淺基礎(chǔ)1(2.1概述 2.2淺基礎(chǔ)的類型)

第2章.淺基礎(chǔ)2023/11/2821、什么是地基？基礎(chǔ)？持力層和下臥層及軟弱下臥層?2、基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的基本要求有哪些？3、為什么說基礎(chǔ)工程在建筑工程中是至關(guān)重要的？回答下列問題2023/11/2832.1概述

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，必須堅(jiān)持因地制宜，就地取材，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的原則；根據(jù)巖土工程勘察資料，綜合考慮結(jié)構(gòu)類型，材料及施工條件等因素，精心設(shè)計(jì)。

常見基礎(chǔ)有：淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)、深淺結(jié)合基礎(chǔ)。

天然地基上淺基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)：便于施工，工期短，造價低，如能滿足強(qiáng)度和變形要求，宜優(yōu)先采用。

本章主要討論天然地基上淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理和方法，也適用于人工地基上的淺基礎(chǔ)。2023/11/2842.1.1淺基設(shè)計(jì)內(nèi)容1）選擇基礎(chǔ)材料，類型，進(jìn)行平面布置；2）確定地基持力層和基礎(chǔ)深度；3）確定地基承載力；4）確定基礎(chǔ)底面尺寸，變形穩(wěn)定驗(yàn)算；5）進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（內(nèi)力分析、截面計(jì)算、滿足構(gòu)造要求）6）繪制基礎(chǔ)施工圖、提出施工說明。2023/11/2852.1.2淺基常規(guī)設(shè)計(jì)法

常規(guī)設(shè)計(jì)法，把上部結(jié)構(gòu)、地基、基礎(chǔ)三者分離開來，分別對三者進(jìn)行計(jì)算。例框架結(jié)構(gòu)圖2-1。2023/11/286

先視框架柱底端為固定支座，將框架分離出來，按（b）圖計(jì)算荷載作用下框架內(nèi)力。2023/11/287

再把求得柱腳支反力作為基礎(chǔ)荷載反方向作用于條形基礎(chǔ)上。并按直線分布假設(shè)計(jì)算基底反力，求得基礎(chǔ)截面內(nèi)力。2023/11/288淺基設(shè)計(jì)存在問題1）滿足了靜力平衡條件，但忽略了三者變形的連續(xù)性，地基礎(chǔ)變形與沉降應(yīng)相一致，滿足變形協(xié)調(diào)條件。

地基越軟，計(jì)算與實(shí)際差距越大，合理分析應(yīng)滿足靜力平衡，變形兩個條件，復(fù)雜情況應(yīng)采用上下結(jié)構(gòu)相互作用。2023/11/289淺基設(shè)計(jì)存在問題2）常規(guī)法應(yīng)滿足下列條件：沉降較小或較均勻，基礎(chǔ)剛度較大；對連續(xù)基礎(chǔ)荷載柱距均勻。2023/11/28102.1.3設(shè)計(jì)原則

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)則和功能特征，以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度，將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)劃分為三個設(shè)計(jì)等級，見表2-1。

2023/11/2811設(shè)計(jì)等級建筑和地基類型甲級重要的工業(yè)與民用建筑30層以上的高層建筑體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物（如地下車庫、商場、運(yùn)動場等）對地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）對原有工程影響較大的新建建筑物場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程乙級除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物丙級場地和場基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物2023/11/28122.1.3設(shè)計(jì)原則

1.對地基計(jì)算要求

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分三個等級：甲、乙、丙

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列相應(yīng)規(guī)定：

（1）所有基礎(chǔ)均應(yīng)滿足承載力計(jì)算規(guī)定；

（2）甲、乙級基礎(chǔ)均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)；

2023/11/28132.1.3設(shè)計(jì)原則

（3）表2—2所列丙級可不做變形驗(yàn)算，但屬下列情況之一，仍作變形驗(yàn)算；1）地基承載力特征值小于130KPa，且體型復(fù)雜的建筑物；2）在基礎(chǔ)上或附近有地面堆載或相鄰荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)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，可能產(chǎn)生傾斜時；5）地基內(nèi)有較厚的或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時；

2023/11/28142.1.3設(shè)計(jì)原則

（4）對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、擋土墻及斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚驗(yàn)算穩(wěn)定性；

（5）基坑工程驗(yàn)算穩(wěn)定；

（6）地下水較淺，建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。2023/11/28152023/11/28162023/11/2817

2.關(guān)于荷載取值規(guī)定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限制應(yīng)按下列規(guī)定采用：（1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積、埋深時，按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)抗力采用承載力特征值；（2）計(jì)算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載、地震作用。相應(yīng)限值為地基變形允許值。2023/11/2818（3）計(jì)算擋土墻土壓力、驗(yàn)算地基和斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合值，但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0；（4）確定基礎(chǔ)高度、支檔結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合值，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。（5）由永久荷載效應(yīng)的基本組合值可取標(biāo)準(zhǔn)組合值的1.35倍。2023/11/28192.2淺基礎(chǔ)類型擴(kuò)展基礎(chǔ)是把荷載側(cè)向擴(kuò)展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。擴(kuò)展基礎(chǔ)包括無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ))。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)）。圖2-2、圖2-3。2.2.1擴(kuò)展基礎(chǔ)

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剛性基礎(chǔ)可用于六層和六層以下（三合土基礎(chǔ)不宜超過四層）的民用建筑和墻承重的廠房。常見基礎(chǔ)有磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)和毛石混凝土基礎(chǔ)。2023/11/2821

墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)多用于地質(zhì)條件較差的多層建筑物，其截面形式可做成無肋式或有肋式兩種.2023/11/28222023/11/28232023/11/2824

現(xiàn)澆柱下鋼筋混凝土基礎(chǔ)的截面常做成臺階形或角錐形；預(yù)制柱下的基礎(chǔ)一般做成杯形基礎(chǔ).擴(kuò)展基礎(chǔ)在施工前常在基坑地面鋪一層強(qiáng)度等級為C10的混凝土墊層，其厚度一般為100mm，其作用在于保護(hù)坑底不被人為擾動和雨水侵蝕，同時改善基礎(chǔ)的施工條件。2023/11/28252.2.2聯(lián)合基礎(chǔ)

指同列相鄰兩柱公共的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。相鄰兩柱距小或一柱在邊或基地面積不足或荷載偏心過大。也可用于調(diào)整相鄰兩柱間的沉降差或防止兩者之間的相向傾斜。圖2-5

聯(lián)合基礎(chǔ)也可用于調(diào)整相鄰兩柱的沉降差或防止兩者之間的相向傾斜。2023/11/28262.2.3柱下條形基礎(chǔ)

地基較軟弱，荷載分布不均，用擴(kuò)展基礎(chǔ)可能發(fā)生較大不均勻沉降時，將一方向上若干柱子的基礎(chǔ)連成一體。常用于軟弱地基上框架或排架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)常用于軟弱地基上框架結(jié)構(gòu)或排架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式。2023/11/28272.2.4交叉條形基礎(chǔ)

兩方調(diào)整不均沉降圖。圖2-7、2-8。2023/11/28282.2.5筏形基礎(chǔ)

面積較大或使用要求抗彎剛度大，整體性好。2023/11/28292.2.6箱型基礎(chǔ)

箱型基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土的底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻構(gòu)成封閉的箱體。

2023/11/28302.2.7殼體基礎(chǔ)

煙囪、水塔、貯倉、中小型高爐等各類筒形構(gòu)筑物基礎(chǔ)的平面尺寸較一般獨(dú)立基礎(chǔ)大，為節(jié)約材料，同時使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有較好的受力特性，常將基礎(chǔ)做成殼體形式，稱為殼體基礎(chǔ)。其常用形式有正圓錐殼、M型組合殼、內(nèi)球外錐組合殼等。

材料省、造價低，抗壓性能好。2023/11/28311、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級如何劃分的？對地基變形

是如何規(guī)定的？2、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容有哪些？3、什么是淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)常規(guī)設(shè)計(jì)方法？4、淺基礎(chǔ)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分哪幾種？每種形式各自

有什么特點(diǎn)？思考題2023/11/28322.3基礎(chǔ)埋置深度選擇基礎(chǔ)埋置深度：指基礎(chǔ)底面至地面（設(shè)計(jì)地面）的距離。選擇基礎(chǔ)埋置深度也就是選擇合適的地基持力層是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重要一環(huán)，關(guān)系到地基基礎(chǔ)方案的優(yōu)劣，造價的高低，施工難易。

持力層下臥層2023/11/2833選擇基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)考慮的因素：與建筑物有關(guān)的條件工程地質(zhì)條件水文地質(zhì)條件地基凍融條件場地環(huán)境條件2023/11/28342.3.1與建筑物有關(guān)的條件使用功能及用途荷載效應(yīng)設(shè)備條件2023/11/28352.3.1與建筑物有關(guān)的條件使用功能及用途：有無地下室，地下設(shè)備和地下設(shè)施，半埋式結(jié)構(gòu)物等；冷庫或高溫爐窯確定埋深時，應(yīng)考慮熱傳導(dǎo)引起地基土因低溫凍脹高溫干縮的效應(yīng)。深埋2023/11/28362.3.1與建筑物有關(guān)的條件荷載效應(yīng)：對于豎向荷載大，地震力和風(fēng)力等水平荷載作用也大的高層建筑，基礎(chǔ)埋深適當(dāng)加大，以滿足承載力變形，穩(wěn)定性，如箱基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足抗滑要求，筏基、箱基不宜小于建筑高度的1/15，樁筏或樁箱基礎(chǔ)（不包括樁長）不宜小于建筑高度的1/18~1/20；對于受有上拔力的基礎(chǔ)，應(yīng)有較大的埋深以提供所需的抗拔力，如電塔，應(yīng)有較大的埋深滿足抗拔力的要求；基巖上的高層埋深應(yīng)滿足抗滑要求；煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求；對于室內(nèi)地面荷載較大或有設(shè)備基礎(chǔ)的廠房、倉庫，應(yīng)考慮對基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)的不利影響。2023/11/2837荷載效應(yīng)：2023/11/28382.3.1與建筑物有關(guān)的條件設(shè)備條件：在確定埋深時，需考慮給排水、供熱管道的標(biāo)高。原則上不許管道從基礎(chǔ)底部通過通過，一般可在基礎(chǔ)上設(shè)洞口，洞口頂面與管道之間要留有足夠的凈空高度。2023/11/28392.3.2工程地質(zhì)條件持力層：直接承受基礎(chǔ)的土層，其下的各土層稱為下臥層。地基受力層：條基底面下深度3b，獨(dú)基下1.5b，且厚度不小于5m范圍（沉降計(jì)算深度）。為滿足承載力和變形要求，基礎(chǔ)應(yīng)埋在良好的土層上，在受力層內(nèi)有下臥層時，下臥層承載力變形也應(yīng)滿足要求。良好土層：對小型建筑。粘土堅(jiān)硬，硬塑，可塑狀態(tài)粘土層。中密（15<N<30）,密實(shí)（N>30）狀態(tài)的砂土，碎石土及低、中壓縮性土。軟弱土層，壓縮系數(shù)高，軟塑、流塑粘土，松散狀態(tài)砂土，未處理填土，高壓縮性土層；2023/11/2840標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N值N≤1010＜N≤1515＜N≤30N＞30密實(shí)度松散稍密中密密實(shí)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-94)

按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N確定砂土密實(shí)度

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：是用規(guī)定的錘重（63.5kg）和落距（76cm）把標(biāo)準(zhǔn)貫入器（帶有刃口的對開管，外徑50mm，內(nèi)徑35mm）打入土中，記錄貫入一定深度（30cm）所需的錘擊數(shù)N的原位測試方法。N反映了土層的松密和軟硬程度，是一種簡便的測試手段。2023/11/2841基礎(chǔ)埋深確定原則a.自上而下都是良好土層，埋深由其它條件和最小埋深確定。b.自上而下都是軟弱土層，不滿足承載力變形要求，則應(yīng)采用連續(xù)基礎(chǔ)、人工地基或深基礎(chǔ)。c.上為軟弱土層，下部為良好土層。持力層選擇取決于上部軟弱土層厚度?！?m就選下部良好土層為持力層，較厚時按b處理。d.上部為良好土層，下部為軟弱土層。對低層建筑宜選上層為持力層盡量淺埋、加大基底到軟弱層距離，應(yīng)力擴(kuò)散，需驗(yàn)算下弱層承載力。e.當(dāng)?shù)鼗至觾A斜時，同一建筑基礎(chǔ)可以采用不同埋深，由深到淺過渡。2023/11/2842基礎(chǔ)埋深確定原則2023/11/2843基礎(chǔ)埋深確定原則2023/11/28442023/11/284545

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2.剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)2.3.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇

——水文地質(zhì)條件遇水時，基底應(yīng)盡量放在地下水位以上基底低于潛水面時，要考慮基坑排水、支護(hù)和地下水水質(zhì)問題若遇承壓水時，應(yīng)驗(yàn)算基坑的穩(wěn)定性橋墩基礎(chǔ)應(yīng)埋置在最大沖刷線下一定深度

2023/11/28462023/11/2847

坑底土的總覆蓋壓力大于承壓含水層頂部靜水壓力：2023/11/284848

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2.剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)凍脹機(jī)理凍脹現(xiàn)象影響凍脹的因素（土類、地下水位及氣溫）凍融條件考慮2.3.4基礎(chǔ)埋置深度的選擇

——地基凍融條件2023/11/284949

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2.剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)2.3.4基礎(chǔ)埋置深度的選擇

——地基凍融條件2023/11/285050

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2.剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)先按規(guī)范進(jìn)行地基土凍脹性的劃分（五類），后再進(jìn)行最小埋深dmin的計(jì)算

式中