土力學(xué)與基礎(chǔ)工程(七)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)第八節(jié)淺基礎(chǔ)一、地基基礎(chǔ)計(jì)劃及其挑選建造物可分為上部結(jié)構(gòu)（地上部分），下部結(jié)構(gòu)（地下部分）——基礎(chǔ)兩部分，而基礎(chǔ)坐落在地基上。地基作為支撐建造物的地層，如為天然狀態(tài)則為天然地基，如經(jīng)過(guò)人工處理則為人工地基?；A(chǔ)義分為淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)兩大類，通常按基礎(chǔ)的埋置深度劃分。普通埋深小于5m的為淺基礎(chǔ)，大于5m的為深基礎(chǔ)。也有建議按施工主意來(lái)劃分的：用異常施工主意將基礎(chǔ)埋置于深層地基中的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)，如樁基礎(chǔ)、沉井、地下延續(xù)墻等。二、淺基礎(chǔ)類型（一）自立基礎(chǔ)（含擴(kuò)展式基礎(chǔ)）（二）條形基礎(chǔ)和聯(lián)合基礎(chǔ)1．條形基礎(chǔ)2．聯(lián)合基礎(chǔ)按照建造物的荷載、地基及限制條件，可能有下列形式。(1)矩形聯(lián)合基礎(chǔ)(見(jiàn)圖17-42a)適用于相鄰荷載差異不大且地基較為勻稱的條件。它整體性能好，可設(shè)計(jì)成變截面的形式。(2)梯形聯(lián)合基礎(chǔ)(見(jiàn)圖17-42b)邊柱基礎(chǔ)荷載較大或?yàn)槠暮奢d，與內(nèi)柱基礎(chǔ)需要銜接時(shí)，采用梯形形式可使基底壓力臨近于勻稱分布。(3)連梁式聯(lián)合基礎(chǔ)（見(jiàn)圖17-42c）當(dāng)基礎(chǔ)間距較大，地基不勻稱，可能產(chǎn)生較大的沉降差時(shí)，將聯(lián)合基礎(chǔ)做成連粱式，且設(shè)計(jì)成剛性梁，使不平衡剪力和彎矩得以傳遞和調(diào)節(jié)。（三）交梁基礎(chǔ)（四）筏板基礎(chǔ)遇上部結(jié)構(gòu)荷載大、地基剛強(qiáng)或地下防滲需要時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)，俗稱滿堂基礎(chǔ)。（五）箱形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫內(nèi)外墻組成的整體空間結(jié)構(gòu)，稱為箱形基礎(chǔ)。其具有很大的抗彎剛度，整體性好，只會(huì)產(chǎn)生大致勻稱的沉降或整體傾斜而不致產(chǎn)生撓曲，從而基本上消除了因地基變形而使建造物開(kāi)裂的可能性?？拐鹦阅茌^好，適用于剛強(qiáng)地基上高層、重型或?qū)Σ粍蚍Q沉降有鄭重要求的建造物。（六）殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)常用作筒形構(gòu)筑物（如煙囪、水塔、料倉(cāng)、中小型高爐等）的基礎(chǔ)，也可用作普通工業(yè)與民用建造柱基。（七）動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)常采用大塊式、墻式及框架式三種形式。（八）基礎(chǔ)選型示例普通按以下原則選型：1．磚混結(jié)構(gòu)包括多層房屋，應(yīng)優(yōu)先選用剛性基礎(chǔ)。2．框架結(jié)構(gòu)無(wú)地下室，地基較好，荷載較小，柱網(wǎng)分布比較勻稱時(shí)，宜選用單獨(dú)柱基，縱橫方向應(yīng)用拉梁拉結(jié)，拉梁位置以設(shè)置在柱根為宜。3．框架或剪力墻結(jié)構(gòu)(1)無(wú)地下室，地基較差，荷載較大時(shí)，為了增強(qiáng)整體性，減少不勻稱沉降，可選用十字交錯(cuò)條形基礎(chǔ)。(2)有地下室，無(wú)異常防水要求，柱網(wǎng)、荷載及墻間距比較勻稱，地基較好時(shí)，可選用十字交錯(cuò)剛性墻基礎(chǔ)。(3)有地下室，上部結(jié)構(gòu)對(duì)不勻稱沉降限制較嚴(yán)，防水要求較高時(shí)，可選用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)高層建造層數(shù)較多，分量較大，地基較剛強(qiáng)時(shí)，宜采用復(fù)合式箱形基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的三項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)（一)技術(shù)合理性（二）施工可行性（三）經(jīng)濟(jì)性四、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定（一）建造物的安全等級(jí)將建造物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為三個(gè)等級(jí)，見(jiàn)表17—7。（二）對(duì)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求按照建造物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及持久荷載作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）所以建造物的地基均應(yīng)滿意承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定。（2）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建造物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)。（3）表17-8所列范圍內(nèi)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建造物可不作地基變形驗(yàn)算，如有下列情況之一時(shí)，仍應(yīng)作變形驗(yàn)算。①地基承載力特征值小于130kPa，且體形復(fù)雜的建造；②在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過(guò)大的不勻稱沉降時(shí)；③剛強(qiáng)地基上的建造物存在偏心荷載時(shí)；④相鄰建造距離過(guò)近，可能發(fā)生傾斜時(shí)；⑤地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時(shí)。（4）對(duì)常常受水平荷載作用的高層建造、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建造物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性。（5）基坑工程應(yīng)舉行穩(wěn)定性驗(yàn)算。（6）當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建造地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問(wèn)題時(shí)，尚應(yīng)舉行抗浮驗(yàn)算。（三）地基變形特征及允許值沉降量、沉降差、傾斜和局部?jī)A斜均稱為地基變形特征，見(jiàn)圖17-43。沉降量為基礎(chǔ)中央點(diǎn)的沉降量，沉降差為相鄰單獨(dú)基礎(chǔ)沉降量的差值，傾斜為單獨(dú)基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值，局部?jī)A斜為砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6-10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離之比。在計(jì)算地基變形時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)因?yàn)榻ㄔ斓鼗粍蚍Q、荷載差異很大、體型復(fù)雜等因素引起的地基變形，對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部?jī)A斜值控制；對(duì)于框架結(jié)構(gòu)和單層排加架結(jié)構(gòu)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制；對(duì)于多層或高層建造和高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)由傾斜值控制；須要時(shí)尚應(yīng)控制平均沉降量。(2)在須要情況下，需要分離預(yù)估建造物在施工期間和使用期間的地基變形值，以例預(yù)留建造物有關(guān)部分之間的凈空，挑選銜接主意和施工順序。注；傾斜指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。局部?jī)A斜指砌體承重結(jié)構(gòu)縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)沉降差與其距離的比值。（四）地基穩(wěn)定性計(jì)算(1)地基穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)面法舉行驗(yàn)算。最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面上諸力對(duì)滑動(dòng)中央所產(chǎn)生的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩應(yīng)符合下式要求。MR/MS≥1.2(17-84)式中：MS——滑動(dòng)力矩(kN·m)；MR——抗滑力矩(kN·m)。(2)位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建造，應(yīng)符合下列規(guī)定。①對(duì)于條形基礎(chǔ)或矩形基礎(chǔ)，當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)小于或等于3m時(shí)，其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x（下圖）應(yīng)符合下式要求，且不得小于2.5m。條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)式中：a——基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x(m)；b——垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)(m)；d——基礎(chǔ)埋置深度(m)；β——邊坡坡角(°)。②當(dāng)基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x不滿意式(17-85)、式(17-86)的要求時(shí)，可按照基底平均壓力按公式(17-84)決定基礎(chǔ)距坡頂邊緣的距離和基礎(chǔ)埋深。③當(dāng)邊坡坡角大于45°、坡巍峨于8m時(shí)，尚應(yīng)按式(17-84)驗(yàn)算坡體穩(wěn)定性。建造物基礎(chǔ)存在浮力作用時(shí)應(yīng)舉行抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算，并應(yīng)符合下列規(guī)定。對(duì)于容易的浮力作用情況，基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定性應(yīng)符合下式要求Gk式中：Gk——建造物自重及壓重之和(kN)；Nwk——浮力作用值(kN)；kw——抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，普通情況下可取1.05。②抗浮穩(wěn)定性不滿意設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用增強(qiáng)壓重或設(shè)置抗浮構(gòu)件等措施。在整體滿意抗浮穩(wěn)定性要求而局部不滿意時(shí)，也可采用增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度的措施。五、淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟(1)按照就地取材原則，考慮上部結(jié)構(gòu)荷載和地基條件，決定基礎(chǔ)形式和埋深。(2)決定地基承載力特征值，并按照持力層承載力初步?jīng)Q定基礎(chǔ)底面積，并決定其形狀。(3)剖面設(shè)計(jì)。（二）按照持力層承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸按地基承載力決定基底面積時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算；計(jì)算基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重時(shí)，荷載分項(xiàng)系數(shù)采用1.0，即按實(shí)際的重度計(jì)算。1．中央荷載作用下的基礎(chǔ)其強(qiáng)度條件為pkpk(1)自立基礎(chǔ)(見(jiàn)下圖)基礎(chǔ)底面積A的計(jì)算公式據(jù)pk求出基底面積后，按基底形狀求其邊長(zhǎng)?；诪榉叫?，邊長(zhǎng)；基底為矩形，邊長(zhǎng)為l、b，取其比例l/b≤2，與柱的邊長(zhǎng)比相應(yīng)為好，取整數(shù)，使即可。注重，上述計(jì)算中均為未知，可先不作承載力的寬度修正，待求得b后再