项目2天然地基上的浅基础设计图文PPT学习教案

1、会计学1项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础【项目目标项目目标】第1页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述 1.地基基础的重要性 在大自然中，我们都知道：“大树伤根则枯，无根即倒”。在工程中可以这样形容：地基基础就是建筑物的根基，若地基基础不稳固，必将危及整个建筑物的安全。地基基础的工程量、造价和施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，尤其是高层建筑或软弱地基，有的工程地基基础的造价甚至达到主体工程总造价的20%30%。而且建筑物的基础是隐蔽工程，工程竣工验收时已经埋在地下，再次检验将会非常困难，甚至没法做到。由于地基基础的隐蔽性，就使得地基基

2、础事故的某些预兆不易察觉，一旦出现问题，势必难以补救。同时作为承受建筑物所有上部荷载的地基基础，一旦发生强度破坏等问题，对建筑物造成的破坏也必将是毁灭性的，因此，应当充分认识地基基础设计、施工的重要性。第2页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述2.地基基础的复杂性 建筑物的上部建筑和结构在各地大都可以通用，例如，有的住宅造型美观，平面布置合理、结构设计优良，可以买一套图纸到本单位使用，甚至在一个比较大的区域使用；但是地基各地千差万别，即使同一城市情况也很不相同，甚至在同一个居住区也有较大差别，也必须根据该建筑场地的具体情况，设计相应的地基基础工程：如有的地基

3、坚实均匀，可以采用天然地基浅基础；有的地基上部软弱，下部坚实，可考虑用桩基础；有的地基软弱层很深，可采用人工加固地基处理方法；不仅如此，在同一个单体建筑场地平面范围也可能土质软硬不均，甚至存在故河道、古水井、坟墓、菜窖、下水道、暖气沟等旧结构物，这都需要单独给予特殊处理。因此直到目前，地基基础设计难以实现标准化，无法将通过获得一个建筑物的基础设计图纸后，原封不动地用到另一个建筑物上去。地基基础的设计施工呈现比较明显的复杂性。3.地基基础设计考虑因素 地基基础的设计不能孤立地进行，需要对建筑物上部结构和下部建筑场地条件，全面考虑，做到上下兼顾。 (1)考虑建筑物上部结构的型式、规模、用途、荷载大

4、小与性质、整体刚度，以及对不均匀沉降的敏感性； (2)研究建筑物下部工程地质条件、地层结构、各土层的物理力学性质、地基承载力，以及地下水位埋深与水质、当地冻土深度等因素，因地制宜地进行设计。第3页/共85页2.1.2地基基础方案的类型地基基础方案的类型 项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述1.地基基础方案的类型 设计地基基础，第一步选择地基基础方案，如何选择应当有针对性。目前工程中常用的方案有4种类型，如图2.1所示。(1)天然地基上浅基础当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力，f120kPa时，对于一般多层建筑，可将基础直接做在浅层天然土层上，称为天然地基上

5、浅基础。（2）不良地基人工处理后的浅基础如遇建筑地基土层软弱，压缩性高，强度低，无法承受上部结构荷载时，需经过人工加固处理后作为地基，称为人工地基。（3）桩基础（4）其他深基础第4页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述2.1.32.1.3天然地基上浅基础设计内容与步骤天然地基上浅基础设计内容与步骤1.根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： (1) 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； (2) 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； (3)设计等级为丙级的建筑物有下列情况之

6、一时应作变形验算： 地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 (4)对经常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)基坑工程应进行稳定性验算； (6)建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算；第5页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述2.1.32.1.

7、3天然地基上浅基础设计内容与步骤天然地基上浅基础设计内容与步骤2.设计中首先必须掌握拟建房屋场地的水文、工程地质条件和地基勘查资料，并且当地的工程材料、设备情况以及建设经验和施工技术水平等，在此基础上开展设计工作，具体设计内容和步骤如下：(1)初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；(2)确定基础的埋置深度d；(3)计算地基承载力标准值fk ，以及经深度修正后的地基承载力f；(4)根据作用在基础顶面荷载N和地基承载力f，计算基础的底面积，并设计基础的长度与宽度。若基础宽度b3m，则地基承载力还需进行宽度修正后的值fa，再次计算基础的最终底面积；(5)计算基础的内力，设计基础高度、剖面形状以及配

8、筋等；以满足基础自身的强度、刚度和稳定性；(6)若地基持力层下部存在软弱土层时，则需验算软弱下卧层的承载力；(7)一级建筑物和部分二级建筑物应计算地基的变形；(8)基础细部结构和构造设计；(9)绘制基础施工图。如果步骤17中有不满足要求的情况时，可对基础设计进行调整，如采取加大基础埋置深度d或加大基础宽度b等措施，直到全部满足要求为止。第6页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述2.1.32.1.3天然地基上浅基础设计内容与步骤天然地基上浅基础设计内容与步骤【重点提示重点提示】1.按地基承载力确定基础底面积及埋深、按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的

9、作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。2.计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，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。3.在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数；当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合。 4.基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但

10、结构重要性系数（0）不应小于1.0。第7页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.1概述概述2.1.4基础设计所需资料基础设计所需资料1.建筑场地的地形图；2.岩土工程勘察成果报告，岩土工程勘察报告应提供下列资料： (1)有无影响建筑场地稳定性的不良地质作用，评价其危害程度； (2)建筑物范围内的地层结构及其均匀性，各岩土层的物理力学性质指标，以及对建筑材料的腐蚀性； (3)地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律，以及对建筑材料的腐蚀性； (4)在抗震设防区应划分场地类别，并对饱和砂土及粉土进行液化判别； (5)对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理、技

11、术先进的设计方案建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议； (6)当工程需要时，尚应提供：深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周边环境的影响；基坑施工降水的有关技术参数及地下水控制方法的建议；用于计算地下水浮力的设防水位；3.建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物布置与标高；4.建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深，地下管线分布；5.工程总投资与当地建筑材料供应情况；6.施工队伍技术力量与工期的要求。第8页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土

12、工程勘察的概念和等级岩土工程勘察的概念和等级1.岩土工程勘察的概念工程地质勘察指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的工程地质、水文地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土工程勘察是工程建设的-个重要环节。勘察成果是项目决策、设计和施工的重要依据，直接关系到工程建设的经济效益、环境效益和社会效益2.岩土工程勘察阶段的划分 岩土工程勘察是为工程设计和施工服务的，不同类型的工程由于其设计阶段划分不同，其岩土程勘察阶段的划分与要求也随之不同，不同行业依据不同规范勘察阶段的划分是不同的,见表所示。第9页/共85页3.岩土工程勘察分级岩土工程的勘察分级是根据岩土工程的重要性(安全)

13、等级、场地的复杂程度和地基的复杂程度划分的。以下是岩土程勘察规范(GB 500212001)的规定。项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级岩土工程勘察的概念和等级(1)建筑物的重要性等级根据工程的规模和特征，以及由于岩土程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级，见表。主要考虑工程规模大小和特点以及其产生的后果第10页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级岩土工程勘察的概念和等级(2)场地的复

14、杂程度划分根据场地的复杂程度，将场地分为三个等级，见表(3)地基等级划分根据地基的复杂程度，将地基分为三个等级，见表所示第11页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级岩土工程勘察的概念和等级(4)岩土工程勘察等级划分国家标准岩土工程勘察规范(GB 500212001)中，根据地基的复杂程度、场地的复杂程度和工程条件，把岩土工程勘察分为甲级、乙级和丙级三个等级。甲级在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。乙级除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级工程重要性、场地复杂程度

15、和地基复杂程度等级均为三级。对于建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂等级和地基复杂等级均为三级时，岩土工程勘察等级为二级。4.岩土工程勘察的基本程序岩土工程勘察的基本程序包括编制勘察大纲，测绘与调查，现场勘探，野外测试，室内试验，长期观测与编写报告书等内容。由于勘察场地的复杂程度、建设工程的类别、设计阶段等不同，相应的勘察任务和内容的差异，所以勘察在某方面的内容就有所增减第12页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书岩土工程勘察报告书1.岩土工程勘察报告的编制(1)成果报告的基本要求岩工工程勘察报告所依

16、据的原始资料，应进行整理、检查、分析，确认无误后方可使用。岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写。(2)成果报告的编写要求文字部分包括：勘察目的、任务要求和依据的技术标准；拟建工程概况；勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值地下水埋藏情况、类型、水位及其变化； 土和水对建筑材料的腐蚀性；.可能影响工程稳定的不良地质作

17、用的描述和对工程危害程度的评价； 场地稳定性和适宜性的评价。岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施的建议。第13页/共85页任务需要时，可提交下列专题报告：岩土工程测试报告；岩土工程检验或监测报告；岩土工程事故调查与分析报告；岩土利用、整治或改造方案报告；专门岩土工程问题的技术咨询报告。成果报告应附下列图件：勘探点平面布置图；工程地质柱状图；工程地质剖面图。原位测试成果图表。室内试验成果图表。当需要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综合分析图表以及岩土利用

18、、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书岩土工程勘察报告书2.地基勘察报告的阅读阅读勘察报告书时，应熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标进而判断报告中的建议对拟建工程的适用性，做到正确使用勘察报告。对场地条件、拟建建筑物概况综合分析，设计施工中充分利用有利的工程地质条件，重点分析以下两个方面。第14页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书岩土工程勘察报告书(

19、1)场地稳定性评价对地质构造及地层成层条件，不良地质现象以及分布规律，危害程度和发展局势，特别是地质条件复杂地区应引起高度重视。关系到建设项目可行性中的选址问题，对场地有直接危害或潜在威胁地区，必须在其中较为稳定的地段在进行建筑时采取措施。(2)地基持力层的选择对不发生威胁场地稳定性建筑地段，在满足地基承载力和变形两个基本要求时，从地基基础上部结构相互作用出发，在熟悉场地条件的基础上，经过试算和方案比较，优先采用天然基础上浅埋基础方案，合理选择地基持力层。在应用勘察报告时，最重要的是注意所提供资料的可靠性，在使用报告过程中，注意发现问题，对有疑问的关键问题一定要查清，以便减少差错，发掘地基潜力

20、，保证工程质量。第15页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽验槽验槽是工程勘察的最后一个环节，也是基础和上部结构施工的第一道工序。验槽可能发现各种问题，包括意想不到的特殊问题，有时还需要进行补充勘察。验槽方法通常主要采用观察法为主，辅以夯、拍、或轻便触探、钎探等。以下介绍验槽的内容、要求、方法以及在施工中所遇到的一些情况及处理方法。1.验槽内容(1)首先检查基槽开挖的平面位置和尺寸与设计图纸是否相符，其次检查开挖深度、标高是否符合设计要求。(2)观察槽壁、槽底的土质类型、均匀程度，是否存在疑问土层，是否与勘察报告一致

21、。(3)检验基槽中有无旧房基、古井、洞穴、古墓及其它地下掩埋物。(4)查基槽边坡外缘与附近建筑物的距离对建筑物稳定有无影响2.验槽方法(1)详细观察、描述槽壁、槽底岩土特性(2)分析钎探资料第16页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽验槽3.验槽中地基问题的处理对于验槽中发现的地基问题，必需进行处理。处理对象为地基土以及基础与上部结构；处理原则为：首先使地基土各处的强度和变形趋于一致，使建筑物沉降均匀，若不能达到上述要求，则对基础尺寸、埋深或上部结构进行调整，使结构适应地基的不均匀性；地基处理方法分为整体处理和局部处

22、理。(1)整体处理槽底全部为填土，或填土占大部分，天然土层零星分布其中，一般应全部清除，地下水位以上可采用2：8灰土，水位以下采用级配砂石或碎石屑分层回填夯实，或用人工级配砂石回填，也可将基础埋深适当加大。(2)局部处理 松土坑（填土、墓穴等）的处理大口井或土井的处理局部硬土的处理局部软土的处理人防通道的处理管道的处理第17页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽验槽 (3)基础及结构措施 采取地基处理措施的同时，也可采取基础及结构措施，或单独采取基础和结构措施。例如清除填土层后不回填，而将基础埋深适当加大；独立柱基础

23、，个别基础部位较硬或较软，可调整基础尺寸；基槽半边硬半边软，或半边为天然土层半边为回填土层，可在适当部位设置沉降缝或伸缩缝；局部回填之后，适当加强基础和上部结构的整体强度和刚度等。验槽与地基处理工作关系到建筑物的稳定与安全，技术人员个人也有重大的责任，千万不能忽视，不可私自处理，要做好验槽记录，各参加人员要签字，单位要盖章，处理要彻底时。只要验槽时认真观察，处理时掌握基本原则，平时不断积累经验，就能做好验槽工作。4.验槽过程的注意事项(1)验槽是一个重要的勘察或施工环节，不可轻视，更不可省略。(2)验槽实践性较强，应仔细观察、认真分析，做到具体问题具体分析，依据不同情况区别处理。(3)验槽时用

24、的钎探应统一，排除人为因素。第18页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类根据建筑物上部结构和工程地质、水文地质等条件的不同，浅基础为和上部结构以及地质状况相适应，就有了不同的结构形式，主要有以下6种：1.独立基础通常框架结构柱基、高炉、烟囱、水塔基础均为独立基础;有时墙下也采用独立基础，如在膨胀土地基上的墙基础，往往采用独立基础，并在独立基础顶面架一道钢筋混凝土过梁，再在过梁上砌砖墙标点问题需要老师检查是否有遗漏或不当之处图中字迹不清楚第19页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅

25、基础2.3浅基础的类型浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类2.条形基础当基础的长度大于或等于10倍基础宽度时称为条形基础。条形基础设计时，可取长度方向1沿米按平面问题进行计算。通常砖混结构的墙基、挡土墙基础都是条形基础，如图2.4所示。如遇上部荷载较大，地基承载力较低时，排柱的独立基础互相靠近，为施工方便，可采用柱下条形基础。如图2.5所示。 图图2.4 墙下条形基础墙下条形基础 图图2.5柱下条形基础柱下条形基础第20页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类3.十字交叉基础遇

26、上部荷载较大，采用条形基础不能满足地基承载力要求时，可采用十字交叉基础(即双向条形基础)，也有墙下十字交叉基础和柱下十字交叉基础之分；如图2.6和图2.7所示。 图图2.6 墙下十字交叉基础墙下十字交叉基础图图2.7 柱下十字交叉基础柱下十字交叉基础第21页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类图图2.8 筏形基础筏形基础4.筏形基础若上部荷载大、地基软弱或地下防渗需要时可采用筏形基础，俗称满堂基础。这种基础用钢筋混凝土材料做成连续整片，亦称为片筏基础。这种基础由于承载面积大，许多多层住宅大量采用这

27、种基础形式，工程实际中甚至不需要挖除杂填土，可以做在地表杂填土上，经济、快速、效果较好，在工程中很受欢迎，在我国南京和苏州得到了广泛的应用。如图2.8所示。 第22页/共85页 图图2.9 箱形基础箱形基础5.箱形基础高层建筑荷载大、高度大，按照地基稳定性的要求，基础埋置深度大，常采用箱形基础。这种基础由现浇的钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内隔墙组成箱形整体，如图2.9所示。这种基础的刚度大、整体性好，并可利用箱形基础的空间作为停车场、地下商场、文化活动厅、体育馆及储藏室、设备层等。根据建筑物高度对地基稳定性的要求和使用功能的需要，箱形基础的高度可设计一层或多层。2.3浅基础的类型浅基础的类

28、型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础第23页/共85页2.3浅基础的类型浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类浅基础按照构造分类项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础6.壳体基础图图2.10 壳体基础壳体基础如独立基础上部荷载较大时，可采用壳体基础结构型式，使原属梁板基础内力由弯矩为主，转化为轴力为主，通常可以节省混凝土量3050。但由于壳体基础结构复杂，技术要求高，目前一般建筑公司施工质量难以保证，实际工程应用不多。壳体基础常用的三种结构型式，如图2.10所示 第24页/共85页2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2

29、天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类根据基础的刚度不同可以把浅基础分为刚性基础和扩展（柔性）基础。1.刚性基础刚性基础是由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基础。这类材料抗压强度较大，但不能承受拉力或弯矩。（1）刚性基础与刚性角当基础承受上部结构传来的荷载时，在地基反力的作用下，从受力分析中不难看出，基础下部挑出的部分相当于一个承受地基反力的悬臂梁，在基础内部将产生弯曲拉应力和剪应力，砖、毛石、素混凝土和灰土等材料抗压强度较大，但不能承受拉力或弯矩，即抗拉和抗剪强度并不高。要求基础必须具备一定的高度，同时基础挑出的长度不要太长。基础设

30、计时可以通过限制基础的宽高比的方法，用来保证基础挑出部分不产生裂缝或破坏图图2.11刚性基础受力破坏简图刚性基础受力破坏简图第25页/共85页2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类在基础的设计时要求自上部砌体的边缘处的垂线与基底边缘的连线间的夹角小于刚性角max。此时的基础的相对刚度都比较大，不需要配置钢筋，且基础几乎不发生挠曲变形，所以这种基础称为刚性基础。为施工方便，刚性基础通常做成台阶形。各级台阶的内缘与刚性角max的斜线相交，如图2.12(b)是安全的，若台阶拐点位于斜线之外，如图2.12

31、(a)则不安全。斜线外的材料没有被利用，如图2.12(c)则不经济。第26页/共85页（2）刚性基础的应用刚性基础技术简单、材料充足、造价低廉、施工方便，多层砌体结构应优先采用这种型式，但当建筑物上部荷载较大或地基承载力较低时，为保证地基基础的强度等要求，就需要扩大基础面积，由于宽高比的限制，有不得不增加基础的埋置深度，从而给施工带来不便，也会增加工程的造价和延长工期，因此刚性基础一般只用于六层及六层以下(三合土基础不宜超过四层)的民用建筑和砌体承重的厂房，随着建筑工程的不断发展，刚性基础的应用受到了很多的限制，应用正在逐渐减少。2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然

32、地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类第27页/共85页2. 扩展（柔性）基础2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类当基础的高度不能满足刚性角的要求时，可以将基础设计成钢筋混凝土基础，在基础内配置足够的钢筋来承受拉应力或弯矩，使基础在受弯时不致破坏。这种基础不受刚性角的限制，基础剖面可以做成扁平形状，用较小的基础高度把上部荷载传到较大的基础底面上去，以适应地基承载力的要求，如图2.13所示。这种由钢筋混凝土材料建造的基础称为扩展基础。与刚性基础相对应有时也称之为柔

33、性基础。 图图2.13 墙下钢筋混凝土扩展基础墙下钢筋混凝土扩展基础第28页/共85页2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类(1)正是因为扩展基础的抗弯和抗剪性能好，基础自身强度高，基础的宽度可以不受基础宽高比高度的限制，从而可以设计的较宽且深度较小，因此对于重要的建筑物或利用地基表土硬壳层，设计宽基浅埋以解决存在软弱下卧层强度太低时，常采用钢筋混凝土扩展基础。(2)扩展基础的形式与构造扩展基础的底面向外扩展，一般来说基础外伸的宽度大于基础高度，基础材料承受拉力，最常用的材料就是钢筋混凝土，扩展基

34、础适用于上部荷载大，尤其是受偏心荷载或承受弯矩作用、水平荷载的建筑物基础。扩展基础分为柱下独立基础和墙下条形基础两种类型，施工方法有现浇和预制两种，其形式如图2.14、2.15.、2.16所示图图2.14 现浇柱下独立基现浇柱下独立基础础图图2.15 现浇墙下条形基现浇墙下条形基础础图图2.16 预制柱下独立基础预制柱下独立基础图中文字较小，建议图片放大图片挡住文字。一些类似问题需要老师检查完善第29页/共85页(3)扩展基础的基本构造要求：锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm，阶梯形基础的每阶高度宜为300500mm；基础垫层的厚度，宜为50100 mm，最常用的为100 mm；底板受力钢

35、筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200 mm，也不宜小于100 mm钢筋保护层的厚度有垫层时不宜小于40 mm，无垫层时不宜小于70 mm；混凝土强度等级不宜小于C20；详细构造要求可参考现行建筑地基基础设计规范中扩展基础部分。2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类浅基础按照基础的刚度分类2.3.3对基础的材料的要求对基础的材料的要求1.砖必须用页岩砖，灰砂砖与轻质砖均不得用于基础。一般地区稍湿地基，砖的强度等级不低于MU7.5；严寒地区饱和地基，砖的最低强度等级为MU20。通常应取比最低强度等级略高的强度等级

36、。2.石料包括毛石、块石和经加工平整的料石，均应选用不易风化的硬岩石。石料的厚度不宜小于150 mm。基础用的石料强度等级不低于MU20MU30。第30页/共85页2.3浅基础的类型浅基础的类型项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.3.3对基础的材料的要求对基础的材料的要求3.砂浆建筑工地普遍使用，问题最多。石灰、水泥混合砂浆不能用于含水饱和地基。水泥砂浆在很湿的或饱和的地基中最低强度等级为M54.混凝土：凝土的强度、耐久性与抗冻性都优于粘土砖，且刚性角大，便于机械化施工。但混凝土基础的水泥用量大，造价稍高，因此，混凝土常用于砖、石材料不满足刚性角要求的基础、地下水位以下的工程以

37、及基础下找平的垫层。混凝土强度等级常用C15。体积大的混凝土基础，可以掺人2030毛石，称毛石混凝土，以节约水泥。5.钢筋混凝土：这种材料不仅抗压而且具有抗弯与抗剪性能，是基础的最优材料。高层建筑、重型设备或软弱地基以及地下水位以下的基础，宜采用钢筋混凝土材料。钢筋按计算配置，混凝土强度等级不低于C20，目前最常用的混凝土强度等级为C30，壳体基础的混凝土强度等级不低于C25。需检验水泥的质量和工地存放及防水的措旋，严格按重量配合比制备混凝土。6.灰土：我国采用灰土作基础材料或垫层，已有一千多年历史，效果良好。中小工程可用灰土材料做基础，常用三七灰土(即体积比，三份石灰、七份粘性土)，搅拌均匀

38、，分层压实。第31页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.4浅基础的埋置深度的确定浅基础的埋置深度的确定基础的埋置深度，一般是指室外设计地面至基础底面的深度，简称埋深。基础为什么要有一定的埋置深度？首先是为了防止基础日晒雨淋、人来车往造成的基础损伤。因此通常基础埋深至少0.5m，同时基础上部至少在设计室外地坪下0.1 0.15 m；基础的埋深牵扯到建筑物建成后的安全牢固、稳定耐久以及正常使用问题同时基础埋置深度对基础施工的技术措施、施工工期、工程造价也会有直接的影响，选择基础的埋深十分重要，必须认真加以对待。如何确定基础的埋置深度呢？应综合考虑下列五个方面的影响2.4.

39、1上部结构情况上部结构情况上部结构情况主要包括建筑物的用途、类型、规模、荷载大小与性质。首先三级工程、多层房屋基础尽量埋深浅，但要满足基础的构造要求，同时基础的顶部距离地面不小于1015cm；高层建筑对不均匀沉降很敏感，要求基础埋置于坚实的地基土层上，为抗震稳定性要求基础的埋深不宜小于建筑物地面以上高度的1/15；如果建筑物有地下室（车库等）地下商店或人防设施时，基础埋深就要加深，一般不小于3m。遇到建筑物的各个部分使用要求不同，或地基土质变化大，可使建筑物各部分的基础埋深不同，但必须采取基础做成台阶形逐步过渡 图图2.17 阶形基础阶形基础第32页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然

40、地基上的浅基础2.4浅基础的埋置深度的确定浅基础的埋置深度的确定2.4.2工程地质条件工程地质条件 工程地质条件往往对基础设计方案起着决定性的作用，应当选择地基承载力高的坚实土层做地基持力层，由此确定基础的埋置深度 若上层土较厚，厚度达24m时。可考虑扩大基础底面面积，加强上部结构刚度，将基础做在软弱土上，对于重要的建筑物就要将建筑物基础置于下部坚实的土层上；如果上层软弱土很厚，厚度超过5m时，挖除软弱土工程量很大，施工困难，造价高，就要考虑是否可以设置地下室，或者采用人工加固等方法进行地基处理，亦或者采用桩基础等身基础。在这种情况，一般需要做多种方案，经过论证比较后才能确定最终的埋置深度。

41、工程地质条件与基础埋深的关系工程地质条件与基础埋深的关系 实际工程中，常遇到地基上下各层土的承载力并不相同的情况。如果地基上层土较好，能够满足承载力要求，就选择该层土做持力层，基础可浅埋；若下层土为软弱土即承载力低于上层土（称为软弱下卧层）时，需要验算软弱下卧层强度。如果上层土软弱承载力低，下层土坚实承载力高，则需要区别对待，当软弱土较薄，厚度小于2m时，一般将软弱土挖除，将基础置于下层坚实土上，如图所示。图片不清楚第33页/共85页2.4浅基础的埋置深度的确定浅基础的埋置深度的确定项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.4.3水文地质条件水文地质条件地下水的情况与基础的埋置深度也

42、有着密切的关系，通常基础尽量浅埋于地下水位之上，便于施工，如果不得已，基础埋深必须在地下水位以下，施工时必须采取排降水措施，对河边的基础，其埋深应在流水的冲刷作用深度之下。2.4.4冻结深度冻结深度在寒冷地区应考虑季节性冻土的影响。季节性冻土是冬季冻结，夏季解冻的土层，一般为细粒土（如粉砂、粉土、粘性土）。当地面以下一定深度内途中的温度达到冰冻温度后，土中的自由水开始结冰，土层冻结，体积膨胀，产生冻胀力，称为冻胀，可使基础与墙面上升而开裂。春夏季节冻土融化解冻时，地基土强度降低，产生沉馅，称为融馅，造成基础的不均沉降。如果基础埋置在地基土的冻结深度内，由于地基土的反复冻融，往往会造成基础的冻胀

43、与融沉事故，因此北方地区的基础埋深应该考虑当地冻深大小的因素。 地基土冻结的危害地基土冻结的危害第34页/共85页2.4浅基础的埋置深度的确定浅基础的埋置深度的确定项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.4.4冻结深度冻结深度我国幅员辽阔，地理气候差异大，因此各地的冻结深度不一，应按当地实测资料确定，一般可在现行建筑地基基础设计规范查找。基础底面应埋在天然最大冻结线以下一定深度，对于可埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋深dmin应按下式确定：dmin=zd-hmax在冻胀、强冻胀和特强冻胀地基上采用防冻害措施时应符合下列规定： 1.对在地下水位以上的基础，基础侧表面应回填不冻胀的中、

44、粗砂，其厚度不应小于200mm；对在地下水位以下的基础，可采用桩基础、保温性基础、自锚式基础（冻土层下有扩大板或扩底短桩），也可将独立基础或条形基础做成正梯形的斜面基础； 2.宜选择地势高、地下水位低、地表排水条件好的建筑场地。对低洼场地，建筑物的室外地坪标高应至少高出自然地面300mm500mm，其范围不宜小于建筑四周向外各一倍冻深距离的范围； 3.应做好排水设施，施工和使用期间防止水浸入建筑地基。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水； 4.在强冻胀性和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制建筑的长高比； 5.当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻

45、土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙；第35页/共85页2.4浅基础的埋置深度的确定浅基础的埋置深度的确定项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.4.5场地条件和环境条件场地条件和环境条件 1.临近建筑物的影响当建筑场地临近已存在建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础，否则两基础之间的净距应大于两基础底面高差的12倍，以免开挖新基槽时危及原有基础的安全与稳定性，若不能满足此条件，应采取分段施工、做护坡桩或用沉井、地下连续墙结构以及加固原有基础等措施，一确保原有较浅基础的安全。2.靠近土坡若建筑场地靠近各种土坡，包括各种山坡、河岸、海滨、湖遍等，则基础埋深应

46、考虑邻近土坡临空面的稳定性。 L(12)H新建基础深于原建筑基础情形新建基础深于原建筑基础情形影响基础埋置深度的因素很多，对于某一具体工程来说，往往只是其中一、二种因素起决定性的作用，设计时必须从实际出发，抓住主要因素进行分析研究确定合理的埋置深度。第36页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算各类建筑的地基承受上部荷载的能力都有一定的限度，如果超过了此限度，则地基就可能发生事故，地基土所能提供的最大承受荷载的能力称为地基极限承载力。作用于地基表面单位面积上的压力称为基底压力。基底压力应小于或等于修正后的地基承载力的特征值，

47、才能保证地基土不致发生强度破坏或产生超过建筑物所能容许的沉降。因此在工程中，对所有建筑物首先都必须进行地基承载力验算，地基承载力的确定，在地基基础的设计计算中是一个非常重要而复杂的问题，因为和其他建筑材料不同，地基的承载力不仅仅与地基土本身的物理状态和力学性质有关，而且还与基础的形式、底面尺寸的大小、基础的底面形状、基础的埋深、建筑类型、结构特点甚至施工速度快慢等有关，地基承载力的确定方法有很多，一般有实测数理统计法、现场荷载试验法、规范法、理论公式计算法和当地经验参考法等。2.5.1基本概念基本概念1.当地基同时满足强度和变形两个条件时，单位面积上所能承受的最大荷载称为地基承载力；工程中以f

48、ak表示地基承载力特征值，单位是kPa；由于基础的宽度较大（一般大于3m）时或者基础的埋置深度大于0.5m时，地基承载力需要根据实际进行基础宽度与深度的修正，承载力有相应的提高，地基的这种承载力我们称之为修正后的地基承载力特征值，用fa表示，以前的习惯称呼为地基承载力设计值。第37页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算2.5.1基本概念基本概念2.影响地基承载力大小的因素不同地区、不同成因、不同土质的地基承载力差别很大。例如淤泥、淤泥质土当天然含水量为75%左右时，地基承载力仅有40kPa左右，而密实的卵石则可高达8001

49、000kPa，相差巨大。影响地基承载力的因素主要有以下四个方面：(1)地基土的成因与堆积年代。通常风积土的承载力最小，坡积土次之，冲积土和洪积土的承载力较大。对于同类土而言，堆积年代越长久，承载力就越大。(2)地基土的物理力学性质。这是最重要的因素，一般来说，向碎石土和砂土，其粒径越大，孔隙比越小，即密实度越大，则地基承载力就较大；粉土和粘性土的含水量越大、孔隙比越大、即密实度越小，则地基承载力就较小；(3)地下水的影响。当地下水位上升，地基土受到水的浮力作用，土的天然重度变为浮重度，土的含水量也增高，则地基承载力降低；如果在湿陷性黄土地区，地下水的上升会导致地基湿陷；同时由于地下水位的升降随

50、季节交替变化，膨胀土遇水膨胀，失水收缩，对地基承载力影响也很大。(4)建筑情况。基础宽度大，基础埋置深，地基承载力相应提高；上部结构刚度大，体型简单，对地基的不均匀沉降适应性强，地基承载力可以取一个较高的数值。第38页/共85页2.5.2地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算1.原位平板载荷试验确定地基承载力对重要的甲级建筑，为进一步了解地基土的变形性能和承载能力，必须做现场原位荷载试验，以确定地基承载力。上述建筑地基基础设计规范提供的规范法中，如果对于成分或者结构很不均与的土层，如杂填土、裂隙

51、土、风化岩等，难以取得原状土样，荷载试验的方法就显出他的技术优势，是其他方法难以取代的，事实上建筑地基基础设计规范所列的经验数值也是以静荷载试验结果为依据的。根据现场荷载试验，绘制荷载与沉降关系ps曲线，如图2.23所示。(1)对于低压缩性土（如密实的砂土、硬塑粘土等），ps曲线上有比较明显的比例极限时，取对应月点得比例极限荷载p0为地基承载力基本值f0，即f0=p0；如图（a）所示。(2)荷载小于对应比例界限的荷载值的2.0倍时，取极限荷载值的一半。(3)对于ps曲线为缓变型，极限荷载不明显的地基，当试验用压板面积为0.250.5m2时，则由地基变形值来确定地基承载力，对低压缩性土和砂土，可

52、取s=（0.010.015）b时，所对应的荷载p0.010.15作为地基承载力的基本值，即f0=p0.010.15，其中b为承压板的宽度或直径，如图 (b)所示；对于中、高压缩性土，可取s=0.02b所对应的荷载p0.02作为地基承载力的基本值，即取f0=p0.02，如图 (c)所示。第39页/共85页(4)地基承载力特征值fak的确定。根据荷载试验确定的地基承载力的基本值f0，求地基承载力特征值fak，要求同一土层参加统计的试验点不应少于3个点；基本值f0的最大和最小值的极差，不能超过平均值的30%，然后取此平均值作为fak。2.5.2地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法项目项目2 天然

53、地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算通过荷载试验确定地基承载力通过荷载试验确定地基承载力第40页/共85页2.5.2地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算(5)由于载荷实验板受加荷能力的限制，一般都小于实际基础的大小，因此，实验时影响深度较小，而在实际工程中，基础荷载的影响深度较大，将会更深，因此在工程中如果在荷载试验影响深度之下，如果存在软弱下卧层，而该下卧层又在基础影响深度范围之内，此时应该换大尺寸的载荷板进行试验，尺寸越接近基础尺寸就会更加接近

54、实际情况。如为成层土，需要时可在不同深度的土层上做荷载试验，以了解各土层的承载力，特别是在持力层下有软弱下卧层时，也经常需要这样分层实验。如图2.24所示。通过荷载试验还可以求得土层的变形模量E0值，用以计算基础沉降量。 (a) 荷载试验 (b) 实际基础 载荷板与基础荷载影响深度比较载荷板与基础荷载影响深度比较第41页/共85页2.5.2地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算2.按理论公式计算地基承载力建国以来，根据大量的建筑工程实践经验、现场荷载试验、标准贯入试验、轻型动力触探、静力触探试验

55、和室内土工试验等的数据，对相应的地基承载力进行统计、分析制定了该方法。(1)承载力特征值fak的确定方法。可以通过野外鉴别的方法，或者可以通过重型动力触探N63.5确定岩石和碎石土的承载力特征值fak；可以通过标准贯入试验锤击数N和轻便触探试验锤击数N10确定粉土和粘性土的地基承载力特征值fak；通过室内土工试验，依据土的物理、力学性质指标的平均值确定地基承载力基本值f0后，经过对f0进行回归系数修正后得到承载力特征值fak；规范中，可以通过野外鉴别的方法，确定.承载力特征值fak 依据土的物理、力学性质指标的平均值确定地基承载力基本值f0后，经过对f0进行回归系数修正后得到承载力特征值fak

56、可以通过经过修正后的标准贯入试验锤击数N和轻便触探试验锤击数N10确定粉土和粘性土的地基承载力特征值fak第42页/共85页2.5.2地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算当前有关承载力的理论计算公式很多。这些理论公式都是建立在某些假设的基础上的，因此各有一定的适用范围。这里仅介绍建筑地基基础设计规范（GB0007-2011）推荐的承载力理论公式。对于竖向荷载偏心距 为偏心方向的基础底面尺寸，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力公式bbe,30kcmdbacMdMbMf3.用静力触探法确定地基承载

57、力近年来各国对静力触探实验极为重视，这是一种有发展前途的确定地基承载力的方法。在我国许多地区，静力触探实验发展很快，静力触探具有不用取土且快速、连续直接测出贯入阻力的优点。各地区通过相关分析对比，建立了不少地区性的承载力计算经验公式。4.凭建筑经验确定在拟建建筑物的临近地区，常有各种各样的不同时期建造的建筑物。调查这些已有建筑物的形式、构造特点、基底压力大小、基底土层情况以及这些建筑物是否有裂缝、倾斜和其他损坏现象，根据这些进行详细的分析和研究，对于新建建筑物地基土的承载力的确定，具有一定的参考价值。这种方法一般适用于荷载不大的中小型工程。第43页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地

58、基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算地基承载力的确定与计算5.地基承载力特征值的修正当基础宽度大于 或埋置深度大于 时，从荷载试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正m3m5 . 05 . 03dbffmdbaka6.在工程实际中我们可以从地质勘查报告中获得到承载力特征值fak。第44页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算天然地基上的浅基础设计与计算地基基础的设计主要应该从地基和基础两个方面入手，主要包括以下五个方面的内容。一是通过地基承载力强度条件进行基础底面面积（底面尺寸）的确定，这样保证了地基的安全

59、性；二是通过构造措施或结构计算，保证基础本身的强度，以保证上部结构能通过基础将荷载可靠的传递给下面的地基；三如果地基有软弱下卧层，必须对基础的软弱下卧层进行验算，保证软弱下卧层的强度；四是进行基础变形的计算，保证基础的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等指标在允许的范围之内，以防止因为地基基础的变形过大影响建筑物的正常使用和安全；五对于受水平荷载的高层建筑和高耸结构、以及承受水压力和土压力的挡土墙、水坝、桥台，建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还需要对基础的稳定性进行验算。第45页/共85页项目项目2 天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算天然地基上的浅基础设计与计算2

60、.6.1基础尺寸设计基础尺寸设计基础尺寸的设计，包括基础底面的长度l、宽度b和基础的高度h。根据已经确定的基础类型、埋置深度d，调整地基承载力特征值fa和作用在基础底面上的荷载值，进行基础尺寸设计。作用在基础底面上的荷载，一般包括竖向荷载 (包括上部结构的自重以及使用中的各种恒荷载和活荷载，基础的自重等)，还有水平荷载 (包括土压力、水压力和风荷载等)，以及力矩。荷载计算应该按照结构的荷载传递途径，自上而下，从屋面荷载开始计算，累计至设计地面；计算中注意根据荷载规范的规定进行荷载的取值和组合，同时注意据算单元的选取，对无门窗的墙，常取1m墙长为计算单元；有门窗的墙体，可取一开间长度为计算单元。