凝土成分灰土耐久性良好，我国华北、西北地区广泛使用适用于5层和5层以下的民用建筑和小型砖墙承重的单层工业厂房前四种称为无筋扩展基础，钢筋混凝土基础称为扩展基础扩展的含义扩展的含义n上部结构通过墙、柱等承重构件传
8、递的荷载，在其底部横截面上造成的压强通常远远大于地基的承载能力。因此在墙、柱之下设置水平截面向下扩大的基础-扩展基础，以使荷载扩散分布于扩大后的基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。无筋扩展基础无筋扩展基础n适用于适用于多层民用建筑多层民用建筑和和轻型厂房。轻型厂房。指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的基础。有组成的基础。有墙下条形基础墙下条形基础与与柱下独立基础柱下独立基础两类。两类。特特 点点抗压性能好，但抗弯抗拉性能差。稳定性好，施工简单。设抗压性能好，但抗弯抗拉性能差。稳定性好，施工简单。设计主要由计主要由刚
9、性角刚性角来控制。来控制。需要较大的埋置深度。需要较大的埋置深度。taniiHb式中 bi无筋扩展基础任一台阶的宽度(mm)；Hi相应的台阶高度(mm)；tan一无筋扩展基础台阶宽高比的允许值，可按表71选用。宽高比（或称刚性角）要求设计要求设计要求 刚性角：砼一般为刚性角：砼一般为45度，砖大约度，砖大约33.7度。度。受拉破坏点沉降缝需要足够的宽度缝内一般不填充任何材料桩侧摩阻力和桩身轴力的关系？基础方案比较与改善的措施变形过大可能引起裂缝、坍塌或其他不容许沉降。地基土压缩性有明显差异处（二）桩基软弱下卧层承载力及桩基沉降验算（二）柱下钢筋混凝土单独基础的构造（2）岩土工程勘察报告例如，先
10、钻孔再打入的预制桩、钻孔（冲孔或挖孔）桩。基础高h在900mm内，插筋应伸至底部的钢筋网。一、影响桩基承载力的因素广州市亚洲大酒店人工挖孔桩横向受荷桩（侧向受荷桩）灰土基础其抗冻性较差，不宜将灰土基础作到地面，宜将其置于下部作为垫层柱下钢筋砼独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础基底以上土的加权平均重度适用于四层及四层以下的民用建筑为保证建筑物的安全使用，同时发挥地基的承载力，地基基础设计中一般应满足两种极限状态：基底最大净反力设计值：桩和承台组成。式中计算只满足强度条件，还要进行地基变形验算计算地基变形时，基地荷载效应按正常使用极限状态下荷载的准永久组合，不计风荷载和地震作用。砖基础：砖基础：低层
11、建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。砖）。MU7.5砖砖 M5砂浆砂浆大放脚大放脚毛石基础：毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接缝搭接。MU20片片石；石；M5砂砂浆浆砼与片石砼基础：砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积占体积2030%，尺寸，尺寸300mm。掺入毛石掺入毛石 节约水泥节约水泥柱下砼基础柱下砼基础墙下砼基础墙下砼
12、基础特点不受基础不受基础台阶宽高比台阶宽高比的限制，适宜的限制，适宜“宽基浅埋宽基浅埋”。基本形式柱下钢筋砼独立基础、柱下钢筋砼独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 基本原则：尽量浅埋基本原则：尽量浅埋三、基础埋置深度的选择基础底面至地面的距离，用符号d表示。一般自室外地面标高算起；填方区可自填土面标高算起，但若填土在上部结构施工后完成时，应自天然地面标高算起持力层与下卧层持力层与下卧层n 持力层持力层直接支撑基直接支撑基础的土层；础的土层；n 下卧层下卧层持力层以下持力层以下的各土层。的各土层。选择基础埋置深度，实质上也就是选择合适的地选择基础埋置深度，实质上也就是选择合适
13、的地基持力层。基持力层。持力层持力层下卧层下卧层四、地基的计算 为保证建筑物的安全使用，同时发挥地基的承载力，地基基础设计中一般应满足两种极限状态：（1）承载能力极限状态（荷载）为保证地基有足够的强度和稳定性，基地压力要小于或等于地基承载力，为使地基不破坏，地基承载力一般应控制在界限荷载p1/4 范围内。荷载应按正常使用极限状态下荷载效用的标准组合（2）正常使用极限状态（变形）保证地基的变形值在容许范围内。变形过大可能引起裂缝、坍塌或其他不容许沉降。计算地基变形时，基地荷载效应按正常使用极限状态下荷载的准永久组合，不计风荷载和地震作用。工业与民用建筑中，常以变形作为控制条件。水平荷载较大或建在
14、斜坡上，地基稳定成为主要问题 1.基本规定根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基破坏可能造成建筑物的破坏或影响正常使用的程度，将地基基础分为三个设计等级。地基设计根据建筑物的重要程度和使用年限分为三种方法：（1）按承载能力设计，不要求验算变形。（只验算承载力）部分丙级建筑（2）同时验算地基承载力和地基变形。甲级、乙级和部分丙级 fak130kpa，体形复杂；地面堆载或相邻基础荷载差异大，地基产生不均匀沉降；软弱地基上建筑物存在偏心荷载；相邻建筑物过近；地基内有厚度过大或厚度不均的填土层，自重固结未完成（3）同时验算承载能力和稳定性。（受水平荷载作用的高耸结构，斜坡上的建筑）n基础变
15、形类型，按其特征分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。基础中心沉降量相邻两个基础的沉降差单独基础在倾斜方向两端点的沉降差与距离的比值砖石承重结构沿纵墙610m内两点的沉降差与距离的比值2.承载力计算n作用在基础上的荷载 轴向力F发生沉降 水平力H发生倾斜 力矩M沿基础底面、地基内部滑动、基础倾覆n中心荷载作用下的基础计算kkkGkFGFAdpAA基底处平均压力值修正后地基承载力特征值kapf轴力基础自重和基础上土重基础和基础台阶上回填土平均重度取20kN/m3根据Q-s曲线确定单桩极限承载力：砌在露明处的毛石粒径一般不小于300mm，中间填塞的馅石可适当减小预应力钢筋混凝土桩直径500550、根
16、据桩身位移与桩身轴力的关系：初步设计按经验公式估算单桩竖向承载力特征值Ra。中等直径桩：250mmd800mm计算地基变形时，基地荷载效应按正常使用极限状态下荷载的准永久组合，不计风荷载和地震作用。基础直接建造在未经加固的天然地基层上桩身比表面积越大，桩侧摩阻力影响越大；无筋扩展基础广泛应用于基底压力较小或地基承载力较高的6层和6层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。2、钢桩的抗压承载力特征值灰土基础在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用上部土层强度比桩端土层较低，为摩擦端承桩，图(d)。提高室内地坪和地下设施标高qsiu第i层土极限侧阻力，kPa；间隔式，宽高比：b/
17、h 376:5671:1.（3）计算基底平均压力和最大压力 当某一级荷载作用下桩的沉降量前一级荷载沉降量的两倍、且24小时尚未达到稳定时，取前一级荷载值。且两个方向的坡度不宜大于1：3已知相应于荷载效应基本组合时的柱荷载F700kN，M87.土质更差,单独基础联成整体n偏心荷载作用下的基础计算基础底面的抵抗矩maxminkkkkkFGMpAWmax1.2kapfkapf基底最大压应力满足下式要求：同时，平均压应力满足 maxkpminkpmin0kp相差过多是不利的。因此，有时将基础做成不对称的形式，使外荷载对于基础底面的偏心距尽量减少。原则上不允许基础底面与地基土脱离，必须保证 3 3 土体
18、中的应力计算土体中的应力计算eb/6:出现拉应力区出现拉应力区3.33.3基底压力计算基底压力计算 三三.实用简化计算实用简化计算x xy yb bl le ee ex xy yb bl le ex xy yb bl la a3a3aFFFmaxp0pmin 0pmin 0pmin maxpmaxpa=b/2-ea=b/2-e矩形面积单向偏心荷载矩形面积单向偏心荷载3.地基承载力特征值及影响因素n地基承载力特征值：在保证地基强度和稳定的条件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基承受荷载的能力。n确定承载力的考虑因素地基土的堆积年代及成因；土的物理力学性质；地下水（土的有效重度、地基变形）；
19、建筑物性质；建筑物基础n确定承载力特征值的方法：（1）荷载试验确定（2）理论公式计算（3）建筑经验确定n用荷载试验确定（甲级建筑原位荷载试验）一般办法：采用一个小尺寸的荷载板，50cm50cm，70.7cm70.7cm,100cm100cm 得到P-s曲线，根据荷载试验曲线确定承载力特征值。规范规定：（1）曲线有明显比例界限，取比例界限对应的荷载值 （2）极限荷载小于对应比例界限荷载的2.0倍，取极限荷载值的一半 （3）不能按上述两点取值时，取s/b=0.010.015对应的荷载值，其值不应大于最大加载量的一半。n按理论公式计算当偏心距e小于或等于0.033b的情况，根据抗剪强度指标确定地基承
20、载力特征值：抗剪强度指标确定的地基承载力特征值承载力系数基地宽度基底持力层土的天然重度基底以上土的加权平均重度基底一倍短边宽度的深度内土的黏聚力标准值式中计算只满足强度条件，还要进行地基变形验算n凭建筑经验确定 调查建筑场地已有建筑物的形式、构造特点、基底压力、地基土层情况及建筑物是否有裂缝、倾斜和其他损坏现象。适用于荷载不大的中、小型工程。n静力触探法确定 适用于丙级地基基础，对于甲、乙级地基基础则应由多种方法综合确定。（4）调整底面尺寸再算例2、无筋扩展条形基础设计3）基础混凝土强度等级不低于C205m，基础受竖向荷载标准值Fk=200kN，持力层为粉质粘土层液性指数为0.对矩形截面柱的矩
21、形基础，在柱与基础交接处及基础变阶处的冲切强度按下式计算在软弱地基上的建筑物，沉降往往很大，而且不均匀，沉降稳定历时很长，处理不好容易造成工程事故。（只验算承载力）部分丙级建筑75，地基承载力特征值fak220kPa。由基础传给地基的荷载中，其中上部结构和基础的自重约占总荷载的40%75%，应尽量减轻结构的自重（预应力砼结构、轻质钢结构；端承型桩：上部土层软弱桩端进入稳定的岩层时，为端承桩，图(c)(4)地下水水位下降qsiu第i层土极限侧阻力，kPa；计算基础短边方向IVIV截面墙下或柱下条形基础,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连 C25(水下导管灌注混凝土)持力层直接支撑基础的土层；在
22、桩位处先成孔，再设置加劲材（如钢筋笼等），然后浇灌 混凝土而形成的桩。桩顶位移0减去截面位置以上桩身的压缩量 当Q-S曲线陡降段明显时，取相应于陡降段起点相应的荷载值;同时建筑的荷载相近的建筑物的相互影响对阶梯形基础，除进行柱边截面的强度计算外，应在变阶处进行验算当混凝土基础的体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可加入适量毛石n承载力特征值的修正 基础宽度大于3m或埋深大于0.5m，原位实验、经验值等方法确定的承载力特征值，需按下式要修正：承载力特征值修正后的承载力特征值宽度修正系数深度修正系数基底以下土的重度基底以上土的加权平均重度修正系
23、数查表7.10五、基础尺寸设计n中心荷载作用下的基础计算 1.基础底面积A 对矩形基础 按地基承载力计算时，应符合下式kkkGkFGFAdpAAkapfkaGFAb lfd 对条形基础kkkGkFGFbdpbbkaGFbfd对方形基础22kGkkaaGFb dFpfbbfdn例 某墙下条形基础，相应于荷载效用标准组合时的竖向中心荷载值F=180kN/m，埋深d=1.1m，基础底面为粉质黏土，承载力特征值fak=144.8kPa，试确定基础底面宽度，基础顶面宽度b0=38cm，基础做法为下面采用厚度为45cm的3：7灰土，上面采用砖砌体，并会出基础剖面图。n偏心荷载作用下的基础计算0.000m-
24、0.300m1.0mVk0.7mMk0.6mFkn例：例：某粘性土重度某粘性土重度18.2kN/m18.2kN/m3 3,孔隙比孔隙比e e0.70.7，液性，液性指数指数I IL L0.750.75，地基承载力特征值，地基承载力特征值f fakak220kPa220kPa。现修。现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载Fk830kN，Mk200kN m，Vk20kN,基础埋深（自室外地面起基础埋深（自室外地面起算）为算）为1.0m1.0m，室内地面高出室外地面，室内地面高出室外地面0.3m0.3m，试确定矩，试确定矩形基础底面宽度。形基础底面宽度。解：
25、解：（1）先地基承载力特征值深度修正）先地基承载力特征值深度修正235kPa0.5)(1.018.21.62200.5)(dffmdaka 孔隙比孔隙比e0.7，液性指数，液性指数IL0.75的粘性土，的粘性土，d1.6（2）初步确定基础底面尺寸）初步确定基础底面尺寸25.415.1202358302.12.1mdfFAGak 计算计算Gk时的基础埋深时的基础埋深d（1.0+1.3）/21.15m埋深范围内无地下水，埋深范围内无地下水，hw0假设假设l/b=2.0b=1.5ml=3.0m因因b3m，不必进行承载力，不必进行承载力宽度修正宽度修正（3）计算基底平均压力和最大压力）计算基底平均压力
26、和最大压力基底处总竖向力基底处总竖向力kNNk5.93315.10.35.120830 基底处的总力矩基底处的总力矩mkNMk 2126.020200偏心距偏心距)5.06/(227.05.933/212/mlmNMekk 基底平均压基底平均压力值力值kPafkPaANpakk2354.207)0.35.1/(5.933/基底处最大基底处最大和最小压力和最小压力 03.1132822.16.301)3227.061(0.35.15.933)61(minmaxkPakPafkPaleANpakkkNO（4）调整底面尺寸再算）调整底面尺寸再算基底处总竖向力基底处总竖向力kNNk8.94715.12
27、.36.120830基底处的总力矩基底处的总力矩mkNMk2126.020200偏心距偏心距)5.06/(224.08.947/212/mlmNMekk基底平均压力值基底平均压力值kPafkPaANpakk2351.185)2.36.1/(8.947/基底处最大基底处最大和最小压力和最小压力04.1072822.19.262)2.3224.061(2.36.18.947)61(minmaxkPakPafkPaleANpakkk取取b=1.6m，l=3.2mOKn已知如图所示的某矩形基础，试计算该已知如图所示的某矩形基础，试计算该基础底面尺寸（荷载均为标准值）。基础底面尺寸（荷载均为标准值）。解
28、：解：（1）求取地基承载力特征值）求取地基承载力特征值)5.0()3(dbffmbbaka kPafa5.220)5.06.1(6.180.10200 对于对于e=0.9的粘性土，的粘性土，d1.0（2）确定基础底面尺寸）确定基础底面尺寸2078.26.1205.22060450mdfPNAGa 考虑荷载偏心影响，将基底面积增大考虑荷载偏心影响，将基底面积增大20，则基底，则基底面积面积A1.2A0=3.34m2假设假设l/b=1.5b=1.49ml=2.24m取取b=1.5m取取l=2.3m桩一般可以看作侧向约束的压杆，可能发生桩身先于土层破坏，此时，桩基承载力由桩身材料强度控制。阶梯尺寸宜
29、用整数，一般在水平方向和垂直方向均用 50mm的倍数。（1）承载能力极限状态（荷载）中等直径桩：250mmd800mm上部土层强度比桩端土层较低，为摩擦端承桩，图(d)。基础高h在900mm内，插筋应伸至底部的钢筋网。中等直径桩：250mmd800mm基础砌筑前，需先铺底灰。（2）正常使用极限状态（变形）桩侧阻力与桩身位移的关系：7（水下灌注桩或长桩用低值）。桩的长径比（l/d）砌法：二一间隔收（1/4砖）。已知如图所示的某矩形基础，试计算该基础底面尺寸（荷载均为标准值）。图8-8 单桩在产生负摩阻力时的荷载传递抗剪强度指标确定的地基承载力特征值如果基础下部用灰土，则灰土部分不做台阶，灰土顶面
30、压力，以不超过250300kPa为宜。5m，基础受竖向荷载标准值Fk=200kN，持力层为粉质粘土层液性指数为0.2）埋深2、桩侧摩阻力和桩端阻力例如，在软土中密集沉桩时，引起超孔隙水压力而使地面隆起，打桩完成后土层的重新固结等。地下水（土的有效重度、地基变形）；（3）计算基底平均压力和最大压力）计算基底平均压力和最大压力基底处总竖向力基底处总竖向力kNN4.6206.15.13.22060450 基底处的总力矩基底处的总力矩mkNM 6.10932.0600.12070偏心距偏心距)383.06/(176.04.620/6.109/mlNMe 基底平均基底平均压力值压力值kPafkPaANp
31、ak5.2158.179)5.13.2/(4.620/基底处最大基底处最大和最小压力和最小压力 06.946.2642.15.262)3.2176.061(5.13.24.620)61(minmaxkPakPafkPaleANpakkOKn概述无筋扩展基础又称为刚性基础。无筋扩展基础广泛应用于基底压力较小或地基承载力较高的6层和6层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。无筋扩展基础常用块石、混凝土、砖、灰土和三合土等材料建造。六、无筋扩展基础设计无筋扩展基础的构造如右下图所示。无筋扩展基础的材料抗压性好，抗拉、抗剪强度不高，设计时必须保证在基础内产生的拉应力和剪应力强度不超过强度设计值。满足设
32、计原则的限制条件：（1）限制刚性角小于 刚性角限值（2）限制每个台阶的宽高 比不超过规范规定的台阶宽 高比 max第二节 无筋扩展基础的构造n灰土基础 灰土是用粉状生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰与粘土的比例，用于基础的多为3:7或4:6，用作垫层的可为2:8 灰土基础在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用第二节 无筋扩展基础的构造n灰土基础 灰土基础其抗冻性较差，不宜将灰土基础作到地面，宜将其置于下部作为垫层 灰土垫层厚度超过100mm时按基础使用和计算，所以较厚的灰土垫层也叫灰土基础，在灰土垫层或灰土基础上一般用砖或毛石砌筑基础，两者放角应匹配，灰土基础宽高比
33、容许值b/h1:1.251:5，与砖基础大致相同n灰土基础与砖放角第二节 无筋扩展基础的构造n毛石基础n毛石是天然石材，经粗略加工使其基本方整、便于人力搬运、操作的石料，毛石基础体积较大、自重较大、操作要求高，劳动强度大n毛石运输、堆放不便，多用于邻近山区石材丰富的一般标准的砖混结构建筑基础工程中n毛石基础强度、抗水、抗冻、抗腐蚀性能较好第二节 无筋扩展基础的构造n毛石基础构造n台阶宽高比容许值b/h1:1.25 1:1.5n毛石的形体不规则，块体不宜过大也不宜过小。砌在露明处的毛石粒径一般不小于300mm，中间填塞的馅石可适当减小n毛石每砌一台不可能一皮找平，至少也需砌筑2皮方可找平。因此，
34、每台的高度不得小于400mm，高度愈大则愈便于砌筑将荷载传递到下部好土层,承载力高造价占土建总造价相当大的比例，软土地区可达40%基础高度除应满足抗冲切要求，还应满足柱子纵向钢筋锚固长度的要求。根据承载性状，桩分为：将荷载传递到下部好土层,承载力高基础工程的重要性及工程意义：对于填土地基建筑场地，待填土沉降基本稳定后再成桩。柱下钢筋砼独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础造价占土建总造价相当大的比例，软土地区可达40%qsiu第i层土极限侧阻力，kPa；平面形状复杂的建筑物，如“H”“L”“T”字形，在其纵横相交处，基础密集，地基中应力重叠，该处沉降量大于其他部位，其附近墙体常出现裂缝。fc 混凝土
35、轴心抗压强度设计值，kPa；当Q-S曲线陡降段明显时，取相应于陡降段起点相应的荷载值;Qu单桩竖向极限承载力，kN；同时建筑的荷载相近的建筑物的相互影响计算基础短边方向IVIV截面qpu桩端土极限端阻力，kPa；高承台桩，可取=0.建筑地基基础设计规范规定：基底以上土的加权平均重度灰土垫层厚度超过100mm时按基础使用和计算，所以较厚的灰土垫层也叫灰土基础，在灰土垫层或灰土基础上一般用砖或毛石砌筑基础，两者放角应匹配，灰土基础宽高比容许值b/h1:1.一般办法：采用一个小尺寸的荷载板，50cm50cm，70.n毛石基础构造n毛石基础构造n砖基础 用不低于MU10的砖（宜用经融烧的）和不低于M5
36、的砂浆砌成。砖的抗冻性较差，所以在严寒地区和含水量较大的土中，应采用高强度等级的砖和水泥砂浆。砖基础通常做成阶梯形，俗称大放脚。大放脚一般采用两皮一收，或者是两皮一收与一皮一收相间隔，后者较省材，采用较多。基础砌筑前，需先铺底灰。砌筑时，砖先用水浇透，并要求砌体砂浆饱满。如果基础下部用灰土，则灰土部分不做台阶，灰土顶面压力，以不超过250300kPa为宜。n砖基础n用粘土砖砌筑的基础，取材容易，价格低廉，施工简便，目前仍被大量采用，砖基础强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差，砖基础适合用于五层以下砖混结构房屋n砖基础的台阶宽高比容许值b/h 1:1.5n砖基础作法n等高式，宽高比：b/h376:
37、7561:2，小于容许值b/h 1:1.5，符合要求且偏于安全n间隔式，宽高比：b/h 376:5671:1.5，刚好符合刚性角最低要求n混凝土基础（素混凝土基础）n采用低标号混凝土C15、C20n坚固耐久、抗水抗冻，多用于地下水位较高或有冰冻情况的建筑基础的断面应保证两侧有不小于200mm的垂直面，然后按刚性角容许值倾斜n混凝土的宽高比容许值b/h1:11:1.25n基础剖面n剖面形式：锥形截面、阶形截面n基础底面下可设置垫层n垫层作用是找平坑槽，便于放线和传递荷载垫层用低强度等级的混凝土(C 7.5、C10)或三合土），厚度80100mm，每侧加宽80100mm，垫层一般不计入基础底面积n
38、加入毛石的混凝土基础n当混凝土基础的体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可加入适量毛石n加入的毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的13n毛石的体积为总体积的2030，且应分布均匀n毛石混凝土宽高比容许值b/h1:11:1.5第二节 无筋扩展基础的构造n三合土基础三合土基础适于三层以下普通砖房的基础垫层三合土的宽高比容许值b/h1:1.51:21）材料、基础的结构形式满足设计原则的限制条件：过长砖石承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位预制混凝土桩C30；（5）按材料强度确定剖面形状和各部尺寸地基基础工程的质量问题占总事故的
39、21%桩的最小中心距砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。（4）建筑物标高的控制计算桩身z处的位移z？为保证地基有足够的强度和稳定性，基地压力要小于或等于地基承载力，为使地基不破坏，地基承载力一般应控制在界限荷载p1/4 范围内。值，kN；槽底土已扰动，先铺一层中粗砂，再铺碎砖、片石、块石处理。xi、yi第i根桩至群桩形心的y、x轴线的10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2,垫层采用C10混凝土。桩端土层与桩侧土层的刚度比（Eb/Es）砖的抗冻性较差，所以在严寒地区和含水量较大的土中，应采用高强度等级的砖和水泥砂浆。例如，实心预制桩、下端
40、封闭的管桩等，在锤击、振动贯入等。混凝土的强度、耐久性、抗冻性比较好Fk相应于荷载效应标准组合时，作用桩位处的土大量排挤开，桩周土在施工过程中受到严重扰动。3）基础混凝土强度等级不低于C20例某厂房柱断面600mm*400mm，基础受竖向荷载标准值Fk=780kN，力矩标准值M=120kN.m，水平荷载标准值H=40kN，作用点位置在地面，基础埋置深度1.8m，粉质粘土层液性指数为0.33，孔隙比为0.775，fak=210kPa,试设计基础地面H=1.8m填土，容重=17.5粉质粘土，容重=19.1例1、无筋扩展独立基础设计例某承重墙厚240mm,基础的埋深1.5m，基础受竖向荷载标准值Fk
41、=200kN，持力层为粉质粘土层液性指数为0.76，孔隙比为0.843，容重为17.5，fak=150kPa,试设计基础例2、无筋扩展条形基础设计七、扩展基础设计 扩展式基础常指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。扩展式基础通常能在较小的埋深内，把基础扩大到所需面积，因而是最常用的一种基础形式。为使扩展式基础具有一定的刚度，要求基础台阶的宽高比不大于2.5。从基础受力特点分析，扩展式基础仍为一板式基础，基础底板的厚度应满足抗冲切要求，并按板的受力分析进行抗剪及抗弯强度要求。n柱下钢筋混凝土单独基础（一）钢筋混凝土基础设计内容与步骤（1）根据荷载组合中地基承载力，确定基础尺寸，与无筋
42、扩展基础设计相同；（2）按抗剪和抗冲切验算，确定基础高度（包括各突变截面）（3）进行地基强度和变形验算；（4）对基础的截面大小变化处进行内力计算，确定基础配筋（5）构造设计（二）柱下钢筋混凝土单独基础的构造 柱下钢筋混凝土单独基础的构造形式有现浇锥形基础、台阶形基础和现场预制杯口基础。1.一般要求1）锥形基础的边缘高度一般不小于200mm；且两个方向的坡度不宜大于1：3 阶梯型每阶高度300500mm2）基础下面通常设有低强度素混凝土垫层，垫层厚度为100mm。3）基础混凝土强度等级不低于C204）扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大
43、于200mm，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于8mm；间距不宜大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15%。当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于40mm；无垫层时不应小于70mm；2.现浇柱基础1）角锥形基础 基础高度除应满足抗冲切要求，还应满足柱子纵向钢筋锚固长度的要求。现浇柱基础不与柱同时浇灌，基础内预留插筋的规格和数量应与柱子底部的纵向受力钢筋相同，插筋的锚固及与柱的纵向受力钢筋的长度，应满足规范要求。基础高h在900mm内，插筋应伸至底部的钢筋网。基础高度较大时，位于柱子四角的插筋应伸至底部，其余的插筋只要伸入基础达到锚固长度即可
44、。插筋长度范围内均匀设置箍筋。基础顶部做成平台，每边从柱边缘放出不小于50mm的距离。2）阶梯形基础 阶梯形基础的每阶高度一般为300500mm，基础高度一阶二阶三阶 阶梯尺寸宜用整数，一般在水平方向和垂直方向均用 50mm的倍数。3.预制柱基础 柱的插入深度h1按下表选用，h1还应满足锚固长度要求，并应该考虑吊装的稳定性，即柱长 基础杯底厚度和壁厚按表4-3选用。当柱为轴心或小偏心受压且或大偏心受压且壁内一般不配筋当柱为轴心或小偏心受压且可按表4-4,钢筋置于杯口顶部，每边两根。其他情况按计算配筋（三）柱下钢筋混凝土单独基础的计算1.根据荷载组合中地基承载力，确定基础尺寸，与无筋扩展基础设计
45、相同；2.基础高度的确定（抗冲切验算）基础高度及变阶处的高度，应根据抗剪及抗冲切的公式计算确定。对钢筋混凝土单独基础而言，抗剪强度一般均能满足要求，故基础高度主要根据抗冲切高度确定，必要时才进行抗剪强度验算。kkkGkFGFAdpAAkapfkaGFAb lfd 控制建筑物的长高比L/H桩和承台组成。地基内有厚度过大或厚度不均的填土层，自重固结未完成用荷载试验确定（甲级建筑原位荷载试验）因此在墙、柱之下设置水平截面向下扩大的基础-扩展基础，以使荷载扩散分布于扩大后的基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。砖石承重结构沿纵墙610m内两点的沉降差与距离的比值Qk相应于荷载效应标准组合时，单桩的
46、轴力，kN；10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2,垫层采用C10混凝土。三合土的宽高比容许值b/h1:1.加入的毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的13将荷载传递到下部好土层,承载力高变形过大可能引起裂缝、坍塌或其他不容许沉降。长度应根据计算确定：水平荷载和弯矩引起的桩身弯矩；（2）岩土工程勘察报告5m，基础受竖向荷载标准值Fk=200kN，持力层为粉质粘土层液性指数为0.现浇柱基础不与柱同时浇灌，基础内预留插筋的规格和数量应与柱子底部的纵向受力钢筋相同，插筋的锚固及与柱的纵向受力钢筋的长度，应满足规范要求。上部结构通过墙、柱等承重构件传递的荷载，在其底
47、部横截面上造成的压强通常远远大于地基的承载能力。qsiu第i层土极限侧阻力，kPa；灰土垫层厚度超过100mm时按基础使用和计算，所以较厚的灰土垫层也叫灰土基础，在灰土垫层或灰土基础上一般用砖或毛石砌筑基础，两者放角应匹配，灰土基础宽高比容许值b/h1:1.计算地基变形时，基地荷载效应按正常使用极限状态下荷载的准永久组合，不计风荷载和地震作用。间隔式，宽高比：b/h 376:5671:1.当基础承受柱子传来的荷载时，若在柱子周边处基础的高度不够，就会发生如图4-8所示的冲切破坏，即从柱子周边起，沿着45斜面拉裂，形成如图4-9中虚线所示冲切角锥体。为保证基础不发生冲切破坏，在基础冲切角锥体以外
48、，由地基反力产生的冲切荷载Fl应小于基础冲切面上的抗冲切强度。对矩形截面柱的矩形基础，在柱与基础交接处及基础变阶处的冲切强度按下式计算45obth0h0bAl为阴影面积为阴影面积bm冲切梯形的中线冲切梯形的中线bmh0h0atl hp 冲切截面高度影响系数冲切截面高度影响系数n27.00btmlslmthplbbbApFhbfF27.00btmlslmthplbbbApFhbfF由以上关系式可解基础底板的有效高度：Cbbhtt2021C值由公式7.30得出单独基础弯矩计算单独基础弯矩计算3.基础底板内力及配筋计算（抗弯验算）柱下扩展基础受基底反力的作用下，产生双向弯曲。分析时可将基底按对角线分
49、成四个区域，对于中心荷载作用或偏心作用而偏心距小于或等于1/6倍基础宽度的情况，当台阶的宽高比小于或等于2.5时，任意截面的弯矩可按下列公式计算任意截面任意截面I II I，IIIIIIII处的弯矩处的弯矩lppAGppalaMI)()2)(2(121maxmax21)2)(2()(481minmax2AGppbbalMII基础底板配筋，根据底板内力分布，分别计算截面所需的钢筋面积00.9syMAh f计算配筋截面处的设计弯矩钢筋抗拉强度设计值基础有效高度对阶梯形基础，除进行柱边截面的强度计算外，应在变阶处进行验算双向偏心的单独基础，可按叠加原理进行计算。已知相应于荷载效应基本组合时的柱荷载已
50、知相应于荷载效应基本组合时的柱荷载F700kN，M87.8kN m，柱截面尺寸为，柱截面尺寸为300mm400mm，基础，基础底面尺寸为底面尺寸为1.6m2.4m。要求：试设计此柱下独立基础。要求：试设计此柱下独立基础。例：例：240010030060040030030012000.00FM解：解：采混凝土强度等级采用采混凝土强度等级采用C20，ft1.10N/mm2,钢钢筋用筋用HPB235级，级，fy210N/mm2,垫层采用垫层采用C10混凝土。混凝土。（1）计算基底净反力设计值）计算基底净反力设计值净偏心距净偏心距mFMe125.07008.870 基底最大净反力设基底最大净反力设计值
