第二章 淺基礎(chǔ)

2.1概述淺基礎(chǔ)：通常把位于天然地基上、埋置深度小于

5m的一般基礎(chǔ)

(柱基或墻基

)以及埋置深度雖超過5m,但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)

(如箱形基礎(chǔ)

),統(tǒng)稱為天然地基上的淺基礎(chǔ)。優(yōu)點：埋置深度較淺，用料較省，無需復(fù)雜的施工設(shè)備，在開挖基坑、必要時支護(hù)坑壁和排水疏干后對地基不加處理即可修建，工期短、造價低。第二章淺基礎(chǔ)

常見基礎(chǔ)方案：

天然地基——淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ) 人工地基——淺基礎(chǔ) 深淺結(jié)合基礎(chǔ)（樁—筏、樁箱基礎(chǔ)）

合理選擇基礎(chǔ)方案：

建筑物的用途、設(shè)計等級； 建筑布置和上部結(jié)構(gòu)類型； 建筑場地和地基巖土條件； 施工條件、工期、造價。2.1.1淺基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容及步驟

1）選擇基礎(chǔ)的材料和類型，進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置；

2）確定地基持力層，選擇基礎(chǔ)的埋置深度；

3）確定地基承載力

4）根據(jù)地基承載力，確定基礎(chǔ)的底面尺寸，必要時進(jìn)行下臥層強度驗算、地基驗算（包括變形與穩(wěn)定性驗算）；

5）進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計（內(nèi)力分析、截面計算、同時滿足構(gòu)造要求）；

6）繪基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明。2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計方法——上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基三者分別進(jìn)行設(shè)計。如對條形基礎(chǔ)上的框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計方法見右圖。合理的分析方法應(yīng)考慮三者共同作用。（見第三章）2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計原則及規(guī)定

地基基礎(chǔ)設(shè)計分為三個設(shè)計等級：1、對地基計算的規(guī)定建筑物地基設(shè)計的基本要求：穩(wěn)定要求：荷載小于承載力（抗力）變形要求：變形小于設(shè)計允許值S[S]與土的強度有關(guān)與土的壓縮性有關(guān)地基承載力沉降計算（分層總和法）因此，規(guī)范對地基計算作了具體的規(guī)定：（1）所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的規(guī)定，即基礎(chǔ)底面的壓力應(yīng)符合下列要求：當(dāng)軸心受壓時當(dāng)偏心受壓時Pk≤fa

Pk平均≤fa

Pkmax≤1.2

fa

（2）設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基 變形設(shè)計。S≤[S]（3）表2-2所列范圍內(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，仍應(yīng)作變形驗算：

1）地基承載力特征值小于130kPa，且體型復(fù)雜的建筑；

2）附近有堆載，相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大；

3）軟弱地基，偏心荷載；

4）相鄰建筑距離過近；

5）填土，自重固結(jié)未完成；

（4）對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑物、高聳建筑物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。（5）基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗算；（6）地下水位以下，進(jìn)行抗浮驗算。2、荷載取值的規(guī)定

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：（1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)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。（2）計算地基變形時，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)的準(zhǔn)永久組合，不計風(fēng)荷載和地震作用；相應(yīng)的限值應(yīng)地基變形允許值。（3）計算擋土墻土壓力、地基或斜坡的穩(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)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。（4）在確定基礎(chǔ)或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，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)荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。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。（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1.35倍。2.2淺基礎(chǔ)的類型按結(jié)構(gòu)型式分： 擴(kuò)展基礎(chǔ) （獨立基礎(chǔ)、墻下條基） 聯(lián)合基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 柱下交叉條形基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ)按材料分： 剛性基礎(chǔ)：

磚基礎(chǔ)

毛石基礎(chǔ)

混凝土基礎(chǔ)

毛石混凝土基礎(chǔ)

灰土或三合土基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)：

鋼筋混凝土基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)灰土或三合土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ)a）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)b）現(xiàn)澆單獨基礎(chǔ)c）預(yù)制杯形基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下十字交叉基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)2.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇原則：在滿足承載力的條件下盡量淺埋基本要求：除巖石以外，D大于50cm（表土擾動，植物，凍融，沖蝕）基礎(chǔ)頂距離表土大于10cm，保護(hù)基礎(chǔ)面。橋：要求在沖刷深度以下1、建筑物的用途、結(jié)構(gòu)類型及荷載性質(zhì)與大小地震區(qū)，除巖石地基外，天然地基的筏形和箱形基礎(chǔ)埋深不宜小于建筑物高度的1/15，對樁—筏、樁－箱基礎(chǔ)，不宜小于建筑物高度的1/18~1/20。滿足抗滑、抗拔、抗傾復(fù)穩(wěn)定性要求。地下管道（上下水，煤氣電纜）應(yīng)在基底以上，便于維修其它控制因素：基礎(chǔ)埋深不同時

(1)主樓與裙房，高度不同，分期施工設(shè)置后澆帶

(2)臺階式相連，如山坡上的房屋2、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件滿足地基承載力和變形要求；軟弱下臥層也應(yīng)滿足要求；盡量在地下水位以上，否則開挖降水費用大有承壓水時，防止承壓水頂破基底基坑根據(jù)土層分布情況確定在滿足其他要求下盡量淺埋只有低層房屋可用，否則處理盡量淺埋。但是如h1太小就為Ⅱh1<2m基底在好土；h1=2m~4m高樓好土，低樓軟土；h1>5m樁基或處理；好土軟土好土III IIIIV好土軟土軟土(很深)h13、地基土的凍脹凍土多年凍土（凍結(jié)時間3年）季節(jié)性凍土發(fā)生凍脹的條件（1）土的條件一般是細(xì)顆粒土（2）溫度條件低于凍結(jié)溫度（3）水力條件含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重外因內(nèi)因土的凍脹性土的凍脹性衡量指標(biāo)凍脹性分類平均凍脹率：不凍脹1%弱凍脹1%

<3.5%凍脹3.5%

<6%強凍脹6%

<12%特強凍脹>12%注意：碎石、砂等中粒徑小于0.075mm的顆粒含量太高也會導(dǎo)致凍脹考慮凍脹的基礎(chǔ)埋深按02規(guī)范dmin

zd

-hmax

zd:

設(shè)計凍深hmax：容許殘留凍土層最大厚度zd=z0

zs

zw

ze標(biāo)準(zhǔn)凍深土類別凍脹性環(huán)境影響系數(shù)Z0標(biāo)準(zhǔn)凍深：北京0.8~1.0m哈爾濱2.0m滿洲里2.8m10年的實測最大凍深平均值4、場地環(huán)境條件新舊及相鄰建筑物有一定距離。否則要求支護(hù)，并且要嚴(yán)格限制支護(hù)的水平位移。2.4地基承載力的確定極限承載力承載力容許承載力承載力設(shè)計值(特征值)通常所說的承載力指容許承載力2002規(guī)范采用地基承載力特征值的概念： 在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力。2.4.1地基承載力的概念2.4.2地基承載力特征值的確定1、理論公式計算承載力：臨界荷載P1/4、P1/3臨塑荷載Pcr階段1：彈性段階段2：局部塑性區(qū)階段3：完全破壞段極限荷載Pu（極限承載力）q=0dp2zMZmax=0

：Zmax=B/4或B/3

：

Pcr=0

dNq+cNcP1/4=BN1/4+0dNq+cNc臨界荷載P1/3=BN1/3+0dNq+cNc臨塑荷載土力學(xué)公式：zmaxP極限荷載（極限承載力）Pu

計算1）普朗德爾-瑞斯納公式q=0dd2）太沙基公式被動區(qū)過渡區(qū)剛性核太沙基極限承載力：一個半經(jīng)驗的公式3）斯凱普頓公式對于飽和軟粘土地基＝0：

條形基礎(chǔ)下：普朗德爾-瑞斯納公式的特例

矩形基礎(chǔ)下：斯凱普頓公式4）漢森公式在原有極限承載力公式上修正：基礎(chǔ)形狀修正深度修正荷載傾斜修正地面傾斜修正基底傾斜修正我國規(guī)范中?。篺a=Mbb+Md

md+Mcck以臨界荷載P1/4為理論基礎(chǔ)1通過公式計算2通過載荷試驗確定3通過經(jīng)驗確定GBJ7-89規(guī)范：推薦查表方法GB50007-2002規(guī)范：取消了相關(guān)表格表C.2-1黏性土承載力特征值fak（kPa）_廣西巖土規(guī)范液性指數(shù)IL孔隙比e00.250.500.751.001.200.5380340310280（250）—0.6300270250230210—0.7250220200180160（135）0.8220200180160140（120）0.9190170150130110（100）1.0180140120110100（90）1.11301101009080注：1在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的黏性土，其工程性質(zhì)一般較差；第四紀(jì)晚更新世(Q3)及其以前沉積的老黏性土，其工程性質(zhì)通常較好；這些土均應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗取值；2有括號者僅供內(nèi)插用。按土的抗剪強度指標(biāo)確定承載力公式計算：fa=pu/K式中，pu——地基極限承載力，如前述確定方法

K——安全系數(shù)，2~3（1）地基極限承載力理論公式（2）按規(guī)范推薦的理論公式fa=Mbb+Md

md+Mcckfa——承載力特征值（設(shè)計值）Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)，由k

查表b——基底寬度，大于6m按6m考慮，對于砂土小于3m按3m考慮ck——基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力對飽和軟粘土，取不排水內(nèi)摩擦角u=0

，則有短期承載力為：當(dāng)荷載偏心距el/30時，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》推薦公式（3）幾點說明

1）土的抗剪強度指標(biāo)取值，應(yīng)符合規(guī)范要求（至少6組試樣，進(jìn)行統(tǒng)計分析）；

2）承載力與基礎(chǔ)尺寸的關(guān)系；

3）承載力與埋深的關(guān)系；

4）應(yīng)作變形驗算。載荷試驗2、按地基載荷試驗確定：載荷板千斤頂百分表堆載法地錨法123SP0比例界限極限荷載PcrPu階段1：彈性段階段2：局部塑性區(qū)階段3：完全破壞段P~S曲線臨塑荷載S(mm)P(kPa)

a）當(dāng)p—s曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值；

b）當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的2倍時；取極限荷載值的一半；

c）當(dāng)不能按上述二款要求確定時，當(dāng)壓板面積為0.25～0.5m2，可取s/b＝0.01~0.015所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半；承載力特征值fak的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于三點，當(dāng)試驗實測值的極差不超過其平均值的30％時，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。查表計算：GBJ7-89規(guī)范fk=ff0fk—承載力標(biāo)準(zhǔn)值f0—由室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)平均值確定的地基承載力基本值（查表）f—承載力修正系數(shù)變異系數(shù)粘性土e、IL粉土e、w砂土N63.5淤泥w3、按規(guī)范承載力表確定：GB50007-2002規(guī)范：取消了相關(guān)表格，地區(qū)規(guī)范有。N357911131517192123fk105145190220295325370430515600680粘性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值，89規(guī)范按原位測試成果，如標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)N標(biāo)準(zhǔn)值fkfa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)

對從載荷試驗、其他原位測試、規(guī)范表格等方法確定的承載力，應(yīng)進(jìn)行深度和寬度修正：fak

：查表計算或靜載荷試驗確定的承載力標(biāo)準(zhǔn)值fa

：深寬修正后的承載力特征值（設(shè)計值）b、d

：寬度和埋深修正系數(shù)：基礎(chǔ)底面以下土的重度m

：基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均