土力学地基基础

浅基础设计（3）ShallowFoundationDesign（3）1天然地基浅基础设计地质勘察，掌握地质资料选择基础类型、建筑材料和平面布置方案选择持力层和基础埋置深度确定地基承载力按地基承载力确定基础底面尺寸地基稳定性和变形验算进行基础结构设计绘制基础施工图（一）（二）（三）（四）（五）（六）2基础底面尺寸的确定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）验算地基变形，对基础底面尺寸作必要的调整3按地基持力层的承载力确定基底尺寸：

中心荷载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)4F——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)γG——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)5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=1.0~2.0）条形基础：取单位长度计算f：先只进行深度修正，计算出A后再考虑是否进行宽度修正。6按地基持力层的承载力确定基底尺寸：

偏心荷载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)Pmax–基础底面处的最大压力值（相应于荷载效应标准组合）Pmin–基础底面处的最小压力值（相应于荷载效应标准组合）7M——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)8计算步骤：按中心荷载计算基础底面积A0；考虑偏心影响，增大A0，A＝(1.1-1.4)A0；计算Pmax,Pmin，验算是否满足承载力要求；如不适合，再调整尺寸和验算直到满足要求。在高、中压缩性地基土上的基础，偏心矩l/6。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l/4。9pz——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10条形基础：假设：基底处的附加应力向下传递时按某一角度θ向外扩散b——条形基础底面宽度（m)γm——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γ‘）（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)θ——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)11矩形基础：b——矩形基础底面宽度（m)l——矩形基础底面长度（m)γm——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γ‘）（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)θ——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)12注：1、Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；2、z/b<0.25时取θ=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50时θ值不变13141516【例】柱截面300mm×400mm，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩80kN·m，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。17步骤：1确定地基承载力设计值2初步选定底面尺寸3持力层承载力验算4软弱下卧层验算18【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：ηb=0.3,ηd=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）：上式d按室外地面算起192.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）：由于偏心不大，基础底面面积按20%增大，即：初步选择基础底面积:203、验算持力层地基承载力基础和回填土重：偏心距基底最大压力最后，确定该柱基础底面长l=2.4m,宽b=1.6m21例2一方形柱基础，基础宽度b＝1.8m，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处，试验算软弱下卧层的承载力。（扩散角取23度）22软弱下卧层顶面处自重应力软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度由淤泥质粘土，解：软弱下卧层顶面处的附加应力基底平均压力：23例3图中柱基础荷载标准值Fk=1100kN,Mk=140kN·m;若基础底面尺寸l×b=3.6m×2.6m,试根据图中资料验算基底面积是否满足地基承载力要求241.持力层验算埋深范围内土的加权平均重度由粉质粘土持力层承载力设计值基础及回填土重（0.8m在地下水中）25持力层承载力验算：262.软弱下卧层验算软弱下卧层顶面处自重应力软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度由淤泥质粘土，27软弱下卧层顶面处的附加应力28地基变形验算地基变形特征沉降量-指基础某点的沉降值沉降差-一般指相邻柱基中点的沉降量之差倾斜-指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值局部倾斜-指砌体承重结构沿纵向6—10m内基础两点的沉降差与其距离的比值2930沉降量：中高压缩性地基上沉降差：相邻建筑物倾斜：高耸结构以及长高比很小的高层建筑局部倾斜：砌体承重结构31《建筑地基规范》S:地基变形计算值[s]:地基变形允许值3233表7.134需验算地基特征变形值的情况：安全等级为甲乙级的建筑物；表7．2所列范围以外的丙级级建筑物；表7．2所列范围以内有下列情况之一的丙级建筑物：地基承载力标准值小于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，引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的相邻建筑如果距离太近，可能发生倾斜时；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。35【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36地基沉降计算深度z0取15.8m。Δz由表4.6确定为0.8m【解】对石灰窑，按高耸结果基础验算其沉降量和倾斜（