sm07天然地基上浅基础设计课件

1、sm07天然地基上浅基础设计1 第七章第七章 天然地基浅基础设计天然地基浅基础设计 sm07天然地基上浅基础设计2 sm07天然地基上浅基础设计3 天然地基、人工地基天然地基、人工地基 浅基础：埋深小于浅基础：埋深小于5 5m m或基础宽，不计侧摩擦或基础宽，不计侧摩擦 天然地基浅基础经济、简单，应优先采用天然地基浅基础经济、简单，应优先采用 sm07天然地基上浅基础设计4 7-2 浅基础设计准则、步骤浅基础设计准则、步骤 一、地基的极限状态设计一、地基的极限状态设计 两种极限状态：两种极限状态： 承载力极限状态承载力极限状态 正常使用极限状态正常使用极限状态 不确定性及概率极限设计准则不确定

2、性及概率极限设计准则 功能函数功能函数 Z = R - SZ = R - S R: R: 抗力；抗力；S: S: 荷载效应荷载效应 )0(Zpp f 可接受值可接受值 sm07天然地基上浅基础设计5 实用极限状态设计准则实用极限状态设计准则 fp p p设计压力；设计压力；f f承载力设计值承载力设计值 求求p p时用荷载之基本组合时用荷载之基本组合 ( (设计值设计值) ) l承载力极限状态承载力极限状态 l正常使用极限状态正常使用极限状态ss S: S: 地基变形；地基变形； S S: : 变形容许值变形容许值 求求S S 时用荷载之长期效应组合（非恒载则折时用荷载之长期效应组合（非恒载则

3、折 减）减）, ,不计风、地震，（标准值）不计风、地震，（标准值） sm07天然地基上浅基础设计6 二、地基基础设计等级划分二、地基基础设计等级划分 l建筑物安全等级：甲级，乙级，丙级建筑物安全等级：甲级，乙级，丙级 三、地基基础设计一般要求三、地基基础设计一般要求 l承载力承载力 l变形变形 l稳定性稳定性 全部全部 基坑，边坡基坑，边坡 甲乙级全部，丙级部分甲乙级全部，丙级部分 sm07天然地基上浅基础设计7 四、设计步骤四、设计步骤 1 1、基础类型、材料及平面布局、基础类型、材料及平面布局 2 2、基础埋深确定、基础埋深确定 3 3、地基承载力确定，基础尺寸确定、地基承载力确定，基础尺

4、寸确定 4 4、软弱下卧层验算、软弱下卧层验算 5 5、验算变形、验算变形 6 6、基础结构构造设计、基础结构构造设计 7 7、施工图绘制、施工图绘制 sm07天然地基上浅基础设计8 五、荷载取值与抗力限值五、荷载取值与抗力限值 l确定基础底面尺寸、埋深确定基础底面尺寸、埋深 荷载取标准值；荷载取标准值； 抗力取特征值抗力取特征值 l变形验算变形验算 荷载取准永久值；荷载取准永久值； 抗力取变形允许值抗力取变形允许值 l土压力及稳定性土压力及稳定性 荷载取设计值荷载取设计值 基本组合，分项系数均为基本组合，分项系数均为1 1.0 l基础结构设计基础结构设计 荷载取设计值荷载取设计值 基本组合，

5、分项系数实取基本组合，分项系数实取 基本组合基本组合RSS k 35. 1 sm07天然地基上浅基础设计9 7-3 浅基础类型、材料浅基础类型、材料 一、浅基础类型一、浅基础类型 1 1、单独基础单独基础 用于柱下、墙梁下用于柱下、墙梁下 （荷载较小）（荷载较小） 包括包括刚性基础、扩展刚性基础、扩展 基础、壳体基础基础、壳体基础 同一基底尺寸，刚性同一基底尺寸，刚性 基础高度大基础高度大 sm07天然地基上浅基础设计10 刚性角刚性角，体现刚性基础荷载扩散范围。其大小要，体现刚性基础荷载扩散范围。其大小要 求见表（台阶宽高比）求见表（台阶宽高比） 刚性角做法：刚性角做法： 合理合理不安全不安

6、全不经济不经济 sm07天然地基上浅基础设计11 2、条形基础、条形基础 用于柱下、墙下用于柱下、墙下 墙下条基可有刚性、墙下条基可有刚性、 扩展之分（墙高差扩展之分（墙高差 别大时亦不可能做别大时亦不可能做 成刚性）成刚性） 双向条基：交叉梁基双向条基：交叉梁基 础（或条基础（或条基+ +连梁）连梁） sm07天然地基上浅基础设计12 3、筏形基础、筏形基础 又称满堂红基础，又称满堂红基础， 防水性好防水性好 sm07天然地基上浅基础设计13 4、箱形基础、箱形基础 刚度大，抗不均匀沉降能力强刚度大，抗不均匀沉降能力强 sm07天然地基上浅基础设计14 二、基础材料二、基础材料 基础所处环境

7、差，对其材料有一定要求基础所处环境差，对其材料有一定要求 砖石、砂浆：其最低标号见规范砖石、砂浆：其最低标号见规范 对砖要看：是否寒区、潮湿程度对砖要看：是否寒区、潮湿程度 对石材、砂浆：仅看潮湿程度，因其抗冻性好对石材、砂浆：仅看潮湿程度，因其抗冻性好 素混凝土：多用素混凝土：多用C10C10 钢砼：性能更好，用于荷载较大的情况，一般钢砼：性能更好，用于荷载较大的情况，一般 不低于不低于C15C15，壳体基础不低于壳体基础不低于C20C20。（。（强度低，强度低， 易开裂，使钢筋锈蚀，膨胀，破坏混凝土）易开裂，使钢筋锈蚀，膨胀，破坏混凝土） sm07天然地基上浅基础设计15 灰土：多用三七灰

8、土（体积比），不可有生灰灰土：多用三七灰土（体积比），不可有生灰 块块 夯实最优含水量夯实最优含水量“捏紧成团，落地开花捏紧成团，落地开花” 密实度控制：虚铺密实度控制：虚铺22-2522-25cmcm，夯成夯成1515cmcm（一步一步 灰土）灰土） 承载力标准值用承载力标准值用20-2520-25t/mt/m2 2 抗水性差，早期抗冻性差，仅用于水位以上 抗水性差，早期抗冻性差，仅用于水位以上 加水泥成三合土更好加水泥成三合土更好 sm07天然地基上浅基础设计16 7-4 基础埋置深度基础埋置深度 埋置深度埋置深度：从（室外）设计地面到基底竖直距离：从（室外）设计地面到基底竖直距离 埋深确

9、定需考虑以下因素：埋深确定需考虑以下因素： 1 1、建筑物本身、建筑物本身 使用功能，高层建筑的稳定要求使用功能，高层建筑的稳定要求 md5.0 sm07天然地基上浅基础设计17 2、工程地质条件、工程地质条件 （a a）由其他因素定由其他因素定 （b b）对低层可加大基础对低层可加大基础 刚度，对高层用人刚度，对高层用人 工地基或深基础工地基或深基础 （c c）视表层厚度定视表层厚度定 （d d）尽可能浅，但表层薄尽可能浅，但表层薄 则属于（则属于（b b） （e e）如上分析如上分析 用好土层作持力层用好土层作持力层 sm07天然地基上浅基础设计18 尽可能在地下水位以上（往往做不到）尽可

10、能在地下水位以上（往往做不到） 有承压水时，其上应有足够土重有承压水时，其上应有足够土重 最高水位线最高水位线 最低水位线最低水位线 3 3、水文地质条件、水文地质条件 hhii W cr 0 sm07天然地基上浅基础设计19 不冻或永冻均问题不大，不冻或永冻均问题不大，季节性冻融季节性冻融则可造成危害则可造成危害 冻胀：冻胀：水结冰膨胀，冻后又吸水更加大膨胀。含水水结冰膨胀，冻后又吸水更加大膨胀。含水 细粒土冻胀。细粒土冻胀。 （细砂不冻胀、粉砂冻胀）（细砂不冻胀、粉砂冻胀） 4 4、土层冻结深度、土层冻结深度 融陷：融陷：高温水融化土体积减小高温水融化土体积减小 冻胀、融陷循环使建筑物损坏

11、冻胀、融陷循环使建筑物损坏 冻胀性分类：冻胀性分类：规范分规范分不、一般、弱、强不、一般、弱、强4 4类类 sm07天然地基上浅基础设计20 0 15. 0 26. 017. 0 0 0 z mz d t t fr 弱冻胀弱冻胀 冻胀冻胀 强冻胀强冻胀 0 z：标准冻深标准冻深 t ：采暖系数采暖系数7 7，角部大，因散热快，角部大，因散热快 埋深在埋深在z z0 0以深，则无需考虑冻胀以深，则无需考虑冻胀 frt dzd 0min 最小冻深：最小冻深： sm07天然地基上浅基础设计21 5、场地环境 要大于雨水冲刷、树要大于雨水冲刷、树 木生长、其它生物活木生长、其它生物活 动形成孔洞等可能

12、到动形成孔洞等可能到 达的深度。达的深度。 在已有建筑附近时在已有建筑附近时 D DH/LH/L0.50.51 1 有管线时，要深于管有管线时，要深于管 线埋深线埋深 sm07天然地基上浅基础设计22 7-5 地基承载力及底面尺寸确定地基承载力及底面尺寸确定 一、一、地基承载力确定地基承载力确定 1. 1.承载力的三种值承载力的三种值 基本值基本值：一个荷载实验值，或由土性指标均值查：一个荷载实验值，或由土性指标均值查 表表 标准值标准值：较基本值有较小的离散性（但值未必大）：较基本值有较小的离散性（但值未必大） 特征值特征值：同标准值比，增加了深、宽影响：同标准值比，增加了深、宽影响 （未必

13、采用深宽修正的方法得出）（未必采用深宽修正的方法得出） sm07天然地基上浅基础设计23 2. 承载力确定方法承载力确定方法 基本值基本值 荷载试验：取荷载试验：取p pcr cr， ，p pu u / /K K 或或p p| |s=0.06b s=0.06b 由土性指标均值查表由土性指标均值查表 标准值标准值 荷载试验荷载试验: :几个试验所得基本值之平均几个试验所得基本值之平均 由土性指标均值查表得基本值由土性指标均值查表得基本值, ,再考虑指标再考虑指标 之离散性进行修正之离散性进行修正 sm07天然地基上浅基础设计24 离散性修正离散性修正 1 22 n n i 2 918. 7884

14、. 2 1 nn f 修正系数修正系数 21 二个指标时：二个指标时： 为为 2 2的折算系数的折算系数 变异系数变异系数 / 用用N N63.5 63.5、 、N N10 10修正后查表 修正后查表 N N = = - 1.645 - 1.645 sm07天然地基上浅基础设计25 bMdMcMf bdkca 0 M Mc c、M Md d、M Mb b 查表；查表； b取取36m 0 0、 : : 基底上、下土重度基底上、下土重度, , 水下用浮重度水下用浮重度 直接由公式直接由公式，f f、c用标准值（用标准值（1倍基础宽的深度内）倍基础宽的深度内） 特征值特征值 q用标准值再深宽修正用标

15、准值再深宽修正 )3()5 . 0( 0 bdff bdaka d b 查表查表 ( (按所考虑土层。分析其取值规律按所考虑土层。分析其取值规律!)!) bb6m6m取取6 6m m（为控制沉降）为控制沉降）, ,对砂土对砂土b3m b3m 取取3 3m m e0, 0, 考虑考虑 地震荷载时要求脱开面积地震荷载时要求脱开面积25%25% a kkk k f W M A GF p21. max, 偏心荷载偏心荷载： FF荷载值；荷载值；GG自重标准值自重标准值 a kk k f A GF p e3m b3m 重算重算 2、偏心荷载、偏心荷载 按中心荷载求按中心荷载求A, A, 加大加大10-4

16、0%, 10-40%, 再验算。要求再验算。要求 fp2 . 1 max fp 必要时对必要时对1 1、2 2均应验算下卧层及变形均应验算下卧层及变形 azczz fpp sm07天然地基上浅基础设计34 三、基础高度确定三、基础高度确定 tg 0 2 H b )( tg2 1 00 bbH 埋深埋深 h + 1015 cm，且且0.5m sm07天然地基上浅基础设计35 7-8 扩展基础设计扩展基础设计 多用钢筋混凝土，因有拉应力。基底尺寸计算多用钢筋混凝土，因有拉应力。基底尺寸计算 同前，这里考虑基础本身之强度、配筋同前，这里考虑基础本身之强度、配筋 一、扩展基础的破坏形式一、扩展基础的破

17、坏形式 剪切破坏：直接上下剪断很少见剪切破坏：直接上下剪断很少见 斜拉：腹筋少，剪跨大（冲切破坏）斜拉：腹筋少，剪跨大（冲切破坏） 斜压：腹筋多，剪跨小。强度高（斜压：腹筋多，剪跨小。强度高（0.250.25f fc cbhbh0 0),), 不起控制作用不起控制作用 剪压：一般情况剪压：一般情况 和梁类似，柱为支座，地反力为荷载（分布荷和梁类似，柱为支座，地反力为荷载（分布荷 载）载） sm07天然地基上浅基础设计36 条基可有腹筋条基可有腹筋, , 验算剪压破坏（同钢砼构件，略）验算剪压破坏（同钢砼构件，略）; ; 单独基础一般无腹筋单独基础一般无腹筋, ,验算冲切验算冲切 净反力概念净反

18、力概念: : 自重就地平自重就地平 衡衡, ,不引起基不引起基 础的础的Q Q、M M 弯曲破坏弯曲破坏 sm07天然地基上浅基础设计37 二、中心荷载二、中心荷载 sc pAV 冲切力：冲切力： 0 60AfV t . 000000 22hhblhbA p )( 抗力抗力： 要求要求： V V 1、冲切验算、冲切验算 )( 0000 22hbhllbA c AC A0 sm07天然地基上浅基础设计38 2、弯曲破坏验算、弯曲破坏验算 I I II II 破坏弯矩：破坏弯矩： 抗力抗力： 要求要求： M Mu I-I截面截面 II-II截面截面 )2()( 24 1 2 ccsI bbhlpM

19、 )2()( 24 1 2 ccsII hlbbpM syu AhfM 0 9 . 0 sm07天然地基上浅基础设计39 仅算荷载大的仅算荷载大的1/41/4部分，部分， 取取ps,max。偏于保守，思偏于保守，思 路同上路同上 三、偏心荷载三、偏心荷载 1、冲切验算、冲切验算 sm07天然地基上浅基础设计40 2、弯曲破坏验算、弯曲破坏验算 2 1 ,max,ss s pp p 2 min,max,ss s pp p I-I截面截面 II-II截面截面 )2()( 24 1 2 ccsI bbhlpM )2()( 24 1 2 ccsII hlbbpM sm07天然地基上浅基础设计41 四、

20、扩展基础构造四、扩展基础构造 一般作成锥形和台阶形，锥形边缘高度不小于一般作成锥形和台阶形，锥形边缘高度不小于 200200mmmm，锥台坡度不大于锥台坡度不大于1 1：3 3（勿过陡），台阶高（勿过陡），台阶高 度度300-500300-500mmmm，保护层保护层35-7035-70mmmm。 sm07天然地基上浅基础设计42 7-9 减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施 一、建筑措施一、建筑措施 1、体形力求简单、体形力求简单 sm07天然地基上浅基础设计43 2、塔楼偏心要小、塔楼偏心要小 sm07天然地基上浅基础设计44 3、控制长高比、控制长高比2.53 sm07天然地

21、基上浅基础设计45 4、合理布置纵横墙、合理布置纵横墙 地基不均匀沉降多在纵向，要避免纵墙开洞、地基不均匀沉降多在纵向，要避免纵墙开洞、 转折、中断而消弱其刚度；纵横墙联结，多一转折、中断而消弱其刚度；纵横墙联结，多一 些横墙，增加整体刚度些横墙，增加整体刚度 sm07天然地基上浅基础设计46 5、间距合理、间距合理 sm07天然地基上浅基础设计47 6、设沉降缝、设沉降缝 设于平面转折处、荷载差异处、过长的建筑、设于平面转折处、荷载差异处、过长的建筑、 地基差异明显处、分期建造的房屋地基差异明显处、分期建造的房屋 但有间距过小的问题，但有间距过小的问题，L/HL/H要小，且应在缝附要小，且应在缝附 近加强，防止开裂近加强，防止开裂 7 7、调整各部分标高、调整各部分标高 将沉降大的部分的标高提高，结构与设备间预将沉降大的部分的标高提高，结构与设备间预 留净空，用柔性