淺基礎1(2.1概述 2.2淺基礎的類型)

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

地基基礎設計時，必須堅持因地制宜，就地取材，保護環(huán)境和節(jié)約資源的原則；根據(jù)巖土工程勘察資料，綜合考慮結構類型，材料及施工條件等因素，精心設計。

常見基礎有：淺基礎、深基礎、深淺結合基礎。

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

本章主要討論天然地基上淺基礎的設計原理和方法，也適用于人工地基上的淺基礎。2023/11/2842.1.1淺基設計內(nèi)容1）選擇基礎材料，類型，進行平面布置；2）確定地基持力層和基礎深度；3）確定地基承載力；4）確定基礎底面尺寸，變形穩(wěn)定驗算；5）進行基礎結構設計；（內(nèi)力分析、截面計算、滿足構造要求）6）繪制基礎施工圖、提出施工說明。2023/11/2852.1.2淺基常規(guī)設計法

常規(guī)設計法，把上部結構、地基、基礎三者分離開來，分別對三者進行計算。例框架結構圖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荷載反方向作用于條形基礎上。并按直線分布假設計算基底反力，求得基礎截面內(nèi)力。2023/11/288淺基設計存在問題1）滿足了靜力平衡條件，但忽略了三者變形的連續(xù)性，地基礎變形與沉降應相一致，滿足變形協(xié)調(diào)條件。

地基越軟，計算與實際差距越大，合理分析應滿足靜力平衡，變形兩個條件，復雜情況應采用上下結構相互作用。2023/11/289淺基設計存在問題2）常規(guī)法應滿足下列條件：沉降較小或較均勻，基礎剛度較大；對連續(xù)基礎荷載柱距均勻。2023/11/28102.1.3設計原則

《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011根據(jù)地基復雜程度、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，將地基基礎設計劃分為三個設計等級，見表2-1。

2023/11/2811設計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、運動場等）對地基變形有特殊要求的建筑物復雜地質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雜的一般建筑物位于復雜地質條件及軟土地區(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設計原則

1.對地基計算要求

基礎設計分三個等級：甲、乙、丙

地基基礎設計應符合下列相應規(guī)定：

（1）所有基礎均應滿足承載力計算規(guī)定；

（2）甲、乙級基礎均應按地基變形設計；

2023/11/28132.1.3設計原則

（3）表2—2所列丙級可不做變形驗算，但屬下列情況之一，仍作變形驗算；1）地基承載力特征值小于130KPa，且體型復雜的建筑物；2）在基礎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，其自重固結未完成時；

2023/11/28142.1.3設計原則

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

（5）基坑工程驗算穩(wěn)定；

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

2.關于荷載取值規(guī)定地基基礎設計時，所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限制應按下列規(guī)定采用：（1）按地基承載力確定基礎底面積、埋深時，按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應標準組合。相應抗力采用承載力特征值；（2）計算地基變形時，傳至基礎底面上荷載效應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應準永久組合，不應計入風荷載、地震作用。相應限值為地基變形允許值。2023/11/2818（3）計算擋土墻土壓力、驗算地基和斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，傳至基礎底面上的荷載效應應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合值，但其分項系數(shù)均為1.0；（4）確定基礎高度、支檔結構截面、計算基礎或支擋結構內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，傳至基礎底面上的荷載效應應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合值，采用相應的分項系數(shù)。（5）由永久荷載效應的基本組合值可取標準組合值的1.35倍。2023/11/28192.2淺基礎類型擴展基礎是把荷載側向擴展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。擴展基礎包括無筋擴展基礎（剛性基礎)。鋼筋混凝土擴展基礎（柔性基礎）。圖2-2、圖2-3。2.2.1擴展基礎

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

墻下鋼筋混凝土條形基礎多用于地質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的截面常做成臺階形或角錐形；預制柱下的基礎一般做成杯形基礎.擴展基礎在施工前常在基坑地面鋪一層強度等級為C10的混凝土墊層，其厚度一般為100mm，其作用在于保護坑底不被人為擾動和雨水侵蝕，同時改善基礎的施工條件。2023/11/28252.2.2聯(lián)合基礎

指同列相鄰兩柱公共的鋼筋混凝土基礎。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

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

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

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

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

2023/11/28302.2.7殼體基礎

煙囪、水塔、貯倉、中小型高爐等各類筒形構筑物基礎的平面尺寸較一般獨立基礎大，為節(jié)約材料，同時使基礎結構有較好的受力特性，常將基礎做成殼體形式，稱為殼體基礎。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、地基基礎設計等級如何劃分的？對地基變形

是如何規(guī)定的？2、淺基礎設計內(nèi)容有哪些？3、什么是淺基礎設計常規(guī)設計方法？4、淺基礎根據(jù)結構形式分哪幾種？每種形式各自

有什么特點？思考題2023/11/28322.3基礎埋置深度選擇基礎埋置深度：指基礎底面至地面（設計地面）的距離。選擇基礎埋置深度也就是選擇合適的地基持力層是基礎設計重要一環(huán)，關系到地基基礎方案的優(yōu)劣，造價的高低，施工難易。

持力層下臥層2023/11/2833選擇基礎埋置深度應考慮的因素：與建筑物有關的條件工程地質條件水文地質條件地基凍融條件場地環(huán)境條件2023/11/28342.3.1與建筑物有關的條件使用功能及用途荷載效應設備條件2023/11/28352.3.1與建筑物有關的條件使用功能及用途：有無地下室，地下設備和地下設施，半埋式結構物等；冷庫或高溫爐窯確定埋深時，應考慮熱傳導引起地基土因低溫凍脹高溫干縮的效應。深埋2023/11/28362.3.1與建筑物有關的條件荷載效應：對于豎向荷載大，地震力和風力等水平荷載作用也大的高層建筑，基礎埋深適當加大，以滿足承載力變形，穩(wěn)定性，如箱基礎埋深應滿足抗滑要求，筏基、箱基不宜小于建筑高度的1/15，樁筏或樁箱基礎（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，應有較大的埋深以提供所需的抗拔力，如電塔，應有較大的埋深滿足抗拔力的要求；基巖上的高層埋深應滿足抗滑要求；煙囪、水塔等高聳結構應滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求；對于室內(nèi)地面荷載較大或有設備基礎的廠房、倉庫，應考慮對基礎內(nèi)側的不利影響。2023/11/2837荷載效應：2023/11/28382.3.1與建筑物有關的條件設備條件：在確定埋深時，需考慮給排水、供熱管道的標高。原則上不許管道從基礎底部通過通過，一般可在基礎上設洞口，洞口頂面與管道之間要留有足夠的凈空高度。2023/11/28392.3.2工程地質條件持力層：直接承受基礎的土層，其下的各土層稱為下臥層。地基受力層：條基底面下深度3b，獨基下1.5b，且厚度不小于5m范圍（沉降計算深度）。為滿足承載力和變形要求，基礎應埋在良好的土層上，在受力層內(nèi)有下臥層時，下臥層承載力變形也應滿足要求。良好土層：對小型建筑。粘土堅硬，硬塑，可塑狀態(tài)粘土層。中密（15<N<30）,密實（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標準貫入試驗N值N≤1010＜N≤1515＜N≤30N＞30密實度松散稍密中密密實《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-94)

按標準貫入錘擊數(shù)N確定砂土密實度

標準貫入試驗：是用規(guī)定的錘重（63.5kg）和落距（76cm）把標準貫入器（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，則應采用連續(xù)基礎、人工地基或深基礎。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，應力擴散，需驗算下弱層承載力。e.當?shù)鼗至觾A斜時，同一建筑基礎可以采用不同埋深，由深到淺過渡。2023/11/2842基礎埋深確定原則2023/11/2843基礎埋深確定原則2023/11/28442023/11/284545

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2.剛性基礎與擴展基礎2.3.3基礎埋置深度的選擇

——水文地質條件遇水時，基底應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、支護和地下水水質問題若遇承壓水時，應驗算基坑的穩(wěn)定性橋墩基礎應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.剛性基礎與擴展基礎凍脹機理凍脹現(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.剛性基礎與擴展基礎2.3.4基礎埋置深度的選擇

——地基凍融條件2023/11/285050

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2.剛性基礎與擴展基礎先按規(guī)范進行地基土凍脹性的劃分（五類），后再進行最小埋深dmin的計算

式中