chapt03天然地基础上的浅基础15节

1、本章要求:1.掌握基础的类型和基础埋深的选择。2.掌握地基承载力确定及按地基承载力确定基础底面尺寸。3.了解地基变形验算及防止不均匀沉降损害的措施。天然地基上浅基础1. 天然地基天然地基: 是不经过对地基土的处理的是不经过对地基土的处理的地基。地基。2. 浅基础浅基础: 一般埋深小于一般埋深小于5m，不需要专门，不需要专门的施工机械施工的基础。的施工机械施工的基础。目前没有明确的目前没有明确的定义。定义。 第一节第一节 概述概述一、基本概念一、基本概念f m ff h f mh第一节第一节 概述概述二、二、f埋深d：q=d:均布荷载持力层下卧层地基基础主要受力层h条基:h=3b;独立基础h=1

2、.5b;且均不小于5m上部荷载b第一节第一节 概述概述三、浅基础的三、浅基础的地质、建筑物、技术资料确定各层地基土的承载力（基本值）验算承载力确定基础埋深，类型确定基础尺寸验算软弱下卧层承载力沉降验算基础结构的设计：刚性基础：尺寸、材料、扩展基础：尺寸、混凝土标号、配筋、冲切等验算四、浅基础设计的内容及一般步骤四、浅基础设计的内容及一般步骤f btb0h0f常用浅基础类型比较（按材料分类）常用浅基础类型比较（按材料分类）类型类型所用材料所用材料优点优点缺点缺点适用性适用性砖基础砖基础砖砖就地取材、价格较就地取材、价格较低、施工方便低、施工方便强度及抗强度及抗冻性冻性较差较差用于干燥和温暖用于干

3、燥和温暖地区地区三合土三合土基础基础石灰：砂：碎石灰：砂：碎砖或碎石砖或碎石就地取材、价格较就地取材、价格较低、施工方便低、施工方便不宜浸水不宜浸水地下水位较低的地下水位较低的=4层民用建筑层民用建筑灰土基灰土基础础石灰：粘性土石灰：粘性土就地取材、价格较就地取材、价格较低、施工方便低、施工方便不宜浸水不宜浸水地下水位较低的地下水位较低的=400,尺寸相对较大尺寸相对较大=7层建筑层建筑（毛石）（毛石）砼基础砼基础（+30%毛毛石）石）混凝土混凝土强度耐久性抗冻性强度耐久性抗冻性都较好都较好水泥用量较大水泥用量较大,造价相对较高造价相对较高=7层建筑层建筑钢筋砼钢筋砼基础基础钢筋钢筋+混凝混凝

4、土土强度大，抗弯性能强度大，抗弯性能良好，尺寸较小良好，尺寸较小造价相对较高造价相对较高荷载较大或持力荷载较大或持力层较软弱层较软弱1 单独基础单独基础:fig7-6 individual footing, pad foundation 柱下单独基础；柱下单独基础； 墙下单独基础墙下单独基础（土质较好）。（土质较好）。 墙下条形基础；墙下条形基础； 柱下钢筋砼条形基础（一般是土质差）。柱下钢筋砼条形基础（一般是土质差）。strip foundation墙下条形基础墙下条形基础 柱下（土质更差，单独基础联成整体）柱下（土质更差，单独基础联成整体） 特殊要求：荷载、防渗特殊要求：荷载、防渗游泳馆游

5、泳馆 平板式、梁板式：筏下可以有肋，板下地基土有时平板式、梁板式：筏下可以有肋，板下地基土有时需要处理需要处理mat foundation由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好底板底板外墙外墙内墙内墙常用浅基础类型比较（按构造分类）常用浅基础类型比较（按构造分类）类型类型所用材料所用材料优点优点缺点缺点适用性适用性单独基单独基础础砖石、砼、钢砖石、砼、钢筋砼筋砼施工方便，造价较施工方便，造价较低低抗变形较差，抗变形较差，承载力较低承载力较低用于低层建筑用于低层建筑条形基条形基础础砖、毛石、三砖、毛石、三合土和灰土；合土和灰土；柱下用钢筋砼柱下用钢筋砼施工方便，造价

6、较施工方便，造价较低低抗变形较差，抗变形较差，承载力较低承载力较低用于低层建筑用于低层建筑柱下十柱下十字形基字形基础础钢筋砼钢筋砼整体刚度较大，抗整体刚度较大，抗变形较好，可减少变形较好，可减少不均匀沉降不均匀沉降水泥和钢材用水泥和钢材用量较大，造价量较大，造价较高较高用于荷载较大的用于荷载较大的高层建筑高层建筑片筏基片筏基础础钢筋砼钢筋砼整体刚度更大，抗整体刚度更大，抗变形更好，可减少变形更好，可减少不均匀沉降，不均匀沉降，水泥和钢材用水泥和钢材用量较大，造价量较大，造价较高较高地基软弱，受荷地基软弱，受荷较大的高层建筑较大的高层建筑箱形基箱形基础础钢筋砼钢筋砼整体刚度很大，抗整体刚度很大，

7、抗变形很好，可有效变形很好，可有效减少不均匀沉降减少不均匀沉降水泥和钢材用水泥和钢材用量大，造价高量大，造价高地基软弱，受荷地基软弱，受荷很大的高层（超很大的高层（超高层）建筑高层）建筑好土好土软土软土(很深很深)好土好土软土软土软土软土好土好土在满足其在满足其他要求下他要求下尽量浅埋尽量浅埋只有低层只有低层房屋可用房屋可用,否则处理否则处理尽量浅埋尽量浅埋但是如但是如h1太小就为太小就为ii i ii iii ivh1 4m宜采宜采用桩基或处用桩基或处理理h1土坡坡顶处基础的最小埋深土坡坡顶处基础的最小埋深a45dtgdba5 .3条形基础条形基础tgdba5 .2矩形基础矩形基础mb0.3

8、mh0.81. 地下管道（上下水，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底煤气电缆）应在基底以上，便于维修以上，便于维修2. 当遇有地下室，设备当遇有地下室，设备基础时，需局部或整基础时，需局部或整体加深体加深fll/ h=12h1. 新建筑物基础的埋新建筑物基础的埋深宜不大于旧建筑深宜不大于旧建筑物基础的埋深；物基础的埋深；2. 如不满足第如不满足第1条要条要求则求则l/ h=123. 否则要求支护，并否则要求支护，并且要严格限制支护且要严格限制支护的水平位移的水平位移lh1) 冻胀产生的上抬力大于作用在基底的竖向力，冻胀产生的上抬力大于作用在基底的竖向力，会引起建筑物发裂甚至破坏；会引起建筑物

9、发裂甚至破坏；2) 土层解冻时，土中的冰晶体融化，使土软化，土层解冻时，土中的冰晶体融化，使土软化，含水量增加，强度降低，将产生附加沉降含水量增加，强度降低，将产生附加沉降3) 规范上把冻胀性分为五类：不冻胀规范上把冻胀性分为五类：不冻胀 ；弱；弱冻胀冻胀 ；冻胀；冻胀 ；强冻胀；强冻胀 ；特强；特强冻胀冻胀冻胀丘pingo冬季季节融化层，由上而下和由下而上冻结，过水断面缩小，冻结层上水处于承压状态，同时冻结过程中水分发生迁移产生聚冰层。随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。dmin zd -hmaxzd设计冻深设计冻深； hmax容许残留冻土层

10、最大深度容许残留冻土层最大深度。 hmax容许残留冻土层最大深度容许残留冻土层最大深度zo 标准冻深标准冻深dmin基础最小埋深基础最小埋深dminzdz0hmaxzd=z0 zs zw ze z0：标准冻深标准冻深 zs：土类别的影响系数土类别的影响系数； zw：土冻胀性的影响系数土冻胀性的影响系数； ze： 环境影响系数。环境影响系数。 是地区多年实测最大冻结深度的平均值是地区多年实测最大冻结深度的平均值 地形地理条件：洼地，岗地；干湿（含水量）；地形地理条件：洼地，岗地；干湿（含水量）；土的类型，冻结深度有差别土的类型，冻结深度有差别 城市热岛效应，管线与地下工程。城市热岛效应，管线与地

11、下工程。北京北京 1.0m哈尔滨哈尔滨 2.0m满洲里满洲里2.53.0m我国标准冻深图土的类别土的类别土的类别影响系数土的类别影响系数 zs粘性土粘性土1.00细砂、粉砂、细砂、粉砂、粉土粉土1.20中、粗、砾砂中、粗、砾砂1.30碎石土碎石土1.40zs土的类别影响系数土的类别影响系数由于粘性土孔隙比大，含水量高，热容量高，冻深小。由于粘性土孔隙比大，含水量高，热容量高，冻深小。地基土的冻胀性地基土的冻胀性土冻胀性影响系数土冻胀性影响系数 zw 不冻胀不冻胀1.00弱冻胀弱冻胀0.95冻胀冻胀0.90强冻胀强冻胀0.85特强冻胀特强冻胀0.80zw：土冻胀性的影响系数土冻胀性的影响系数（1

12、）强冻胀土水分转移及冻结热使冻深减小；强冻胀土水分转移及冻结热使冻深减小；（2）强冻胀土在同样冻结厚度时，冻结深度小：）强冻胀土在同样冻结厚度时，冻结深度小：zhzd周围环境周围环境环境影响系数环境影响系数 z 村、镇、旷野村、镇、旷野1.00城市近郊城市近郊0.95城市市区城市市区0.90环境影响系数环境影响系数 ze由于城市的“热岛”效应。 基底平均压力 （kpa)冻 采暖胀 基础性 形状90110130150170190210弱冻胀土方形基础采暖0.940.991.041.111.151.20不采暖0.780.840.910.971.041.10条形基础采暖2.52.52.52.52.5

13、2.5不采暖2.202.502.52.52.52.5冻胀土0.55-1.550.60-1.790.85-2.030.69-2.260.74-2.50强冻胀土0.36-0.740.40-0.880.43-1.000.43-1.13特强冻胀土0.24-0.430.27-0.520.31-0.610.34-0.70hmax：容许残留冻土层最大深度容许残留冻土层最大深度 g.0.2在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下基本要求：料，但是有如下基本要求：1. 除岩基外，除岩基外，d大于大于50cm,表土扰动，植物，表土扰动，植物，冻融，冲蚀冻融，冲

14、蚀2. 基础顶距离表土大于基础顶距离表土大于10cm，保护，保护3. 桥要求在冲刷深度以下桥要求在冲刷深度以下4. 天然地基（土基）上的箱基和筏基埋深不天然地基（土基）上的箱基和筏基埋深不宜小于建筑物高度宜小于建筑物高度1/15；桩箱和桩筏；桩箱和桩筏1/18-1/20。地基基础设计等级地基基础设计等级 表表301设计设计等级等级建筑和地基类型建筑和地基类型甲级甲级重要的工业和民用建筑物重要的工业和民用建筑物30层以上的高层建筑层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场）等大面

15、积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场）等对地基变形有特殊要求的建筑物对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及以上地下室的基坑工程位于复杂地质条件及软土地区的二层及以上地下室的基坑工程乙级乙级除甲、丙级以外除甲、丙级以外丙级丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物

16、筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物1、基础本身（强度、刚度、基础本身（强度、刚度、耐久性、抗裂耐久性、抗裂）。）。2、承载力（都应满足）、承载力（都应满足）3、变形（平均沉降量，局、变形（平均沉降量，局部倾斜，沉降差，整体部倾斜，沉降差，整体倾斜，表倾斜，表534 ）4、稳定性验算、稳定性验算受水平力受水平力作用、坡顶建筑物等。作用、坡顶建筑物等。fp ss gdp地基地基主要主要受力受力层情层情况况fak(kpa)608080-100100-130130-160160-200200-300土层坡度土层坡度 5 5 10 10 10 10建筑建筑类型类型砌体、框砌体、框架层数架层数 5 5

17、5 6 6 7可不作地基变形计算设计等级为可不作地基变形计算设计等级为丙级丙级的的建筑物范围（部分）建筑物范围（部分）条形基础：条形基础：h 3b; 独立基础：独立基础：h 1.5b且且h 5m（二（二层以下民用建筑物除外）。层以下民用建筑物除外）。f mff hf mh类别类别标准值标准值(kn/m2)组合值系组合值系数数 c频遇值系频遇值系数数 f准永久值准永久值系数系数 q住宅、宿舍、办公楼住宅、宿舍、办公楼教室、实验室、会议室教室、实验室、会议室2.00.70.50.60.40.5食堂、餐厅食堂、餐厅2.50.70.60.5礼堂、剧场、影院礼堂、剧场、影院3.00.70.50.5商店、

18、车站、机场大厅商店、车站、机场大厅3.50.70.60.3健身房、舞厅健身房、舞厅4.00.70.60.5书库、档案库书库、档案库5.00.90.90.81 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用正常使用极限状态下极限状态下荷载效应的荷载效应的标准组合标准组合。2 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使正常使用极限状态用极限状态下下荷载效应的荷载效应的准永久组合准永久组合，不应计入风荷载

19、和，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。 3 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合基本组合，但其，但其分分项系数均为项系数均为1.0。4 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来结构的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按的荷载效应组合和相应的基底

20、反力，应按承载能力极限状承载能力极限状态下态下荷载效应的荷载效应的基本组合基本组合，采用相应的分项系数。当需要，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下正常使用极限状态下荷载效应荷载效应的的标准组合标准组合。指由载荷试验测定的地指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值所对应的压力值，其最大值为比例界限值一、根据一、根据地基规范地基规范表格确定表格确定 （新规范已取消新规范已取消）；）；二、根据静载荷试验方法确定；二、根据静载荷试验方法确定；三、按触探方

21、法确定；三、按触探方法确定；四、根据土的强度理论计算确定；四、根据土的强度理论计算确定；五、根据邻近条件相似的建筑物经验确定。五、根据邻近条件相似的建筑物经验确定。一、根据一、根据地基规范地基规范表格确定（新规表格确定（新规 范已取消）范已取消）“取消取消”并不意味着完全否定并不意味着完全否定这种方这种方法的理论与实际意义，而是法的理论与实际意义，而是更强调更强调考考虑地质条件的虑地质条件的地区性地区性差异和根据地区差异和根据地区经验确定地基承载力。因此，地方性经验确定地基承载力。因此，地方性的地基基础设计规范仍可以建立反映的地基基础设计规范仍可以建立反映当地实际的承载力表。当地实际的承载力表

22、。二、根据静载荷试验方法确定二、根据静载荷试验方法确定平板载荷试验足尺试验比较难足尺试验比较难0.5m 0.5m, 0.71 m 0.71m, 1.0m 1.0m有明显的起始直线和界限值时有明显的起始直线和界限值时：1.比例极限比例极限pcr；2. 当当pu22度度时的强度系数作局部修正。时的强度系数作局部修正。b基础底面宽度，6m取6m，对砂土3m取3mck基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值适用条件：偏心距e不大于0.033b六、六、由载荷试验等方法综合确定地基承载力的由载荷试验等方法综合确定地基承载力的特征值时没有体现一个具体实际基础的特征值时没有体现一个具体实际基础的尺寸和埋深等尺寸和埋深等因素的影响。因素的影响。所以规范规定：当基础所以规范规定：当基础宽度大于宽度大于3米米