天然地基上的浅基础PPT课件.ppt

7 1地基基础设计的要求 7 2浅基础的类型 7 3基础埋置深度的确定 7 4浅基础设计 7 5减小不均匀沉降的措施 第七章天然地基上浅基础设计 基础 浅基础和深基础 地基 天然地基和人工地基 1 1 选择基础的材料和类型2 选择基础的埋置深度3 确定地基承载力4 根据地基承载力 确定基础的构造尺寸必要时进行下卧层强度验算 5 进行必要的地基验算 包括变形与稳定性验算 6 进行基础的高度设计7 基础细部和构造设计 绘基础施工图 天然地基上浅基础设计的步骤 2 7 1地基基础设计的要求 一 建筑物地基基础设计等级 根据 地基复杂程度 建筑物规模和功能特征 由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响其正常使用的程度 将地基基础设计分为 甲乙丙 3 4 二 地基基础设计的基本要求 1 所有建筑物的地基均应满足承载力计算的有关规定 2 甲 乙级建筑物 均应验算地基变形 3 表7 2所列范围内的丙级建筑物在某些情况下应进行变形验算 4 对经常经受水平荷载作用的高层建筑 高耸结构和挡土墙等 以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物 尚应验算其稳定性 5 地下水埋深较浅 存在地下室上浮问题时 应进行抗浮验算 6 所有建筑物的基础设计应满足相应的 钢筋混凝土设计规范 砌体结构设计规范 等要求 保证基础有足够的强度 刚度和耐久性 5 7 2浅基础的类型 刚性基础 柔性基础 6 7 一 砖基础 砖基础所用的砖 强度等级不低于MU10 砂浆不低于M5 在地下水位以下或当地基土潮湿时 应采用水泥砂浆砌筑 在砖基础底面以下 一般应先做100mm厚的C10或C15的混凝土垫层 抗压性较好 抗拉 抗弯性较差 砖基础取材容易 应用广泛 施工工艺简单 一般可用于6层及6层以下的民用建筑和轻型厂房 8 9 二 毛石基础 由于毛石之间间隙较大 如果砂浆粘结的性能较差 则不能用于多层建筑 且不宜用于地下水位以下 但毛石基础的抗冻性能较好 北方也用来作为7层以下的建筑物基础 毛石基础剖面形状有阶梯形和梯形 每阶高度一般为300 400mm 块石应竖砌 错缝 缝内砂浆应饱满 10 11 三 三合土基础 三合土是由石灰 砂和骨料 矿渣 碎砖或碎石 加水混合而成 施工时石灰 砂 骨料按体积配合比为1 2 4 1 3 6拌和均匀后再分层夯实 每层虚铺约220mm 夯至150mm 分层夯实而成 三合土基础在中国南方地区常用 三合土的强度较低 一般只用于4层及4层以下的民用建筑 其厚度不小于300mm 宽度不小于700mm 12 四 灰土基础 灰土是用石灰和土料配制而成的 石灰和土料按体积配合比为3 7或2 8 拌和均匀后 在基槽内分层夯实 灰土基础宜在比较干燥的土层中使用 其本身具有一定的抗冻性 在我国华北和西北地区 广泛用于5层及5层以下的民用建筑 厚度不小于300mm 条形基础宽度不小于600mm 独立基础不小于700mm 13 五 混凝土和毛石混凝土基础 混凝土基础的抗压强度 耐久性和抗冻性比较好 其强度等级一般为C15 这种基础常用在荷载较大的墙柱处或位于地下水位以下时 如在混凝土基础中埋入体积占25 30 的毛石 石块尺寸不宜超过300mm 即做成毛石混凝土基础 可节省水泥用量 14 15 16 六 钢筋混凝土基础 钢筋混凝土是基础的良好材料 其强度 耐久性和抗冻性都较理想 由于它承受力矩和剪力的能力较好 故在相同的基底面积下可减少基础高度 因此常在建筑物荷载较大或地基较软弱的情况下使用 17 一 独立基础 优点 强度高 抗冻性好 耐久性高 通常柱基 高炉 烟囱 水塔基础都是单独基础 现浇柱的单独基础可做成阶梯形或锥形 预制柱则采用杯形基础 杯形基础常用于装配式单层工业厂房 有时墙下采用单独基础 基础顶面架一根钢筋混凝土过梁 再在梁上砌砖墙 18 19 墙下独立基础 20 二 条形基础 一般墙基采用条形基础 墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式 但若地基土质不均匀 为了减小不均匀沉降 增强基础整体性 也可做成有肋式的条型基础 柱下也可采用条形基础 当 1 柱荷载较大或地基条件较差 如采用单独基础 可能出现过大的沉降时 2 柱距较小而地基承载力较低 如采用单独基础 则相邻基础间的净距很小且相邻荷载影响较大时 21 22 墙下条形基础 柱下条形基础 23 三 十字形交叉基础 当荷载较大 采用条形基础不满足地基承载力要求时 或者当地基松软且在两个方向分布不均时 可采用十字交叉基础 这是一种较复杂的浅基础 造价比柱下条形基础高 24 四 筏形基础 高层建筑常用 当柱下交叉梁基础面积占建筑物平面面积的比例较大 或者上部结构荷载大 地基软弱或地下防渗需要时 可以在建筑物的柱 墙下方做成一块满堂的基础 即筏板基础 优点 筏板基础由于其底面积大 故可减小地基上单位面积的压力 同时也可提高地基土的承载力 并能更有效地增强地基的整体性 调整不均匀沉降 分类 筏板基础在构造上好象倒置的钢筋混凝土楼盖 并可分为平板式和梁板式两种 25 26 五 箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土底板 顶板和纵横内外墙组成的整体空间结构 优点 1 箱形基础具有很大的抗弯刚度 整体性强 只能产生大致均匀的沉降或整体倾斜 从而基本上消除了因地基变形而使建筑物开裂的可能 2 箱形基础内的空间常用作地下室 这一空间的存在 减少了基础底面的压力 缺点 箱形基础的钢筋 水泥用量很大 施工技术要求也高 27 28 其他基础壳体基础 适用于水塔 中小型高炉等高耸的构筑物的基础 壳体基础常用的结构形式为正圆锥壳 M形组合壳和内球外锥组合壳三种 29 7 3基础埋置深度的确定 主要有七个影响因素 建筑物情况 与场地有关的条件 地下水条件 作用于地基上荷载的大小和性质 相邻建筑物的基础埋深 地基土冻胀和融陷的影响 埋置深度 从室外地面标高到基础底面的距离 土层的性质和分布 30 一 工程地质条件当地基土上层较好 下层较软弱时 基础尽量浅埋 当上层土软弱 下层土坚实时 需要视具体情况而定 1 上层软土较薄 可将基础埋置于下层坚实土上 2 当上层软土较厚 可采用宽基浅埋或人工加固或采用桩基础二 地下水位基础应尽可能的埋置于地下水位之上 可避免涌土 流砂 31 三 建筑物的条件1 建筑物有地下室时 基础埋深受地下室地面标高的影响 在平面上有仅局部有地下室时 基础可按台阶形式变化埋深或整体加深2 基础范围内有管道或其他地下设备通过时 基础顶板原则上应低于这些设施的底面3 对于高层建筑 在抗震设防区 基础埋深要求不小于建筑物高度的1 15 位于基岩上的高层建筑 基础埋深应满足抗滑要求 32 四 作用于地基上荷载的大小和性质1 所受上部结构荷载较大时 基础要求置于较好的土层上 2 所受水平向荷载较大或受上拔力时 基础埋深必须加大3 所受荷载为振动荷载时 不宜选用易液化的土层作为持力层 33 五 相邻建筑物的基础埋深1 一般新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物的基础埋深 2 当新建筑物的基础埋深大于原有建筑物的基础埋深时 两基础间应足 34 六 地基土冻胀和融陷的影响在季节性冻土地区进行基础埋深设计时 必须考虑地基的冻胀性 对于冻胀土 最小埋深可按下式确定 35 天然地基上浅基础的设计 包括下述各项内容 1 选择基础的材料 类型和平面布置 2 选择基础的埋置深度 3 确定地基承载力 4 确定基础尺寸 5 进行地基变形与稳定性验算 6 验算基底的合力偏心矩 基础的抗滑动性和抗倾覆稳定性 7 进行基础结构设计 8 绘制基础施工图 提出施工说明 7 4一般浅基础设计 36 式中pk 相应于荷载效应标准组合时 基础底面处的平均压力值 fa 修正后的地基承载力特征值 1 当轴心荷载作用时 一 按地基持力层的承载力计算基底尺寸 37 d fa Fk A G g d fa Fk b G g 矩形 条形 Fk 相应于荷载效应标准组合时 上部结构传至基础顶面的竖向荷载 Gk 基础自重和基础上的土重 A Gk Fk pk A 基础底面面积 基础平均埋深 式中 38 某承重墙下条形基础及地基情况如图所示 上部结构传来荷载F 250kN m 试确定该基础的宽度b 解 沿基础长度方向取1m计算 即 1m 最后取模数 b 1 3m 39 2 对于偏心受压基础 需满足的条件 Pk fa Mk 相应于荷载效应标准组合时 作用于基础底面的力矩值 式中 40 由 得 若 41 二 软弱下卧层的强度验算 软弱下卧层顶面处的附加应力设计值 软弱下卧层顶面处的自重应力设计值 地基承载力设计值 42 43 44 45 46 47 48 7 5减小不均匀沉降的措施 产生不均匀沉降的原因不均沉降的危害减小地基不均匀沉降的措施 49 产生地基不均匀沉降的原因 地基不均匀上部结构荷载差异较大 不均匀沉降往往使建筑物开裂 破坏或严重影响使用 特别是建于软弱和不均匀地基上的建筑物 沉降量常常很大且不均匀 如果处理不好 很容易造成工程事故 50 减小地基不均匀沉降的措施 建筑措施 目的 提高建筑物整体刚度 结构措施 目的 减少基底附加压力 增强结构整体刚度 施工措施 目的 减少施工对不均匀沉降的影响 51 建筑措施 建筑物体型应力求简单 平面简单 高度一致 控制建筑物的长高比 3层及以上的房屋 长高比不宜大于2 5 一般不宜大于3 合理布置纵横墙 避免纵墙开洞 转折 中断 使纵墙尽量与横墙相连 设置沉降缝 合理安排相邻建筑物之间的距离 调整建筑物的某些标高 52 平面形状复杂的建筑物的转折处 建筑物高度或荷载变化差异处 长高比过大的建筑物的适当部位 建筑结构或基础类型不同处 地基土的压缩性有显著变化处 分期建造房屋的交接处 需设沉降缝的位置 53 结构措施