基礎(chǔ)工程第二章-淺基礎(chǔ)

第二章

淺基礎(chǔ)設(shè)計本章主要內(nèi)容

淺基礎(chǔ)類型、基礎(chǔ)埋深的確定、地基承載力確定、基底尺寸確定、減輕不均勻沉降的措施要求1、掌握基礎(chǔ)設(shè)計原則2、無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計及擴展基礎(chǔ)設(shè)計方法3、基礎(chǔ)埋深及地基承載力確定4、減輕不均勻沉降危害的措施2.1概述2.1.1淺基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容與步驟2.1.2淺基礎(chǔ)設(shè)計方法2.1.3地基基礎(chǔ)設(shè)計的原則優(yōu)先選用：天然地基上淺基礎(chǔ)強度問題變形問題地基中的應力狀態(tài)上部結(jié)構(gòu)荷載（自重應力附加應力）地基基礎(chǔ)示意圖2.1.1地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本內(nèi)容與步驟地基基礎(chǔ)設(shè)計地基計算

基礎(chǔ)設(shè)計

控制地基的變形：正常使用極限狀態(tài)地基的穩(wěn)定性驗算：斜坡，高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強度剛度耐久性防止地基強度破壞：承載力極限狀態(tài)基礎(chǔ)選型基礎(chǔ)埋深和形狀尺寸選擇地基基礎(chǔ)類型時要考慮的因素：建筑物的性質(zhì)地基的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件用途重要性結(jié)構(gòu)形式荷載形式荷載大小巖土層的分布巖土的性質(zhì)地下水建筑物的型式與功能上部結(jié)構(gòu)荷載資料場地勘察與室內(nèi)試驗資料場地施工技術(shù)條件基礎(chǔ)型式方案比較擬定基礎(chǔ)型式及平面布置確定基礎(chǔ)埋深必要時的驗算（軟弱下臥層強度、變形穩(wěn)定、抗滑驗算等）確定地基承載力確定基底平面尺寸計算地基承受荷載基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計（基礎(chǔ)剖面尺寸、配筋）編制施工說明、繪施工圖計算地基凈反力不滿足設(shè)計步驟二、淺基礎(chǔ)設(shè)計方法常規(guī)設(shè)計法考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)相互作用的方法三、地基基礎(chǔ)設(shè)計原則1、對地基計算的要求地基復雜程度建筑物規(guī)模功能特征建筑物破壞或影響正常使用的程度三級甲級乙級丙級分級依據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計等級

P9表2-1設(shè)計等級建筑和地基類型甲級重要的工業(yè)與民用建筑物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（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(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筑物場地和地基條件復雜的一般建筑物位于復雜地質(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地基條件簡單、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2.地基計算的要求

地基計算內(nèi)容

建筑物類型地基承載力計算所有建筑物（甲、乙、丙級）地基變形計算設(shè)計等級為甲、乙及部分丙級建筑物地基穩(wěn)定性計算經(jīng)常受水平荷載的高層建筑物；高聳結(jié)構(gòu)、擋土墻；建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物或構(gòu)筑物；基坑工程抗浮驗算當?shù)叵滤癫剌^淺，建筑物地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題可不做地基變形計算設(shè)計等級為丙級的建筑物范圍P10表2-22.荷載取值規(guī)定

GB50007-2002

（1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面面積或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下的標準組合。相應的抗力應取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(chǔ)底面上的荷載效應按正常使用極限狀態(tài)下的荷載效應的準永久組合，不計入風荷載和地震作用。相應的限值為地基變形允許值。（3）計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。（4）在設(shè)計基礎(chǔ)或承臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定各配筋和驗算材料強度時，荷載效應應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合，采用相應的分項系數(shù)。驗算基礎(chǔ)的裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態(tài)下的標準組合。（5）由永久荷載效應控制的基本組合值可取標準組合值的1.35倍。（6）基礎(chǔ)設(shè)計安全等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0不應小于1.0。第二節(jié)淺基礎(chǔ)的類型擴展基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下十字交叉基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)擴展基礎(chǔ)無筋擴展基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)一、擴展基礎(chǔ)特點：（1）磚、石、灰土、素混凝土等材料抗拉強度很低（2）有基礎(chǔ)臺階寬高比(剛性角)要求適用條件：多層民用建筑和輕型廠房1、無筋擴展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ))定義：由磚、毛石、混凝土等材料組成的無需配筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)。磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)柱下單獨基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)

2.擴展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ))特點（1）鋼筋混凝土材料

（2）要滿足抗彎、抗剪和抗沖切等結(jié)構(gòu)要求適用條件：寬基淺埋FIndividualfooting,padfoundation單獨基礎(chǔ)支模板2mx2m某工程柱下獨立基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ),柱下:一般是土質(zhì)差,兩側(cè)單獨基礎(chǔ)相連Stripfoundation條形基礎(chǔ)二、聯(lián)合基礎(chǔ)墻下聯(lián)合基礎(chǔ)柱下聯(lián)合基礎(chǔ)類型三、柱下條形基礎(chǔ)某工程柱下條形基礎(chǔ)縱向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)四、柱下十字交叉基礎(chǔ)具有良好的調(diào)整不均勻沉降的能力五、筏形基礎(chǔ)（又稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、滿堂基礎(chǔ)）土質(zhì)更差,防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成整體,如游泳館,筏下有肋,板下處理Matfoundation某工程現(xiàn)場筏板基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)六、箱形基礎(chǔ)由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好底板外墻內(nèi)墻七、殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)定義：由正圓錐形及其組合形成的殼體基礎(chǔ)。適用：一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構(gòu)筑物（如煙囪、水塔、料倉、中小高爐等）。種類：M型組合殼、正圓錐殼、內(nèi)球外錐組合殼由于荷載在殼體內(nèi)主要引起軸向壓力，故對于抗壓性能較好的磚、石和混凝土等材料而言，采用殼體結(jié)構(gòu)更能適應材料的特性。常見淺基礎(chǔ)特點總結(jié)單獨基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)筏形和箱形基礎(chǔ)基底面積越來越大、對上部結(jié)構(gòu)荷載的擴散作用越來越強在相同的上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)荷載作用

設(shè)計計算方法越來越復雜，一般情況下工程造價越來越高第三節(jié)基礎(chǔ)埋置深度的選擇下臥層持力層（受力層）FGd埋深一、確定原則在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋。注意：1.基礎(chǔ)埋深不小于0.5m（表土一般松軟，易受雨水及外界影響）；隨建筑物高度適當增大。2.基礎(chǔ)頂面低于設(shè)計地面0.1m以上，避免基礎(chǔ)外露，受外界破壞。3.橋要求在沖刷深度以下。4.當上層土強度大于下層土時，宜采用上層為持力層。d大于10cm2.3.1建筑結(jié)構(gòu)條件與場地環(huán)境條件(一)考慮建筑物地下空間的使用功能要求基礎(chǔ)埋深的影響因素2、電梯緩沖坑：自地面向下至少1.4m1、有地下室或半地下室的建筑，其埋深必須結(jié)合地下部分設(shè)計標高選定。地下管道應在基底以上，便于維修。F(二)考慮建筑物的高度和荷載大小的影響承載力變形高層建筑基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)1/151/18～1/20樁箱或樁筏基礎(chǔ)（不計樁長）輸電塔基礎(chǔ)要求較大的埋深提供足夠的抗拔阻力

以上規(guī)定不包括巖石地基，巖石地基上的高層主要考慮抗滑要求(三)考慮相鄰建筑物的影響1.新建筑物基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑物基礎(chǔ)。2.當埋深大于原有建筑物基礎(chǔ)時，兩基礎(chǔ)間應保持一定凈距3.否則要求支護并且嚴格限制支護的水平位移分段施工，設(shè)置臨時加固支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等施工措施，或加固原有建筑物地基。(四)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)臺階式相連重要設(shè)備的基礎(chǔ)需加大埋深地下室與非地下室交界處的基礎(chǔ)山坡上的房屋L/

H=1~2三基礎(chǔ)埋深和尺寸臺北國際金融中心只有低層房屋可用,否則處理盡量淺埋若h1太小就為IIh1<2m基底在好土h1=2m~4m高樓好土,低樓軟土h1>4m樁基或處理好土軟土(很深)好土軟土軟土好土

III IIIIVh1基礎(chǔ)埋深和尺寸h1基礎(chǔ)條件由其它條件確定時，盡可能淺埋2.3.2工程地質(zhì)條件1)根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層2.3.2工程地質(zhì)條件2)置于邊坡上的基礎(chǔ)=3.5條形基礎(chǔ)=2.5矩形基礎(chǔ)2.3.3水文地質(zhì)條件地下水的埋藏條件1)盡量考慮將基礎(chǔ)置于地下水位以上。2)埋在地下水位以下時，考慮:基坑排水、坑壁圍護、保護地基土不受擾動出現(xiàn)涌土、流砂的可能性；地下室防滲；輕型結(jié)構(gòu)物上浮托力；地下水浮托力基礎(chǔ)底板的內(nèi)力3)承壓含水層的地基，控制基坑開挖深度，防止基坑隆起開裂向下的土壓力

向上的承壓水壓力一般取0.7~0.9。

2.3.4地基凍融條件

季節(jié)性凍土：是冬季凍結(jié)、天暖解凍，每年凍融交替一次的土層，在我國北方地區(qū)分布廣泛。多年性凍土：指連續(xù)保持凍結(jié)狀態(tài)三年以上的土層，其性質(zhì)較復雜，屬特殊土地基，另見專著。1.凍土分類凍脹：凍脹力，地面隆起

融陷：強度降低，建筑物下陷建筑物開裂損壞不均勻沉降凍深毛細區(qū)地下水凍結(jié)區(qū)2.凍脹機理毛細水土顆粒結(jié)合水冰水變成冰的體脹自由水凍結(jié)溫度0oc，結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5~-30oc基礎(chǔ)埋深和尺寸吸引毛細水自由水+外層(弱)結(jié)合水凍結(jié),形成冰針,冰透鏡結(jié)合水膜變薄,離子濃度加大,吸力增加吸引地下水粗粒土：無凍脹堅硬粘性土：凍脹微弱粉土：凍脹最嚴重

基礎(chǔ)埋深和尺寸3.影響凍脹的因素：土性(土的粒徑大小)，含水量的多少，地下水位高低4.凍脹性劃分：《建筑地基規(guī)范》根據(jù)凍土層的平均凍脹率的大小，將地基土劃分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹五類。注：凍脹區(qū)的基礎(chǔ)，應保證有足夠的埋深，使基底達到或基本達到凍脹影響深度以下，從而避免凍害。

5、凍脹土中基礎(chǔ)埋深的要求dmin＝zd–hmaxZd設(shè)計凍深；Z0標準凍深；hmax允許殘留凍土最大厚度ZdZ0dmin室內(nèi)地面hmax凍脹丘Pingo隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強度時，地表就發(fā)生隆起，便形成凍脹丘。基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深第四節(jié)淺基礎(chǔ)的地基承載力一、基本概念定義：地基承受荷載的最大能力。地基的強度滿足上部荷載的要求變形不超過允許值變形條件：Δ≤包括

地基承載力特征值fa：指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應的壓力值。

sp~s

pufasa

p二、地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強度指標確定2.按地基載荷試驗確定3.按地基規(guī)范承載力表確定4.參照相鄰建筑物經(jīng)驗確定1.按土的抗剪強度指標確定（1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》推薦的理論公式條件：荷載的偏心矩e≤0.033b（b為偏心方向基礎(chǔ)邊長）公式：承載力系數(shù)，按表2-3查取大于6m按6m取值，對于砂土，小于3m時按3m取值.基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度）基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度?；紫乱槐抖踢厡挾鹊纳疃确秶鷥?nèi)土的粘聚力標準值；說明：取值:采用原狀土以三軸剪切試驗測定，一般要求在建筑場地范圍內(nèi)布置6個以上的取土鉆孔，各孔中同一層土的試驗不少于三組。確定抗剪強度指標的試驗方法必須與地基土工作狀態(tài)相適應。如：飽和軟土，不固結(jié)不排水剪的內(nèi)摩擦角=0，由表知：Mb=0、Md=1、Mc=3.14將上式中的ck相應改為cu則地基承載力設(shè)計值：fa=

這時，增加基礎(chǔ)底面尺寸不可能提高地基承載力。但是對于>0的土，增加基底寬度，承載力將隨著的提高而逐漸增大。系數(shù)Md≥1，故承載力隨埋深d線性增加。但對設(shè)置后回填土的實體基礎(chǔ)，因埋深增大而提高的那一部分承載力將被基礎(chǔ)和回填土G的相應增加而有所抵償；尤其是對的軟土，Md=1，由于，這兩方面幾乎相抵而收不到明顯的效果。按土的抗剪強度確定地基承載力時，要進行地基承載力的變形驗算。（2）地基極限承載力理論公式－－

魏錫克公式（或漢森公式、太沙基公式等）適用范圍：路橋、港口等公式：地基土極限承載力；按教材土力學公式計算安全系數(shù)，K=2～32.按地基載荷試驗確定（1）確定地基土承載力特征值載荷試驗數(shù)據(jù)整理：由載荷試驗可得到P-S曲線，再由P-S曲線確定地基承載力特征值。確定地基承載力特征值(一)p-s曲線“陡降型”——取值主要由地基強度控制（二）p-s曲線“緩變型”

——取值主要由地基允許變形控制常出現(xiàn)于低壓縮性土常出現(xiàn)于中、高壓縮性土

(一)p-s曲線“陡降型”

取圖中的比例界限荷載作為承載力特征值對于少數(shù)呈“脆性”破壞的土，Pb與極限載荷很接近，當Pu<2Pb時，取Pu/2作為承載力特征值。（二）p-s曲線“緩變型”

當壓板面積為0.25～0.50m2時，規(guī)定取s/b=0.01～0.015所對應的荷載作為承載力特征值，但其值不應大于最大加載量的一半。確定地基承載力特征值同一層土，應選擇三個以上試驗點，得到則取注意:承載力表通過大量的試驗數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計分析方法得到，但存在地區(qū)的局限性，一般不再采用(新規(guī)范)，應根據(jù)地區(qū)的具體試驗，制定相應的承載力表作為設(shè)計的參數(shù)。修正公式適用條件：當基礎(chǔ)寬度大于3m，埋置深度大于0.5m時，從荷載試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值尚應修正。3.按地基規(guī)范承載力表確定1）建筑地基規(guī)范承載力表修正公式：修正后的地基承載力特征值地基承載力特征值分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表2－5取值。基底持力層土的重度，地下水位以下取浮重度基礎(chǔ)底面以上埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度b----基礎(chǔ)底面寬度（m）；當b<3m時按3m取值，當b>6m時按6m取值。d----基礎(chǔ)埋置深度（m）；當d<0.5m時按0.5m取值，一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應從自然地面標高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏板時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標高算起；當采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應從室內(nèi)地面標高算起。當計算所得的fa<1.1fak時,可取fa=1.1fak。當不滿足上述公式計算條件時，可取fa=1.1fak直接確定地基承載力特征值。2.4.3地基變形驗算地基變形驗算目的——保證建筑物安全、正常使用和外觀。變形驗算的要求：建筑物的地基特征變形計算值，不應大于地基特征變形允許值，即Δ——地基特征變形計算值[Δ]——變形特征允許值。注：傳至基礎(chǔ)上的荷載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）。Δ≤[Δ]沉降量沉降差傾斜局部傾斜地基變形特征：對各種建筑物產(chǎn)生危害的不利沉降形式。地基變形特征的四種類型(1)沉降量——指基礎(chǔ)某點的沉降值?？刂茖ο螅簩τ趩螌优偶芙Y(jié)構(gòu)，體型簡單的高層建筑基礎(chǔ)，高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量應注意驗算。(2)沉降差

——一般指相鄰柱基中點的沉降量之差?？刂茖ο螅菏遣痪鶆虺两档囊环N，框架結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)這種情況的破壞。（3）傾斜

——指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值?？刂茖ο螅焊呗柦Y(jié)構(gòu)、長高比很小的高層建筑（4）局部傾斜——指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值?？刂茖ο螅阂话闫鲶w承重結(jié)構(gòu)房屋的長高比不太大，易出現(xiàn)這種不均勻沉降。它是砌體承重結(jié)構(gòu)的主要變形特征。變形驗算的規(guī)定1、根據(jù)建筑物的情況，按表2-6進行相應的驗算。2、對于重要的或體型復雜的、或?qū)Σ痪鶆虺两涤袊栏褚蟮慕ㄖ?，應作變形觀測。3、必要時，需預估建筑物施工期間和使用期間地基的變形值，以便預留建筑物有關(guān)部位之間的凈空，選擇連接方法和施工順序。第五節(jié)基礎(chǔ)底面尺寸的確定(即地基承載力驗算)地基承載力驗算持力層地基承載力驗算軟弱下臥層地基承載力驗算必須進行驗算有必要時進行驗算滿足條件中心荷載作用：pk≤fa偏心荷載作用：pk≤fapkmax≤1.2fa

式中：pk---相應于荷載效應標準組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值；

pkmax---相應于荷載效應標準組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。1）《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》：基本條件：基底壓力的標準值不大于承載力的特征值pkfa考慮的因素：1）滿足地基土的承載力和軟弱下臥層的驗算要求；2）滿足地基變形的要求；3）建筑物周邊場地允許及變形縫處空間的要求。復習：實用簡化計算exeyBLxyxyBLFF矩形面積中心荷載矩形面積偏心荷載e<B/6:梯形e=B/6:三角形e>B/6:出現(xiàn)拉應力區(qū)xyBLeexyBLexyBLK3KFFF高聳結(jié)構(gòu)物下可能的的基底壓力基底壓力合力與總荷載相等土不能承受拉力壓力調(diào)整K=B/2-e矩形面積單向偏心荷載復習：實用簡化計算１．中心荷載以柱基礎(chǔ)為例（1）底面積A的確定*荷載Fk+GkGk=A

Gd,

G是基礎(chǔ)加回填土容重=20KN/m3*承載力特征值fa（暫不做寬度修正）*基底面積一、基底尺寸確定GkFk條基－單位長度，確定基礎(chǔ)寬度FKh

bb0b確定后，確定h例：剛性基礎(chǔ)，據(jù)剛性角要求有2.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.5.1按地基持力層承載力計算基底尺寸1.軸心荷載作用要求：pk≤fa柱下獨立基礎(chǔ)：墻下條形基礎(chǔ)：b、l宜為100mm的整數(shù)倍。某粘性土重度γm為18.2kN/m3，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.75，地基承載力特征值fak為220kPa?，F(xiàn)修建一外柱基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk＝830kN，基礎(chǔ)埋深（自室外地面起算）為1.0m，室內(nèi)地面高出室外地面0.3m，試確定方形基礎(chǔ)底面寬度?！窘狻肯冗M行地基承載力深度修正。自室外地面起算的基礎(chǔ)埋深d=1.0m,查表2–5，得ηd=1.6，由式（2–14）得修正后的地基承載力特征值為：

例題2–2fa=fak+ηdγm(d-0.5)=220+1.6×18.2×(1.0-0.5)=235kPa取b=2m。因b<3m，不必進行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及其上土的重力Gk時的基礎(chǔ)埋深為：d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范圍內(nèi)沒有地下水，hw=0。由式（2–19）得基礎(chǔ)底面寬度為：例1

例圖7.2解:

1.確定基礎(chǔ)埋深:為了便于施工，基礎(chǔ)宜建在地下水位以上，故選擇粘土層作為持力層，初步選擇基礎(chǔ)埋深d=1m。2.對持力層土進行深度修正:埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度：

持力層土的承載力特征值

3.取1m長的條基作計算單元基礎(chǔ)寬度

取該承重墻下條形基礎(chǔ)寬度b＝1.25m。4.驗算:滿足要求。2.偏心荷載作用要求：pk≤fapkmax≤1.2fae≤l/6（或pkmin≥0）試算法步驟：（1）進行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特征值fa。（2）根據(jù)荷載偏心情況，將按軸心荷載作用計算得到的基底面積增大10%~40%，即?。?）選取基底長邊l與短邊b的比值n（一般取n≤2），于是有（4）考慮是否應對地基承載力進行寬度修正。如需要，在承載力修正后，重復上述2、3兩個步驟，使所取寬度前后一致。（5）計算偏心距e和基底最大壓力pkmax，并驗算是否滿足式（2–21）和（2–24）的要求。（6）若b、l取值不適當（太大或太?。烧{(diào)整尺寸再行驗算，如此反復一二次，便可定出合適的尺寸。同例題2–2，但作用在基礎(chǔ)頂面處的荷載還有力矩200kN·m和水平荷載20kN（見例圖2-3），試確定矩形基礎(chǔ)底面尺寸。[解]

（1）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心，將基底面積初步增大20%，由式（2–25）得例題2–3取基底長短邊之比n=l/b=2，于是因b=1.5m<3m，故fa無需作寬度修正。（2）驗算荷載偏心距e基底處的總豎向力：Fk+Gk=830+20×1.5×3.0×1.15=933.5kN基底處的總力矩：Mk=200+20×0.6=212kN·m偏心距：e=Mk/(Fk+Gk)=212/933.5=0.227m<l/6=0.5m（可以）（3）驗算基底最大壓力pkmax>1.2fa=282kPa（不行）（4）調(diào)整底面尺寸再驗算取b=1.6m，l=3.2m，則Fk+Gk=830+20×1.6×3.2×1.15=947.8kNe=212/947.8=0.224m所以基底尺寸為1.6m×3.2m。2.5.2軟弱下臥層驗算

軟弱下臥層是指在基礎(chǔ)持力層以下，成層地基的受力范圍以內(nèi)，承載力明顯低于持力層的高壓縮性土層。

Fp-pc0dz

pc0pcz軟土Es1Es2基礎(chǔ)的驗算2、驗算要求

其埋深應取從地面到軟弱下臥層頂面的距離。

傳遞到軟弱下臥層頂面處的附加應力與土的自重應力之和不超過下臥層的承載力

3、附加應力按簡化的“壓力擴散角法”

—根據(jù)基底處總附加應力等于擴散后面積上的總應力求出，則軟弱下臥層頂面處附加應力=基底處總附加壓力/擴散后面積矩形基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)

注意:擴散角與Es1/Es2及z/b有關(guān)持力層太薄，不起作用地基壓力擴散角表中：Es1、Es2分別為上、下土層縮模量，當z/b＜0.25時效Q＝00，必要時，宜由試驗確定。z/b＞0.50時Q值不變。

4、軟弱下臥層強度不足應采取的措施1）增大基礎(chǔ)底面積；2）減小基礎(chǔ)埋深；3）對軟弱下臥層進行地基處理，用人工方法提高其承載力；4）變換地基持力層，或采用深基礎(chǔ)避開軟弱下臥層【例】如圖所示中柱基礎(chǔ)荷載標準值Fk=1100KN，Mk=140KN.m；若基礎(chǔ)底面尺寸L×b=3.6m×2.6m，試根據(jù)圖中資料驗算基底面積是否滿足地基承載力要求。持力層承載力設(shè)計值:【解】1、持力層承載力驗算埋深范圍內(nèi)的土的加權(quán)平均重度由粉質(zhì)粘土e=0.8,IL=0.82查表得:基礎(chǔ)及回填土重(0.8m在地下水中)持力層承載力驗算：滿足.經(jīng)驗算滿足要求。2、軟弱下臥層強度驗算軟弱下臥層頂面處自重應力軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度由淤泥粘土查表2-7得地基壓力擴散角查表2-5得軟弱下臥層頂面處的附加應力2.5.3按允許沉降差調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸(1)基底尺寸對沉降的影響s=(1-μ2)ωbp0/E0

(2-31)a.對比按pk=fa原則設(shè)計的兩個基礎(chǔ)（基底壓力相同）因為μ、ω、p0、E0為常量，所有s∝b

故基礎(chǔ)底面積越大，沉降越大。b.對同一基礎(chǔ)而言（F＝常量）p0≈F/A

s≈(1-μ2)ωF/lE0

(2-32)故加大基礎(chǔ)底面積（l增大）可以減少沉降量。(2)減少沉降量的措施a.加大底面積A(A加大10%，沉降約減少4.6%)；(3)減少不均勻沉降的措施a.若小基礎(chǔ)的強度儲備足夠，可減少其底面積；b.小基礎(chǔ)盡量做方，大基礎(chǔ)n盡量大；c.將大基礎(chǔ)的底面積增大（有軟弱下臥層時例外）。2.5.4地基穩(wěn)定性驗算

承受水平荷載的高聳、高層建筑物、邊坡上的建筑物1、在水平和豎向荷載共同作用下，基礎(chǔ)和深層土層一起發(fā)生整體滑動時，采用圓弧滑動面法進行驗算。2、滿足下式條件的邊坡上建筑物，可不進行驗算；若不滿足，則進行土坡穩(wěn)定性驗算。=3.5條形基礎(chǔ)=2.5矩形基礎(chǔ)

擴展基礎(chǔ)破壞形式剪切沖切彎曲四基礎(chǔ)的驗算2.6擴展基礎(chǔ)設(shè)計2.6.1無筋擴展基礎(chǔ)一、無筋擴展基礎(chǔ)基礎(chǔ)高度：按基礎(chǔ)臺階寬高比要求（剛性角）要求確定：

tanα---基礎(chǔ)臺階寬高比b2:H0,其允許值可按下表選用。d——柱中縱向鋼筋直徑無筋擴展基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值

二、無筋擴展基礎(chǔ)基礎(chǔ)高度和構(gòu)造要求：1.采用無筋擴展基礎(chǔ)的鋼筋混凝土柱,其柱腳高度h1不得小于b1(上圖),并不應小于300mm且不小于20d(d為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑).2.對于臺階式無筋擴展基礎(chǔ)其每級臺階的寬高比均按上表要求確定，每級臺階的寬、高最少值按下表要求：無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計≥MU10磚

M5砂漿大放腳磚基礎(chǔ)低層建筑墻下基礎(chǔ)。砌筑方便，強度低抗凍性差。砌法：兩皮一收（1/4磚）二一間隔收（1/4磚）磚墻:承重墻B600~700mm，非承重墻B500mm為使槽底平整，便于砌磚，在槽底可以澆筑100~200的墊層。或打兩步三七灰土防潮層6060防潮層BB無筋擴展基礎(chǔ)的設(shè)計步驟1.根據(jù)已知的d，進行地基承載力特征值的深度修正。2.按持力層承載力確定基底尺寸b。3.按臺階寬高比允許值初選基礎(chǔ)高度H0。4.確定每一級臺階的寬度bi，高度hi。注：為保證傳力路線流暢，節(jié)省材料，施工方便，每一級臺階都宜符合寬高比要求。5.滿足構(gòu)造要求。如磚模等。2.6.2擴展基礎(chǔ)設(shè)計類型：獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)受力模型：倒置的懸臂梁。彎曲，剪切，沖切問題。一、設(shè)計荷載取值：1、確定基礎(chǔ)配筋和驗算材料強度，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應組合應按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合；相應的基底反力為凈反力（不包括基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)臺階上回填土重所引起的反力）。2、驗算基礎(chǔ)裂縫寬度，應按正常使用極限狀態(tài)荷載效應標準組合。墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)構(gòu)造尺寸與形式基礎(chǔ)高度>250時采用錐形；基礎(chǔ)高度≤250時采用平板式。

縱向分布鋼筋φ≥

8，@100~300保護層有墊層≥40

無墊層≥70砼強度等級≥C20受力鋼筋

直徑：≥φ10

間距：@100~200二、墻下鋼筋砼條形基礎(chǔ)的底板厚度和配筋計算（一）中心受壓基礎(chǔ)受力分析倒置懸臂梁；2.受地基凈反力作用；3.危險截面：墻根部Ⅰ-Ⅰ面彎矩與剪力最大。地基凈反力：pj

上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計值

F在基底產(chǎn)生的反力。baⅠⅠ(b-a)/2倒置懸臂梁pjF基礎(chǔ)底板厚度確定基礎(chǔ)底板有足夠厚度主要用于抵抗剪切破壞。上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計值為F(kN/m)，則：基底凈反力設(shè)計值：pj=F/bⅠ-Ⅰ截面最大剪力：(b-a)/2pjⅠⅠⅠ-Ⅰ截面抗剪要求：剪力圖h0—基礎(chǔ)底板有效高度；有墊層h0=h－40無墊層h0=h－75ft—砼軸心抗拉強度設(shè)計值，N/mm2；βh—截面高度影響系數(shù)。h0≤800時,取βh

=1.0h0≥2000時,取βh

=0.9基礎(chǔ)底板有效高度L—基礎(chǔ)底板計算長度，一般取l=1m；800≤

h0

≤

2000時,按線性插值2.基礎(chǔ)底板配筋計算

基礎(chǔ)底板配筋主要用于抵抗彎拉破壞。Ⅰ-Ⅰ截面彎矩設(shè)計值：基礎(chǔ)底板配筋面積As－受力筋面積,mm2

；fy－鋼筋抗拉強度設(shè)計值，N/mm2

。（二）偏心受壓基礎(chǔ)baⅠⅠpjminFMpjmaxpjⅠ基底壓力分布為梯形。偏心距：e=M/F基底最大、最小凈反力【例】試設(shè)計某教學樓370承重外墻鋼筋砼基礎(chǔ)，荷載標準值Fk=240kN/m，基本組合值為300kN/m，室外地坪下埋深1.3m，地基fa=155kN/m2(修正值)。①選擇確定基礎(chǔ)材料【解】砼：C20ft=1.1N/mm2

；鋼筋：HPB235fy=210N/mm2

；墊層：100厚素砼。506050502000φ14@120－0.45±0.00φ6@200保護層厚度取40mm②確定基底面寬度：取

l=1m設(shè)計取基底寬度：b=2.0m③確定基礎(chǔ)底板厚度pj=F/b=300/2=150kN/m2

h≥

h0

+40=160+40=200mm底板厚度：設(shè)計底板厚度取h=250mm(剖面等厚)h0=210mm④底板配筋計算基礎(chǔ)底板配筋面積選φ14@120(As=1283＞1271mm2)，分布筋選φ6@200（見上圖）。二、柱下鋼筋砼單獨基礎(chǔ)的

底板厚度和配筋計算受力與破壞形式分析倒置懸臂結(jié)構(gòu)；2.受地基凈反力作用。第一種破壞形式：彎曲破壞危險截面：柱根截面處

抵抗：基礎(chǔ)底板下部配筋抵抗：基礎(chǔ)底板有足夠厚度。Fpj沖切面F沖切破壞角錐體第二種破壞形式：沖切破壞：

從柱根周邊開始沿45°斜面拉裂，形成沖切破壞角錐體；（一）中心受壓基礎(chǔ)底板厚度沖切錐體外地基凈反力產(chǎn)生的沖切力Fl應小于沖切面上的抗沖切(砼的軸心抗拉)能力。即：Fl

≤0.7βh·ft·

AmFl

=pj·

Al

pj=F/(b·

l)

βh—截面高度影響系數(shù)；h≤800

時取βh=1.0

h≥2000

時取βh=0.9Al—

沖切錐范圍以外面積；Am—

沖切錐水平投影面積。h0lh0ac(a)AlAm45°h0h0ac(b)AlAmh0l(a)當b≥

bc+2h0時(b)當b＜bc+2h0時(a)當b

≥bc+2h0時(b)當b

＜bc+2h0時提示：!!!計算方法：試算法即假定高度，驗算；有變階時，將上階視為下階的柱子。（二）中心受壓基礎(chǔ)底板配筋計算雙向配筋，危險截面在柱邊處；簡化計算：基礎(chǔ)底板視為嵌固在柱子周邊的四塊梯形懸臂板組成。有變階時，將上階視為下階的柱子，計算變階處的彎矩與配筋量。45°aclⅡⅠⅠⅡⅠⅠ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面彎矩設(shè)計值：Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面配筋面積：45°aclⅡⅠⅠⅡⅠ（三）偏心受壓基礎(chǔ)高度與配筋計算45°aclⅡⅠⅠⅡpjminpjmaxpjⅠ偏心距：e0=M/F基底最大、最小凈反力基礎(chǔ)高度計算：Fl

=pmax·

Al

Fl

≤0.7βh·ft·

Am基礎(chǔ)底板配筋計算：Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ—Ⅱ截面：【例】某柱下單獨基礎(chǔ)，荷載與地基情況如圖示，試設(shè)計此基礎(chǔ)。Fk=800kN

GkVk=15kN

±0.00－0.380013003500Mk=200kN·m

填土γ=16Es=2.5Mpa粘土γ=18.5kN/m3Es=10MPafak=175kPa（ηb=0.3、ηd=1.6）

淤泥質(zhì)土w=45%

Es=2.0Mpafak=85kPa

（ηb=0、ηd=1.0）【解】①選擇持力層，如圖示。②求修正后的地基承載力特征值：假定b≤3m，則③初步估算基底面積首先按軸心受壓估算A0A=1.2A0=1.2×4.8=5.8m2，取l/b=2.0得b=1.7m，l=3.4m。考慮偏心影響，將A0增大20%，則④驗算地基承載力M=200+15×0.8=212kN·mpmax=232.4kPa≤1.2fa=234.6kPap=(F+G)/A=167.5kPa≤fa=195.48kPa滿足要求，故基底尺寸b=1.7m，l=3.4m合適。⑤確定基礎(chǔ)高度選擇確定基礎(chǔ)材料砼：C20，ft=1.1N/mm2

；墊層：100厚素砼；保護層取40mm鋼筋：HPB235，fy=210N/mm2

?！?.000－0.300F=800kNV=15kNM=200kN·m6003400初步選定基礎(chǔ)高度：

h=800mm，h0=h-40=760mm，ac=600mm，bc=400mm。bc+2h0=400+1520=1920mm>b

=1700mmFl

=pjmax·

Al=237.7×1.0795=256.6kN

Fl＜0.7βhp·ft·

Am=678.8kN滿足要求F=800kNV=15kNM=200kN·m抗沖切驗算基礎(chǔ)底板配筋計算Ⅰ-Ⅰ截面：45°aclⅡⅠⅠⅡⅠⅡ—Ⅱ截面：

Ⅰ-Ⅰ截面選φ14@120(As=1283＞1265mm2)；

Ⅱ—Ⅱ截面選φ10@150(As=335＞318mm2)；實際配筋不均勻沉降產(chǎn)生的原因（1）地基條件，土層極軟或不均勻；（2）上部結(jié)構(gòu)荷載不均勻；（3）相鄰建筑物影響；（4）其它原因：如堆載、開挖深基坑等2.8減輕不均勻沉降損害的措施中、小建筑物破壞的一般規(guī)律1、砌體承重結(jié)構(gòu)：主要是墻體開裂斜裂縫、八字形裂縫、倒八字形裂縫2、框架等超靜定結(jié)構(gòu)：沉降差引起構(gòu)件附加內(nèi)力，梁、板等產(chǎn)生裂縫、柱傾斜建筑物開裂、傾斜、甚至破壞如何解決不均勻沉降的問題？均勻沉降影響建筑物的功能和正常使用不均勻沉降1)選用條形基礎(chǔ)