浅基础与深基础解析课件（199页图文丰富）

1、第7章浅基础与深基础天然地基上浅基础概述浅基础的类型与构造地基的计算基础尺寸设计各类基础的设计基础方案比较与改善的措施一、概述基础工程的重要性及工程意义：地基与基础是各类建筑物的重要组成部分，总称基础工程造价占土建总造价相当大的比例，软土地区可达40%地基基础工程的质量问题占总事故的21%天然地基人工地基基础直接建造在未经加固的天然地基层上若天然地基很软弱，事先经过人工加固，再修建基础基础浅基深基埋深 5m桩基，沉井，地下连续墙设计地基基础要考虑的因素： 1）材料、基础的结构形式 2）埋深 3）地基土的承载力 4）基础的形状和布置 5）上部结构的影响 6）施工 7）抗震天然地基上浅基础设计保证

2、基础本身有足够的强度和稳定性地基的强度、稳定性及变形必须在容许范围内天然地基上的浅基础的设计步骤：（1）选材、选择结构类型（2）确定埋深（3）确定地基土的承载力（4）按承载力初步确定基底尺寸，必要时验算软弱下卧层强度，地基变形，斜坡上或有水平荷载的验算稳定性（5）按材料强度确定剖面形状和各部尺寸（6）绘施工图天然地基上的浅基础设计前期准备资料：（1）建筑场地的地形图（2）岩土工程勘察报告（3）建筑物平面图、荷载（4）场地环境、相邻建筑物基础类型、埋深（5）工程总投资、当地建筑材料的供应情况（6）施工队伍技术力量与工期二、浅基础类型可按多方面分类按材料、结构、基础刚度基础无筋扩展基础扩展基础条形

3、基础箱形基础独立基础筏板基础十字交叉梁基础壳体基础按结构类型浅基础类型按材料刚度独立基础: 柱下或墙下,土质较好柱下单独基础杯形基础墙下单独基础过梁条型基础墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连 条形基础是墙基础的主要形式。常用砖石建造，但在基础宽度过宽，有必要减少其构造高度时，或需要加强纵向墙体承受不均匀沉降引起的拉力时，也可用钢筋混凝土建造。钢筋混凝土条形基础砖和灰土条形基础十字交叉基础柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连纵向条形基础横向条形基础筏板基础土质更差,单独基础联成整体Mat foundation箱形基础有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好底板外墙内墙 壳体基

4、础特点：节省材料缺点：施工技术难度大，新规范已去掉。按基础材料砖石砌体混凝土和毛石混凝土三合土抗冻性、强度一般，适宜于干燥且较温暖的地区 混凝土的强度、耐久性、抗冻性比较好为节约水泥，掺入毛石，配成毛石混凝土，强度仍比砖石砌体高南方常采用，体积比石灰：砂子：骨料为1：2：4或1：3：6强度与骨料有关，矿渣最好，有水硬性，砖石次之适用于四层及四层以下的民用建筑钢筋混凝土混凝土的强度、耐久性、抗冻性都很好基础遇有侵蚀性地下水时，要严格选择混凝土成分灰土耐久性良好，我国华北、西北地区广泛使用适用于5层和5层以下的民用建筑和小型砖墙承重的单层工业厂房前四种称为无筋扩展基础，钢筋混凝土基础称为扩展基础扩

5、展的含义上部结构通过墙、柱等承重构件传递的荷载，在其底部横截面上造成的压强通常远远大于地基的承载能力。因此在墙、柱之下设置水平截面向下扩大的基础-扩展基础，以使荷载扩散分布于扩大后的基础底面，使之满足地基承载力和变形的要求。无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。 指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的基础。有墙下条形基础与柱下独立基础两类。特 点抗压性能好，但抗弯抗拉性能差。稳定性好，施工简单。设计主要由刚性角来控制。需要较大的埋置深度。式中 bi无筋扩展基础任一台阶的宽度(mm)； Hi相应的台阶高度(mm)； tan一无筋扩展基础台阶宽高比的允许值，可按表71选用。

6、宽高比（或称刚性角）要求设计要求 刚性角：砼一般为45度，砖大约33.7度。受拉破坏点砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。 MU7.5砖 M5砂浆大放脚毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。 MU20片石； M5砂浆砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积2030%，尺寸300mm 。掺入毛石 节约水泥柱下砼基础墙下砼基础钢筋混凝土材料筑造的基础。与刚性基础相比较，也称为“柔性基础”。扩 展 基 础特点抗弯和抗剪性能良好。不受基础台阶宽高比的限制，适宜“宽基浅埋”。基本形式柱下钢筋砼

7、独立基础、墙下钢筋混凝土条形基础 基本原则：尽量浅埋三、基础埋置深度的选择基础底面至地面的距离，用符号d表示。一般自室外地面标高算起；填方区可自填土面标高算起，但若填土在上部结构施工后完成时，应自天然地面标高算起持力层与下卧层 持力层直接支撑基础的土层； 下卧层持力层以下的各土层。 选择基础埋置深度，实质上也就是选择合适的地基持力层。持力层下卧层四、 地基的计算 为保证建筑物的安全使用，同时发挥地基的承载力，地基基础设计中一般应满足两种极限状态：（1）承载能力极限状态（荷载） 为保证地基有足够的强度和稳定性，基地压力要小于或等于地基承载力，为使地基不破坏，地基承载力一般应控制在界限荷载p1/4

8、 范围内。 荷载应按正常使用极限状态下荷载效用的标准组合（2）正常使用极限状态（变形） 保证地基的变形值在容许范围内。 变形过大可能引起裂缝、坍塌或其他不容许沉降。 计算地基变形时，基地荷载效应按正常使用极限状态下荷载的准永久组合，不计风荷载和地震作用。 工业与民用建筑中，常以变形作为控制条件。水平荷载较大或建在斜坡上，地基稳定成为主要问题 1.基本规定根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基破坏可能造成建筑物的破坏或影响正常使用的程度，将地基基础分为三个设计等级。 地基设计根据建筑物的重要程度和使用年限分为三种方法：（1）按承载能力设计，不要求验算变形。（只验算承载力）部分丙级建筑

9、（2）同时验算地基承载力和地基变形。甲级、乙级和部分丙级 fak130kpa，体形复杂；地面堆载或相邻基础荷载差异大，地基产生不均匀沉降；软弱地基上建筑物存在偏心荷载；相邻建筑物过近；地基内有厚度过大或厚度不均的填土层，自重固结未完成（3）同时验算承载能力和稳定性。（受水平荷载作用的高耸结构，斜坡上的建筑）基础变形类型，按其特征分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。基础中心沉降量相邻两个基础的沉降差单独基础在倾斜方向两端点的沉降差与距离的比值砖石承重结构沿纵墙610m内两点的沉降差与距离的比值2.承载力计算作用在基础上的荷载 轴向力F发生沉降 水平力H发生倾斜 力矩M沿基础底面、地基内部滑动、基

10、础倾覆中心荷载作用下的基础计算基底处平均压力值修正后地基承载力特征值轴力基础自重和基础上土重基础和基础台阶上回填土平均重度取20kN/m3偏心荷载作用下的基础计算基础底面的抵抗矩基底最大压应力满足下式要求：同时，平均压应力满足 相差过多是不利的。因此，有时将基础做成不对称的形式，使外荷载对于基础底面的偏心距尽量减少。原则上不允许基础底面与地基土脱离，必须保证 3 土体中的应力计算eb/6: 出现拉应力区3.3基底压力计算三. 实用简化计算xybleexyblexybla3aFFFa=b/2-e矩形面积单向偏心荷载3. 地基承载力特征值及影响因素地基承载力特征值：在保证地基强度和稳定的条件下，建

11、筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基承受荷载的能力。确定承载力的考虑因素地基土的堆积年代及成因；土的物理力学性质；地下水（土的有效重度、地基变形）；建筑物性质；建筑物基础确定承载力特征值的方法： （1）荷载试验确定 （2）理论公式计算 （3）建筑经验确定用荷载试验确定（甲级建筑原位荷载试验） 一般办法：采用一个小尺寸的荷载板，50cm50cm， 70.7cm70.7cm, 100cm100cm 得到P-s曲线，根据荷载试验曲线确定承载力特征值。 规范规定： （1）曲线有明显比例界限，取比例界限对应的荷载值 （2）极限荷载小于对应比例界限荷载的2.0倍，取极限荷载值的一半 （3）不能按上述两点取

12、值时，取s/b=0.010.015对应的荷载值，其值不应大于最大加载量的一半。按理论公式计算当偏心距e小于或等于0.033b的情况，根据抗剪强度指标确定地基承载力特征值 ：抗剪强度指标确定的地基承载力特征值承载力系数基地宽度基底持力层土的天然重度基底以上土的加权平均重度基底一倍短边宽度的深度内土的黏聚力标准值式中计算只满足强度条件，还要进行地基变形验算凭建筑经验确定 调查建筑场地已有建筑物的形式、构造特点、基底压力、地基土层情况及建筑物是否有裂缝、倾斜和其他损坏现象。 适用于荷载不大的中、小型工程。静力触探法确定 适用于丙级地基基础，对于甲、乙级地基基础则应由多种方法综合确定。 承载力特征值的

13、修正 基础宽度大于3m或埋深大于0.5m，原位实验、经验值等方法确定的承载力特征值，需按下式要修正：承载力特征值修正后的承载力特征值宽度修正系数深度修正系数基底以下土的重度基底以上土的加权平均重度修正系数查表7.10五、 基础尺寸设计中心荷载作用下的基础计算 1.基础底面积A 对矩形基础 按地基承载力计算时，应符合下式对条形基础对方形基础例 某墙下条形基础，相应于荷载效用标准组合时的竖向中心荷载值F=180kN/m，埋深d=1.1m，基础底面为粉质黏土，承载力特征值fak=144.8kPa，试确定基础底面宽度，基础顶面宽度b0=38cm，基础做法为下面采用厚度为45cm的3：7灰土，上面采用砖

14、砌体，并会出基础剖面图。偏心荷载作用下的基础计算0.000m-0.300m1.0mVk0.7mMk0.6mFk例：某粘性土重度18.2kN/m3,孔隙比e0.7，液性指数IL0.75，地基承载力特征值fak220kPa。现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载Fk830kN， Mk200kN m ， Vk20kN,基础埋深（自室外地面起算）为1.0m，室内地面高出室外地面0.3m，试确定矩形基础底面宽度。解：（1）先地基承载力特征值深度修正孔隙比e0.7，液性指数IL0.75的粘性土， d1.6（2）初步确定基础底面尺寸计算Gk时的基础埋深d（1.0+1.3）/21.15m埋深范围内无地下水

15、，hw0假设l/b=2.0b=1.5ml=3.0m因b3m，不必进行承载力宽度修正（3）计算基底平均压力和最大压力基底处总竖向力基底处的总力矩偏心距基底平均压力值基底处最大和最小压力NO（4）调整底面尺寸再算基底处总竖向力基底处的总力矩偏心距基底平均压力值基底处最大和最小压力取b=1.6m， l=3.2mOK已知如图所示的某矩形基础，试计算该基础底面尺寸（荷载均为标准值）。解：（1）求取地基承载力特征值对于e=0.9的粘性土， d1.0（2）确定基础底面尺寸考虑荷载偏心影响，将基底面积增大20，则基底面积A1.2A0=3.34m2假设l/b=1.5b=1.49ml=2.24m取b=1.5m取l

16、=2.3m（3）计算基底平均压力和最大压力基底处总竖向力基底处的总力矩偏心距基底平均压力值基底处最大和最小压力OK概述无筋扩展基础又称为刚性基础。无筋扩展基础广泛应用于基底压力较小或地基承载力较高的6层和6层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。无筋扩展基础常用块石、混凝土、砖、灰土和三合土等材料建造。六、 无筋扩展基础设计无筋扩展基础的构造如右下图所示。无筋扩展基础的材料抗压性好，抗拉、抗剪强度不高，设计时必须保证在基础内产生的拉应力和剪应力强度不超过强度设计值。满足设计原则的限制条件：（1）限制刚性角小于 刚性角限值（2）限制每个台阶的宽高 比不超过规范规定的台阶宽 高比第二节 无筋扩展基

17、础的构造灰土基础 灰土是用粉状生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰与粘土的比例，用于基础的多为3:7或4:6，用作垫层的可为2:8 灰土基础在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用灰土基础与砖放角hn150b第二节 无筋扩展基础的构造灰土基础灰土基础与砖放角hn150b灰土基础其抗冻性较差，不宜将灰土基础作到地面，宜将其置于下部作为垫层灰土垫层厚度超过100mm时按基础使用和计算，所以较厚的灰土垫层也叫灰土基础，在灰土垫层或灰土基础上一般用砖或毛石砌筑基础，两者放角应匹配，灰土基础宽高比容许值b/h1:1.251:5，与砖基础大致相同灰土基础与砖放角灰土基础与砖放角hn

18、150b砖放脚过大砖放脚过小砖放脚过小，则灰土底面有效宽度不能利用，也是不经济的若灰土基础底面一定砖放脚过大，则对砖基础的放脚有所浪费第二节 无筋扩展基础的构造毛石基础毛石是天然石材，经粗略加工使其基本方整、便于人力搬运、操作的石料，毛石基础体积较大、自重较大、操作要求高，劳动强度大毛石运输、堆放不便，多用于邻近山区石材丰富的一般标准的砖混结构建筑基础工程中毛石基础强度、抗水、抗冻、抗腐蚀性能较好毛石基础第二节 无筋扩展基础的构造毛石基础构造台阶宽高比容许值b/h1:1.25 1:1.5毛石的形体不规则，块体不宜过大也不宜过小。砌在露明处的毛石粒径一般不小于300mm，中间填塞的馅石可适当减小

19、毛石每砌一台不可能一皮找平，至少也需砌筑2皮方可找平。因此，每台的高度不得小于400mm，高度愈大则愈便于砌筑200400hb400400200200500100毛石基础构造毛石基础构造毛石退台宽度不能按宽高比退台，即 b 4001.5267mm若按267mm退台，因外露毛石粒径为300mm左右，显然露明处毛石可能自行脱落200400hb400400200200500100毛石基础构造毛石退台宽度取为b200mm，宽高比bh 2004001:2毛石基础最窄的一台宽度应不小于500mm墙或柱底在毛石基础顶部每侧宽度应不小于100mm200400毛石基础构造hb400400200200500100

20、毛石基础构造毛石浆砌基础片石或卵石基础毛石基础底宽700 mm时应作成矩形截面，无须退台砖基础 用不低于MU10的砖（宜用经融烧的）和不低于M5的砂浆砌成。 砖的抗冻性较差，所以在严寒地区和含水量较大的土中，应采用高强度等级的砖和水泥砂浆。 砖基础通常做成阶梯形，俗称大放脚。 大放脚一般采用两皮一收，或者是两皮一收与一皮一收相间隔，后者较省材，采用较多。基础砌筑前，需先铺底灰。砌筑时，砖先用水浇透，并要求砌体砂浆饱满。 如果基础下部用灰土，则灰土部分不做台阶，灰土顶面压力，以不超过250300kPa为宜。砖基础用粘土砖砌筑的基础，取材容易，价格低廉，施工简便，目前仍被大量采用，砖基础强度、耐久

21、性、抗冻性和整体性均较差，砖基础适合用于五层以下砖混结构房屋等高式砖基础间隔式砖基础砖基础的台阶宽高比容许值b/h 1: 1.5砖基础作法等高式，宽高比：b/h376:7561:2，小于容许值b/h 1:1.5，符合要求且偏于安全间隔式，宽高比：b/h 376:5671:1.5，刚好符合刚性角最低要求等高式756376间隔式567376混凝土基础（素混凝土基础）采用低标号混凝土C15、C20坚固耐久、抗水抗冻，多用于地下水位较高或有冰冻情况的建筑基础的断面应保证两侧有不小于200mm的垂直面，然后按刚性角容许值倾斜混凝土的宽高比容许值b/h1:11:1.2550200阶形混凝土基础构造墙下条形

22、基础柱下独立基础hb基础剖面剖面形式：锥形截面、阶形截面基础底面下可设置垫层垫层作用是找平坑槽，便于放线和传递荷载垫层用低强度等级的混凝土(C 7.5、C10)或三合土），厚度80100mm，每侧加宽80100mm，垫层一般不计入基础底面积5020050200阶形混凝土基础构造hbhb锥形混凝土基础构造加入毛石的混凝土基础当混凝土基础的体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可加入适量毛石加入的毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的13毛石的体积为总体积的2030，且应分布均匀毛石混凝土宽高比容许值b/h1:11:1.55020

23、0毛石混凝土基础构造hb第二节 无筋扩展基础的构造三合土基础石灰三合土基础hn150b三合土基础适于三层以下普通砖房的基础垫层三合土的宽高比容许值b/h1:1.51:2例某厂房柱断面600mm*400mm，基础受竖向荷载标准值Fk=780kN，力矩标准值M=120kN.m，水平荷载标准值H=40kN，作用点位置在地面，基础埋置深度1.8m，粉质粘土层液性指数为0.33，孔隙比为0.775，fak=210kPa,试设计基础地面H=1.8m填土，容重=17.5粉质粘土，容重=19.1例1、无筋扩展独立基础设计例某承重墙厚240mm,基础的埋深1.5m，基础受竖向荷载标准值Fk=200kN，持力层为

24、粉质粘土层液性指数为0.76，孔隙比为0. 843，容重为17.5，fak=150kPa,试设计基础例2、无筋扩展条形基础设计七、 扩展基础设计 扩展式基础常指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。 扩展式基础通常能在较小的埋深内，把基础扩大到所需面积，因而是最常用的一种基础形式。 为使扩展式基础具有一定的刚度，要求基础台阶的宽高比不大于2.5。 从基础受力特点分析，扩展式基础仍为一板式基础，基础底板的厚度应满足抗冲切要求，并按板的受力分析进行抗剪及抗弯强度要求。柱下钢筋混凝土单独基础（一）钢筋混凝土基础设计内容与步骤（1）根据荷载组合中地基承载力，确定基础尺寸，与无筋扩展基础设计相

25、同；（2）按抗剪和抗冲切验算，确定基础高度（包括各突变截面）（3）进行地基强度和变形验算；（4）对基础的截面大小变化处进行内力计算，确定基础配筋（5）构造设计（二）柱下钢筋混凝土单独基础的构造 柱下钢筋混凝土单独基础的构造形式有现浇锥形基础、台阶形基础和现场预制杯口基础。 1.一般要求1）锥形基础的边缘高度一般不小于200mm；且两个方向的坡度不宜大于1：3 阶梯型每阶高度300500mm2）基础下面通常设有低强度素混凝土垫层，垫层厚度为100mm。3）基础混凝土强度等级不低于C204）扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm

26、，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于8mm；间距不宜大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15% 。当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于40mm；无垫层时不应小于70mm；2.现浇柱基础1）角锥形基础 基础高度除应满足抗冲切要求，还应满足柱子纵向钢筋锚固长度的要求。 现浇柱基础不与柱同时浇灌，基础内预留插筋的规格和数量应与柱子底部的纵向受力钢筋相同，插筋的锚固及与柱的纵向受力钢筋的长度，应满足规范要求。 基础高h在900mm内，插筋应伸至底部的钢筋网。 基础高度较大时，位于柱子四角的插筋应伸至底部，其余的插筋只要伸入基础达到锚固长度即可。插

27、筋长度范围内均匀设置箍筋。 基础顶部做成平台，每边从柱边缘放出不小于50mm的距离。2）阶梯形基础 阶梯形基础的每阶高度一般为300500mm，基础高度一阶二阶三阶 阶梯尺寸宜用整数，一般在水平方向和垂直方向均用 50mm的倍数。3.预制柱基础 柱的插入深度h1按下表选用，h1还应满足锚固长度要求，并应该考虑吊装的稳定性，即柱长 基础杯底厚度和壁厚按表4-3选用。当柱为轴心或小偏心受压且或大偏心受压且壁内一般不配筋当柱为轴心或小偏心受压且可按表4-4,钢筋置于杯口顶部，每边两根。其他情况按计算配筋（三）柱下钢筋混凝土单独基础的计算1.根据荷载组合中地基承载力，确定基础尺寸，与无筋扩展基础设计相

28、同；2.基础高度的确定（抗冲切验算）基础高度及变阶处的高度，应根据抗剪及抗冲切的公式计算确定。 对钢筋混凝土单独基础而言，抗剪强度一般均能满足要求，故基础高度主要根据抗冲切高度确定，必要时才进行抗剪强度验算。 当基础承受柱子传来的荷载时，若在柱子周边处基础的高度不够，就会发生如图4-8所示的冲切破坏，即从柱子周边起，沿着45斜面拉裂，形成如图4-9中虚线所示冲切角锥体。 为保证基础不发生冲切破坏，在基础冲切角锥体以外，由地基反力产生的冲切荷载Fl应小于基础冲切面上的抗冲切强度。 对矩形截面柱的矩形基础，在柱与基础交接处及基础变阶处的冲切强度按下式计算45obth0h0bAl为阴影面积bm冲切梯

29、形的中线bmh0h0atlhp 冲切截面高度影响系数由以上关系式可解基础底板的有效高度：C值由公式7.30得出单独基础弯矩计算3.基础底板内力及配筋计算（抗弯验算）柱下扩展基础受基底反力的作用下，产生双向弯曲。分析时可将基底按对角线分成四个区域，对于中心荷载作用或偏心作用而偏心距小于或等于1/6倍基础宽度的情况，当台阶的宽高比小于或等于2.5时，任意截面的弯矩可按下列公式计算任意截面II，IIII处的弯矩基础底板配筋，根据底板内力分布，分别计算截面所需的钢筋面积计算配筋截面处的设计弯矩钢筋抗拉强度设计值基础有效高度对阶梯形基础，除进行柱边截面的强度计算外，应在变阶处进行验算双向偏心的单独基础，

30、可按叠加原理进行计算。已知相应于荷载效应基本组合时的柱荷载F700kN，M87.8kN m，柱截面尺寸为300mm400mm，基础底面尺寸为1.6m2.4m。要求：试设计此柱下独立基础。例：240010030060040030030012000.00FM解：采混凝土强度等级采用C20，ft1.10N/mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2,垫层采用C10混凝土。（1）计算基底净反力设计值净偏心距基底最大净反力设计值：1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII125.3210.8239.3191.8（2）基础高度偏心受压，取pjmax1）柱边截面

31、取h600mm， h0555mmOK抗冲切力冲切力:1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII冲切力2）变阶处截面l11.2m， b10.8m651mm211121310III1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII已知某砼墙厚240mm，相应于荷载效应标准组合及基本组合时作用在基础顶面的轴心荷载为144 kN/m和190 kN/m ，已知基础埋置深度d0.5m，地基承载力特征值fak106kPa 。要求：试设计此基础。例：解：因基础埋深为0.5m，故采用钢筋混凝土条形基础。混凝土强度等级采用C20，ft1.10N/

32、mm2,钢筋用HPB235级，fy210N/mm2。（1）初步确定基础底面尺寸地基净反力基础有效高度： 基础边缘至砖墙计算截面的距离：取基础高度h300mm，h0300-40-5255mm104mm配钢筋12200,As=565mm2纵向分布钢筋8250,垫层采用C10混凝土。1500825012200100200200300200八、 减少建筑物不均匀沉降的工程措施过大的沉降会影响正常使用，不均匀沉降会导致建筑物开裂、破坏或严重影响使用。在软弱地基上的建筑物，沉降往往很大，而且不均匀，沉降稳定历时很长，处理不好容易造成工程事故。为减少建筑物不均匀沉降，需采取各种必要措施在建筑设计中，为防止不

33、均匀沉降造成的危害，可单从加强上部结构，或单从加固地基来达到目的，但往往不经济合理。上部结构和地基是紧密联系在一起的，既相互联系，又相互影响，按上部结构和地基共同工作的观点来采取消除不均匀沉降的措施，才能达到经济合理的效果。沉降前基底 左图所示，建造在地基上的墙体，墙上荷载均匀分布，地基受到墙体传来的荷载，发生变形。 若墙体是柔性，按直线变形理论，墙身挠曲如曲线a所示，墙内无附加应力。 若墙为绝对刚体，则作用于地基的压力有相应的调整，结果是墙的沉降各点相等，如曲线b，墙身内应力很大。 实际上墙介于上述两种之间，有一定刚度，仍保持一定的挠度，也有一定的应力，曲线如c所示。防止不均匀沉降考虑上部结

34、构和地基共同作用对建筑物和地基两方面同时采取必要措施既适当增强上部结构的刚度，提高结构的抗裂性同时将地基变形控制在容许范围内做到安全、经济、合理。采取的措施建筑措施（1）建筑物体形力求简单（2）设置沉降缝（3）相邻建筑物的间隔距离（4）建筑物标高的控制结构措施（1）增强砖石承重结构建筑物刚度和强度（2）减轻和调整荷载施工措施建筑措施（一）（1）建筑物的体形力求简单 建筑物的体形是指建筑物的平面及立面形状 平面形状复杂的建筑物，如“H”“L”“T”字形，在其纵横相交处，基础密集，地基中应力重叠，该处沉降量大于其他部位，其附近墙体常出现裂缝。 当平面形状复杂时，建筑物还会因扭曲产生附加应力复杂平面

35、的裂缝位置 立面上有高差（荷载差）的建筑物，由于作用在地基上的荷载突变，建筑物高低相交处出现过大的差异沉降，造成建筑物的轻、低部分倾斜或开裂损坏，裂缝向重、高部分倾斜。 软土地区，高差在两层到两层以上者，存在轻重不等裂缝。 建筑平面转折部位有高差，更不利。建筑措施（二）（2）设置沉降缝 设置沉降缝是减少地基不均匀沉降对建筑物危害的有效措施之一。 沉降缝不同于温度收缩缝，它从檐口到基础把建筑物整个单元断开，将建筑物分成若干个长高比小、整体刚度好、自成沉降体系的单元，具有调节地基不均匀沉降的能力。设置沉降缝的位置：a.地基土压缩性有明显差异处b.地基基础处理方法不同处c.平面形状复杂的建筑物转折部

36、位d.建筑物高度或荷载差异处e.建筑结构类型不同处f.过长砖石承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位g.局部地下室边缘处h.分期建造房屋分界处常用沉降缝类型沉降缝需要足够的宽度缝内一般不填充任何材料建筑措施（三）（3）相邻建筑物的间隔距离 建筑物的荷载不仅使建筑物下面的土层受到压缩，而且在它以外的一定范围内的土层，由于受到基底压力扩散的影响，也产生压缩变形。这种影响随距离的增大而减少。 相邻建筑物的影响主要表现为裂缝或倾斜。 被影响的建筑物刚度好，表现为倾斜，刚度差，为裂缝。 产生相邻影响的情况：a.同时建筑的重、高建筑物对轻、低建筑物的影响b.同时建筑的荷载相近的建筑物的相互影响c.重、高建

37、筑物建成不久后，在临近建筑轻、低建筑物时，前者对后者的影响。d.旧建筑物受到新的重、高建筑物的影响 为减少建筑物相邻影响，应使建筑物保证一定的距离。建筑措施（四）（4）建筑物标高的控制 由于基础的沉降引起建筑物个组成部分的标高发生变化，影响建筑物正常使用。 在软土地区，常看到由于沉降过大造成室内地坪低于室外地坪、地下管道被压坏。设备之间连接受损等。 为减少或防止沉降对使用的不利影响，设计时，根据基础沉降的预估值，适当调整建筑物各部分标高:a.提高室内地坪和地下设施标高b.建筑物各部分由联系时，提高沉降较大者c.建筑物与设备间留足够净空d.建筑物有管道穿过，预留足够尺寸的空地，采用柔性接头结构措

38、施（一）（1）增强砖石承重结构建筑物刚度和强度的措施 建筑物的空间刚度是指建筑物抵抗自身变形的能力。 空间刚度越少，地基反力分布越接近建筑物荷载分布，不均匀沉降越大。如：独立支柱与简支梁或三铰拱组成的建筑物，有柔性底板的水池，油罐。建筑物由于构件间联系软弱，建筑物同地基一起变形。 空间刚度越大，地基不均匀沉降越小。如独立基础上的烟囱、水塔。增强建筑物强度和刚度的措施：a.控制建筑物的长高比L/H L/H越小，刚度越好，对地基不均匀沉降的调整能力越大。对于沉降量可能大于12cm的建筑物， L/H宜小于或等于2.5。b.设置圈梁（提高整体性，提高抗剪抗拉能力） 圈梁一般配置在外墙内，根据可能弯曲方

39、向确定配置与建筑物顶部还是底部。难以判断弯曲方向，对四层或四层以下，在墙上部或基础放大脚各设一道。重要、高大的建筑物隔层或层层设置。圈梁一般设置在楼板下或窗过梁处，要求平面上闭合。 圈梁宽度一般等于墙厚，高度不小于12cm，一般为2412cm。强度不低于C20，纵筋不低于48c.合理布置纵横墙 地基发生不均匀沉降时，砖石结构的墙身是主要受力构件，具有调节地基不均匀沉降的能力。纵墙刚度较弱，地基的不均匀沉降常表现为建筑物的纵向挠曲，纵墙的布置很重要。 纵墙转折、中断或高度变化等均会消弱纵墙刚度，刚度消弱部位的砖墙，最容易破坏。纵墙要避免转折与中断。挠曲产生水平推力 建筑物横墙能加强整体刚度，内横

40、墙间距不宜过大，并与外纵墙妥为连接。d.加强基础的刚度和强度 基础在建筑物的最下面，对建筑物的整体刚度影响很大，特别是建筑物产生正向挠曲时，受拉区在下部，所以保证基础有足够刚度和强度就特别重要。 根据地基软弱程度和上部结构的不同情况，可采用钢筋混凝土十字交叉条形基础或筏片基础，有时采用箱形基础。（挠曲基本消除） （2）关于减轻或调整荷载的措施 由基础传给地基的荷载中，其中上部结构和基础的自重约占总荷载的40%75%，应尽量减轻结构的自重（预应力砼结构、轻质钢结构；砖石承重结构，采用轻质墙体材料） 室内厚填对地基的压缩会造成建筑物大量沉降，可采用架空地板代替，减轻对地基的荷载。 设置地下室和半地

41、下室是减少建筑物不均匀沉降的有效措施，通过挖出的土重能抵消一部分作用在地基上的附加压力，也可用于调整各部分建筑的沉降差异。 施工措施 淤泥及淤泥质土具有一定的结构强度，施工时要注意不扰动其原状结构。 开挖基槽时，暂不开挖到基底标高，保留一定厚度的原土（20cm），待基础施工时才开挖。 槽底土已扰动，先铺一层中粗砂，再铺碎砖、片石、块石处理。 存在荷载差异的建筑，施工顺序：先盖重、高部分，后盖轻、低部分。重、高建筑附近的附属建筑，尽量慢点施工。 软 土 层4.5 桩 基 础现场灌注护坡桩造价低桩基础优点将荷载传递到下部好土层,承载力高沉降量小抗震性能好,穿过液化层承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风

42、载荷)与其他深基础比较,施工造价低缺点施工环境影响, 预制桩施工噪音, 钻孔灌注桩的泥浆有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩桩基础适用条件(1)水上建筑物(2)深持力层,高地下水位(3)抗震地基(4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器桩基础构成： 桩和承台组成。根据承台的位置，桩基(础)分为： 低承台桩基(础) ：承台底面低于地面； 高承台桩基(础) ：承台底面高于地面。 (a)承台桩上部结构软弱土层坚硬土层承台桩水体土层(b)低承台 桩高承台桩一、按承载性状分类桩传递荷载的特点： 所承担的荷载，由桩侧阻力和桩端阻力传到地基上。桩的分类根据承载性状，桩分为：1）摩擦型桩：桩承受的荷载主要由桩侧阻

43、力承担，细分为： 摩擦桩：上部荷载全部由桩侧阻力承受；端承摩擦桩：承受的荷载主要由桩侧阻力承担。2）端承型桩：桩承受的荷载主要由桩端阻力承担，细分为 端承桩：荷载全部由桩端阻力承受；摩擦端承桩：承受的荷载主要由桩端阻力承担。举例说明：摩擦型桩： 软土中的长桩，为摩擦桩，图(a)； 上部土层强度与桩端土层较低，为端承摩擦桩，图(b) 。端承型桩： 上部土层软弱桩端进入稳定的岩层时，为端承桩，图(c)上部土层强度比桩端土层较低，为摩擦端承桩，图(d)。 摩擦桩端承摩擦桩端承桩摩擦端承桩摩擦型桩端承型桩二、按功用分类承压桩承受竖向压力为主的桩，图(a)。抗拔桩承受拔出荷载为主的桩，图(b)。 例如，

44、输电塔架、地下抗浮结构复合受荷桩同时承受较大竖向荷载与水平荷载，图(c)。横向受荷桩（侧向受荷桩）主要承受水平荷载的桩，图(d)。例如，边坡中设置的加固桩。三、按桩身材料分类 木桩 混凝土桩素混凝土桩钢筋混凝土桩 钢桩四、按施工方法分类预制桩 桩体在施工前在预制厂或现场制作的桩。 根据打入方法可分为： 打入桩、压入桩、振沉桩及旋入桩。灌注桩 在桩位处先成孔，再设置加劲材（如钢筋笼等），然后浇灌 混凝土而形成的桩。根据成空施工方法可再分为：钻孔灌注桩、沉管灌注桩和挖孔桩等。振动沉桩预制桩113m离心预应力预制钢筋混凝土人工挖孔桩广州市亚洲大酒店人工挖孔桩螺旋钻 沉管螺旋钻孔灌注桩粘性土砂性土 扩

45、底桩人工挖孔扩孔桩五、按成桩方法分类根据桩对桩周土排挤作用分为非挤土桩桩对周围土体没有排挤作用。例如，先钻孔再打入的预制桩、钻孔（冲孔或挖孔）桩。挤土桩桩位处的土大量排挤开，桩周土在施工过程中受到严重扰动。例如，实心预制桩、下端封闭的管桩等，在锤击、振动贯入等。六、按桩径大小分类 小直径桩： d250mm例如，用于基础加固的树根桩、静压锚杆托换桩等。 中等直径桩：250mmd40m时，宜考虑桩身的弹性压缩。 对若干个桩静载荷试验结果的处理： 当试验各桩的极限承载力的极差平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力Qu。（二）按经验公式计算一般用于初步估算单桩竖向承载力特征值。1、按单桩极

46、限承载力确定单桩竖向承载力特征值Qu单桩竖向极限承载力，kN；up桩身断面周长，m；Ap桩端底面积，m2；qsiu第i层土极限侧阻力，kPa；qpu桩端土极限端阻力，kPa；li桩穿越第i层土的长度，m；Ra单桩竖向承载力特征值，kN；k单桩竖向承载力安全系数，取2.0。2、直接建立土层的物理力学状态指标与单桩承载力特 征值的关系Ra单桩竖向承载力特征值，kN；qsia第i层土桩侧阻力特征值，kPa；qpa桩端土端阻力特征值，kPa。特别的，当桩端嵌入完整或较完整的硬质岩石中： （三）按材料强度确定1、钢筋混凝土桩的竖向抗压承载力特征值 桩的纵向弯曲系数。 低承台桩，一般取=1.0； 高承台桩

47、，可取=0.251.0，根据桩端土层及桩上部自由长度确定。2、钢桩的抗压承载力特征值四 群桩承载力群桩：2根及2根以上的桩群。一）、 群桩特点二）、群桩竖向承载力一）、群桩特点1、群桩效应 由于承台、桩、土相互作用，群桩基础中的一根桩的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设置方法的独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。群桩效应强弱的主要影响因素：桩距s。桩距s对群桩效应的影响： 当桩距s3d(d为桩径）时，地基中附加应力叠加现象严重，群桩效应明显； 当桩距s6d (d为桩径）时，地基应力叠加现象不明显，群桩效应消失。 2、承台效应（与旧规范桩承台效应名称不同）承台效应： 现浇钢筋混凝土承

48、台往往与地基土直接接触，在上部荷载作用下，承台将地基土压得更紧密，因此，承台具有一定的承载能力。复合桩基：由桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。复合桩基中，除了桩端阻力和桩侧阻力承担荷载外，承台下地基也承担荷载。建筑地基基础设计规范规定： 群桩承载力为单桩承载力之和。这一做法大大简化了群桩承载力的计算。二）、群桩竖向承载力五、桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力：由于某些原因，使桩周土相对于桩向下位移，对桩产生向下的摩擦力。负摩阻力对轴力的影响说明：负摩阻力与桩顶荷载作用方向相同，这种摩阻力不但不能承担桩顶荷载，反而增大桩的轴力及沉降。xQxQ负摩阻力正摩阻力图8-8 单桩在产生负摩阻力时的荷载传递(a)单桩 (b)位移曲线：1土层竖向位移曲线 2桩的截面位移曲线(c)桩侧摩阻力分布曲线 (d)桩身轴力分布曲线(a)(b)(c)(d)12oo1zzoo1N QxQzoo1+- Nmax中性点土层相对桩向下位移土层相对桩向上位移负摩阻力正摩阻力桩侧负摩阻力产生的原因：(1) 桩周土体沉降量很大。如欠固结的软粘土或新填土；自重湿陷性黄土等。(2) 桩周大面积堆载。地面桩周大面积堆载，引起土层沉降。(3) 施工引起地表沉降。例如，在