基礎(chǔ)工程給學(xué)生ppt課件

1、 地基基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，與建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，與建筑物的安全和正常使用有密切關(guān)系。設(shè)計時合理選擇地基基礎(chǔ)方案，安全和正常使用有密切關(guān)系。設(shè)計時合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜，精心設(shè)計。安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工因地制宜，精心設(shè)計。安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和施工方便。方便。 本章介紹了地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則和基本規(guī)定，敘述了本章介紹了地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則和基本規(guī)定，敘述了常規(guī)設(shè)計方法和合理設(shè)計方法各自特點，介紹了地基及基礎(chǔ)類常規(guī)設(shè)計方法和合理設(shè)計方法各自特點，介紹了地基及基礎(chǔ)類別劃分以及地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念。主要內(nèi)容包別

2、劃分以及地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念。主要內(nèi)容包括：地基基礎(chǔ)設(shè)計原則、地基類型、基礎(chǔ)類型、地基基礎(chǔ)與上括：地基基礎(chǔ)設(shè)計原則、地基類型、基礎(chǔ)類型、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念。部結(jié)構(gòu)共同工作的概念。第第10章章 地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則本章提要本章提要10.1地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則地基基礎(chǔ)的設(shè)計原則v基礎(chǔ)的主要功能有以下幾點：基礎(chǔ)的主要功能有以下幾點：v（1通過擴(kuò)大的基礎(chǔ)底板或樁基礎(chǔ)等形式將上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載通過擴(kuò)大的基礎(chǔ)底板或樁基礎(chǔ)等形式將上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載(如軸向力、水平力及如軸向力、水平力及彎矩等彎矩等)傳遞到持力層和下臥土層，以滿足地基土的承載力要求；傳遞到持力層和下臥土

3、層，以滿足地基土的承載力要求；v（2根據(jù)地基可能出現(xiàn)的變形及上部結(jié)構(gòu)的特點，利用基礎(chǔ)所具有的剛度與上部結(jié)構(gòu)共根據(jù)地基可能出現(xiàn)的變形及上部結(jié)構(gòu)的特點，利用基礎(chǔ)所具有的剛度與上部結(jié)構(gòu)共同調(diào)整地基的不均勻變形，以滿足上部結(jié)構(gòu)對地基變形的要求；同調(diào)整地基的不均勻變形，以滿足上部結(jié)構(gòu)對地基變形的要求；v（3當(dāng)上部結(jié)構(gòu)受到較大的水平力當(dāng)上部結(jié)構(gòu)受到較大的水平力(如風(fēng)力、水壓力、土壓力以及地震作用等如風(fēng)力、水壓力、土壓力以及地震作用等)作用時，作用時，基礎(chǔ)還起抗滑和抗傾覆的作用；基礎(chǔ)還起抗滑和抗傾覆的作用；v（4作為動力機器的基礎(chǔ)還有減振的功能。作為動力機器的基礎(chǔ)還有減振的功能。 建筑物可分為地上部分上部結(jié)

4、構(gòu)和地下部分下部結(jié)構(gòu)）根底，而基礎(chǔ)坐落在地基上。地基作為支撐建筑物的地層，如為自然狀態(tài)則為天然地基，若為人工處理則為人工地基。 地基又分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類，通常按基礎(chǔ)的埋置深度劃分。一般埋深小于5m的為淺基礎(chǔ)，大于5m的為深基礎(chǔ)。 也有建議按施工方法來劃分的，用普通基坑開挖和敞坑排水方法修建的基礎(chǔ)埋深小于5m等，而用特殊施工方法將基礎(chǔ)埋置于深層地基中的基礎(chǔ)稱深基礎(chǔ)，如樁基、沉井、地下連續(xù)墻等。本章只討論天然地基上的淺基礎(chǔ)，人工地基及深基礎(chǔ)將在以后的章節(jié)中討論。 淺基礎(chǔ)有多種形式，是隨上部結(jié)構(gòu)類型的增多，使用功能的要求、地基條淺基礎(chǔ)有多種形式，是隨上部結(jié)構(gòu)類型的增多，使用功能的要求、地基條件

5、、建筑材料和施工方法的發(fā)展而演變的，形成了從獨立的、條形的到交叉的、件、建筑材料和施工方法的發(fā)展而演變的，形成了從獨立的、條形的到交叉的、成片的乃至空間整體的基礎(chǔ)系列。成片的乃至空間整體的基礎(chǔ)系列。 一般應(yīng)優(yōu)選天然地基上淺基礎(chǔ)，條件不允許時，可比較天然基礎(chǔ)深基礎(chǔ)和人工地基上一般應(yīng)優(yōu)選天然地基上淺基礎(chǔ)，條件不允許時，可比較天然基礎(chǔ)深基礎(chǔ)和人工地基上淺基礎(chǔ)兩種方案，確定其一。淺基礎(chǔ)兩種方案，確定其一。 如多層民用建筑或輕型廠房，當(dāng)?shù)鼗鶠橐话愕谒募o(jì)沉積層時，選擇天然地基上淺基礎(chǔ)如多層民用建筑或輕型廠房，當(dāng)?shù)鼗鶠橐话愕谒募o(jì)沉積層時，選擇天然地基上淺基礎(chǔ)為最理想；若淺基礎(chǔ)有軟弱下臥層則此方案不適宜，可考

6、慮人工地基上淺基礎(chǔ)或天然地基為最理想；若淺基礎(chǔ)有軟弱下臥層則此方案不適宜，可考慮人工地基上淺基礎(chǔ)或天然地基上深基礎(chǔ)。上深基礎(chǔ)。建筑物的上部結(jié)構(gòu)，地基和基礎(chǔ)三者間相互依存，相互制約，設(shè)計者應(yīng)因地制宜，就地取材的原則，周密考慮，精心設(shè)計。尤其應(yīng)注重工程實踐經(jīng)驗。目前對地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)工作的理論探討還處于發(fā)展深化階段，有較多的問題尚不能單純靠理論解決，因而，積累工程實踐資料有助于設(shè)計成功。 常見的淺基礎(chǔ)體形不大，結(jié)構(gòu)簡單，在計算單個基礎(chǔ)時一般不遵循上部與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件，也不考慮地基與基礎(chǔ)的相互作用，用隔離體法僅考慮靜力平衡條件，這種簡化方法稱為常規(guī)設(shè)計。大型復(fù)雜的基礎(chǔ)必須考慮與上部的變形協(xié)調(diào)條件

7、。大型復(fù)雜的基礎(chǔ)必須考慮與上部的變形協(xié)調(diào)條件。 設(shè)計步驟設(shè)計步驟 （1）.選擇地基基礎(chǔ)方案，確定基礎(chǔ)類型選擇地基基礎(chǔ)方案，確定基礎(chǔ)類型 （2）.確定基礎(chǔ)埋置深度和持力層的承載力。確定基礎(chǔ)埋置深度和持力層的承載力。 （3）.根據(jù)持力層承載力計算基礎(chǔ)底面尺寸。根據(jù)持力層承載力計算基礎(chǔ)底面尺寸。 （4）.根據(jù)需要進(jìn)行變形驗算。根據(jù)需要進(jìn)行變形驗算。 （5）.進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面設(shè)計）進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面設(shè)計） （6）.繪制基礎(chǔ)施工詳圖，提出施工說明。繪制基礎(chǔ)施工詳圖，提出施工說明。 由于影響地基基礎(chǔ)設(shè)計的因素較多，方案難以一次確定，一般是先選定后計算，往往由于影響地基基礎(chǔ)設(shè)計的因素較多，方案難以

8、一次確定，一般是先選定后計算，往往需要反復(fù)幾次才能完成，設(shè)計者應(yīng)該在安全可行的前提下，盡量挖掘地基潛力，充分發(fā)揮需要反復(fù)幾次才能完成，設(shè)計者應(yīng)該在安全可行的前提下，盡量挖掘地基潛力，充分發(fā)揮基礎(chǔ)材料性能，強化經(jīng)濟(jì)觀點，在設(shè)計和施工中注意節(jié)約尤為重要。基礎(chǔ)材料性能，強化經(jīng)濟(jì)觀點，在設(shè)計和施工中注意節(jié)約尤為重要。 此外，還應(yīng)注意基礎(chǔ)工程的施工對周圍環(huán)境的影響。如化學(xué)灌漿加固地基污染水源，此外，還應(yīng)注意基礎(chǔ)工程的施工對周圍環(huán)境的影響。如化學(xué)灌漿加固地基污染水源，強夯和打樁時噪聲受影響的居民?；娱_挖排水時，會引起相鄰建筑物的地基下沉。強夯和打樁時噪聲受影響的居民?；娱_挖排水時，會引起相鄰建筑物的地

9、基下沉。 10.1.2概率極限設(shè)計方法與極限狀態(tài)設(shè)計原則概率極限設(shè)計方法與極限狀態(tài)設(shè)計原則 國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2394對土木工程設(shè)計采用了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)對土木工程設(shè)計采用了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。設(shè)計方法。 以結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)或者失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠度，并且建立結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)極限以結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)或者失效概率來度量結(jié)構(gòu)的可靠度，并且建立結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程關(guān)系，這種設(shè)計方法就是以概率論為基礎(chǔ)的極限設(shè)計方法，簡稱概率極限設(shè)計方法。狀態(tài)方程關(guān)系，這種設(shè)計方法就是以概率論為基礎(chǔ)的極限設(shè)計方法，簡稱概率極限設(shè)計方法。 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)

10、就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，例如，構(gòu)件即將開裂、傾覆、滑移、壓屈、失穩(wěn)等。這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，例如，構(gòu)件即將開裂、傾覆、滑移、壓屈、失穩(wěn)等。 極限狀態(tài)可分為二類：極限狀態(tài)可分為二類：1承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。如：材料強度不夠而破壞，或因疲勞而破壞，或產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，狀態(tài)。如：材料強度

11、不夠而破壞，或因疲勞而破壞，或產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定； 2正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。例如，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、過寬裂縫、局部損壞和振動狀態(tài)。例如，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、過寬裂縫、局部損壞和振動時，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)。時，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)。 基礎(chǔ)的設(shè)計，應(yīng)滿足三個條件或三項原則：基礎(chǔ)的設(shè)計，應(yīng)滿足三個條件或三項原則：1.

12、強度和穩(wěn)定性條件，即在使用荷載下，地基土體不發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定性。強度和穩(wěn)定性條件，即在使用荷載下，地基土體不發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定性。 Pfa P基底反力基底反力 fa地基容許承載力地基容許承載力 2.變形條件，即地基沉降量不超過其允許值。變形條件，即地基沉降量不超過其允許值。 S 3.基礎(chǔ)本身滿足強度，剛度耐久性要求?；A(chǔ)本身滿足強度，剛度耐久性要求。10.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計基本規(guī)定地基基礎(chǔ)設(shè)計基本規(guī)定 1對地基計算的要求對地基計算的要求 地基與基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容和建筑物的設(shè)計等級有關(guān)。根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和地基與基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容和建筑物的設(shè)計等級有關(guān)。根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能

13、特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或者影響正常使用的程度，功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或者影響正常使用的程度，建筑地基建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范將地基基礎(chǔ)設(shè)計分為三個設(shè)計等級見表將地基基礎(chǔ)設(shè)計分為三個設(shè)計等級見表7-1），甲級），甲級 、乙級、丙級。、乙級、丙級。 根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級及長期荷載作用下地基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響程度，根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級及長期荷載作用下地基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：（1所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定；所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定；（2設(shè)

14、計等級為甲、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計；設(shè)計等級為甲、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計；（3表表10-2所列出范圍內(nèi)設(shè)計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算，如有下列情況之一所列出范圍內(nèi)設(shè)計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算，如有下列情況之一時，仍可作變形驗算：時，仍可作變形驗算：1地基承載力特征值小于地基承載力特征值小于130kPa，且體型復(fù)雜的建筑；，且體型復(fù)雜的建筑；2在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時；均勻沉降時；3軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；軟弱地基上的建

15、筑物存在偏心荷載時；4相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾倒時；相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾倒時；5地基內(nèi)有厚度較大或者厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。地基內(nèi)有厚度較大或者厚薄不勻的填土，其自重固結(jié)未完成時。（4對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗算其穩(wěn)定性；附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗算其穩(wěn)定性；（5基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗算；基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗算；（6當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗算。當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或

16、地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗算。v2關(guān)于荷載取值的規(guī)定關(guān)于荷載取值的規(guī)定v地基基礎(chǔ)設(shè)計時，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定采用：地基基礎(chǔ)設(shè)計時，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定采用：v（1按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值。極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值。v（2計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)校正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的計算地

17、基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)校正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。v（3計算擋土墻土壓力、地基和斜坡的穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限計算擋土墻土壓力、地基和斜坡的穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效府的基本組合，但其分項系數(shù)均為狀態(tài)下荷載效府的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。v（4在確定基礎(chǔ)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支檔結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料在確定基礎(chǔ)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支檔結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時

18、，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載強度時，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。v當(dāng)需要驗算基礎(chǔ)裂縫寬度時，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。當(dāng)需要驗算基礎(chǔ)裂縫寬度時，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。v（5由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值可取標(biāo)準(zhǔn)組合值的由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值可取標(biāo)準(zhǔn)組合值的1.35倍。倍。10.2 地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念一、基本概念一、基本概念 目前的地基基礎(chǔ)設(shè)計方法是力學(xué)分

19、析中的隔離體法，即將上部結(jié)構(gòu)、目前的地基基礎(chǔ)設(shè)計方法是力學(xué)分析中的隔離體法，即將上部結(jié)構(gòu)、根底、地基分別按隔離體對待，上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)接觸處的內(nèi)力作為外荷載根底、地基分別按隔離體對待，上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)接觸處的內(nèi)力作為外荷載一般為支座反力）一般為支座反力）,作用于上部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)上方向相反）。作用于上部結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)上方向相反）。支座反力取決于基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的連接方式，可按鉸接或固接求解，地基反力一般按簡化法直線分布計算。 這種使用方法存在缺陷，即只考慮了三者間的靜力平衡條件，未考慮三者間的變形協(xié)調(diào)條件，即各部分接觸面不一定滿足變形協(xié)調(diào)條件。以基礎(chǔ)為例，它與地基呈接觸狀態(tài)，其同一位置截面上的變形必然相等，

20、但按上法計算的基礎(chǔ)于地基同一截面處的變形不一定相等，這種理論促使人們研究探討更為合理的方法 下圖為假想的完全柔性的結(jié)構(gòu)a為柔性墻體未砌筑不搭接的磚跺），（b為完全柔性的上部結(jié)構(gòu)，它們的整體剛度幾乎為零，其作用僅為傳遞荷載，不參與基礎(chǔ)的工作，對地基的變形毫無約束作用，可以完全適應(yīng)地基變形。實際上這種完全柔性的結(jié)構(gòu)是不存在的，它沒有實際意義。 圖c為普通墻體，它具有一定的剛度，當(dāng)?shù)鼗牟痪鶆虺两狄饓w撓曲變形時，它的抗彎剛度將起一定的抵抗作用，可以調(diào)整一些撓曲變形，也就是說，上部結(jié)構(gòu)，地基和基礎(chǔ)共同工作發(fā)揮了效力。但是因為墻體的強度不夠大，不均勻沉降引起的附加應(yīng)力可使墻體有開裂現(xiàn)象。 (d)為鋼

21、筋混凝土墻，具有較大的強度和剛度，因此既可以調(diào)整不均勻沉降引起的撓曲變形，又能抵抗附加應(yīng)力引起的開裂。墻體幾乎沒有撓曲，是因為共同作用的結(jié)果，使地基變形趨于均勻。 因此在設(shè)計時應(yīng)該以地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間必然滿足靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件，基于相互作用分析設(shè)計方法已被稱為“合理設(shè)計”，但畢竟還處于研究階段，一般基礎(chǔ)設(shè)計仍然采用常規(guī)方法。 二二.地基和基礎(chǔ)的相互作用地基和基礎(chǔ)的相互作用 建筑物基礎(chǔ)的沉降，內(nèi)力基底反力的分布，除了與地基因素有建筑物基礎(chǔ)的沉降，內(nèi)力基底反力的分布，除了與地基因素有關(guān)外，還受基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的制約，現(xiàn)在首先討論基礎(chǔ)本身剛度的關(guān)外，還受基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的制約，現(xiàn)在首先討論

22、基礎(chǔ)本身剛度的影響。影響。（一）（一）.柔性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ) 其抗彎剛度很小，可以隨地基的變形而任意彎曲，基礎(chǔ)上任其抗彎剛度很小，可以隨地基的變形而任意彎曲，基礎(chǔ)上任一點荷載傳遞到基底時不可能向旁擴(kuò)散分布。所以柔性基礎(chǔ)的基底一點荷載傳遞到基底時不可能向旁擴(kuò)散分布。所以柔性基礎(chǔ)的基底反力分布與作用與基礎(chǔ)上的荷載分布完全一致。反力分布與作用與基礎(chǔ)上的荷載分布完全一致。 沉降為中間大，邊緣小，所以為了調(diào)整柔性基礎(chǔ)使其均勻下沉，只能調(diào)整荷載的分布。（二）.剛性基礎(chǔ) (a)荷載均布時，p(x,y)=常數(shù); (b)沉降均布時，p(x,y)常數(shù) 柔性基礎(chǔ)的基底反力和沉降pq(x,y)p(x,y)q剛性基礎(chǔ)（a)

23、中心荷載 ; （b)偏心荷載(b)(a)PP剛性基礎(chǔ)具有非常大的抗彎剛度，受壓后基礎(chǔ)不撓曲，當(dāng)軸心受壓時，則基底的沉降處處相剛性基礎(chǔ)具有非常大的抗彎剛度，受壓后基礎(chǔ)不撓曲，當(dāng)軸心受壓時，則基底的沉降處處相等，可以推斷，中心荷載下剛性基礎(chǔ)基底反力的分布也應(yīng)該是邊緣大，中間小等，可以推斷，中心荷載下剛性基礎(chǔ)基底反力的分布也應(yīng)該是邊緣大，中間小 。偏心荷載時，。偏心荷載時，如圖如圖b），可見具有剛度的基礎(chǔ)在調(diào)整基底沉降的同時，也使基底壓力由中部向邊緣發(fā)生），可見具有剛度的基礎(chǔ)在調(diào)整基底沉降的同時，也使基底壓力由中部向邊緣發(fā)生了轉(zhuǎn)移。此處把剛性基礎(chǔ)能跨越基底中部，將所承擔(dān)的荷載相對集中的傳遞的基底邊緣

24、的現(xiàn)了轉(zhuǎn)移。此處把剛性基礎(chǔ)能跨越基底中部，將所承擔(dān)的荷載相對集中的傳遞的基底邊緣的現(xiàn)象叫做基礎(chǔ)的象叫做基礎(chǔ)的“跨越作用跨越作用”。這種基底反力的分布形狀叫馬鞍形，可以用彈性力學(xué)的方法解出，隨著外力的增大，塑性區(qū)的形成和開展，外加荷載必然向中心轉(zhuǎn)移，基底反力呈拋物線形。（三）.基礎(chǔ)相對剛度的影響 歸納以上針對柔性基礎(chǔ)和剛性基礎(chǔ)的討論，可以得出這樣的結(jié)論，基礎(chǔ)架越作用取決于基礎(chǔ)與地基比較的相對剛度，土的壓縮性以及基底下塑性區(qū)的大小。a.圖荷載小時，基礎(chǔ)架越作用大，相對剛度大，隨著荷載的增加，塑性區(qū)擴(kuò)大，基底壓力趨于均勻。 b.剛度中等，介于a、c之間 c.圖巖土基礎(chǔ)剛度相對小，荷載分布區(qū)域很小，基

25、底反力幾乎未擴(kuò)散?？傊?dāng)基礎(chǔ)相對愈剛時，隨著基礎(chǔ)撓曲的減小，基底反力的分布與荷載的分布總之，當(dāng)基礎(chǔ)相對愈剛時，隨著基礎(chǔ)撓曲的減小，基底反力的分布與荷載的分布愈不一致。愈不一致。(四四).地基非勻質(zhì)性的影響地基非勻質(zhì)性的影響 地基條件的變化，將引起基礎(chǔ)撓曲變形總的變化。實際工程中可能基礎(chǔ)與荷地基條件的變化，將引起基礎(chǔ)撓曲變形總的變化。實際工程中可能基礎(chǔ)與荷載均相同，地基條件不同。如地基中部硬兩頭軟?；A(chǔ)呈凸?fàn)顡锨蝗绻喾?，載均相同，地基條件不同。如地基中部硬兩頭軟?；A(chǔ)呈凸?fàn)顡锨蝗绻喾?，地基中軟，兩邊硬，則基礎(chǔ)呈凹狀撓曲。地基的壓縮性均勻與否直接影響基礎(chǔ)的地基中軟，兩邊硬，則基礎(chǔ)呈凹狀撓

26、曲。地基的壓縮性均勻與否直接影響基礎(chǔ)的剪力和變形，因此基礎(chǔ)設(shè)計時，盡量避開不均勻地基。剪力和變形，因此基礎(chǔ)設(shè)計時，盡量避開不均勻地基。 常規(guī)設(shè)計時，假定基底反力均勻分布，基礎(chǔ)彎矩圖按靜力法求得，這中方法適用于基礎(chǔ)剛常規(guī)設(shè)計時，假定基底反力均勻分布，基礎(chǔ)彎矩圖按靜力法求得，這中方法適用于基礎(chǔ)剛度很大，地基相對軟弱的情況。度很大，地基相對軟弱的情況。圖 7-2-1 地 基 壓 縮 性 不 均 勻 的 影 響(b)硬軟(a)軟硬圖 7-2-2 不 均 勻 地 基 上 條 形 基 礎(chǔ) 組 合 在 分 布 的 影 響硬軟(c)(a)軟硬軟硬(d)軟(b)硬P1 P2P2P1 P1 P2P1 P2P2P1

27、P1P2P2P1P2P1三三.上部結(jié)構(gòu)剛度的影響上部結(jié)構(gòu)剛度的影響 上部結(jié)構(gòu)的剛度，指的是整個上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)不均勻沉降或撓曲的抵抗能力，上部結(jié)構(gòu)的剛度，指的是整個上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)不均勻沉降或撓曲的抵抗能力，或稱整體剛度，因此可將建筑結(jié)構(gòu)分為三類或稱整體剛度，因此可將建筑結(jié)構(gòu)分為三類（一）、柔性結(jié)構(gòu)（一）、柔性結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)等屬于柔性結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)等屬于柔性結(jié)構(gòu) 柔性結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的不均勻沉降有很大的順從性，或?qū)A(chǔ)的不均勻沉降沒有抵抗性，柔性結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的不均勻沉降有很大的順從性，或?qū)A(chǔ)的不均勻沉降沒有抵抗性，如靜定結(jié)構(gòu)屬于這種情況。規(guī)范對這類結(jié)構(gòu)的地基變形限制較寬。如靜定結(jié)構(gòu)屬于這種

28、情況。規(guī)范對這類結(jié)構(gòu)的地基變形限制較寬。（二）、敏感結(jié)構(gòu)（二）、敏感結(jié)構(gòu) 指超靜定結(jié)構(gòu)，對基礎(chǔ)不均勻沉降很敏感，如框架結(jié)構(gòu)。剛度越大，敏感度就越大，指超靜定結(jié)構(gòu)，對基礎(chǔ)不均勻沉降很敏感，如框架結(jié)構(gòu)。剛度越大，敏感度就越大，對不均勻結(jié)構(gòu)適應(yīng)性越小。另一方面，上部結(jié)構(gòu)剛度與基礎(chǔ)剛度之比對地基受力如何，對不均勻結(jié)構(gòu)適應(yīng)性越小。另一方面，上部結(jié)構(gòu)剛度與基礎(chǔ)剛度之比對地基受力如何，后面講到。上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)剛度之比越大，調(diào)整不均勻能力更強。后面講到。上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)剛度之比越大，調(diào)整不均勻能力更強。（三剛性結(jié)構(gòu)（三剛性結(jié)構(gòu) 煙囪、水塔、鍋爐等高聳結(jié)構(gòu)物之下配置獨立基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)渾然一體，使整個結(jié)煙囪、水塔、

29、鍋爐等高聳結(jié)構(gòu)物之下配置獨立基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)渾然一體，使整個結(jié)構(gòu)有很大的剛度。構(gòu)有很大的剛度。10.3 基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)類型按常規(guī)設(shè)計的三類淺基礎(chǔ)按常規(guī)設(shè)計的三類淺基礎(chǔ)一、擴(kuò)展基礎(chǔ)一、擴(kuò)展基礎(chǔ) 指墻柱之下水平截面向下擴(kuò)大的基礎(chǔ)叫做擴(kuò)展基礎(chǔ)，起到擴(kuò)散何在的作用。指墻柱之下水平截面向下擴(kuò)大的基礎(chǔ)叫做擴(kuò)展基礎(chǔ)，起到擴(kuò)散何在的作用。（一）、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)）（一）、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)） 為剛性角，通過限制剛性角來限制剛性基礎(chǔ)的尺寸，保證基礎(chǔ)抗彎剛度,tan=b/t即為寬高比。不同材料有不同限制。由于剛性基礎(chǔ)材料的抗壓強度較高，抗拉和抗彎強度較低，因此稍有撓曲變形，基礎(chǔ)的拉應(yīng)力就會超過材料的抗拉強度而產(chǎn)

30、生裂縫，為了彌補這一缺點，采取寬高比限制，使基礎(chǔ)具有足夠的剛度，在荷載作用下，幾乎不產(chǎn)生撓曲變形。 二、鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ)二、鋼筋砼擴(kuò)展基礎(chǔ) 當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基較軟弱時，若用剛性基礎(chǔ)，尺寸很大，因此可用高度較當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基較軟弱時，若用剛性基礎(chǔ)，尺寸很大，因此可用高度較小的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。鋼砼基礎(chǔ)有較大的抗拉抗彎能力，相對于剛性基礎(chǔ)有一定的柔性，小的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。鋼砼基礎(chǔ)有較大的抗拉抗彎能力，相對于剛性基礎(chǔ)有一定的柔性，因此也稱柔性基礎(chǔ)。因此也稱柔性基礎(chǔ)。 它不受剛性它不受剛性角的限制，在多角的限制，在多層磚混結(jié)構(gòu)和多層磚混結(jié)構(gòu)和多層框架中采用，層框架中采用，所謂寬基淺埋。所謂寬

31、基淺埋。 如地基不均勻，為了增強基礎(chǔ)的整體性和抗彎能力，可采用有肋的墻基礎(chǔ)。肋部配置足夠的縱向鋼筋和箍筋。 確定了底面尺寸埋深后，就可以設(shè)計基礎(chǔ)截面，此時的基底反力應(yīng)為凈反力pj，不包括G。 計算II底部剪力Q 進(jìn)行抗剪驗算，如不夠加大尺寸h0。 0 a1 pjmax pjmin p1MF H 計算II底板彎矩M后，進(jìn)行底筋計算。 進(jìn)行抗沖切驗算。 構(gòu)造要求，錐形基礎(chǔ)邊緣高度，不宜小于200 mm；階形基礎(chǔ)每階高度宜為300500mm，砼強度C20，鋼筋直徑8mm,間距200。三、聯(lián)合基礎(chǔ)三、聯(lián)合基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ)主要指同列相鄰兩柱公共的鋼筋砼基礎(chǔ)，即雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。聯(lián)合基礎(chǔ)主要指同列相鄰兩柱公共的

32、鋼筋砼基礎(chǔ)，即雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。 實際工程中，由于荷載或地基條件限制，常會遇到單純擴(kuò)展基礎(chǔ)難以解決的問題。實際工程中，由于荷載或地基條件限制，常會遇到單純擴(kuò)展基礎(chǔ)難以解決的問題。如荷載過大，單純擴(kuò)大基底面積造成基底面積不足，難以施工；偏心荷載太大，致使基底如荷載過大，單純擴(kuò)大基底面積造成基底面積不足，難以施工；偏心荷載太大，致使基底最大壓應(yīng)力超過地基承載力；地基不均勻，造成較大的沉降差、傾斜等。此時需要將兩個最大壓應(yīng)力超過地基承載力；地基不均勻，造成較大的沉降差、傾斜等。此時需要將兩個或多個單柱聯(lián)合起來組合成聯(lián)合基礎(chǔ)或稱局部條形基礎(chǔ)）。聯(lián)合基礎(chǔ)基本形式：或多個單柱聯(lián)合起來組合成聯(lián)合基礎(chǔ)或稱局部條形

33、基礎(chǔ)）。聯(lián)合基礎(chǔ)基本形式： v a、矩形聯(lián)合基礎(chǔ)。適用于荷載差異不大，地基可認(rèn)為均勻的條件。它的整體性能好。v b、梯形聯(lián)合基礎(chǔ)。邊柱基礎(chǔ)荷載較大，一般為偏心基礎(chǔ)，與內(nèi)柱基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)時，因其形式可使內(nèi)力接近于均勻分布。v C、聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)。當(dāng)基礎(chǔ)間距較大，地基均勻，可能產(chǎn)生較大的沉降差時，采用聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)，且設(shè)計成剛性梁，使不平衡的剪力和彎矩得以傳遞和調(diào)整。 b2 b1 F等效梁 F聯(lián)系梁(a)(b)(c)典型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)(a)矩形聯(lián)合基礎(chǔ)；(b)梯形聯(lián)合基礎(chǔ)； (c)聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)l=2xh0XxL2X第第11章章 剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)本章提要本章提要 剛性基礎(chǔ)也稱無筋擴(kuò)展

34、基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)也稱無筋擴(kuò)展基礎(chǔ),通常是由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料通常是由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的，這些材料具有抗壓強度高而抗拉、抗剪強度低的特點建造的，這些材料具有抗壓強度高而抗拉、抗剪強度低的特點; 擴(kuò)展基礎(chǔ)的底面向外擴(kuò)展，擴(kuò)展基礎(chǔ)的底面向外擴(kuò)展，基礎(chǔ)外伸的寬度大于基礎(chǔ)高度，基礎(chǔ)材料承受拉應(yīng)力基礎(chǔ)外伸的寬度大于基礎(chǔ)高度，基礎(chǔ)材料承受拉應(yīng)力,常見的擴(kuò)展基礎(chǔ)指柱下鋼筋混凝土常見的擴(kuò)展基礎(chǔ)指柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。獨立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。 本章主要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)埋置深度選擇、地基承載力的確定、基礎(chǔ)底面尺寸的確定以及剛性基本章主

35、要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)埋置深度選擇、地基承載力的確定、基礎(chǔ)底面尺寸的確定以及剛性基礎(chǔ)和擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計計算。礎(chǔ)和擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計計算。11.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)埋置深度的選擇 埋深對建筑物的安全使用、穩(wěn)定性、工期造價影響很大，因此合理選擇和確定埋深是十埋深對建筑物的安全使用、穩(wěn)定性、工期造價影響很大，因此合理選擇和確定埋深是十分重要的。埋深受多種因素制約，但就每項工程，往往其中一兩個因素起決定作用，能否分重要的。埋深受多種因素制約，但就每項工程，往往其中一兩個因素起決定作用，能否抓住主要因素，取決于設(shè)計者的經(jīng)驗與分析的能力。一般應(yīng)按下列規(guī)定綜合考慮，合理確抓住主要因素，取決于設(shè)計者的經(jīng)驗與分析的能力。一

36、般應(yīng)按下列規(guī)定綜合考慮，合理確定埋深。定埋深。一、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件一、工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件 直接支承基礎(chǔ)的地層稱為持力層，其下的土層稱為下臥層。為了保證建筑物的安全，直接支承基礎(chǔ)的地層稱為持力層，其下的土層稱為下臥層。為了保證建筑物的安全，必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層。必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層。 通常根據(jù)土承載力大小，壓縮性高底和分布均勻程度，可將地基分成以下三種典型情況通常根據(jù)土承載力大小，壓縮性高底和分布均勻程度，可將地基分成以下三種典型情況考慮。考慮。1、地基土深度方向土質(zhì)均勻時，基礎(chǔ)盡量淺埋?；A(chǔ)底面埋入持力層、地基土深度方向土質(zhì)均勻時，基礎(chǔ)

37、盡量淺埋。基礎(chǔ)底面埋入持力層15cm，埋深，埋深50基礎(chǔ)頂面在地面下基礎(chǔ)頂面在地面下10凍脹使基礎(chǔ)抬高，解凍時基礎(chǔ)下沉，為了均勻變形，置入可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小凍脹使基礎(chǔ)抬高，解凍時基礎(chǔ)下沉，為了均勻變形，置入可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小埋深埋深dmin 見下式見下式2、上層土較下層土好的地基，根據(jù)上層土的厚度、上層土較下層土好的地基，根據(jù)上層土的厚度 決定埋深。當(dāng)有軟弱下臥層時，持力層決定埋深。當(dāng)有軟弱下臥層時，持力層厚度不宜太薄，一般應(yīng)大于基底寬的厚度不宜太薄，一般應(yīng)大于基底寬的14，其最小厚度為，其最小厚度為12m。 3、上層差，下層好的地基，基礎(chǔ)盡量淺埋。、上層差，下層好的地基，基礎(chǔ)盡量

38、淺埋。 4、基礎(chǔ)底面應(yīng)盡量埋于地下，水位以上，避免地下水對基礎(chǔ)的腐蝕。、基礎(chǔ)底面應(yīng)盡量埋于地下，水位以上，避免地下水對基礎(chǔ)的腐蝕。二、二、 由在基礎(chǔ)上的荷載和性質(zhì)由在基礎(chǔ)上的荷載和性質(zhì)對于不同類型的建筑物的埋深不同對于不同類型的建筑物的埋深不同 1.有地下層建筑物，加深。有地下層建筑物，加深。 2.荷載大的建筑物加深。荷載大的建筑物加深。三、土的凍脹影響三、土的凍脹影響某些粒土在凍結(jié)時，往往發(fā)生就膨脹，向上隆起即所謂凍脹現(xiàn)象。某些粒土在凍結(jié)時，往往發(fā)生就膨脹，向上隆起即所謂凍脹現(xiàn)象。fttdzd 0min四、相鄰建筑的埋深四、相鄰建筑的埋深 基礎(chǔ)埋深不宜深于相鄰原有建筑，如不能滿足要求，而基礎(chǔ)

39、應(yīng)保持一定的凈距，基礎(chǔ)埋深不宜深于相鄰原有建筑，如不能滿足要求，而基礎(chǔ)應(yīng)保持一定的凈距， 一般一般取底面高差的取底面高差的12倍，若還不能滿足需要加固原有基礎(chǔ)。倍，若還不能滿足需要加固原有基礎(chǔ)。地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足三個條件，其中第一個條件中就是強度和穩(wěn)定條件，即保證在承載作地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足三個條件，其中第一個條件中就是強度和穩(wěn)定條件，即保證在承載作用下地基不發(fā)生剪切破壞，其公式為用下地基不發(fā)生剪切破壞，其公式為 Pfa11.3 地基承載力地基承載力fa的確定方法有三種，補充兩種的確定方法有三種，補充兩種（1）、根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)確定；）、根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)確定；（2）、按現(xiàn)場荷載試驗的）、

40、按現(xiàn)場荷載試驗的PS曲線確定；曲線確定；（3）、按規(guī)范提供的承載力表確定；）、按規(guī)范提供的承載力表確定；（4）、用動力觸探確定；）、用動力觸探確定；（5）、憑經(jīng)驗確定；）、憑經(jīng)驗確定； 一、地基土的抗剪強度指標(biāo)的確定一、地基土的抗剪強度指標(biāo)的確定（一魏錫克公式（一魏錫克公式 魏錫克公式在計算土極限承載力方面考慮的影響因素很多，是比較全面的一個公式，因此魏錫克公式在計算土極限承載力方面考慮的影響因素很多，是比較全面的一個公式，因此在國外應(yīng)用很廣，但涉及的系數(shù)很多在國外應(yīng)用很廣，但涉及的系數(shù)很多,用起來比較麻煩這部分作為了解內(nèi)容）用起來比較麻煩這部分作為了解內(nèi)容） 這幾種方法各有優(yōu)點，可以互為補充

41、，對于特定的地基可以選用一種或幾種方法，其計算結(jié)果可以互相對比，確保所取的值安全可靠。 -承載力系數(shù)，可按表確定（二規(guī)范推薦的理論公式（二規(guī)范推薦的理論公式 對于堅向荷載偏心和水平力都不大的基礎(chǔ)來說，對于堅向荷載偏心和水平力都不大的基礎(chǔ)來說，地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，當(dāng)偏心規(guī)定，當(dāng)偏心距距e小于或等小于或等b/30。根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)確定地基承載力可按下式計算。根據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)確定地基承載力可按下式計算 fa由土的抗剪強度指標(biāo)確定的地基承載力特征值 CkdbaMcqMbMf CdbMMM、kckv 基底下一倍基寬深度內(nèi)土的內(nèi)摩擦角，粘聚力和重度的標(biāo)準(zhǔn)值。地下水位以下，取土的有

42、效重度。vb基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m考慮，小于3m時按3m考慮。 由于理論公式是依據(jù)均布壓力推出的，故對上式增加了偏心距的限制條件. 短期荷載作用下，對于地基持力層土的透水性差，排水條件不良，在增長速度較快的荷載下，應(yīng)采用不固結(jié)不排水抗剪強度計算短期承載力，可用下式，三、幾點說明 1.理論公式計算承載力，關(guān)鍵是土的抗剪強度指標(biāo)的確定即 、 的確定，試驗方法為三軸剪切試驗，或直剪試驗，一般要求建筑場地6個鉆孔，Cuqfa14. 3 kck4、對飽和粘土（ ） 增大基礎(chǔ)尺寸不能提高地基承載力， 0的土，增大基寬，承載力將隨之增加。 k 在基礎(chǔ)底面以下1倍深度土層內(nèi)，每孔試樣不少于3組。 2、

43、土的重度，地下水位以下時有效重度計算。 3、地基承載力不僅與土的性質(zhì)有關(guān)，還與基礎(chǔ)的大小b形狀條形，矩形埋深d以及荷載偏心等情況有關(guān)，規(guī)范推薦公式中反映出來的為基礎(chǔ)寬度b和埋深d。0, 0 buMq5、公式第二項、公式第二項 qMd ，增加基礎(chǔ)埋深可以顯著地提高地基的承載力。，增加基礎(chǔ)埋深可以顯著地提高地基的承載力。 6、對于砂地基，地下水位以下土的有效重度約為飽和重度的一半，因此當(dāng)?shù)叵滤簧仙咏讜r，地基承載力將顯著降低。 7、按土的抗剪強度確定地基承載力時，沒有考慮建筑物對變形的要求，即基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的第二個條件，因此還應(yīng)進(jìn)行地基變形計算。二、按地基荷載試驗確定二、按地基荷載試驗確定

44、對于重要的一級建筑，為進(jìn)一步了解地基土的變形性能和承載能力，必須做現(xiàn)場原位對于重要的一級建筑，為進(jìn)一步了解地基土的變形性能和承載能力，必須做現(xiàn)場原位載荷試驗確定地基承載力。載荷試驗確定地基承載力。 測得的結(jié)果能反映相當(dāng)于測得的結(jié)果能反映相當(dāng)于12倍荷載板寬度的深度以內(nèi)土體的情況，方法可靠，但倍荷載板寬度的深度以內(nèi)土體的情況，方法可靠，但費時耗資而不能多做，規(guī)范地基承載力表所提供的經(jīng)驗數(shù)值，是以靜載試驗結(jié)果為基礎(chǔ)費時耗資而不能多做，規(guī)范地基承載力表所提供的經(jīng)驗數(shù)值，是以靜載試驗結(jié)果為基礎(chǔ)的。的。 試驗的曲線歸納為為兩種類型，一種是密實的砂，硬塑性土等低縮性土；曲線有明顯的起始直線和極限值，考慮到

45、低壓縮性土的承載力特征值，一般由強度控制，故建筑地基規(guī)范，規(guī)定取圖中P1比例荷載作為承載力特征值）。特征值極限荷載確定：極限荷載確定：p1與與pu很接近，當(dāng)很接近，當(dāng)pu1.5 p1時，取時，取pu/2作為承載力特征值。對于有作為承載力特征值。對于有一定強度的中高壓縮性土，其一定強度的中高壓縮性土，其PS曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點，但曲線的斜率會穩(wěn)定在某個值。曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點，但曲線的斜率會穩(wěn)定在某個值。pu可取曲線斜率從開始到達(dá)最大值所對應(yīng)的壓力。但事實上要取可取曲線斜率從開始到達(dá)最大值所對應(yīng)的壓力。但事實上要取pu值需把荷載實驗加到很值需把荷載實驗加到很大的沉降才行，往往無法作到這一點。通常

46、這種中高壓縮性土的基本承載力，往往受到沉大的沉降才行，往往無法作到這一點。通常這種中高壓縮性土的基本承載力，往往受到沉降量的控制。降量的控制。 一般當(dāng)壓板面積為一般當(dāng)壓板面積為0.250.50時，規(guī)定取時，規(guī)定取Sb0.02b的壓力，的壓力，P0.02做為承載力依做為承載力依據(jù)。據(jù)。 三、按規(guī)范承載力表確定 我國國家標(biāo)準(zhǔn)以各區(qū)靜載試驗資料為基礎(chǔ)，通過統(tǒng)計分析，對各類土建立了按野外鑒別結(jié)果，室內(nèi)物理、力學(xué)指標(biāo)，或現(xiàn)場動力觸探試驗錘擊數(shù)查取地基承載力特征值 的表格，所有表格都是針對基礎(chǔ)寬度B3m、埋置深度d0.5m情況作出的。2、當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于、當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于或埋置深度大于0.5

47、m時，應(yīng)按下式算承載力設(shè)計值。時，應(yīng)按下式算承載力設(shè)計值。 )5 . 0()3(0 dbffdbaka b d 基寬b和埋深d的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土類查表 b 基礎(chǔ)底面寬度m），當(dāng)基礎(chǔ)小于3m按3m考慮，當(dāng)大于6m時按6m考慮 d 基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度m），一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)），一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱型基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起，在其

48、它情況下，應(yīng)從室內(nèi)標(biāo)高算型基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起，在其它情況下，應(yīng)從室內(nèi)標(biāo)高算起。起。 11.4按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸 例題例題1：試確如圖柱下矩形基礎(chǔ)的底面尺寸：試確如圖柱下矩形基礎(chǔ)的底面尺寸k =18.0kn/m,e=0.85,f =205kP=0.62m粉質(zhì)粘土，H21F =180kNF =220kN M=950kNm F =1800kN31.2m1.8m解解1）. 首先確定地基承載力設(shè)計值首先確定地基承載力設(shè)計值ddbakadnbnff )5 . 0()3( 因為基礎(chǔ)尺寸未知，先不修正寬度的影響。因為基礎(chǔ)尺寸未知，先不修正寬度

49、的影響。 kPafa7 .2305 . 08 . 1181 . 1205 （2）.初步確定基底尺寸。圖為偏心假定初步確定基底尺寸。圖為偏心假定8 . 0206 .138 . 1207 .2308 . 02201800mafFAG 取基底邊長比取基底邊長比L/b=2L為荷載偏心方向邊長）為荷載偏心方向邊長）A0=bL=2b2=13.6 b=2.6m L=5.2m（3驗算荷載偏心矩驗算荷載偏心矩 基底形心處總豎向力基底形心處總豎向力 F+G=1800+220+20X2.6X5.2X1.5 =2507KN基底形心處總力距基底形心處總力距 M9501801.2+220.62=1302KN偏心距偏心距

50、e=1302/2507=0.579m0） (4).驗算基底邊緣最大壓力pmax因邊緣小于因邊緣小于3m，故仍取，故仍取kpaf7 .230)2772 . 1(299)2 . 5/512. 061(maxkpafKPAGFpa (5).調(diào)整底面尺寸再驗算取調(diào)整底面尺寸再驗算取b=2.7m，L=5.4m（地基承載力設(shè)計值不變）（地基承載力設(shè)計值不變） F+G=1800+220+202.75.41.82545KNafkpap2 . 1274)4 . 5512. 061(4 . 57 . 22545max 軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值. czz azfzczazf二、軟弱下臥層的驗算

51、二、軟弱下臥層的驗算當(dāng)?shù)鼗林惺芰拥姆秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必須進(jìn)行軟弱下臥層驗算，要求作當(dāng)?shù)鼗林惺芰拥姆秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必須進(jìn)行軟弱下臥層驗算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過它的承載力。用在軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過它的承載力。軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力值；軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力值；關(guān)于附加壓力的計算，采用了簡化方法：當(dāng)持力層與下臥軟弱層的壓縮模量比值滿足下式關(guān)于附加壓力的計算，采用了簡化方法：當(dāng)持力層與下臥軟弱層的壓縮模量比值滿足下式時，對矩形或條形基礎(chǔ)可按擴(kuò)散角的概念計算。時，對矩形或條形基礎(chǔ)可按擴(kuò)散角的概念計算。3/2

52、1 SSEE)tan2)(tan2()( zbzlplbcz 對條形基礎(chǔ)，僅考慮寬度方向的擴(kuò)散，并沿基礎(chǔ)縱向取單位長度為計算單元，于是可對條形基礎(chǔ)，僅考慮寬度方向的擴(kuò)散，并沿基礎(chǔ)縱向取單位長度為計算單元，于是可得：得： tan2)(zbpbcz 一、地基變形驗算一、地基變形驗算(一）、地基變形指標(biāo)一）、地基變形指標(biāo) 地基在建筑物荷載下將產(chǎn)生壓縮變形，將引起建筑物沉降和不均勻沉降地基在建筑物荷載下將產(chǎn)生壓縮變形，將引起建筑物沉降和不均勻沉降,但是由于地基土性但是由于地基土性質(zhì)復(fù)雜，質(zhì)復(fù)雜，建筑物結(jié)構(gòu)類型、使用要求、荷載性質(zhì)也不同，因此地基變形在建筑物上部結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)建筑物結(jié)構(gòu)類型、使用要求、荷載

53、性質(zhì)也不同，因此地基變形在建筑物上部結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)不同。為研究地基變形對建筑物的破壞和對使用功能的影響程度，不同。為研究地基變形對建筑物的破壞和對使用功能的影響程度，建筑地基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，用如下特征指標(biāo)描述地基變形。規(guī)定，用如下特征指標(biāo)描述地基變形。 1、沉降量、沉降量基礎(chǔ)中心點的沉降值基礎(chǔ)中心點的沉降值 2、沉降差、沉降差相鄰兩單獨基礎(chǔ)沉降量之差相鄰兩單獨基礎(chǔ)沉降量之差 3、傾斜、傾斜獨立基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離之比。獨立基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離之比。 4、局部傾斜砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向、局部傾斜砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值內(nèi)基

54、礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值（二地基產(chǎn)生變形值（二地基產(chǎn)生變形值 地基的變形可以同時存在幾種，由于建筑物結(jié)構(gòu)特點和要求不同對各種變形的特征地基的變形可以同時存在幾種，由于建筑物結(jié)構(gòu)特點和要求不同對各種變形的特征的反映不同，每一個具體建筑物的破壞或正常使用，都是不同變形指標(biāo)控制的。因此規(guī)的反映不同，每一個具體建筑物的破壞或正常使用，都是不同變形指標(biāo)控制的。因此規(guī)范規(guī)定了不同類型建筑物的不同控制指標(biāo)，應(yīng)滿足變形條件。范規(guī)定了不同類型建筑物的不同控制指標(biāo)，應(yīng)滿足變形條件。 其變形參見表其變形參見表715 地基變形驗算結(jié)果不滿足時，需調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，如仍未滿足可改用其它基礎(chǔ)方案。地基變形驗算結(jié)果不滿足時

55、，需調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，如仍未滿足可改用其它基礎(chǔ)方案。建筑物所需驗算的地基變形特征值取決于建筑物的結(jié)構(gòu)類型，整體剛度和使用要求。建筑物所需驗算的地基變形特征值取決于建筑物的結(jié)構(gòu)類型，整體剛度和使用要求。1、與柔性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征、與柔性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征 典型結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，建在均勻地基上，要求不出現(xiàn)過大的沉降差，應(yīng)由最大的柱基沉降量典型結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，建在均勻地基上，要求不出現(xiàn)過大的沉降差，應(yīng)由最大的柱基沉降量控制。建在不均勻地基上，容易產(chǎn)生降差，危及使用和安全?？刂?。建在不均勻地基上，容易產(chǎn)生降差，危及使用和安全。2、與敏感性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征、與敏感性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征 磚石

56、結(jié)構(gòu)，多因建筑物地基不均勻，荷載差異較大，體型復(fù)雜造成不均勻沉降，引起墻體磚石結(jié)構(gòu)，多因建筑物地基不均勻，荷載差異較大，體型復(fù)雜造成不均勻沉降，引起墻體過分撓曲，局部開裂，這種破壞形式可以用局部傾斜控制。過分撓曲，局部開裂，這種破壞形式可以用局部傾斜控制。 框架結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生剪曲破壞。框架結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生剪曲破壞。3、高聳結(jié)構(gòu)以及高層建筑等剛性結(jié)構(gòu)。、高聳結(jié)構(gòu)以及高層建筑等剛性結(jié)構(gòu)。 其變形特征為建筑物的整體傾斜其變形特征為建筑物的整體傾斜 產(chǎn)生原因為地基土層不均勻分布以及鄰近建筑物的影響，由于主要受水平荷載，產(chǎn)生原因為地基土層不均勻分布以及鄰近建筑物的影響，由于主要受水平荷載，基礎(chǔ)偏心受壓也容易引

57、起傾斜，高層建筑的傾斜會給人們心理上的恐慌，其傾斜基礎(chǔ)偏心受壓也容易引起傾斜，高層建筑的傾斜會給人們心理上的恐慌，其傾斜面必須加以限制。面必須加以限制。(三三) 要求驗算地基變形的建筑物范圍要求驗算地基變形的建筑物范圍 進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計中要滿足強度和變形條件。一般強度條件容易滿足，變形計算需要比進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計中要滿足強度和變形條件。一般強度條件容易滿足，變形計算需要比較詳細(xì)的勘探資料和土工試驗成果。較詳細(xì)的勘探資料和土工試驗成果。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定在制訂各類土的地基承載在制訂各類土的地基承載力表時，已經(jīng)考慮了一般中、小建筑物在地質(zhì)條件比較簡單的情況下對地基變形的要求。力表時，已

58、經(jīng)考慮了一般中、小建筑物在地質(zhì)條件比較簡單的情況下對地基變形的要求。 所以，只要是基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，且地基條件和建筑類型符合表所以，只要是基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，且地基條件和建筑類型符合表72要求時，可要求時，可不進(jìn)行地基變形驗算。不進(jìn)行地基變形驗算。 11.6擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計一、擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求一、擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求二、擴(kuò)展基礎(chǔ)的計算二、擴(kuò)展基礎(chǔ)的計算 上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合按基本組合，基底反力用凈反力(一)、墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)的底板厚度和配筋0V圖PnPn.a11/2Pn.aM圖211、中心荷載作用、中心荷載作用PnMFPn,minPn,max0FMeon ,)61(0 ,ma

59、x,min,beblFPnnn )(min,max,min,1 ,nnnnppbabpP 基底凈反力的偏心距基底凈反力的偏心距基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力懸臂根部截面懸臂根部截面1-1處的凈反力為處的凈反力為基礎(chǔ)的高度及配筋計算同中心受壓基礎(chǔ)基礎(chǔ)的高度及配筋計算同中心受壓基礎(chǔ)(二二)、柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)底板厚度和配筋計算、柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)底板厚度和配筋計算1、中心荷載作用、中心荷載作用基礎(chǔ)底板厚度基礎(chǔ)底板厚度底板配筋計算底板配筋計算07 . 0hafFmthpl 通過柱或臺階處抗沖切承載通過柱或臺階處抗沖切承載力確定力確定FL沖切破壞面以外沖切力 knAL

60、ABCDEF投影面積ft砼軸心抗拉強度設(shè)計值am（ab+at）/2lnLAPF 0b0l/2c00ha沖切破壞錐體底面線FEDCBAbnmax0np的斜截面沖切破壞錐體nminhl/2chhbab/2b/2hpp4545基礎(chǔ)底板彎矩和配筋計算基礎(chǔ)底板彎矩和配筋計算)2()(242ccnIbbalpM )2()(242ccnalbbpM 2.偏心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ) 底板厚度的確定，只需將公式中的底板厚度的確定，只需將公式中的P n換成換成Pn,max即可即可 底板配筋的確定，只需將公式中的P n換成1/2(Pn,max+pn,1)ySfhMA09 . 0 第第12章章 柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、