基础工程课件——第2章浅基础5

1、2021/6/71 第第2 2章章 浅基础浅基础 2021/6/72 2.5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 基本原则基本原则: :所有建筑物的地基计算均应满足承载力要求所有建筑物的地基计算均应满足承载力要求 基本条件基本条件:轴心荷载下基底平均压力不大于地基承载力特征值 pk fa ak fp2 . 1 max 偏心荷载作用下，应符合 pk fa 6/1e 2021/6/73 2.5.1按地基持力层的承载力计算基底尺寸按地基持力层的承载力计算基底尺寸 1、中心荷载作用下的基础、中心荷载作用下的基础 要求要求 pk fa aGk fAdAF/ )(+ df F A Ga k 中心荷载作用

2、下的基础 dAF AdAFAGFP Gk Gkkkk += +=+= / / )(/ )( 2021/6/74 k F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力值（kN） ； G 基础及回填土的平均重度，一般取 20kN/mm3， 地下水位以下取 10kN/mm3； d基础平均埋深（m） 。 df F A Ga k / / 柱下独立基础一般为正方形，b=l。 墙下条形基础，沿基础长方向取单位长度1m计算，Fk 为线荷载kN/m。 确定的基底尺寸b和l为100mm的整数倍 现深度修正fa，计算b，再考虑是否进行宽度修正。 2021/6/75 例1 例图7.2 2021/6/76 解

3、: 1.确定基础埋深: 为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘 土层作为持力层，初步选择基础埋深d=1m。 2.对持力层土进行深度修正: 2021/6/77 埋深范围内土的加权平均重度： 3 /7 .17 0 . 1 2 . 05 .188 . 05 .17 mkN m 持力层土的承载力特征值 kPafa9 .178)5 . 00 . 1 (0 . 17 .17170 3.取1m长的条基作计算单元 基础宽度 mm df F b Ga k 0 . 323. 1 0 . 1209 .178 195 2021/6/78 取该承重墙下条形基础宽度b1.25m。 4.验算: KPa b dbF

4、A GF Gkkk 176 25. 1 25. 1120195 KPafa9 .178 满足要求。 2021/6/79 2 2、偏心荷载作用下的基础、偏心荷载作用下的基础 偏心荷载作用下的 maxk p、 mink p计算公式： ) 6 1 ( min max l e bl GF W M A GF p p kkkkk k k + = + = 单向偏心荷载作用下的基础 a fp2 . 1 max 要求要求 pk fa kk k GF M e + = 6/1e 2021/6/710 ae 3a 由于基底与土之间不能传递拉应力，基底压力重新分布如图。 ba GF p kk k 3 )(2 max 注

5、意： 基底压力pkmax、pkmin相差过大则容易引起基础倾斜 高、中压缩性地基土上的基础 k e不宜大于6/ l 低压缩性地基土上的基础 (短暂作用） k e不宜大于4/ l a=l/2-e 2021/6/711 计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸逐次渐近试算法 （1）先仅考虑中心荷载，对地基承载力仅进行深度修 正，并按中心荷载作用下的公式（2-18），计算基础 底面积A0; （2）考虑偏心影响，加大A0。一般按经验可根据偏心 距的大小增大10%40%，使A（1.11.4）A0 。对 矩形底面的基础，按A初步选择相应的基础底面长度l 和宽度b，一般：l/b1.22.0； （3）计算偏心荷载作用

6、下的pkmax、pkmin，并对地基承载 力进行深宽修正，再验算是否满足公式（2.16）和 （2.21）的要求；如果不适合（太小或过大），可调整 基础底面长度l和宽度b，再验算；如此反复一、二次， 便能定出合适的基础底面尺寸。 条形基础在偏心荷载作用下，如何计算? 2021/6/712 2.5.2软弱下卧层验算软弱下卧层验算 软弱下卧层软弱下卧层是指在基础持力层以下，成层地基的受力 范围以内，承载力明显低于持力层的高压缩性土层。 F p-pc0 d z pc0 pcz 软土软土 Es1 Es2 Es1/Es2 Es1/Es2 3 3 2021/6/713 2、验算要求、验算要求 azczz f

7、pp 其埋深应取从地面到软弱下卧层顶面的距离。 传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与土的自重应力之和传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与土的自重应力之和 不超过下卧层的承载力不超过下卧层的承载力 2021/6/714 3、附加应力按简化的、附加应力按简化的“压力扩散角法压力扩散角法” 根据基底处总附加应力等于扩散后面积上的总应力求出， 则软弱下卧层顶面处附加应力软弱下卧层顶面处附加应力=基底处总附加压力基底处总附加压力/ 扩散后面积扩散后面积 矩形基础矩形基础 )tan2)(tan2( )( zbzl dplb p mk z 条形基础条形基础 tan2 )( zb dpb p mk z 注意注意:

8、扩散角 与Es1/ Es2及z/b有关 持力层太薄，不起作用 2021/6/715 4、软弱下卧层强度不足应采取的措施、软弱下卧层强度不足应采取的措施 1）增大基础底面积； 2）减小基础埋深； 3）对软弱下卧层进行地基处理，用人工方法提高其 承载力； 4）变换地基持力层，或采用深基础避开软弱下卧层 2021/6/716 【例2】 2021/6/717 解：解： 条形基础条形基础 水下土的有效重度 3 20 1010/ satw kN m 软弱下卧层顶面处土的自重应力值 2 18 3 10 164/ cz pkN m /3/2.171.380.50z b 12 /6/1.54 ss EE 24查

9、表得 2021/6/718 2 /31.169120 17. 2 324 mKN A GF P kk k 软弱下卧层顶面处的附加应力值 2 ()2.17 (169.31 18 1) 67.82/ 2 tan2.172 3 tan24 kc z b pp pkN m bz 软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度 3 18 3(20 10) 1 16/ 3 1 m kN m 2 /119 )5 . 031 (160 . 163 )5 . 0( mKN zdff mdakaz 2021/6/719 22 67.8264131.82/119/ zczaz ppkN mfkN m 不满足要求。 考虑增大基底

10、面积。设条形基础宽3.37m， 由题意，加大基底面积后，持力层承载力也肯定满足要求， 不用再验算。 这时，基底压力： 2 /14.116120 37. 3 324 mKN A GF p kk K 2021/6/720 重新验算软弱下卧层承载力： /3/3.370.890.50z b 12 /6/1.54 ss EE 查表得24 2 ()3.37 (116.14 18 1) 54.74/ 2 tan3.372 3 tan24 kc z b pp pkN m bz 22 54.7464118.74/119/ zczaz ppkN mfkN m 满足要求。 2021/6/721 方形基础方形基础 2

11、 18 3 10 164/ cz pkN m /3/310.50z b 12 /6/1.54 ss EE 24 查表得 2 1452 20 1181.33/ 9 kk ka FG pkN mf A 2 2 2 ()3(181.33 18 1) 45.7/ (2 tan )(2 tan )(32 3 tan24 ) kc z bl pp pkN m bzlz 2 /119 )5 . 031 (160 . 163 )5 . 0( mKN zdff mdakaz 22 45.764109.7/119/ zczaz ppkN mfkN m 满足要求。 2021/6/722 2.5.3 按允许沉降差调整

12、基础底面尺寸 2 2、若甲、乙两基础的埋置深度、基底压力和压缩层内土质都、若甲、乙两基础的埋置深度、基底压力和压缩层内土质都 相同，甲基础底面积大于乙基础，相同，甲基础底面积大于乙基础， 则甲的沉降比乙的沉降则甲的沉降比乙的沉降 若基底附加压力相同呢？若基底附加压力相同呢？ 3 3、甲，乙两基础，底面积，基底压力和压缩层内土质都相同，、甲，乙两基础，底面积，基底压力和压缩层内土质都相同， 甲基础埋置深度大于乙基础，则甲的沉降比乙的沉降甲基础埋置深度大于乙基础，则甲的沉降比乙的沉降 若基底附加压力相同呢？若基底附加压力相同呢？ 1 1、同一基础，上部荷载不变，埋深和基础底面积改变，、同一基础，上

13、部荷载不变，埋深和基础底面积改变， 则基础中心沉降如何变化？则基础中心沉降如何变化？ 基底压力、基底附加压力和上部荷载的关系？基底压力、基底附加压力和上部荷载的关系？ 以下沉降指基础中心沉降以下沉降指基础中心沉降 2021/6/723 2.5.3 按允许沉降差调整基础底面尺寸 1、基本概念 同一建筑荷载不同的柱基础，如果只按 统一的来确定底面尺寸各基础沉降是不 同的。地基沉降弹性力学公式： E p bs 0 0 2 /)1 ( 2021/6/724 2.5.4地基稳定性验算地基稳定性验算 承受水平荷载的高耸、高层建筑物、边坡上的建筑物承受水平荷载的高耸、高层建筑物、边坡上的建筑物 1、在水平和竖向荷载共同作用下，基础和深层土层一起发生 整体滑动时，采用圆弧滑动面法进行验算。 2、满足下式条件的边坡上建筑物，可不进行验算；若不满足， 则进行土坡稳定性验算。 tan)(abd =3.5 条形基础 =2.5 矩形基础 2 . 1/SRMMK 2021/6/725 某砖墙厚240mm，基础埋深1.3m（自室外地面 算起）