《基础工程施工（第2版）》-项目四

项目四浅基础设计与施工任务一天然地基上浅基础设计任务二刚性基础施工任务三扩展基础施工任务四筏形基础施工返回任务一天然地基上浅基础设计一般将设置在天然地基上，埋置深度小于５ｍ的基础及埋置深度虽超过５ｍ但小于基础宽度的基础，统称为天然地基上的浅基础。一、基础设计概述１．地基基础设计的基本原则为了保证建筑物的安全与正常使用，地基基础设计应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度分为三个等级，设计时应根据具体情况，按表４-１选用。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：下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（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在表４-２所列范围内可不做变形验算，如有下列情况之一时仍应做变形验算：１）地基承载力特征值小于１３０ｋＰａ，且体型复杂的建筑；２）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；３）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；４）相邻建筑距离近，可能发生倾斜时；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计５）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。地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定：（１）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作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计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）计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为１．０。（４）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。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计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。（５）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，但结构重要性系数（γ０）不应小于1.0。２．天然地基上浅基础设计内容与步骤（１）选择基础的材料、类型和平面布置；（２）选择基础的埋置深度；（３）确定地基承载力；（４）确定基础尺寸；（５）进行地基变形与稳定性验算；（６）进行基础结构设计；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（７）绘制基础施工图，提出施工说明。二、浅基础的类型及材料（一）无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。无筋扩展基础采用的材料具有较好的抗压性能，稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载，所以只需地基承载力能满足要求，适用于多层民用建筑和轻型厂房。当基础较厚时，可在纵、横两个剖面上都做成台阶形，以减少基础自重、节省材料。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计无筋扩展基础的主要缺点是自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受的荷载压力超过地基承载力而影响结构物的正常使用。所以，对于荷载大或上部结构对差异沉降较敏感的结构物，当持力层土质较差又较厚时，无筋扩展基础作为浅基础是不适宜的。１．砖基础砖砌体具有一定的抗压强度，但抗拉强度和抗剪强度低。砖基础所用的砖的强度等级不低于ＭＵ１０，砂浆不低于Ｍ５。在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采用水泥砂浆砌筑。在砖基础底面以下，一般应先做１００ｍｍ厚的Ｃ１０或Ｃ７．５的混凝土垫层。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计砖基础取材容易，应用广泛，一般可用于六层及六层以下的民用建筑和砖墙承重的厂房。２．毛石基础毛石是指未加工的石材。毛石基础是采用的未风化的硬质岩石，禁用风化毛石。由于毛石之间间隙较大，如果砂浆粘结的性能较差，则不能用于多层建筑，且不宜用于地下水位以下。但毛石基础的抗冻性能较好，在北方可用来作为七层以下的建筑物基础。３．灰土基础灰土是用石灰和土料配制而成的。石灰以块状为宜，经熟化１~２ｄ后过５ｍｍ筛立即使用。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计土料应用塑性指数较低的粉土和黏性土为宜，土料团粒应过筛，粒径不得大于１５ｍｍ。石灰和土料按体积配合比为３∶７或２∶８，拌和均匀后，在基槽内分层夯实。灰土基础宜在比较干燥的土层中使用，其本身具有一定的抗冻性。在我国华北和西北地区，广泛用于五层及五层以下的民用建筑。４．三合土基础三合土是由石灰、砂和集料（矿渣、碎砖或碎石）加水混合而成。施工时，石灰、砂、集料按体积配合比为１∶２∶４或１∶３∶６拌和均匀后，再分层夯实。三合土的强度较低，一般只用于四层及四层以下的民用建筑。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计５．混凝土基础混凝土基础的抗压强度、耐久性和抗冻性比较好，其混凝土强度等级一般为Ｃ１０以上。这种基础常用在荷载较大的墙柱处。如在混凝土基础中埋入体积占２５％３０％的毛石（石块尺寸不宜超过３００ｍｍ），即做成毛石混凝土基础，可节省水泥用量。（二）柔性基础１．扩展基础扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计扩展基础主要是用钢筋混凝土浇筑，其抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。这类基础的高度不受台阶宽高比的限制，故适用于需要“宽基浅埋”的场合。钢筋混凝土独立基础主要是柱下基础。通常有现浇台阶形基础［图４-２（ａ）］、现浇锥形基础［图４-３（ｂ）］和预制柱的杯口形基础［图４-４（ｃ）］。杯口形基础又可分为单肢和双肢杯口形基础、低杯口形基础和高杯口形基础。轴心受压柱下基础的底面形状为正方形，而偏心受压柱下基础的底面形状为矩形。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计墙下钢筋混凝土条形基础根据受力条件，可分为不带肋和带肋两种（图４-３）。通常，只考虑基础横向受力发生破坏。设计时，可沿长度方向按平面应变问题进行计算。２．柱下钢筋混凝土条形基础为增加基础的整体性并方便施工，可将同一排的柱基础连在一起，做成条形基础（图４-４）。３．柱下十字形基础荷载较大的高层建筑，如土质较弱，为了增加基础的整体刚度、减少不均匀沉降，可在柱网下纵、横方向设置钢筋混凝土条形基础，形成十字形基础（图４-５）。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计４．筏形基础当地基软弱而上部结构的荷载又很大时，采用十字形基础仍不能满足要求或相邻基槽距离很小时，可采用钢筋混凝土做成整块的筏形基础，以扩大基底面积，增加基础的整体刚度。对于设有地下室的结构物，筏形基础还可兼作地下室的底板。筏形基础具有比十字交叉条形基础更大的整体刚度，有利于调整地基的不均匀沉降，能较好地适应上部结构荷载分布的变化。筏形基础还可满足抗渗要求。筏形基础分为平板式和梁板式两种类型。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计平板式：等厚度平板［图４-６（ａ）］；当柱荷载较大时，可局部加大柱下板厚或设墩基，以防止筏板被冲剪破坏［图４-６（ｂ）］。梁板式：当柱距较大，柱荷载相差也较大时，沿柱轴纵横向设置基础梁［图４-６（ｃ）、（ｄ）］。５．箱形基础箱形基础（图４-７）由筏形基础演变而成，它是由钢筋混凝土顶板、底板和纵横交叉的隔墙组成的空间整体结构。基础内空间可用作地下室，与实体基础相比，可减少基底压力。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计箱形基础埋深较大，基础空腹，从而卸除了基底处原有地基的自重应力，因此就大大减少了作用于基础底面的附加应力，从而减少了建筑物的沉降，这种基础又称为补偿性基础。箱形基础的钢筋、水泥用量很大，施工技术要求也高。基础除了上述各种类型外，还有壳体基础等形式，这里不再赘述。三、基础埋深确定基础埋置深度是指基础底面至地面（一般指室外地面）的垂直距离。选择基础埋置深度也就是选择合适的地基持力层。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计在满足地基稳定和变形要求的前提下，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层。除岩石地基外，基础埋深不宜小于０．５ｍ。合理确定基础埋置深度是基础设计工作中的重要环节。基础的埋置深度，应按下列条件确定：（１）建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的１／１５；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的１／１８。（２）作用在地基上的荷载大小和性质。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（３）工程地质和水文地质条件。基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。（４）相邻建筑物的基础埋深。当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。（５）地基土冻胀和融陷的影响。季节性冻土地区基础埋置深度宜大于场地冻结深度。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计对于深厚季节冻土地区，当建筑基础底面土层为不冻胀、弱冻胀、冻胀土时，基础埋置深度可以小于场地冻结深度，基底允许冻土层最大厚度应根据当地经验确定。此时，基础最小埋深dｍｉｎ可按下式计算：四、基础底面尺寸的确定进行基础设计时，确定基础埋深后，可以根据持力层的承载力确定基础底面尺寸。对存在软弱下卧层的地基，需验算软弱下卧层的承载力是否满足要求。要设计基础的底面积，首先要确定地基承载力。（一）地基承载力上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。建筑物因地基问题引起的破坏，一般有两种可能：一种是由于建筑物基础在荷载作用下产生过大的变形或不均匀沉降，从而导致建筑物严重下沉、倾斜或挠屈，上部结构开裂，建筑功能变坏；另一种是由于建筑物的自重过大，超过地基的承载能力，而使地基产生剪切破坏或丧失稳定性。在建筑工程设计中，必须使建筑物基础底面压力不超过规定的地基承载力，以保证地基土不致产生剪切破坏，即丧失稳定性；同时，也要使建筑物不会产生不容许的沉降和沉降差，以满足建筑物正常的使用要求。确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的基本问题之一，也是土力学研究的主要课题。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计１．地基破坏形式地基的破坏主要是由于基础下持力层抗剪强度不够，土体产生剪切破坏所致。为了解地基土在受荷以后剪切破坏的过程以及承载力的性状，通过现场荷载试验对地基土的破坏模式进行了研究。荷载试验实际上是用一块刚性的荷载板作用于地基上的一种基础原位模拟试验。荷载板的尺寸一般为０．２５~１．０ｍ２，在荷载板上逐级施加荷载，同时测定在各级荷载作用下荷载板的沉降量及周围土体的位移情况，加荷直至地基土破坏失稳为止。由试验得到压力p与所对应的稳定沉降量s的关系曲线，如图４-８所示。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计从p-s曲线的特征可以了解不同性质土体在荷载作用下的地基破坏机理，曲线A在开始阶段呈直线状态，但当荷载增大到某个极限值以后，沉降急剧增大，呈现脆性破坏的特征；曲线B在开始阶段也呈直线状态，在到达某个极限以后虽然随着荷载增大，沉降增大较快，但不出现急剧增大的特征；曲线C在整个沉降发展的过程中不出现明显的拐弯点，沉降对压力的变化率也没有明显的变化。三种曲线代表了三种不同的破坏形式。（１）整体剪切破坏。当基础上荷载较小时，基础下形成一个三角形压密区，如图４-９（ａ）所示，随同基础压入土中，这时p-s曲线呈直线关系（图４-８中曲线A）。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计随着荷载增加，压密区向两侧挤压，土中产生塑性区，塑性区先在基础边缘产生，然后逐步扩大，这时基础的沉降增长率较前一阶段增大，故p-s曲线呈曲线状。当荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面，土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基剪切破坏。整体剪切破坏常发生在浅埋基础下的密砂或硬黏土等坚实地基中。由p-s曲线可知，地基整体剪切破坏一般经历三个发展阶段：１）压密阶段（或称线弹性变形阶段），对应图４-８中p-s曲线上的Oa段。在这一阶段，p-s曲线接近于直线，土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于弹性平衡状态。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计荷载板的沉降主要是由于土的压密变形引起的。P-s曲线上相应于a点的荷载，称为比例界限pｃｒ，也称临塑荷载。２）剪切阶段（或称弹塑性变形阶段），对应图４-８中p-s曲线上的ab段。此阶段p-s曲线已不再保持线性关系，沉降的增长率s／p随荷载的增大而增加。地基土中局部范围内的剪应力达到土的抗剪强度，土体发生剪切破坏，这些区域也称塑性区。随着荷载的继续增加，土中塑性区的范围也逐步扩大，直到土中形成连续的滑动面，由荷载板两侧挤出而破坏。因此，剪切阶段也是地基中塑性区的发生与发展阶段。相应于p-s曲线上b点的荷载，称为极限荷载pｕ。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计３）破坏阶段，对应图４-８中p-s曲线上超过b点的曲线段。当荷载超过极限荷载pｕ后，基础急剧下沉，即使不增加荷载，沉降也不能停止；或是地基土体从基础四周大量挤出隆起，地基土产生失稳破坏。（２）局部剪切破坏。随着荷载的增加，基础下也产生压密区及塑性区，但塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，如图４-９（ｂ）所示，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。其p-s曲线如图４-８中曲线B所示，曲线也有一个转折点，但不像整体剪切破坏那么明显。局部剪切破坏常发生于中等密实砂土中。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（３）冲切破坏。在基础下没有明显的连续滑动面，随着荷载的增加，基础随着土层发生压缩变形而下沉；当荷载继续增加，基础周围附近土体发生竖向剪切破坏，使基础刺入土中，如图４-9（ｃ）所示。冲切破坏的p-s曲线如图４-８中曲线C所示，没有明显的转折点，没有明显的比例界限及极限荷载。这种破坏形式发生在松砂及软土中。地基的剪切破坏形式，除了与地基土的性质有关外，还同基础埋置深度、加荷速度等因素有关。《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，地基承载力特征值可由荷载试验或其他原位测试、公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计２．现场平板荷载试验确定地基承载力确定地基承载力最直接的方法是现场荷载试验的方法。荷载试验主要有浅层平板荷载试验和深层平板荷载试验。浅层平板荷载试验的承压板面积不应小于０．２５ｍ２，对于软土不应小于０．５ｍ２，可测定浅部地基土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力。深层荷载试验的承压板一般采用直径为０．８ｍ的刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层高度应不少于８０ｃｍ，可测定深部地基土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力。载荷试验都是按分级加荷、逐级稳定、直到破坏的试验步骤进行，最后得到p狊曲线。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计据p-s曲线（图４-１０），承载力特征值fａｋ的确定应符合下列规定：（１）当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。（２）当极限荷载小于比例界限荷载值的２倍时，取其极限荷载值的一半。（３）当不能按以上方法确定时，可取s／b＝０．０１~０．０１５所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。（４）同一土层参加统计的试验点不应少于三点。当试验实测值的极差不超过其平均值的３０％时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fａｋ。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计３．确定地基承载力的其他方法《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，当偏心距e小于或等于０．０３３倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并满足变形要求：４．地基承载力特征值的修正理论分析和工程实践表明，增加基础宽度和埋置深度，地基的承载力也将随之提高。因此，应将地基承载力对不同的基础宽度和埋置深度进行修正。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定：当基础宽度大于３ｍ或埋置深度大于０．５ｍ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fａｋ，都应按下式进行基础宽度和埋深的修正，修正后的承载力才是地基承载力的设计值（岩石地基除外）：（二）基础底面尺寸的确定１．按持力层地基承载力计算（１）中心荷载作用下基础底面积的确定。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计基础在中心荷载作用下，假定基底反力均匀分布，设计要求基底的平均压力不超过持力层土的承载力特征值，即中心荷载作用下的基础底面积A的计算公式：对于条形基础，沿基础长度方向取１ｍ为计算单元，条形基础的宽度b为上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（２）偏心荷载作用下。当传至地基顶面的荷载除了中心荷载外，还有弯矩M或水平力V作用时，除了应满足上面要求外，还应满足：（３）基础底面积的确定常采用试算法，具体步骤如下：１）先假定基础底宽b小于３ｍ，进行地基承载力特征值的深度修正，初步确定地基承载力特征值fａ；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计２）按中心荷载作用，初步计算基础底面积A０；３）考虑偏心荷载的影响，根据偏心距的大小，将基础底面积A０扩大１０％~４０％，即A０′＝（１．１~１．４）A０；４）确定基础的长度l宽度b；５）进行承载力验算要求２．软弱下卧层验算进行基础设计时，确定基础埋深后，可以根据持力层的承载力确定基础底面尺寸。对存在软弱下卧层的地基，需验算软弱下卧层的承载力是否满足要求。对部分建（构）筑物，还需要考虑地基变形的影响，验算建（构）筑物的变形值，并对基础底面尺寸做出必要的调整。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计当地基受力层范围内存在软弱下卧层（承载力显著低于持力层的高压缩性土层）时，必须对软弱下卧层进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力设计值pｚ与土的自重应力pｃｚ之和不超过软弱下卧层的承载力设计值fａｚ，即对条形基础和矩形基础，式（４-８）中的pｚ值可按下列公式简化计算：条形基础上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计矩形基础如果软弱下卧层的承载力不满足要求，则该基础的沉降可能较大，或者可能产生剪切破坏。这时应考虑增大基础底面尺寸，或改变基础类型，减小埋深。如果这样处理后仍未符合要求，则应考虑采用其他地基基础方案。五、地基变形验算按地基承载力选定适当的基础底面尺寸后，一般可以保证建筑物在防止地基剪切破坏方面具有足够的安全度，但是在荷载作用下，地基土还会产生压缩变形，使建筑物产生沉降。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，设计等级为甲级、乙级和符合一定条件的丙级建筑物，地基基础设计除了要满足承载力要求外，还必须进行变形验算。地基产生变形是因为土体具有可压缩的性能，因此要计算地基变形，首先要研究土的压缩性及通过压缩试验确定沉降计算所需的压缩性指标。（一）土的压缩性和压缩指标土的压缩性是指土在压力作用下体积压缩变小的性能。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计目前，研究土的压缩变形都假定如下条件：土粒与水本身的微小变形可忽略不计；土的压缩变形主要是由于孔隙中的水和气体被排出，土粒相互移动靠拢，致使土的孔隙体积减小而引起。１．压缩试验室内压缩试验是取原状土样放入压缩仪内进行试验，分级加载。在每级荷载作用下压至变形稳定，测出土样的变形量，然后再加下一级荷载。根据每级荷载下的稳定变形量算出相应压力下的孔隙比。由于土样受到环刀和护环等刚性护壁的约束，在压缩过程中只能发生垂向压缩，不可能发生侧向膨胀，所以室内压缩试验又叫侧限压缩试验。压缩仪的构造如图４-１１所示。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计以压力为横坐标，以孔隙比为纵坐标，便可根据压缩试验成果绘制孔隙比与压力的关系曲线，称为压缩曲线，如图４-１３所示。２．压缩指标（１）压缩系数。在压缩曲线上，当压力的变化范围不大时，可将压缩曲线上相应一小段M１M２近似地用直线来代替。若M１点的压力为p１，相应孔隙比为e１；M２点的压力为p２，相应孔隙比为e２；则M１M２段的斜率可用下式表示，即上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计压缩系数是表示土的压缩性大小的主要指标，其值越大，表明在某压力变化范围内孔隙比减少得越多，压缩性就越高。但由图４-１３中可以看出，同一种土的压缩系数并不是常数，而是随所取压力变化范围的不同而改变。因此，评价不同类型和状态土的压缩性大小时，必须以同一压力变化范围来比较。（２）压缩指数。目前还常用压缩指数Cｃ来进行压缩性评价，进行地基变形量计算。它是通过压缩试验求得不同压力下的孔隙比e值，将压缩曲线的横坐标用对数坐标表示，纵坐标不变（图４-１４），在一定压力p值之下，e-ｌｏｇp曲线的后半段接近直线，用直线段的斜率作为土的压缩指数Cｃ。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计对于正常固结的黏性土，压缩系数和压缩指数之间存在如下关系：（３）压缩模量。压缩试验除了求得压缩系数a和压缩指数Cｃ外，还可求得另一个常用的压缩性指标———压缩模量Eｓ（单位为ＭＰａ或ｋＰａ），Eｓ是指土在侧限条件下受压时压应力σｚ与相应的应变εｚ之间的比值，即上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计因为故压缩模量Eｓ与压缩系数a的关系为（４）变形模量。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计土的变形模量是指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值（单位为ＭＰａ）。它是通过现场荷载试验求得的压缩性指标，能较真实地反映天然土层的变形特性。现场荷载试验测定的变形模量E０与室内侧限压缩试验测定的压缩模量之间有如下关系：令上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计则（二）地基最终沉降量计算地基沉降量是随时间而发展的，地基的最终沉降量是指地基变形稳定后的沉降量。目前常用的计算方法有分层总和法和《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）推荐的方法。１．分层总和法（１）基本假设。１）计算土中应力时，地基土是均质、各向同性的半无限体；２）土层在竖向附加应力作用下只产生竖向变形，不发生侧向变形，即采用完全侧限条件下的室内压缩指标计算土层的变形量；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计３）采用基础中心点下的附加应力进行计算。（２）计算公式。地基的最终沉降量可用室内压缩试验确定的参数（ei、Eｓ、a）进行计算，根据式（４-１２）有变换后得：或上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计计算沉降量时，在地基可能受荷变形的压缩层范围内，根据土的特性、应力状态以及地下水位进行分层。然后按式（４-２１）或式（４-２２）计算各分层的沉降量si。最后将各分层的沉降量总和起来即为地基的最终沉降量：（３）计算步骤。１）划分土层，如图４-１５所示，各天然土层界面和地下水位必须作为分层界面；各分层厚度必须满足Hi≤０．４B（B为基底宽度）。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计２）计算基底附加压力p０。３）计算各分层界面的自重应力σｃｚ和附加应力σｚ；并绘制应力分布曲线。４）确定地基沉降计算深度狕狀：地基沉降计算深度的下限，取地基附加应力等于自重应力的20％（一般土）或１０％（高压缩性土）处，即σｚ≤０．２σｃｚ（一般土）或σｚ≤０．１σｃｚ（高压缩性土）。５）计算各分层加载前后的平均竖向应力p１＝σｃｚ；p２＝σｃｚ＋σｚ。６）按各分层的p１和p２在e-p曲线上查取相应的孔隙比或确定a、Eｓ等其他压缩性指标。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计７）根据不同的压缩性指标，选用式（４-２１）、式（４-２２）计算各分层的沉降量si。８）按式（４-２３）计算总沉降量s。２．《建筑地基基础设计规范》推荐的沉降计算法我国《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）所推荐的沉降计算方法，简称《规范》推荐法，是在分层总和法的基础上发展起来的一种计算沉降的方法。（１）计算原理。由式（４-２２）单向分层总和法计算第i层土的变形量为上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计将平均附加应力除以基础底面处附加应力p０，便可得平均附加应力系数。即那么第i层土的变形量为上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计地基总沉降量为（２）《规范》推荐公式。由式（４-２４）乘以沉降计算经验系数φｓ，即为《规范》推荐的沉降计算公式：地基受压层计算深度zn的确定，《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，地基变形计算深度zn，应符合式（４-２６）的规定。当计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计当无相邻荷载的独立基础时，可按下列简化的经验公式确定沉降计算深度zn：（三）地基允许变形值与建筑物沉降观测《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，建筑物地基的变形计算值，不应大于地基变形允许值，即上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计１．地基变形允许值《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，建筑物的地基变形允许值应按表４-９采用。对表中未包括的建筑物，其地基变形允许值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。建筑物地基变形的特征包括沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。（１）沉降量特指基础中心的沉降差，以ｍｍ为单位；若沉降量过大，势必影响建筑物的正常使用。（２）沉降差指同一建筑物中相邻两个基础沉降的差值；若沉降差过大，建筑物将发生裂缝、倾斜和破坏。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（３）倾斜指独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值，用‰表示。若建筑物倾斜过大，将影响正常使用，遇台风或强烈地震时危及建筑物整体稳定，甚至倾覆。（４）局部倾斜指砖石砌体承重结构，沿纵向６~１０ｍ内基础两点的沉降差与其距离的比值，用‰表示。若建筑物局部倾斜过大，往往使砖石砌体承受弯矩而拉裂。如果地基变形验算不符合要求，则应通过改变基础类型或尺寸、采取减弱不均匀沉降危害措施、进行地基处理或采用桩基础等方法来解决。２．建筑物沉降观测上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计对建筑物进行沉降观测，可以正确地反映地基实际的沉降量和沉降速度，是验证地基基础设计是否正确、预估沉降发展趋势、分析建筑物产生裂缝的原因，以及研究采取加固或处理措施的重要依据。《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２０１１）规定，下列建筑物应在施工期间及使用期间进行沉降变形观测：（１）地基基础设计等级为甲级建筑物；（２）软弱地基上的地基基础设计等级为乙级建筑物；（３）处理地基上的建筑物；（４）加层、扩建建筑物；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（５）受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物；（６）采用新型基础或新型结构的建筑物。沉降观测首先要设置好水准基点，其位置必须稳定可靠、妥善保护，设置地点宜靠近观测对象，但必须在建筑物所产生的压力影响范围以外。在一个观测区内，水准基点不应少于３个。其次是设置好建筑物上的沉降观测点，其位置由设计人员确定，一般设置在室外地面以上外墙（柱）身的转角及重要部位，数量不宜少于６个。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计观测次数与时间，一般情况下，民用建筑物每施工完一层（包括地下部分）应观测一次；工业建筑按不同荷载阶段分次观测，施工期间的观测不应少于４次。建筑物竣工后的观测，第一年不少于３~５次，第二年不少于２次，以后每年一次，直到下沉稳定为止。对于突然发生严重裂缝或大量沉降等情况时，应增加观测次数。沉降观测后应及时整理好资料，算出各点的沉降量、累计沉降量及沉降速率，以便及早发现和处理出现的地基问题。六、无筋扩展基础设计无筋扩展基础的材料具有较好的抗压性能，但其抗拉、抗剪强度不高。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度值。这种保证通常是通过对基础构造的限制来实现的，即基础每个台阶的宽度与其高度之比（宽高比）都不得超过规范规定的台阶宽高比的允许值。无筋扩展基础（图４-１８）高度应满足下式的要求：采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱，其柱脚高度h１不得小于b１（图４-１８），并不应小于３００ｍｍ且不小于２０d。当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时，可沿水平方向弯折，弯折后的水平锚固长度不应小于１０d且不大于２０d，d为柱中纵向受力钢筋的最大直径。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计七、扩展基础设计扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。扩展基础适用于上部结构荷载较大，有时为偏心荷载或承受弯矩和水平荷载的建筑物的基础。当在地基表层土质较好，下层土质较差的情况下，利用表层好土质浅埋时，最适合采用扩展基础。（一）扩展基础的构造要求扩展基础的构造，应符合下列规定：（１）锥形基础的边缘高度不宜小于２００ｍｍ，且两个方向的坡度不宜大于１∶３；阶梯形基础的每阶高度，宜为３００~

500ｍｍ。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（２）垫层的厚度不宜小于７０ｍｍ，垫层混凝土强度等级不宜低于Ｃ１０。（３）扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于０．１５％，底板受力钢筋的最小直径不宜小于１０ｍｍ，间距不宜大于２００ｍｍ，也不宜小于１００ｍｍ。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于８ｍｍ；间距不宜大于３００ｍｍ；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的１５％。当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于４０ｍｍ；无垫层时不应小于７０ｍｍ。（４）混凝土强度等级不应低于Ｃ２０；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（５）当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于２．５ｍ时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的０．９倍，并宜交错布置（图４-１９）；（６）钢筋混凝土条形基础底板在Ｔ形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度１／４处；在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置（图４-２０）。（二）墙下钢筋混凝土条形基础设计墙下钢筋混凝土条形基础的截面设计包括基础高度和基础底板配筋计算。在这些计算中，可不考虑基础及其重力，采用地基净反力。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计仅由基础顶面的荷载设计值所产生的地基反力，称为地基净反力，以pｊ表示。基础底板厚度由基础的抗剪条件确定，基础底板的受力配筋由抗弯计算确定。在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，基础及其上覆土层的重力是要考虑的。墙下钢筋混凝土条形基础的内力计算沿墙长度方向取１ｍ作为计算单元。１．基础内力计算（图４-２１）（１）轴心荷载作用下：墙边—截面处的弯矩和剪力计算：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（２）偏心荷载作用下，基底反力不均匀，则其最大弯矩截面的位置，应符合下列规定：１）当墙体材料为混凝土时，取a１＝b１；２）如为砖墙且放脚不大于１/４砖长时，取a１＝b１＋１/４砖长。２．基础底板厚度的确定上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计３．基础底板配筋计算墙下条形基础底板每延米宽度的配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应满足扩展基础的构造要求。（三）柱下独立基础设计上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计柱下独立基础的计算，应符合下列规定：（１）对柱下独立基础，当冲切破坏锥体落在基础底面以内时，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力；（２）对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础，应验算柱与基础交接处的基础受剪切承载力；（３）基础底板的配筋，应按抗弯计算确定；（４）当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下基础顶面的局部受压承载力。柱下独立基础的受冲切承载力应按下列公式验算：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时，应按下列公式验算柱与基础交接处截面受剪承载力：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计在轴心荷载或单向偏心荷载作用下，当台阶的宽高比小于或等于２．５和偏心距小于或等于１／６基础宽度时，柱下矩形独立基础任意截面的底板弯矩可按下列简化方法进行计算（图４-２４）：基础底板钢筋计算：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计基础底板配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应符合扩展基础的构造要求。当柱下独立柱基底面长短边之比ω在大于或等于２、小于或等于３的范围时，基础底板短向钢筋应按下述方法布置：将短向全部钢筋面积乘以λ后求得的钢筋，均匀分布在与柱中心线重合的宽度等于基础短边的中间带宽范围内（图４-２５），其余的短向钢筋则均匀分布在中间带宽的两侧。长向配筋应均匀分布在基础全宽范围内。λ按下式计算：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计八、其他钢筋混凝土基础简介（一）柱下钢筋混凝土条形基础柱下条形基础的构造，除应符合扩展基础的构造要求外，尚应符合下列规定：（１）柱下条形基础梁的高度宜为柱距的１／４~１／８。翼板厚度不应小于２００ｍｍ。当翼板厚度大于２５０ｍｍ时，宜采用变厚翼板，其顶面坡度宜小于或等于１∶３。（２）条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的０．２５倍。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（３）现浇柱与条形基础梁的交接处，基础梁的平面尺寸应大于柱的平面尺寸，并且柱的边缘至基础梁边缘的距离不得小于５０ｍｍ（图４-２６）。（４）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除应满足计算要求外，顶部钢筋应按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的１／３。（５）柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于Ｃ２０。柱下条形基础的计算，应符合下列规定：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（１）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于１／６柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以１．２的系数。（２）当不满足（１）中的要求时，宜按弹性地基梁计算。（３）对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按静力平衡条件及变形协调条件，进行分配。其内力可按（１）、（２）规定，分别进行计算。（４）应验算柱边缘处基础梁的受剪承载力。（５）当存在扭矩时，尚应做抗扭计算。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（６）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。（二）十字交叉钢筋混凝土条形基础柱下十字交叉条形基础是由柱网下的纵横两组条形基础组成的一种空间结构，在基础交叉点处承受柱网传来的集中荷载和力矩。十字交叉条形基础梁的计算较复杂，一般采用简化计算方法。通常把柱荷载分配到纵横两个方向的基础上，然后分别按单向条形基础进行内力计算。其计算主要是解决节点荷载分配问题，一般是按刚度分配或变形协调的原则，沿两个方向分配。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（三）筏形基础筏形基础分为梁板式和平板式两种类型，其选型应根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小、使用要求以及施工条件等因素确定。框架核心筒结构和筒中筒结构宜采用平板式筏形基础。筏形基础的平面尺寸，应根据工程地质条件、上部结构的布置、地下结构底层平面以及荷载分布等因素按有关规定确定。对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在作用的准永久组合下，偏心距e宜符合下式规定：上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计筏形基础的混凝土强度等级不应低于Ｃ３０，当有地下室时应采用防水混凝土。防水混凝土的抗渗等级应按表４-１１选用。对重要建筑，宜采用自防水并设置架空排水层。采用筏形基础的地下室，钢筋混凝土外墙厚度不应小于２５０ｍｍ，内墙厚度不宜小于２００ｍｍ。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及外墙防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，钢筋不宜采用光面圆钢筋，水平钢筋的直径不应小于１２ｍｍ，竖向钢筋的直径不应小于１０ｍｍ，间距不应大于２００ｍｍ。（四）箱形基础上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计箱形基础是由钢筋混凝土顶板、底板、侧墙和一定数量的内隔墙构成的，具有相当大的整体刚度的箱形结构。箱形基础埋置于地面下一定深度，能与基底和周围土体共同工作，从而增加建筑物的整体稳定性，并对抗震有良好作用，其是具有人防、抗震及地下室要求的高层建筑的理想基础形式之一。１．高度箱形基础必须满足使用要求和基础自身刚度的要求，一般取建筑物高度的１／１５，且不宜小于箱基长度的１／２０，并不应小于３ｍ。２．平面尺寸上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计箱形基础平面尺寸根据地基强度、上部结构的布局及荷载分布等条件确定。一般情况下，箱基平面形状与上部结构一致，对单幢建筑物，地基较均匀时，基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。不能重合时，偏心距e应符合下列要求：永久荷载与活荷载组合时３．内外墙箱形基础外墙沿建筑物四周布置，内墙一般沿上部结构柱网和剪力墙纵横均匀布置，墙体水平截面面积不宜小于基础底面积的１／１０。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计对板式建筑，箱基的纵墙配置量不得小于基础底面积的１／８。内墙的厚度一般采用２００ｍｍ，外墙因承受土压力和水压力，同时有防渗要求，厚度一般不应小于２５０ｍｍ。４．顶板和底板箱形基础的顶板和底板通过纵横墙或刚度很大的桁架联系在一起而共同工作，因此，顶板也是基础结构的组成部分。箱基顶板按薄板强度和稳定性的要求，其厚度采用１５０~２００ｍｍ已经足够，当箱基兼作人防地下室，要求承受爆炸作用和坍塌荷载时，所需厚度按计算决定，并不小于３００ｍｍ。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计底板厚度通常取４００~５００ｍｍ，一般应视基底反力和板跨度大小而定。国内和国外也有采用大于１０００ｍｍ厚的底板的，这样做有利于防渗。５．配筋箱形基础的顶板和底板及墙体内应设置双面双向钢筋，墙身竖向钢筋不宜小于Φ１２~２００，其他部位不宜小于Φ１０~２００。顶板和地板配筋不宜小于Φ１４~２００。当箱基墙体上部无剪力墙时，其顶部和地部宜各配置两根不小于Φ２０的通长构造钢筋。钢筋的搭接长度和转角处的连接长度不应小于钢筋的受拉搭接长度的要求。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计６．混凝土箱形基础混凝土强度等级不应低于Ｃ２０，如采用密实混凝土防水，其外围结构的混凝土抗渗等级不应低于Ｐ６。当箱基长度超过４０~６０ｍ时，为了避免因温差在混凝土中产生应力，应设置贯通箱基横断面的后浇带，带宽不宜小于８００ｍｍ，后浇带处钢筋必须连通并适当加强。九、减轻建筑物不均匀沉降的措施地基的过量变形将使建筑物损坏或影响其使用功能。特别是高压缩性土、膨胀土、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基上的建筑物，如果考虑欠周，就更易因不均匀沉降而开裂损坏。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计如何防止或减轻不均匀沉降造成的损害，是设计中必须认真考虑的问题。防止和减轻不均匀沉降的危害，是设计部门和施工单位都要认真考虑的问题。常用的方法有：（１）对地基某一深度内或局部进行人工处理；（２）采用桩基础或其他基础方案；（３）在建筑设计、结构设计和施工方面采取某些措施。（一）建筑措施１．建筑物体型力求简单上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计建筑物的体型可通过其立面和平面表示。建筑物的立面不宜高低悬殊，因为在高度突变的部位，常由于荷载轻重不一而产生超过允许值的不均匀沉降。如果建筑物需要高低错落，则应在结构上认真配合。平面形状复杂的建筑物，由于基础密集，产生相邻荷载影响而使局部沉降量增加。如果建筑在平面上转折、弯曲太多，则其整体性和抵抗变形的能力将受到影响。２．控制建筑物的长高比建筑物在平面上的长度L和从基础底面起算的高度Hｆ之比，称为建筑物的长高比。它是决定砌体结构房屋刚度的一个主要因素。L／Hｆ越小，建筑物的刚度越好，调整地基不均匀沉降的能力就越大。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计３．设置沉降缝沉降缝把建筑物从基础底面直至屋盖分开成各自独立的单元。每个单元一般应体型简单、长高比较小以及地基比较均匀。沉降缝一般设置在建筑物的下列部位：（１）建筑物平面的转折处；（２）建筑物高度或荷载差异变化处；（３）长高比不符合要求的砌体结构以及钢筋混凝土框架结构的适当部位；（４）地基土的压缩性有显著变化处；（５）建筑结构或基础类型不同处；上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（６）分期建造房屋的交接处。沉降缝应有足够的宽度，以防止缝两侧的结构相向倾斜而互相挤压。缝内一般不得填塞材料（寒冷地区需填松软材料）。沉降缝的常用宽度为：二、三层房屋５０~８０ｍｍ，四、五层房屋８０~１２０ｍｍ，五层以上房屋大于１２０ｍｍ。４．建筑物之间应有一定距离地基中附加应力的向外扩散，使得相邻建筑物的沉降相互影响。在软弱地基上，当两建筑物基础的距离太近时，相邻影响产生的附加不均匀沉降，可能造成建筑物的开裂或互倾。为了避免相邻影响的损害，软弱地基上的建筑物基础之间要有一定的净距。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计５．调整建筑标高建筑物的长期沉降，将改变使用期间各建筑单元、地下管道和工业设备等部分的原有标高，这时可采取下列措施进行调整：（１）根据预估的沉降量，适当提高室内地面和地下设施的标高。（２）将互有联系的建筑物各部分中沉降较大者的标高提高。（３）建筑物与设备之间，应留有足够的净空。当有管道穿过建筑物时，应预留足够大小的孔洞，或者采用柔性的管道接头。（二）结构措施１．减轻建筑物自重上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计建筑物的自重在基底压力中占有很大比例。工业建筑中估计占５０％，民用建筑中可高达６０％７０％，因而减少沉降量通常可以从减轻建筑物自重着手：（１）采用轻质材料，如采用空心砖墙或其他轻质墙等；（２）选用轻型结构，如预应力混凝土结构、轻型钢结构以及各种轻型空间结构；（３）减轻基础及以上回填土的重量，选用自重轻、覆土较少的基础形式，如浅埋的宽基础和半地下室、地下室基础，或者室内地面架空。２．设置圈梁和钢筋混凝土构造柱上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计圈梁的作用在于提高砌体结构抵抗弯曲的能力，即增强建筑物的抗弯刚度。它是防止砖墙出现裂缝和阻止裂缝开展的一项有效措施。当建筑物产生碟形沉降时，墙体产生正向弯曲，下层的圈梁将起作用；反之，墙体产生反向弯曲，上层的圈梁起作用。圈梁必须与砌体结合成整体，每道圈梁要贯通全部外墙、承重内纵墙及主要内横墙，即在平面上形成封闭系统。当无法连通（如某些楼梯间的窗洞处）时，应按《砌体结构设计规范》（ＧＢ５０００３———２０１１）的要求设置附加圈梁。必要时，洞口上下的钢筋混凝土附加圈梁可和两侧的小柱形成小框。圈梁的截面难以进行计算，一般均按构造考虑。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计当采用钢筋混凝土圈梁时，混凝土强度等级宜采用Ｃ２０，宽度与墙厚相同，高度不小于１２０ｍｍ，上下各配２根直径８ｍｍ以上的纵筋，箍筋间距不大于３０ｍｍ。当采用钢筋砖圈梁时，位于圈梁处的４~６皮砖，用Ｍ５砂浆砌筑，上下各配３根直径６ｍｍ的钢筋，钢筋间距不小于１２０ｍｍ。３．减小或调整基础底面的附加压力采用较大的基础底面积，减小基底附加应力，一般可以减小沉降量。但是，在建筑物不同部位，由于荷载大小不同，如基底压力相同，则荷载大的基础底面尺寸也大，沉降量必然也大。为了减小沉降差异，荷载大的基础，宜采用较大的基础底面积，以减小该处的基底压力。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计４．置连系梁钢筋混凝土框架结构对不均匀沉降很敏感，很小的沉降差异就足以引起较大的附加应力。对于采用单独柱基的框架结构，在基础之间设计连系梁是加大结构刚度、减少不均匀沉降的有效措施之一。连系梁的设置常有一定的经验性（仅起承重墙作用例外），其底面一般置于基础顶面（或略高些），过高则作用下降，过低则施工不便。连系梁的截面可取柱距的１／１４~１／８，上下均匀通长配筋，每侧配筋率为０．４％~１．０％。５．用联合基础或连续基础上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计采用双柱联合基础或条形、交梁、筏形、箱形等连续基础，可增大支承面积和减小不均匀沉降。建造在软柔地基土上的砌体承重结构，宜采用刚度较大的钢筋混凝土基础。６．使用能适应不均匀沉降的结构排架等绞接结构，在支座产生相对变形的结构内力的变化甚小，故可以避免不均匀沉降的危害，但必须注意所产生的不均匀沉降是否影响建筑物的使用。油罐、水池等做成柔性结构，基础也常采用柔性地板，以顺从、适应不均匀沉降。这时，在管道连接处，应采取一些相应的措施。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计（三）施工措施在软弱地基上开挖基坑和修造基础时，应合理安排施工顺序，注意采用合理的施工方法，以确保工程质量和减小不均匀沉降的危害。对于高低、重轻悬殊的建筑部位，在施工进度和条件许可的情况下，一般应按照先重后轻、先高后低的程序进行施工，或在高重部位竣工并间歇一段时间后再修建轻低部位。对于具有地下室和裙房的高层建筑，为减小高层部分与裙房间的不均匀沉降，在施工时应采用施工后浇带断开，待高层部分主体结构完成时再连接成整体。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计在软弱地基上开挖基坑修建地下室和基础时，应特别注意基坑坑壁的稳定和基坑的整体稳定。软弱基坑的土方开挖可采用挖土机具进行作业，但应尽量防止扰动坑底土的原状结构。通常坑底至少应保留２００ｍｍ以上的原土层，待施工垫层时用人工挖法。如果发现坑底软土已被扰动，则应挖去被扰动的土层，用砂回填处理。在软土基坑范围内或附近地带，如有锤击作业，应在基坑工程开始前至少半个月，先行完成桩基施工任务。上一页下一页返回任务一天然地基上浅基础设计在进行降低地下水位作业的现场，应密切注意降水对邻近建筑物可能产生的不利影响，特别应防止流土现象发生。应尽量避免在新建基础、新建建筑物侧边堆放大量土方、建筑材料等地面荷载，以防基础产生附加沉降。上一页返回任务二刚性基础施工一、刚性基础的施工技术要点（一）砖基础１．施工准备工作（１）材料。１）砖：砖的品种、强度等级须符合设计要求，并应规格一致，有出厂证明、试验单。２）水泥：一般采用３２．５号矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。３）砂：中砂，应过５ｍｍ孔径的筛。配制Ｍ５以下的砂浆，砂的含泥量不超过１０％；Ｍ５及其以上的砂浆，砂的含泥量不超过５％，并不得含有草根等杂物。下一页返回任务二刚性基础施工４）掺合料：石灰膏、粉煤灰和磨细生石灰粉等，生石灰粉熟化时间不得少于７ｄ。５）其他材料：拉结筋、预埋件和防水粉等。（２）主要机具。应备有砂浆搅拌机、大铲、刨锛、托线板、线坠、钢卷尺、灰槽、小水桶、砖夹子、小线、筛子、扫帚、八字靠尺板、钢筋卡子和铁抹子等。（３）作业条件。１）基槽、混凝土或灰土地基均已完成，并办完隐检手续。２）已放好基础轴线及边线；立好皮数杆（一般间距１５~２０ｍ，转角处均设立），并办完预检手续。上一页下一页返回任务二刚性基础施工３）根据皮数杆最下面一层砖的底面标高，拉线检查基础垫层表面标高，如第一层砖的水平灰缝大于２０ｍｍ时，应先用细石混凝土找平，严禁在砌筑砂浆中掺细石代替或用砂浆垫平，更不允许砍砖找平。４）常温施工时，黏土砖必须在砌筑的前一天浇水湿润，一般以水浸入砖四边１．５ｃｍ左右为宜。５）砂浆配合比经试验室确定，现场按试验室给出的配比单严格计量，现场准备好砂浆试模（６块为一组）。２．施工程序及操作要点砖基础施工程序为：清理基槽底，铺设垫层→确定组砌方法→拌制砂浆→砌筑→抹防潮层。砖基础施工的操作要点如下：上一页下一页返回任务二刚性基础施工（１）清理基槽（坑）底，铺设垫层。砌基础前应清理基槽（坑）底，除去松散软弱土层，用灰土填补夯实，并铺设垫层。（２）确定组砌方法。１）先用干砖试摆，以确定排砖方法和错缝位置，使砌体平面尺寸符合要求。２）砖基础一般做成阶梯形（大放脚），可采用等高式（两皮一收）或间隔式（两皮一收与一皮一收相间）；每一级收退台宽均为１／４砖（６０ｍｍ）。３）一般采用满丁满条（一丁一顺）砌法；做到里外咬槎，上下层错缝，竖缝至少错开１／４砖长。上一页下一页返回任务二刚性基础施工大放脚的转角处要放七分头砖（３／４砖），并在山墙和檐墙两处分层交替设置，不能同缝；其数量为一砖半厚墙放三块，二砖墙放四块，依次类推。４）基础最下一皮砖与最上一皮砖宜采用丁砌法，先在转角处及交接处砌几皮砖，并弹出基础轴线和边线。（３）砂浆拌制。１）砂浆配合比应采用重量比。由试验室确定配合比，按给定配合比进行现场计量控制。水泥计量精度为±２％，砂、掺合料计量精度为±５％。上一页下一页返回任务二刚性基础施工２）宜用机械搅拌，投料顺序为砂→水泥→掺合料→水，搅拌时间每盘不少于１．５ｍｉｎ。３）砂浆应随拌随用，一般水泥砂浆和水泥混合砂浆须在拌成后３ｈ和４ｈ内用完，不允许使用过夜砂浆。４）基础按一个楼层，每２５０ｍ３砌体，每一种砂浆，每台搅拌机至少做一组试块（一组六块），若砂浆强度等级或配合比变更时，还应增加试块组数。（４）砌筑。１）砖基础砌筑前，基础垫层表面应清扫干净，洒水湿润。先盘墙角，每次盘角高度不应超过五层砖，随盘随靠平、吊直。上一页下一页返回任务二刚性基础施工２）砌基础墙应挂线，２４墙反手挂线，３７以上墙应双面挂线。３）基础标高不一致或有局部加深部位，应从最低处往上砌筑，应经常拉线检查，以保持砌体通顺、平直，防止砌成“螺丝”墙。４）基础大放脚砌至基础上部时，要拉线检查轴线及边线，保证基础墙身位置正确。同时还要对照皮数杆的砖层及标高，如有偏差时，应在水平灰缝中逐渐调整，使墙的层数与皮数杆一致。５）暖气沟挑檐砖及上一层压砖均应用丁砖砌筑，灰缝要严实，挑檐砖标高必须正确。６）各种预留洞、埋件、拉结筋按设计要求留置，避免施工完后再剔凿，影响砌体质量。上一页下一页返回任务二刚性基础施工７）变形缝的墙角应按直角要求砌筑，先砌的墙要把舌头灰刮尽；后砌的墙可采用缩口灰，掉入缝内的杂物随时清理。８）安装管沟和洞口过梁其型号、标高必须正确，底灰饱满；如坐灰超过２０ｍｍ厚，用细石混凝土铺垫，两端搭墙长度应一致。（５）抹防潮层。基础砌至防潮层时，用水平仪找平，然后铺设１５~２０ｍｍ厚水泥防水砂浆（防水粉掺量为水泥重量的３％~５％），并压实抹平；若设计有规定时按设计规定采用。３．质量标准（１）主控项目。１）砖和砂浆的强度等级必须符合设计要求。上一页下一页返回任务二刚性基础施工２）砌体水平灰缝的砂浆饱满度不得小于８０％。３）砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑，严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处应砌成斜槎，斜槎水平投影长度不小于高度的２／３。４）非抗震设防地区及抗震设防烈度为６度、７度地区的临时间断处，当不能留斜槎时，除转角处外，可留直槎，但直槎必须做成凸槎。（２）一般项目。１）砖砌体上下错缝，每处无四皮砖通缝。２）砖砌体接槎处灰缝砂浆密实，缝、砖应平直；每处接槎部位水平灰缝厚度不小于５ｍｍ或透亮的缺陷不超过５个。上一页下一页返回任务二刚性基础施工３）预埋拉结筋的数量、长度均符合设计要求和施工规范的规定，留置间距偏差不超过一皮砖。４）留置构造柱的位置正确，大马牙槎先退后进，上下顺直，残留砂浆应清理干净。５）允许偏差项目，见表４-１２。（二）毛石基础１．施工准备工作（１）材料。上一页下一页返回任务二刚性基础施工１）毛石：应坚实、无风化剥落、无裂纹，强度等级不低于ＭＵ２０，尺寸一般以高度在２０~３０ｃｍ、长在３０~４０ｃｍ之间为宜，表面水锈、浮土、杂质应清刷（洗）干净。２）砌筑用水泥：采用３２．５号或４２．５号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，并应有出厂合格证或试验报告。３）砂：采用中砂，并通过５ｍｍ筛孔，含泥量不得超过５％，不得含有草根等杂质。（２）作业条件。１）基槽或基础垫层均已完成，并验收，办完隐检手续。上一页下一页返回任务二刚性基础施工２）已定出建筑物主要轴线，标出基础及墙身轴线和标高，弹出基础边线，立好皮数杆（间距１５~２０ｍ，转角处均设立），办完预检手续。３）拉线检查基础垫层、表面标高，若毛石水平灰缝大于３０ｍｍ，应用细石混凝土找平，不得用砂浆或在砂浆中掺细砖或碎石处理。４）常温施工时，应提前１ｄ将毛石浇水润湿，雨天施工不得使用含水饱和状态下的毛石。５）砌筑时砌筑部位的灰渣、杂物应清除干净，基层应浇水湿润。６）砂浆配合比应在砌筑前至少提前７ｄ送试验室进行试配，砌筑时按试验室提供的配合比进行计量控制，并搅拌均匀。上一页下一页返回任务二刚性基础施工７）脚手架应随砌随搭设，垂直运输机具应准备就绪。２．施工程序及操作要点毛石基础施工程序为：测量放线→挖槽、清槽、验槽→放样、立皮数杆→铺浆分层砌筑。毛石基础施工的操作要点如下：（１）挖槽、清槽、验槽。砌筑前，检查基槽（坑）土质、轴线、尺寸、标高，清除杂物，打好底夯。若地基过湿，则铺１０ｃｍ厚的砂子、砂砾石或碎石填平夯实。（２）放样、立皮数杆。上一页下一页返回任务二刚性基础施工根据控制点和控制轴线放出基础轴线及边线，抄平，在两端立好皮数杆，划出分层砌石高度（不宜小于３０ｃｍ），标出台阶收分尺寸。（３）砌筑。１）毛石基础截面形状有矩形、阶梯形、梯形等，基础上部宽一般应比墙厚大２０ｃｍ以上。毛石的形状不规整，不易砌平，为保证毛石基础的整体刚度和传力均匀，每一台阶应不少于２~３皮毛石，每阶排出宽度应不小于２０ｃｍ。２）砌筑时，应双挂线，分层砌筑，每层高度为３０~４０ｃｍ，并应大体砌平。上一页下一页返回任务二刚性基础施工基础最下一皮毛石应选用较大的石块，使大面朝下，放置平稳并灌浆。转角及阴阳角外露部分应选用方正平整的毛石互相拉结砌筑。３）毛石砌体应采用铺浆法砌筑，灰缝厚度宜为２０~３０ｍｍ，砂浆必须饱满，叠砌面的粘灰面积（砂浆饱满度）应大于８０％。石块间较大的空隙应先填塞砂浆后用碎石块嵌实，不得采用先铺石后灌浆的方法。４）大、中、小毛石应搭配使用，使砌体平稳。形状不规则的石块应用大锤将其棱角适当加工后使用。石块上下皮缝必须错开（错开不少于１０ｃｍ，角石不少于１５ｃｍ），做到丁顺交错排列。上一页下一页返回任务二刚性基础施工５）为保证砌筑牢固，每隔０．７ｍ应垂直墙面砌一块拉结石，同皮内每隔２ｍ左右设置一块，上下左右拉结石应错开，形成梅花形并均匀分布。６）毛石基础拉结石长度：如基础宽度等于或小于４００ｍｍ，应与基础宽度相等；如基础宽度大于４００ｍｍ，可用两块拉结石内外搭接，搭接长度不应小于１５０ｍｍ，且其中一块拉结石长度不应小于基础宽度的２／３。７）填心的石块应根据石块自然形状交错放置，尽量使石块间缝隙最小，过大的缝隙应铺浆并用小石块填入使之稳固，并用锤轻敲使之密实，严禁石块间无浆直接接触，出现干缝、通缝。上一页下一页返回任务二刚性基础施工８）毛石基础的扩大部分如做成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯石块的１／２，相邻阶梯的毛石应相互错缝搭砌。（4）检查校验。每砌完一层，必须校对中心线、找平一次,检查有无偏差现象。基础上表面配平宜用片石,基础侧面要保持大体平整、垂直，不得有倾斜、内陷和外鼓现象。砌好后外侧石缝应用砂浆勾严。（５）留槎处理。当墙基需留槎时，不得留在外墙转角或纵墙与横墙的交接处，至少应离开转角和交接处１．０~１．５ｍ。接槎应做成阶梯式，不得留直槎或斜槎。基础中的预留孔洞要按图纸要求事先留出，不得砌完后凿洞。当遇沉降缝时，应分成两段砌筑，严禁搭接。上一页下一页返回任务二刚性基础施工（３）一般规定项目。１）石砌体的组砌形式应符合以下规定：内外搭砌，上下错缝，拉结石、丁砌石交错设置；毛石墙拉结石每０．７ｍ２墙面不应少于１块。２）抽检数量：每一台阶水平向每２０ｍ抽查１处，每处３延米，但不应少于３处。３）检验方法：观察检查。（三）混凝土基础１．施工准备工作上一页下一页返回任务二刚性基础施工（１）水泥：宜用３２．５~４２．５号硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。（２）砂：中砂或粗砂，含泥量不大于５％。（３）石子：卵石或碎石，粒径５~３２ｍ，含泥量不大于２％，且无杂物。（４）水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。（５）外加剂、掺合料的品种及掺量，应根据需要通过试验确定。（６）主要机具：搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、铁锹（平头和尖头）、振捣器（插入式和平板式）、刮杠、木抹子、胶皮管、串桶或溜槽等。上一页下一页返回任务二刚性基础施工（７）基础轴线尺寸、基底标高和地质情况均经过检查，并应办完隐检手续。（８）安装的模板已经过检查，符合设计要求，办完预检手续。２．操作工艺混凝土基础施工的工艺流程：槽底或模板内清理→混凝土拌制→混凝土浇筑→混凝土振捣→混凝土养护。基槽（坑）应进行验槽，局部软弱土层应挖去，用灰土或砂砾分层回填夯实至与基底相平。上一页下一页返回任务二刚性基础施工基础混凝土浇灌高度在２ｍ以内时，混凝土可直接卸入基坑（槽）内，应注意使混凝土能充满边角；浇灌高度在２ｍ以上时，应通过漏斗、串筒或溜槽下灰。浇筑台阶式基础应按台阶分层一次浇筑完成，每层先浇边角，后浇中间。施工时应注意防止上下台阶交接处混凝土出现蜂窝和脱空现象，措施是待第一台阶捣实后，继续浇筑第二台阶前，先沿第二台阶模板底圈做成内外坡度，待第二台阶混凝土浇筑完成后，再将第一台阶混凝土铲平、拍实，或第一台阶混凝土浇完后稍停０．５~１ｈ，待下部沉实，再浇上一台阶。上一页下一页返回任务二刚性基础施工混凝土浇筑完后，外露部分应适当覆盖，洒水养护；拆模后，及时分层回填土方并夯实。（四）毛石混凝土基础１．施工准备工作毛石应选用坚实、未风化、无裂缝、洁净的石料，强度等级不低于ＭＵ２０；毛石尺寸不应大于所浇部位最小宽度的１／３，且不得大于３０ｃｍ；表面如有污泥、水锈，应用水冲洗干净。２．操作工艺毛石混凝土的厚度不宜小于４００ｍｍ。上一页下一页返回任务二刚性基础施工浇筑时，应先铺一层１０~１５ｃｍ厚混凝土打底，再铺上毛石，毛石插入混凝土约一半后，再灌混凝土，填满所有空隙，再逐层铺砌毛石和浇筑混凝土，直至基础顶面，保持毛石顶部有不少于１０ｃｍ厚的混凝土覆盖层。所掺加毛石数量应控制不超过基础体积的２５％。毛石铺放应均匀排列，使大面向下，小面向上，毛石间距一般不小于10cm，离开模板或槽壁距离不小于15cm。对于阶梯形基础，每一阶高内应整分浇筑层，并有两排毛石，每阶表面要基本抹平；对于锥形基础，应注意保持斜面坡度的正确与平整，毛石不露于混凝土表面。其他要求同上述混凝土基础施工。上一页返回任务三扩展基础施工一、墙下钢筋混凝土条形基础施工（一）施工准备１．材料要求（１）水泥：根据设计要求选择水泥品种、强度等级。（２）砂、石子：有试验报告，符合规范要求。（３）水：采用饮用水。（４）外加剂、掺合料：根据设计要求通过试验确定。（５）商品混凝土所用原材料须符合上述要求，必须具有合格证，原材料试验报告，符合防碱集料反应要求的试验报告。（６）钢筋要有材质证明、复试报告。下一页返回任务三扩展基础施工２．作业条件（１）由建设、监理、施工、勘察、设计单位进行地基验槽，完成验槽记录及地基验槽隐检手续，如遇地基处理，办理设计洽商，完成后监理、设计、施工三方复验签认。（２）完成基槽验线预检手续。３．施工机具搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、铁锹、振捣棒、刮杆、木抹子、胶皮手套、串桶或溜槽等。（二）施工程序及操作要点上一页下一页返回任务三扩展基础施工墙下钢筋混凝土条形基础施工程序为：清理及浇灌混凝土垫层→钢筋绑扎→支模板→相关专业施工→清理→混凝土搅拌→混凝土浇筑→混凝土振捣→混凝土找平→混凝土养护→模板拆除。墙下钢筋混凝土条形基础施工的操作要点如下：１．清理及垫层浇灌地基验槽完成后，清除表