基礎工程-淺基礎設計(2)

1、淺基礎設計（2）Shallow Foundation Design（2）天然地基淺基礎設計n地質勘察，掌握地質資料n選擇基礎類型、建筑材料和平面布置方案n選擇持力層和基礎埋置深度n確定地基承載力n按地基承載力確定基礎底面尺寸n地基穩(wěn)定性和變形驗算n進行基礎結構設計n繪制基礎施工圖（一）（二）（三）（四）（五）（六）（二）基礎埋置深度n埋置深度：基礎底面至地面的距離 影響因素：n建筑結構與場地環(huán)境n工程地質條件n水文地質條件n地基凍融條件建筑結構與場地環(huán)境n建筑結構：基礎形式、地下室、電梯、地下管道n結構物荷載大小和性質：風荷載、地震荷載n場地環(huán)境：原有建筑物的基礎工程地質條件n持力層：直接支承

2、基礎的土層n下臥層：持力層以下的土層n上層土的承載力能滿足要求時，應選擇淺埋；若其下有軟弱土層時，應驗算軟弱下臥層的承載力。n當上層土的承載力低于下層土時，要綜合考慮基礎底面積與埋深的關系。地基土層的組成類型好土好土軟土軟土軟土軟土好土好土好土好土軟土軟土好土好土軟土軟土好土好土()tancba土坡坡頂處的基礎埋深 3.52.5：（條形基礎）， （矩形基礎）水文地質條件n盡量置于地下水位以上n置于地下水位以下時，要考慮：n基坑排水、坑壁圍護n涌土、流砂等情況n地下水的腐蝕作用；n上浮托力；n地下室防滲。h000whhkh 承壓水位高度（從承壓含水層頂算起）（m）0槽底安全厚度范圍內土的加權平均

3、重度k 系數，一般取1.0，對寬基坑宜取0.7地基凍融條件n季節(jié)性凍土：冬季凍結、天暖解凍。n凍脹產生上抬力，基礎可能被上抬；土層解凍時，土體軟化，強度降低，地基產生融陷。n地基土依據凍前天然含水量，凍結期間地下水位和平均凍脹率（凍脹試驗）可劃分不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹。凍脹量原地面凍結線地下水位凍深凍層厚度0dzszwzezz dz式中：設計凍深(m)0zzszwze土的類別對凍深的影響系數土的凍脹性對凍深的影響系數環(huán)境對凍深的影響系數標準凍深(m)。系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空曠場地中不小少已10年實測最大凍深的平均值。無實測資料時，按建筑地基基礎設計規(guī)范“中國季節(jié)性

4、凍土標準凍深線圖”采用；季節(jié)性凍土的設計凍深n當建筑基礎底面以下允許一定厚度的凍土層，可用：minmaxddzhmaxh為基礎底面下允許殘留凍土層的最大厚度殘留凍土層 hmax原地面凍結線地下水位zd凍層厚度防凍害措施n在地下水位以上的基礎基礎側面應回填非凍脹性的中砂或粗砂，其厚度不小于10cm。在地下水位以下的基礎，可采用樁基礎、自錨式基礎(凍土層下有擴大板或擴底短柱)或采取其他有效措施。n選擇地勢高、地下水位低、地表排水良好的建筑場地。對低洼場地，宜在建筑物四周向外一倍凍深距離范圍內，使室外地坪至少高出自然地面300一500mm。n防止雨水、地表水、乍產廢水、生活污水浸入建筑地基，應設置排

5、水設施。在山區(qū)加沒截水溝或在建筑物下設置暗溝，以排走地表水和潛水流。n在強凍脹性和特強凍脹性地基上其基礎結構應設置鋼筋混凝土圈梁和基礎梁、并控制上部建筑的長高比，增強房屋的整體剛度。（三）地基承載力n地基承載力的設計原則n總安全系數設計原則n容許承載力設計原則n概率極限狀態(tài)設計原則n總安全系數設計原則：uppK式中: p 基礎底面的壓力（kPa）; pu 地基極限承載力（kPa）; K 總安全系數n容許承載力設計原則： pp式中:p地基容許承載力（kPa）容許承載力設計原則是我國最常用的方法之一n概率極限狀態(tài)設計原則建筑地基規(guī)范 為保證建筑物的安全使用，地基必須滿足兩種極限狀態(tài)的要求：（1）承

6、載力極限狀態(tài)：（2）正常使用極限狀態(tài)apf ssp:基底平均壓力設計值，fa：地基承載力設計值s：地基變形，s:地基容許變形 地基承載力設計值或特征值 ：在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設計值af確定地基承載力設計值n按土的抗剪強度指標確定n按地基載荷試驗確定n按地基規(guī)范承載力表確定按土的抗剪強度指標確定按土的抗剪強度指標確定n建筑地基規(guī)范abdmckfMbMdM c0.033eb1/412qcpbNqNcN荷載偏心距2-16n臨塑荷載：n對一級建筑物，確定抗剪強度指標ck，fk，要求采取原狀土樣以三軸剪切試驗測定；n確定抗剪強度指標ck，fk的試驗方法必須和地基土的工作狀態(tài)相適應；n僅適

7、用于e0.033b的情況，這是因為用該公式確定承載力時相應的理論模式是基底壓力呈條形均勻分布;n按以上承載力確定基礎底面尺寸后，還應進行地基變形特征驗算；n當 ，增加b對地基承載力的提高無明顯效果。0k按地基載荷試驗確定按地基載荷試驗確定規(guī)范要求對地基基礎設計等級為甲級的建筑物采用荷載試驗通過荷載沉降曲線來求地基承載力特征值(a) fak=p1 fak=pu/2 (pu=0.06巖石地基承載力特征值n巖石地基承載力特征值n極限荷載：規(guī)范規(guī)定的終止條件荷載時前一級nMin（極限荷載/3 ，比例界限荷載）n依據室內飽和單軸抗壓試驗確定arrkfffa 巖石地基承載力特征值（kPa)frk 巖石飽和

8、單軸抗壓強度標準（kPa)r 折減系數。根據巖體完整程度等確定按地基規(guī)范承載力表確定n舊規(guī)范提供承載力表供查用n新規(guī)范將地基承載力地域化，取消承載力表，但允許制定地方性規(guī)范，確定地基承載力表1.建筑地基規(guī)范承載力表根據土的物理根據土的物理力學指標查表力學指標查表根據野外鑒別結果或標準根據野外鑒別結果或標準貫入、輕便觸探試驗查表貫入、輕便觸探試驗查表承載力基本值承載力基本值f0承載力標準值承載力標準值fk承載力設計值承載力設計值f統計學回統計學回歸修正歸修正基礎深、基礎深、寬休正寬休正地基承載力設計值n寬度和埋深修正a(3)(0.5)akbdmffbd 式中 fa地基承載力設計值，kPa fak

9、地基承載力標準值，kPa b、d分別為基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數，按基底下土類查表2-15 基底持力層土的天然重度（地下水位以下的有效重度）， kN/m3 m基底以上埋深范圍內土的加權平均重度（該范圍內的土層處于水位以下部分有效重度參與加權平均）， kN/m3 b基礎底面寬度，b6m時按6m計 d基礎埋置深度，d2m， h3m， h/b4時 ) 3()2(22110hKbKssb基礎驗算底面的最小寬度或直徑（m）粘性土地基承載力不考慮寬度修正,砂土：b10m，按10m修正h基礎的埋置深度（m）1基底下持力層的容重（kN/m3）2基底以上土的容重（kN/m3）K1 K2 按持力層類確定的寬度和深度修正系數課堂習題1已知某擬建建筑物場地地質條件，第一層：雜填土，層厚1.0m，18kN/m3；第二層：粉質粘土，層厚 4.2m， 18.5kN/m3，e0.92，IL=0.94，地基承載力特征值fak=136kPa，試按以下基礎條件分別計算修正后的地基承載力特征值：（1）基礎底面為4.0m6.0m的矩形獨立基礎，埋深1.0m；（2）基礎底面