地基基礎的設計原則

地基基礎的設計原則第1頁/共64頁21.地基基礎設計原則內容提要1.1概述1.2地基基礎設計原則1.3地基常見類型1.4常用基礎類型1.5地基-基礎-上部結構共同工作概念第2頁/共64頁31.地基基礎設計原則1、掌握基礎工程設計的目的、任務、設計原則、基本規(guī)定2、了解天然地基與人工地基3、初步掌握基礎類型及其選取原則4、基本理解地基—基礎—上部結構共同作用概念教學目的要求第3頁/共64頁41.地基基礎設計原則重點地基基礎設計基本規(guī)定，各種地基特點、各基礎類型選取原則難點涉及規(guī)范多、表格多,地基—基礎—上部結構共同作用概念

疑點

1、概率極限狀態(tài)設計法與極限狀態(tài)設計原則

2、荷載組合牽涉到的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)第4頁/共64頁51.地基基礎設計原則基礎工程設計目的設計等級設計狀況基礎工程設計任務基礎結構作用效應分析基礎結構抗力及其他性能分析1.1概述第5頁/共64頁61.地基基礎設計原則設計等級（安全～等）土木工程結構設計時，根據(jù)結構破壞可能產生的后果（危及人的生命，造成經濟損失，產生社會影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級，見書P6-7相關表格，其中地基基礎設計分甲、乙、丙三個等級。

1.1概述第6頁/共64頁7地基基礎設計等級

《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002第7頁/共64頁81.地基基礎設計原則設計狀況設計工作壽命：在設計規(guī)定的期限內，結構或結構構件只需進行正常的維護便可按其預定的目的使用，而不需進行修理加固，（見表1-6）。設計狀況：根據(jù)具體的基礎安全等級，結構設計工作壽命分類。持久狀況：在結構使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長的狀況。持續(xù)期一般與設計工作壽命為同一數(shù)量級。需承載能力極限和正常使用極限狀態(tài)設計。短暫狀況：在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計工作壽命相比，持續(xù)期很短的狀況，如施工和維修等。需承載能力極限可正常使用極限狀態(tài)設計。偶然狀況：在結構使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況，如火災，爆炸、撞擊等。需承載能力極限可不按正常使用極限狀態(tài)設計。

1.1概述基礎工程設計目的？第8頁/共64頁91.地基基礎設計原則設計任務基礎結構作用效應分析確定由于地基反力、上部結構荷載作用在基礎結構上的作用效應。即基礎結構內力：彎矩、剪力、軸力等?；A結構抗力及其他性能分析根據(jù)擬定的基礎截面進行基礎結構抗力及其它性能的分析，確定基礎結構截面的承受能力及其性能。（按兩種極限狀態(tài)、最不利荷載組合）。1.1概述第9頁/共64頁101.地基基礎設計原則概率極限設計法與極限狀態(tài)設計原則概率極限設計法極限狀態(tài)地基基礎設計原則地基基礎設計資料地基基礎設計基本規(guī)定1.2地基基礎設計原則第10頁/共64頁111.地基基礎設計原則概率極限設計法與極限狀態(tài)設計原則概率極限設計法概率極限設計法：又稱可靠性分析設計?？煽啃院x：就是指系統(tǒng)在規(guī)定的時間內,在規(guī)定的條件下完成預定功能的概率。系統(tǒng)不能完成預定功能的概率即是失效概率。這種以統(tǒng)計分析確定的失效概率來度量系統(tǒng)可靠性的方法即為概率極限設計方法。1.2地基基礎設計原則第11頁/共64頁121.地基基礎設計原則概率極限設計法與極限狀態(tài)設計原則極限狀態(tài)：整個結構或結構構件超過某一特定狀態(tài)不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。分兩類:詳見p8承載能力極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。指結構強度不足或失穩(wěn)。正常使用極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項限值的狀態(tài)。1.2地基基礎設計原則第12頁/共64頁131.地基基礎設計原則概率極限設計法與極限狀態(tài)設計原則地基基礎設計原則p<fa原則（承載力驗算——基礎底面的壓力小于地基的承載力特征值），各級建筑均應進行承載力計算，防止地基土體剪切破壞；經常承受水平荷載的高層建筑、構筑物以及基坑工程的穩(wěn)定性驗算

s<[s]原則（變形驗算——地基及基礎的變形值小于建筑物要求的沉降值）需按基本規(guī)定驗算基礎結構強度、剛度和耐久性滿足要求另外力求災害荷載（地震，風載等）時，經濟損失最少。1.2地基基礎設計原則第13頁/共64頁141.地基基礎設計原則地基基礎設計資料上部結構資料：按行業(yè)相關規(guī)范計算的傳至基礎頂面的荷載（包括軸力、剪力和彎矩）。巖土工程勘察資料(見書)：重視驗槽工作。原位測試資料

:地基承載力、單樁豎向承載力以及地基壓縮模量和變形模量的原位測試報告等。1.2地基基礎設計原則第14頁/共64頁15地基、基礎、上部結構的常規(guī)分析簡圖上部結構(墻、柱)與基礎相連系，基礎底面直接與地基相接觸，三者組成一個完整的體系，在接觸處傳遞荷載，若將三者在界面處分開，滿足靜力平衡條件，第15頁/共64頁161.地基基礎設計原則地基基礎設計基本規(guī)定（按照基本規(guī)定遵循原則設計）⑴所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關規(guī)定；⑵甲級、乙級建筑物、均應按地基變形設計；⑶表1-8所列范圍內的丙級建筑物可不作變形驗算，如有下列情況之一時，仍應作變形驗算：1)地基承載力特征值小于130kPa，且體型復雜的建筑；2)在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，可能引起地基產生過大的不均勻沉降時；3)軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；4)相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時；5)地基內有厚度較大或薄不均的填土，其自重固結未完成時。⑷對經常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性；⑸基坑工程應進行穩(wěn)定性驗算；⑹當?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構筑物存在地下室上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。1.2地基基礎設計原則第16頁/共64頁171.地基基礎設計原則基礎工程設計

基礎工程設計前：根據(jù)前述“地基基礎設計基本規(guī)定”，對地基的強度、變形、穩(wěn)定性進行驗算。基礎內力計算：是根據(jù)基礎頂面作用的荷載，基礎底面土體的反力作為外荷載，運用靜力學、結構力學的方法求解而進行?；A頂面作用的荷載分析：要考慮多種荷載同時作用在基礎頂面的荷載組合，又要按承載力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)分別進行組合，并取各自的最不利組合進行設計計算。設計時所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力或限值應符合前述相應規(guī)范的有關規(guī)定。荷載效應組合的規(guī)定：（見書p14）1.2地基基礎設計原則第17頁/共64頁181.地基基礎設計原則1.2地基基礎設計原則荷載效應組合——補充1）基本組合是屬于承載力極限狀態(tài)設計的荷載效應組合，它包括以永久荷載效應控制組合和可變荷載效應控制組合，荷載效應設計值取兩者的大者，兩者中的分項系數(shù)(γ)取值不同。

2）標準組合（Ψc）是屬于正常使用極限狀態(tài)設計的荷載效應組合。標準組合在某種意義上與過去的短期效應組合相同，主要用來驗算一般情況下構件的撓度、裂縫等使用極限狀態(tài)問題。（5％左右）

3)準永久組合（Ψq）也是屬于正常使用極限狀態(tài)設計的荷載效應組合。在某種意義上與過去的長期效應組合相同，其值等于荷載的標準值乘以準永久值系數(shù)。它考慮了可變荷載對結構作用的長期性。在設計基準期內，可變荷載超越荷載準永久值的概率在50％左右。準永久組合常用于考慮荷載長期效應對結構構件正常使用狀態(tài)影響的分析中。最為典型的是：對于裂縫控制等級為2級的構件，要求按照標準組合時，構件受拉邊緣混凝土的應力不超過混凝土的抗拉強度標準值，在按照準永久組合時，要求不出現(xiàn)拉應力。第18頁/共64頁19

－可變荷載Qi的組合值系數(shù)，按現(xiàn)行《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009規(guī)定取值。正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合Sk為：式中SGk－按永久荷載標準值Gk計算的荷載效應值；

SQi

k－按可變荷載標準值Qi

k計算的荷載效應值；荷載效應的準永久組合值Sk應用下式表示:

－準永久值系數(shù)按現(xiàn)行《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取值。荷載效應組合一般規(guī)定1.2地基基礎設計原則第19頁/共64頁20

－永久荷載的分項系數(shù)按GB50009的規(guī)定取值；對由永久荷載效應控制的基本組合，也可采用簡化規(guī)則，荷載效應基本組合的設計值按下式確定：承載能力極限狀態(tài)下由可變荷載效應控制的基本組合設計值應用下式表達

式中R－結構構件抗力的設計值按有關建筑結構設計規(guī)范的規(guī)定確定；

Sk

－荷載效應的標準組合值。

－第i個可變荷載分項系數(shù)按GB50009的規(guī)定取γ0荷載效應組合一般規(guī)定1.2地基基礎設計原則第20頁/共64頁211.地基基礎設計原則1.2地基基礎設計原則基礎頂面作用的最不利荷載組合柱控制截面上最不利內力的類型為⑴+Mmax及相應的N、V；⑵-Mmax及相應的N、V⑶Nmax及相應的M、V；⑷Nmin及相應的M、V

對于大偏心受壓的情況，當彎矩M相等或相近時，軸力愈小所需配筋愈多，對于小偏心受壓的情況，當彎矩M相等或相近時，軸力愈大所需配筋愈多；不論是大偏心受壓還是小偏心受壓的情況，當軸力N相等或相近時，彎矩M愈大所需配筋愈多；為了施工的簡便以及為了避免施工過程中可能出現(xiàn)的錯誤起見，框架柱通常采用對稱配筋。此時，第（l）、（2）兩組最不利內力組合可合并為彎矩絕對值最大的內力|Mmax|及相應的軸力N、V

。第21頁/共64頁221.地基基礎設計原則(1)按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳于基礎或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合。相應的抗力應采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。(2)計算地基變形時，傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值。(3)計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，但其荷載分項系數(shù)為1.0。(4)在確定基礎或樁臺高度、支擋結構截面、計算基礎或支擋結構內力、確定配筋和驗算材料強度時，上部結構傳來的荷載效應組合和相應的基底反力，應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，采用相應的荷載分項系數(shù)。(5)當需要驗算基礎裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態(tài)荷載效應標準組合。(6)結構重要性系數(shù)γ0取值不應小于1.0。1.2地基基礎設計原則設計時所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力或限值應符合相應規(guī)范的有關規(guī)定：第22頁/共64頁2323

1.地基基礎設計原則1.3地基類型

天然地基土質地基巖石地基特殊土地基人工地基復合地基第23頁/共64頁241.地基基礎設計原則1.3地基類型天然地基土質地基：土質地基一般是指成層巖石以外的各類土，基本分為碎石土、砂土、粉土和粘性土幾大類。碎石土和砂土：劃分應符合表1-9、表1-10的規(guī)定。粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒不超過全部質量50％，且塑性指數(shù)等于或小于10的土。粘性土：當塑性指數(shù)大于10，且小于或等于17時，應定為粉質粘土；當塑性指數(shù)大于17時，應定為粘土。土質地基下限值：豎向壓應力值等于0.1σcz時某一深度。土質地基優(yōu)點：處于地殼的表層，施工方便，基礎工程造價較經濟，是房屋建筑，中、小型橋梁、涵洞、水庫、水壩等構筑物基礎經常選用的持力層。第24頁/共64頁251.地基基礎設計原則1.3地基類型天然地基巖石地基：當巖層距地表很近，或構筑物荷載通過基礎底面?zhèn)鹘o土質地基，地基土體承載力、變形驗算不能滿足相關規(guī)范要求時，則必需選擇巖石作為基礎的持力層，就稱該地基為巖質地基。例如我國南京長江大橋的橋墩基礎，三峽水庫大壩的壩基基礎等。分類：根據(jù)風化程度巖石分為未風化、微風化、中等風化、強風化、全風化。不等的風化等級對應不同的承載能力。優(yōu)點；它們具有足夠的抗壓強度，顆粒間有較強的連接，基本屬于連續(xù)介質。它較土粒堆積而成的松散介質的力學性能優(yōu)越許多。硬質巖石的飽和單軸極限抗壓強度可高達60MPa以上，軟質巖石的數(shù)值也在5MPa不等。其數(shù)量級與土質地基的kPa單位相比，可認為擴大10倍以上，當巖層埋深淺，施工方便時，它應是最先首選的基礎工程持力層。主要不良地質現(xiàn)象：1、巖溶2、滑坡3、危巖和崩塌4、泥石流5、采空區(qū)6、地面沉降7、地震效應8、活動斷裂。第25頁/共64頁261.地基基礎設計原則1.3地基類型天然地基特殊土地基：由于生成時不同的地理環(huán)境、氣候條件、地質成因以及次生變化等原因，使一些土類具有特殊的成分、結構和工程性質。通常把這些具有特殊工程性質的土類稱為特殊土。特殊土種類很多，大部分都具有地區(qū)特點，故又有區(qū)域性特殊土之稱。分類：p16-18濕陷性黃土、膨脹土地基、凍土地基（有的伴有鹽漬凍土）、紅粘土。工程特性：觸變性、流變性、高壓縮性、低強度、低透水性、不均勻性。第26頁/共64頁271.地基基礎設計原則1.3地基類型人工地基—若天然地基軟弱，一般指軟土地基,承載力和變形不能滿足設計要求時，需對其進行加固處理的(如置換、夯實、擠密、排水固結、加筋和化學處理等方法等處理)地基。軟粘土:土質地基中含水量大于液限，孔隙比e≥1.5或1.0≤e<1.5的新近沉積粘性土,為淤泥、淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土、淤泥混砂、泥炭及泥炭質土，具有強度低、壓縮性高、透水性差、流變性明顯和靈敏度高等特點，都稱之為軟粘土.第27頁/共64頁281.地基基礎設計原則1.3地基類型復合地基—在軟土地基或松散地基（回填土、雜填土、松軟砂）中設置由散體材料（土、砂、碎石）等或弱膠結材料（石灰土、水泥土等）構成加固樁柱體（亦稱增強體），與樁間土一起共同承受外荷載，這類由兩種不同強度的介質組成的人工地基，稱為復合地基。復合地基的樁柱體與樁基礎的樁區(qū)別:前者是人工地基的組成部分，起加固地基的作用,樁柱體與土協(xié)調變形，共同受力，兩者是彼此不可分割的整體。后者將結構荷載傳遞給深部地基土層，樁可單獨承受外荷載，由剛度大的材料組成且與承臺或上部結構作剛性連接。置換作用:樁柱體通過排水、擠土或原位攪拌等方式，使一部分地基土被置換為或轉變成具有較高強度和剛度的增強體，這種作用稱為置換作用。擠密作用：在成樁過程中砂石樁的排水作用，石灰樁的膨脹吸水作用對樁間土形成側向擠壓作用使土質得以改善，這種作用稱之為擠密作用。第28頁/共64頁291.4基礎類型淺基礎深基礎基礎分類按材料分類按構造分類按受力性能分類樁基礎沉井基礎沉箱基礎地下連續(xù)墻第29頁/共64頁301.4基礎類型淺基礎：≤5m，施工一般采用敞開挖基坑修筑基礎的方法，故亦稱為明挖基礎。設計計算時可以忽略基礎側面土體對基礎的影響，基礎結構形式和施工方法也較簡單。天然地基淺基礎由于埋深淺，結構形式簡單，施工方法簡便，造價也較低，因此是建筑物(最)常用的基礎類型。深基礎：>5m考慮側面土體對基礎的影響，需要特殊工藝施工技術。第30頁/共64頁31按材料分類磚基礎片石基礎砼及片石砼基礎鋼筋砼基礎灰土及三合土基礎單獨基礎聯(lián)合基礎條形基礎按構造分類十字交叉筏板箱形按受力性能分類剛性基礎柔性基礎淺基礎分類第31頁/共64頁321.地基基礎設計原則柱下單獨基礎墻下單獨基礎十字交叉梁基礎梁板或平板式筏形基礎柱下條形基礎墻下條形基礎樁基礎沉井基礎沉箱基礎1.4基礎類型箱形基礎第32頁/共64頁331.地基基礎設計原則圖1.1柱下單獨基礎1.4基礎類型柱下單獨基礎:是柱基礎的最經濟型式,有無筋和配筋兩種第33頁/共64頁34墩下剛性擴大基礎墩下單獨基礎:是墩基礎的最經濟型式,有無筋和配筋兩種第34頁/共64頁351.地基基礎設計原則圖1.2墻下單獨基礎1.4基礎類型第35頁/共64頁361.地基基礎設計原則圖1.3柱下條形基礎1.4基礎類型特點：抗彎剛度大，具有調整不均勻沉降的能力。適用條件：地基較軟，分布不均；基底面積受相鄰建筑物或設備基礎的限制無法擴展時；柱荷載差異大，以致基底面積擴大使其彼此接近或相碰時。第36頁/共64頁371.地基基礎設計原則圖1.4墻下無筋擴展條形基礎1.4基礎類型墻下條形基礎是墻基礎的最經濟型式：有無筋和配筋兩種，設于磚墻或剪力墻下。第37頁/共64頁38擋土墻下條形基礎

柱下加腋條形基礎1.4基礎類型在橋梁條形基礎中，一般是做成剛性基礎，個別的也可做成柔性基礎。第38頁/共64頁391.地基基礎設計原則圖1.5十字交叉梁基礎1.4基礎類型特點：抗彎剛度大，具有調整不均勻沉降的能力。適用條件：地基較軟，分布不均；基底面積受相鄰建筑物或設備基礎的限制無法擴展時；柱荷載差異大，以致基底面積擴大使其彼此接近或相碰時。第39頁/共64頁40

筏形基礎是指在建筑物的所有柱墻下面用鋼筋混凝土做一塊連續(xù)的整片基礎，也稱筏板基礎，俗稱“滿堂紅基礎”。有平板式和梁板式。特點：基底面積大。整體性好，調整不均勻沉降能力強，抗震性好適用條件：“硬殼層“持力層，較均勻軟弱地基上6層及其以下承重橫墻密集的民用建筑。1.4基礎類型第40頁/共64頁411.地基基礎設計原則圖1.6箱形基礎（由頂、底板與內、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結構）1.4基礎類型特點：顯著減少基底壓力，降低基礎沉降，抗震性能好，鋼筋水泥用量較大，工期長，造價高，基坑施工及護壁，對周圍環(huán)境影響適用條件：高層建筑第41頁/共64頁421.地基基礎設計原則基樁直徑2.2m,長度80m,鉆孔長度近90m

1.4基礎類型圖1.7某公路大橋主橋南塔的樁基礎第42頁/共64頁4343

1.地基基礎設計原則井筒狀的結構物在井壁的圍護下從井內挖土在自重作用下逐漸下沉封底封頂形成的深基礎1.4基礎類型圖1.8沉井基礎第43頁/共64頁44沉井施工主要程序示意圖第44頁/共64頁45地下連續(xù)墻施工過程示意圖沉箱基礎現(xiàn)在應用不多，自己看書第45頁/共64頁46回顧

天然地基：沒有經過人為加固處理的地基

人工地基：需人工加固的軟弱地基淺基礎：≤5m，用一般方法、工藝施工深基礎：(樁基、沉井)，特殊工藝施工方案組合天然地基人工地基淺基礎深基礎方案選擇造價低易施工安全合理技術先進第46頁/共64頁471.地基基礎設計原則1.4基礎類型常見淺基礎特點總結單獨基礎柱下條形基礎筏形和箱形基礎基底面積越來越大、對上部結構荷載的擴散作用越來越強在相同的上部結構荷載作用下，基底壓力和基底附加壓力越來越小，剛度越來越大，可以適應更軟弱的地基，可以減小地基的沉降變形

在相同的地基條件下，可以承受更大的上部結構荷載作用

設計計算方法越來越復雜，一般情況下工程造價越來越高第47頁/共64頁48

建筑物地點的土質條件和建筑物對不均勻沉降的敏感性不同，需要采取的地基基礎方案不同。(天然的或人工地基、不同類型的基礎）。如對于單層裝配式工業(yè)廠房和油罐等，可采用柔性基礎；對于混合結構和框架結構等，可采用有限剛度基礎；對于筒倉結構、高層建筑和橋梁墩臺等，可采用剛性基礎。基礎方案與考慮因素地基基礎設計一般要考慮以下因素(下一章學習)

：(1)建筑基礎所用的材料及基礎的結構形式；(2)基礎的埋置深度；(3)地基土的承載力；(4)基礎的形狀和布置，以及與相鄰基礎、地下構筑物、地下管道的關系(5)上部結構的類型、使用要求及其對不均勻沉降的敏感性。第48頁/共64頁491.地基基礎設計原則圖1-9共同工作概念

地基

基礎

上部結構

圖1.9不均勻沉降引起砌體開裂1.5地基、基礎與上部結構共同工作第49頁/共64頁50上部結構、基礎和地基共同作用的概念

上部結構(墻、柱)與基礎相連系，基礎底面直接與地基相接觸，三者組成一個完整的體系，在接觸處既傳遞荷載，又相互約束和相互作用。若將三者在界面處分開，則不僅各自要滿足靜力平衡條件，還必須在界面處滿足變形協(xié)調、位移連續(xù)條件。第50頁/共64頁511.地基基礎設計原則1.5.1共同工作的概念

——上部結構剛度的影響上部結構為絕對剛性，將約束基礎變形，這種情況，基礎猶如支承在把柱端視為不動鉸支座上的倒置連續(xù)梁，以基底反力為荷載，僅在支座間產生局部彎曲。上部結構為完全柔性，對基礎變形約束作用很小，基礎產生整體彎曲圖1.11上部結構剛度影響示意圖第51頁/共64頁521.地基基礎設計原則1.5.2地基與基礎的相互作用

柔性基礎:隨地基變形而任意彎曲，基底反力分布與基礎上荷載分布相同，無力調整基底的不均勻沉降。當荷載均勻分布時，反力也均勻分布，而地基變形不均勻，呈中間大兩側遞減的凹曲變形。顯然，要使基礎沉降均勻．則荷載與地基反力必須按中間小兩側大的拋物線分布。

圖1.12柔性基礎第52頁/共64頁531.地基基礎設計原則1.5.2地基與基礎的相互作用

剛性基礎:在荷載作用下基礎不產生撓曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多種形態(tài):當把地基土視為完全彈性體時，基底的反力分布將呈①的分布形式。實際的地基土僅具有很有限的強度，基礎邊緣處的應力太大，土要屈服以至發(fā)生破壞，部分應力將向中間轉移，于是反力的分布呈②即馬鞍形的分布。就承受剪應力的能力而言，基礎下中間部位的土體高于邊緣處的土體、因此當荷載繼續(xù)增加時，基礎下面邊緣處土體的破壞范圍不斷擴大，反力進一步從邊緣向中間轉移。其分布形式就成為③即鐘形的分布。如果地基土是無粘性土，沒有粘結強度，且基礎埋深很淺，邊緣處土體所受的壓力幾乎可以不計，該處土不具有強度，也就不能承受任何荷載，因此反力的分布就可能成為④即拋物線的分布。

圖1.13剛性基礎第53頁/共64頁54有限剛性體：如果基礎不是絕對剛性體而是有限剛性體，在上部結構傳來荷載和地基反力共同作用下，基礎要產生一定程度的撓曲，地基土在基底壓力作用下產生相應的變形?；追戳Φ姆植夹螤钊Q于基礎與地基的相對剛度，基礎的剛度愈大，地基的剛度愈小，則基底反力向邊緣集中的程度愈高?？紤]上部結構—基礎—地基共同作用分析法基本原則：要求考慮上部結構、基礎和地基的共同作用，使三者之間不僅要滿足靜力平衡條件，而且必須滿足變形協(xié)調條件，以保證建筑物和地基變形的連續(xù)。但這樣的設計方法非常復雜。第54頁/共64頁55

按靜力平衡條件將上部結構與基礎分割開，用結構力學方法求出柱端作用力，并反向作用加于基礎上，并選用合適地基土模型?；A成為放在地基模型上的承載結構?；A—地基共同作用必須滿足兩者變形協(xié)調的要求。這類方法的計算結果與實際情況仍然有所差別：不考慮上部結構的剛度貢獻，導致地基變形量偏大，因而基礎內力也偏高，這是偏于安全方面；沒有考慮基礎的變形會引起上部結構產生附加應力與變形，這是偏于不安全方面。因此這類方法較適用于上部結構剛性較小而基礎剛度較大的情況。考慮基礎—地基共同作用分析法第55頁/共64頁56

假定基礎底面反力呈直線分布的結構力學方法，分析時將上部結構、基礎與地基按靜力平衡條件分割成三個獨立部分求解。只滿足靜力平衡條件，常用的分析方法有靜定分析法、倒梁法和倒樓蓋法等。適用于地基剛度很大、變形量很小，或結構剛度很大、基礎的撓度很小等情況。 不考慮共同作用分析法——常規(guī)設計方法第56頁/共64頁57圖1.10地基、基礎、上部結構的常規(guī)分析簡圖第57頁/共64頁581.地基基礎設計原則1.5.3線性變形體的地基計算模型

文克勒地基模型

文克爾(C．winkler，1867)地基模型假定地基土界面上任意一點的沉降s與該點所承受的壓力強度p成正比,而與其它點上的壓力無關，即：

p—

土體表面某點單位面積的壓