土力学地基基础

1、浅基础设计（3）Shallow Foundation Design（3）天然地基浅基础设计1.地质勘察，掌握地质资料2.选择基础类型、建筑材料和平面布置方案3.选择持力层和基础埋置深度4.确定地基承载力5.按地基承载力确定基础底面尺寸6.地基稳定性和变形验算7.进行基础结构设计8.绘制基础施工图（一）（二）（三）（四）（五）（六）基础底面尺寸的确定n满足地基承载力的要求（持力层的承载力计算和软弱下卧层的验算）n验算地基变形，对基础底面尺寸作必要的调整按地基持力层的承载力确定基底尺寸： 中心荷载fp P 基础底面处的平均压力值 （相应于荷载效应标准组合）f 地基承载力设计值(地基持力层)dAGG

2、dfFAGfAGFpF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/m3，地下水位以下取10KN/m3d基础平均埋深(m)n单独基础：计算出A后，先选定b或l，再确定另一边（一般：l/b=1.02.0）n条形基础：取单位长度计算nf：先只进行深度修正，计算出A后再考虑是否进行宽度修正。按地基持力层的承载力确定基底尺寸： 偏心荷载fp2 . 1maxfp 0minpP 基础底面处的平均压力值 （相应于荷载效应标准组合）f 地基承载力设计值(地基持力层)Pmax 基础底面处的最大压力值 （相应于荷载效应标准组合）Pmin 基础底面处的最小

3、压力值 （相应于荷载效应标准组合）GFMeleblGFWMAGFpp61minmax M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)W基础底面的抵抗矩（m3)e偏心距（m)l力矩作用方向的矩形基础底面边长（m)，一般为矩形基础底面的短边；b垂直于力矩作用方向的矩形基础底面边长（m)n计算步骤：n按中心荷载计算基础底面积A0；n考虑偏心影响，增大A0，A(1.1-1.4) A0 ；n计算Pmax, Pmin，验算是否满足承载力要求；n如不适合，再调整尺寸和验算直到满足要求。n在高、中压缩性地基土上的基础，偏心矩 l/6。n对低压缩性地基土上的基础，如果是短期的偏心荷载，偏心矩

4、 l/4 。zczazppfpz相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值（kPa)pcz软弱下卧层顶面处土的自重应力值（kPa)faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa)软弱下卧层的验算存在软弱下卧层时条形基础：假设：基底处的附加应力向下传递时按某一角度向外扩散b条形基础底面宽度（m)m基础埋深范围内土的加权平均重度（地下水位以下取浮重度）（kN/m3)d基础埋深（从天然地面算起）（m)z基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m)地基压力扩散角，可按表7.14采用pk基底平均压力设计值）kPa)()2 tankmzb pdpbz矩形基础：()(2 tan )(2 t

5、an )kmzlb pdplzbzb矩形基础底面宽度（m)l矩形基础底面长度（m)m基础埋深范围内土的加权平均重度（地下水位以下取浮重度）（kN/m3)d基础埋深（从天然地面算起）（m)z基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m)地基压力扩散角，可按表7.14采用pk基底平均压力设计值）kPa)注：1、Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量； 2、z/b0.50时值不变2.5m1.6 ,500/2.7025 ,c15,kkmkN mGkPa条形基础宽，埋置深度基础轴线上作用的荷载为，地基土为单层的粘性土，比重，其他指标如下表，地下水位在基础底面处，试验得到抗剪强度指标标准值求地基承载力是否满

6、足要求。【例】 柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩80kNm，水平荷载13kN。其他参数见图,试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。步骤：n1 确定地基承载力设计值n2 初步选定底面尺寸n3 持力层承载力验算n4 软弱下卧层验算【解】1、求地基承载力设计值f根据粘性土e=0.7,IL=0.78查表7.10得：b=0.3,d=1.6。持力层承载力设计值f（先不考虑对基础宽度进行修正）：00.5226 1.6 17.51.00.5240kdffdkPa 上式d按室外地面算起2.初步选择基底尺寸计算基础和回填土重G时的基础埋深:由公式（7.19）：由于

7、偏心不大，基础底面面积按20%增大，即：初步选择基础底面积:11.0 1.31.152dm207003.2324020 1.15Am201.21.2 3.233.88AAm222.4 1.63.843.88,1.63Al bmmbmm且3、验算持力层地基承载力基础和回填土重：20 1.15 3.8488.3cGd AkN偏心距min80 13 0.60.110.4,070088.36MlemmpFG即满足基底最大压力max670088.36 0.11112621.2288,3.842.4FGepkPafkPaAl满足最后，确定该柱基础底面长l=2.4m,宽b=1.6m 例2 一方形柱基础，基础

8、宽度b1.8m，作用在基础顶面处的轴心荷载标准值F=680kN，地下水位在基础底面底面处，试验算软弱下卧层的承载力。（扩散角取23度）软弱下卧层顶面处自重应力17 1.018 102.033czkPa软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度3023311/3kN m60 1.0 1130.587.5zfkPa由淤泥质粘土，7.101.0,d查表得：故：解：软弱下卧层顶面处的附加应力2201221.8230 17 156.42 tan1.82 2 tan23zbpdkPabz 2230FGpkPab基底平均压力：3356.489.487.5,czzzkPafkPa验算：不满足例3 图中柱基础荷载标准值

9、Fk=1100kN,Mk=140kNm;若基础底面尺寸lb=3.6m2.6m,试根据图中资料验算基底面积是否满足地基承载力要求1.持力层验算埋深范围内土的加权平均重度30116.5 1.219 100.813.5/2.0kN m由粉质粘土0.8,0.827.100.3,1.6LbdeI查表得：持力层承载力设计值1350 1.6 13.5 20.5167.4fkPa基础及回填土重（0.8m在地下水中）20 1.2 10 0.83.6 2.6300GkN1400.11100300MemFG持力层承载力验算：maxmin1100300149.6,3.6 2.666 0.11149.61149.61

10、0.1673.6174.531.2200.9,149.61 0.167124.70FGpkPafAepplkPafkPapkPa满足满足，满足2.软弱下卧层验算软弱下卧层顶面处自重应力16.5 1.219 103.854czkPa软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度3025410.8/5kN m由淤泥质粘土，7.101.0,d查表得：故：85 1.0 10.850.5133.6zfkPa软弱下卧层顶面处的附加应力012 tan2 tan3.6 2.6149.6 13.5 2.036.273.62 3 tan232.62 3 tan235436.2790.27133.6,zczzzlb pdlzb

11、zkPakPafkPa 验算：满足12/7.5/2.53,/3/2.60.5,7.1923SSEEz b由以及查表得：地基压力扩散角地基变形验算地基变形特征n沉降量 - 指基础某点的沉降值n沉降差 - 一般指相邻柱基中点的沉降量之差n倾斜 - 指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值n局部倾斜 - 指砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值n沉降量：中高压缩性地基上n沉降差：相邻建筑物n倾斜：高耸结构以及长高比很小的高层建筑n局部倾斜：砌体承重结构建筑地基规范 ssS:地基变形计算值s:地基变形允许值表7.1需验算地基特征变形值的情况：n安全等级为甲乙级的建筑物；n表72所

12、列范围以外的丙级级建筑物；n表72所列范围以内有下列情况之一的丙级建筑物：n地基承载力标准值小于130kPa，且体型复杂的建筑；n在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；n软弱地基上的相邻建筑如果距离太近，可能发生倾斜时；n地基土有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结尚未完成时。【例题7.8】两个相同型式高20m的砖砌石灰窑，采用10m 10m的钢筋混凝土基础，基础埋深为2.0m，两基础间的净距离为2.0m，对应于荷载效应准永久组合时的基底压力为100kPa,地基为均匀的淤泥质粉质粘土，重度为15kN/m3，压缩模量为3.0MPa,沉降计算修正系数取1.37，试进行石灰窑的地基变形验算10.025nnttSS(2.50.4ln )nzbb地基沉降计算深度z0取15.8m。z由表4.6确定为0.8m00100 15 2.070ppdkPa【解】对石灰窑，按高耸结果基础验算其沉降量和