建筑結(jié)構(gòu)——地基和基礎(chǔ)ppt課件

.,地基和基礎(chǔ),郭劍飛,.,建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。,建筑物,上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ),地基,地基及基礎(chǔ)的概念,.,地基及基礎(chǔ)的重要性,組成地層的土或巖石是自然界產(chǎn)物。建筑物建造在地層上面，所以建筑物場地的工程地質(zhì)條件是決定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的先決條件。,建筑物的地基和基礎(chǔ)是建筑物的根本，它們一旦出現(xiàn)問題，建筑物的安全和正常使用必然受到影響。建筑物的事故，絕大多數(shù)都與地基和基礎(chǔ)有關(guān)。,.,土的工程性質(zhì)及分類,0,固態(tài),半固態(tài),可塑狀態(tài),流動(dòng)狀態(tài),縮限ws,塑限wp,液限wl,w,粘性土,.,.,.,地基土（巖）的工程分類,(1)巖石。巖石應(yīng)為顆粒間牢固聯(lián)結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。作為建筑結(jié)構(gòu)的地基，除應(yīng)確定巖石的地質(zhì)名稱外，還應(yīng)分別按表17-4、表17-5劃分其堅(jiān)硬程度和完整程度。,.,地基土（巖）的工程分類,(2)碎石土。碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土。碎石土可按粒組含量和顆粒形狀分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫，如表17-6所示。,.,地基土（巖）的工程分類,(3)砂土。砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%、粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重50%的土。砂土可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。砂土按表17-8所示分類。,.,地基土（巖）的工程分類,(4)粉土。粉土為塑性指數(shù)Ip10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土，它介于砂土與粘性土之間。,(5)粘性土。粘性土是塑性指數(shù)Ip大于10的土，按表17-2分為粘土、粉質(zhì)粘土。,.,地基土（巖）的工程分類,(6)人工填土。人工填土是指由于人類活動(dòng)堆積的土。其物質(zhì)成分雜亂且均勻性較差，堆積時(shí)間也各不相同，故用作地基時(shí)應(yīng)特別慎重。人工填土根據(jù)其組成和成因可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土、沖填土。素填土為由碎石、砂土、粘性土、粉土等組成的填土；經(jīng)分層壓實(shí)者統(tǒng)稱為壓實(shí)填土；雜填土為含有建筑垃圾、工業(yè)廢物、生活垃圾等雜物的填土；沖填土為由水力沖填泥砂形成的填土。,(7)特殊土。特殊土指具有一定分布區(qū)域或工程意義上具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土。大體可分為軟土、紅粘土、黃土、膨脹土、多年凍土、濕陷性土、鹽漬土等。,.,地基勘察的目的,地基勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價(jià)建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。,.,.,.,.,.,工業(yè)與民用建筑工程的設(shè)計(jì)分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖三個(gè)階段。為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)資料，勘察工作也相應(yīng)分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察三個(gè)階段。,地基勘察的三個(gè)階段,.,.,.,.,.,.,.,.,某項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告介紹,.,土中應(yīng)力及地基計(jì)算,包括：自重應(yīng)力+附加應(yīng)力,附加應(yīng)力是由于建筑物荷載在土中引起的應(yīng)力,.,中心受壓基礎(chǔ),.,偏心受壓基礎(chǔ),.,地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級,.,基礎(chǔ)埋置深度,確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)，必須考慮把基礎(chǔ)設(shè)置在變形較小，而強(qiáng)度又比較大的持力層上，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，而且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差。,有無地下室、地下管道、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造對基礎(chǔ)埋深影響很大。,.,在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度(不計(jì)樁長)不宜小于建筑物高度的1/181/20。,工程地質(zhì)和水文條件（1）在滿足地基承載力、穩(wěn)定和變形要求的前提條件下，基礎(chǔ)應(yīng)該盡量淺埋，基礎(chǔ)頂面低于室外地面不小于0.1m；（2）基礎(chǔ)宜埋置在地下水位以上。,.,新建筑物靠近原有建筑物時(shí)，其基礎(chǔ)埋置深度不宜大于原有建筑物基礎(chǔ)。,如新基礎(chǔ)埋深大于原有建筑基礎(chǔ)時(shí)，為保證相鄰建筑物的安全和正常使用，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距，其數(shù)值應(yīng)視原有建筑荷載大小、基礎(chǔ)形式和土質(zhì)情況而定。,當(dāng)上述要求不能滿足時(shí)，施工時(shí)應(yīng)采取措施，如分段施工、設(shè)臨時(shí)加固支撐、打板樁、構(gòu)筑地下連續(xù)墻或加固原有建筑物的地基。,.,需要考慮地基土凍漲和融陷的影響,.,地基承載力計(jì)算,.,地基承載力修正系數(shù),.,減輕地基不均勻沉降損傷的措施,一、建筑措施,（1）建筑體形立求簡單、高差不宜過大；,（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；,（3）設(shè)置沉降縫；,（4）控制建筑物的間距；,.,A,（1）建筑體形立求簡單、高差不宜過大；,.,縱墻的長高比達(dá)7.6的過長建筑物,（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；,.,外縱墻多次轉(zhuǎn)折，內(nèi)縱墻中斷的建筑物,（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；,.,91,108,116,127,132,438,I,I,I-I,沉降（mm）,（4）控制建筑物的間距；,.,減輕地基不均勻沉降損傷的措施結(jié)構(gòu)措施,.,基礎(chǔ)的類型及選用,按材料分類,.,磚基礎(chǔ)的剖面呈階梯狀，這個(gè)階梯稱為大放腳。大放腳從墊層上開始砌筑，為保證其剛度應(yīng)為兩皮磚一收。,廣泛應(yīng)用于六層及六層以下的民用房屋,磚基礎(chǔ),.,毛石基礎(chǔ),毛石基礎(chǔ)用強(qiáng)度較高又未風(fēng)化的毛石砌筑。毛石是指未經(jīng)加工整理的石料，毛石基礎(chǔ)的寬度和每階臺(tái)階高度不宜小于400mm；為保證鎖結(jié)力，每一階梯宜用兩排或三排塊石砌筑且每個(gè)臺(tái)階外伸寬度不宜大于200mm。基礎(chǔ)應(yīng)豎砌、錯(cuò)縫、縫內(nèi)砂漿飽滿。,應(yīng)用于石料取材容易、價(jià)格便宜的地區(qū),.,混凝土、毛石混凝土基礎(chǔ),.,以上五種類型基礎(chǔ)有個(gè)共同的弱點(diǎn)，就是沒有配置鋼筋，其組成材料的抗拉、抗彎強(qiáng)度都較低。如果懸臂過長，則易產(chǎn)生彎曲裂縫。,需限制臺(tái)階寬高比以保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度安全。這類基礎(chǔ)統(tǒng)稱剛性基礎(chǔ)，又稱無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)。,.,淺基礎(chǔ),單獨(dú)基礎(chǔ),墻下條形基礎(chǔ),柱下條形基礎(chǔ),筏形基礎(chǔ),箱形基礎(chǔ),基礎(chǔ)按構(gòu)造分類,深基礎(chǔ)樁基礎(chǔ),按埋置深度分,.,柱下單獨(dú)基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ),.,柱下單獨(dú)基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ),.,柱下單獨(dú)基礎(chǔ),.,柱下十字交叉條形基礎(chǔ),.,條形基礎(chǔ),.,筏形基礎(chǔ),箱形基礎(chǔ),.,.,.,.,深基礎(chǔ),.,柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì),軸心荷載作用下的基礎(chǔ),.,偏心荷載作用下的基礎(chǔ),.,偏心荷載作用下的基礎(chǔ),.,例17.3:在某粘性持力層上欲建一鋼筋混凝土柱基礎(chǔ)。柱截面為300mm400mm，作用在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心荷載為800kN，彎矩值為100kNm，水平荷載13kN，粘性土，重度，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.78，地基承載力特征值fak=230kPa，試計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸。,解(1)修正后的地基土承載力特征值。查表17-11得：b=0.3，d=1.6，先假設(shè)b3m，故只對基礎(chǔ)埋置深度修正。,(2)先按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面積計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的埋深,.,地基承載力修正系數(shù),.,(3)考慮偏心，將基礎(chǔ)底面增大10%,取矩形基礎(chǔ)底板長短邊之比：l/b=1.5,取b=1.7m3m,不需再進(jìn)行基礎(chǔ)寬度修正。l=1.5b=2.55m取l=2.6m,.,基底最大最小土壓力：,故基礎(chǔ)底面尺寸取b=1.7m，l=2.6m符合設(shè)計(jì)要求。,(4)驗(yàn)算持力層地基土承載力基礎(chǔ)和回填土重：,.,樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì),.,.,.,.,圖17.19沉管灌注樁施工流程圖說明：(a)打樁機(jī)就位；(b)沉管；(c)澆灌混凝土；(d)邊拔管邊震動(dòng)；(e)安放鋼筋籠，繼續(xù)澆灌混凝土；(f)成型,.,.,圖17.20人工挖孔樁護(hù)壁,.,圖17.22爆擴(kuò)樁,圖17.21人工挖孔樁大頭,.,樁基礎(chǔ)施工,.,.,.,.,.,圖17.23樁位布置圖,.,樁位平面布置圖,.,樁位平面布置圖,.,基礎(chǔ)平面布置及梁配筋圖,.,墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì),.,中心受壓基礎(chǔ),.,確定墻體荷載和樓面荷載,1、樓面恒荷載：(1)板厚100mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值2.50kN/m2；(2)面層厚50mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值1.00kN/m2；(3)底粉或吊頂，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2；總計(jì)：板厚100mm時(shí),恒載標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/m2。,2、屋面恒荷載：屋面為不上人屋面(1)防水層，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kg/m2；(2)保溫層，標(biāo)準(zhǔn)值1.0kN/m2；(3)找平隔氣層，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2；(4)120mm厚屋面板，標(biāo)準(zhǔn)值3.0kN/m2；總計(jì)：板厚120mm時(shí),恒載標(biāo)準(zhǔn)值5kN/m2。,外墻恒荷載：墻厚190mm,q=3.1kN/m2，層高3.6m；hq=3.63.1=11.20kN/m，恒荷載設(shè)計(jì)值11.2kN/m。,.,外墻恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值11.2kN/m，共4層，墻寬3.6m，故II截面的NII外=11.23.640.85=137.1kN。（0.85為開洞折減系數(shù)）,樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值（4.0+2.0）=6.0kN/m2，受荷面積3.63.15=11.34m2；故II截面的NI