地基与基础（下篇共上中下3篇）

回顾天然地基：没有经过人为加固处理的地基人工地基：需人工加固的软弱地基浅基础：≤5m，用一般方法、工艺施工。深基础：(桩基、沉井)，特殊工艺施工。天然地基人工地基深基础浅基础方案组合造价低易施工安全合理技术先进方案选择回顾地基基础设计程序：确定基础埋深及地基承载力确定基础底面尺寸地基变形验算剖面尺寸确定及结构计算设计基础资料（建筑设计、工程地质等）目录CONTENT第7章地基浅基础设计本章讲授内容第一节地基基础设计的基本规定第三节基础埋置深度的影响因素与确定第四节基础底面尺寸的确定第二节浅基础类型第五节无筋扩展基础设计第六节扩展基础设计第八节筏板基础与箱型基础简介第九节复合地基基础设计第七节柱下钢筋混凝土条形基础第十节减少建筑物基础不好衡不均匀沉降的措施地基浅基础设计bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkminpk≤fabp0s≤[s]学习要点本章将主要介绍浅基础的类型与适用条件，浅基础的设计程序与方法。重点掌握：①基础埋深确定原则；②基础底面积尺寸计算；③构造与结构设计；④能进行一般多层结构承重墙下毛石、砼及钢筋砼条形基础的设计；⑤能进行柱下钢筋砼独立基础设计学习目标

知识目标：通过本章学习，应掌握天然地基上浅基础的类型及其特点，正确选择基础埋置深度需考虑的因素，熟练掌握无筋扩展基础、钢筋混凝土扩展基础的设计方法；了解柱下钢筋混凝土条形基础、筏板基础、箱形基础的构造特点；了解人工地基的换填垫层厚度、宽度的设计；了解减少地基不均匀沉降的措施。能力目标：能合理选择天然地基上的浅基础类型，能综合考虑而选择技术可靠、经济合理的基础埋置深度，进行一般基础的初步设计，对基础工程中出现的一般问题提出初步的处理方案。地基基础设计的基本规定1建筑场地地形图（坐标、标高）；建筑场地工程地质勘察资料；建筑设计图纸、使用要求；荷载与设备布置情况；建筑材料供应；施工技术条件。第节一、地基基础设计准备资料地基基础设计的基本规定1第节二、地基基础设计步骤4.确定基础底面尺寸（按承载力）；5.按规范要求进行地基变形验算；6.特殊建筑与场地条件按规范做稳定性验算；7.确定基础剖面尺寸，进行基础结构计算；8.绘制基础施工图。结合上部结构、荷载情况综合考虑确定。1.选择基础材料和构造形式；2.确定基础的埋置深度；3.确定地基土承载力特征值；地基基础设计的基本规定1第节三、地基基础设计的基本规定（一）地基基础设计等级《建筑地基基础设计规范》规定：（考虑地基、建筑物规模与功能）甲级：

重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。乙级：

甲、丙以外的工业与民用建筑。丙级：

场地与地基条件简单7层及以下建筑、次要轻型建筑。（二）地基基础设计规定所有建筑地基均应满足承载力计算要求；设计为甲、乙级的建筑均按地基变形设计；丙级建筑物符合规范要求的可不验算变形；经常受水平荷载的高层建筑与结构、挡土墙、斜坡上建筑与构筑物尚应验算稳定性；基坑工程应进行稳定性验算；地下水位较浅，有上浮问题，应验算抗浮。地基与基础设计的两个基本要求？地基基础设计的基本规定1第节（三）荷载效应组合规定按地基承载力确定基底面积、埋深及按单桩承载力确定桩数，荷载效应：按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。抗力用承载力特征值。变形计算：按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计风载与地震。限值为变形允许值。计算土压力、地基稳定性时，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其荷载分项系数均为1.0。基础结构计算时，上部结构传来的荷载效应组合与地基反力，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。地基基础设计的基本规定1第节（四）荷载效应组合计算正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；承载能力极限状态下荷载效应的基本组合；以上按《建筑结构荷载规范》规定取值。承载力极限状态:正常使用极限状态:设计极限状态pk≤fapkmax≤1.2fas≤[s]地基基础设计的基本规定1第节bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkminpk≤fabp0s≤[s]承载力极限状态荷载效应标准组合正常使用极限状态荷载效应准永久组合浅基础的类型及适用条件2概述：浅基础分类按材料分类按构造分类按受力性能分类按材料分类毛石基础砼及毛石砼基础钢筋砼基础灰土及三合土基础砖基础第节浅基础的类型及适用条件2单独基础按构造分类条形基础联合基础按受力性能分类刚性(无筋扩展)基础柔性(扩展)基础十字交叉筏形箱形无筋扩展基础（砖、毛石、砼基础）扩展基础（墙下或柱下钢筋砼基础）柱下条形基础筏形基础（高层建筑）箱型基础（高层建筑）按《规范》分五大类第节一无筋扩展（刚性）基础砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。≥MU10砖M5砂浆大放脚毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好，适于6层及以下墙承重结构。砌法：错缝搭接。≥MU20毛石M5砂浆每阶≥两皮≤200≥400砼与毛石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入毛石要求：占体积20~30%，尺寸≤300。掺入毛石节约水泥柱下砼基础墙下砼基础（有筋）扩展基础（钢筋砼基础）适用条件：在砼优点的基础上，更具良好的抗弯和抗剪性能。相同条件下基础高度小，适于荷载大或土质软的情况下采用。浅基础的类型及适用条件2第节现浇柱下钢筋砼单独基础：台阶形:施工支模、浇筑简单，用材相对多。基础底板配筋结构柱配筋结构柱基础底板配筋结构柱配筋现浇柱下钢筋砼单独基础：锥形：受力与用材合理，施工浇注成型较难。预制柱下钢筋砼单独杯口基础：分为单支与双支（视柱情况）；低杯口与高杯口。钢筋砼条形基础：墙下条形基础：不带肋与带肋柱下条形基础：带肋墙翼板砼垫层肋梁柱柱基础底板梁柱下十字交叉基础梁柱底版筏形基础（板式与梁板式）柱顶板底版梁隔板箱形基础基础方案的比较与选择基础设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的基础类型，一般从以下三方面考虑：

满足地基承载力要求——第一功能要求，合理选择持力层、基础埋深，确定基础形式；满足建筑物变形要求——从建筑物、基础、地基的整体性与共同工作角度出发，根据荷载、地基情况，确定基础结构与构造形式；满足建筑物使用要求——从建筑物使用功能要求及建筑对地基变形要求考虑，如有地下室时，采用箱形与伐板形基础较为合理。浅基础的类型及适用条件2第节基础埋置深度：指设计室外地坪至基础底面的距离。确定原则在满足稳定和变形要求的前提下应浅埋。第节基础埋置深度的确定3±0.00－0.45埋深d≥0.5m≥0.1m外墙、外柱设高差影响因素：第节基础埋置深度的确定3一、建筑物用途及基础构造地下室、设施及设备基础无筋扩展基础构造要求点击此处基础深埋二、作用在地基上的荷载大小与性质荷载大小选高承载力的作持力层荷载性质大小承载力合适，宜浅埋相对比较水平荷载、上拔力作用震动荷载避开细粉砂土层（液化层）深埋第节基础埋置深度的确定3三、水文地质条件影响地下水水位地下水水质宜在地下水水位以上防侵蚀性破坏地下水流动基坑排水防产生流砂与管涌四、相邻建筑物影响L≥(1~2)ΔHΔH原基础新基础埋深≤相邻基础的否则：L≥(1~2)ΔH否则：分段施工；加固。新基础第节基础埋置深度的确定3五、工程地质条件影响地基土层组成类型硬软(A)(B)A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；B:考虑人工地基，按最小埋深要求确定；(C)C:地基土分为两层，上硬下软:硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋；硬土层厚度很薄时（≤b/4），按B情况考虑；硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。硬软？改变设计方案D:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m，埋于好土上；软土2~5m，轻型可浅埋软土上，荷载较大埋于好土层；软土≥5m，轻型可浅埋软土上，荷载较大可采用人工地基

浅埋，荷载大应埋于好土层，或选其它基础方案。(D)(E)地基土层组成类型E:地基土由若干软硬交替土层组成，根据减少沉降与工程量原则，按上述方法确定。硬软？第节基础埋置深度的确定3第节基础埋置深度的确定3六、地基土冻胀和融陷的影响地基土冻胀性分类《规范》将冻胀性分为如下五类：不冻胀强冻胀弱冻胀特强冻胀冻胀影响因素土类型含水量地下水位冻涨危害：降低承载力不均匀沉降地基土不能为冻土，冻土分季节性冻土和常年冻土。季节性冻土是指一年冻结与解冻交替出现的土层，土体冻结时体积膨胀称为冻胀。按冻胀要求确定基础最小埋深式中zd—设计冻深；hmax—允许最大残留冻深；z0—标准冻深（观测平均值）；h′、Δz—实测冻土厚度与地表冻胀量；Ψz-swe—冻深影响系数（土类、冻胀性、环境）。经验公式第节基础埋置深度的确定3dminzdhmax地基最小埋深计算示意图地基冻胀性土的防冻措施1.地下水位以上基础侧面用非冻胀性土回填；2.冻涨性土以下用桩基础或自锚式基础；3.选地势高、地下水位低、排水好的建筑场地；4.防止地表水侵入地基，设地上地下排水设施；5.基础结构设圈梁，控制建筑长高比，增强整体刚度；6.基础梁下留有土层冻胀的空隙；7.室外设施、结构与主体结构断开；8.跨年度施工的建筑及设计采暖的建筑，入冬前采取防护措施。第节基础埋置深度的确定3第节基础底面尺寸的确定4一、作用在基础上的荷载（标准组合）室外设计地面天然地面室内设计地面室内外平均标高FkFk屋面：恒载+活载+各层结构：恒载+活载+墙、柱自重+基础自重简化至室内标高外墙柱内墙柱简化至平均标高GkGk外墙柱内墙柱简化至平均标高基础底面尺寸的确定4第节二、中心荷载作用下的基础底面尺寸pkpk≤faFklGkb基础底面dd要求基底面积条形基础：取

l=1m或一个开间为计算单元矩形基础：取l/b=n(1.5~2.0)l=n·b方形基础：

l=b例题2

幻灯片54基础底面尺寸的确定4第节基础底面尺寸的确定4第节三、偏心荷载作用下的基础pkmax≤1.2fapk≤fa设计上一般pmin＞0pkmaxpkminddFkGkMkVklbe要求偏心荷载下基础底面积确定步骤（试算法）：1.假定基础底宽b≤3m，进行承载力修正，初步确定地基承载力特征值；2.按中心受压估算基底面积A0，考虑偏心影响将A扩大10%~40%；3.承载力验算：取l/b=n(1.5~2.0)得：l=；b=。pk≤fa？pkmax≤1.2fa？例题1幻灯片43验算：基础底面尺寸的确定4第节基础底面尺寸的确定4第节四、软弱下卧层承载力验算当地基受力层范围内有软弱下卧层时，下卧层顶面的附加应力与自重应力之和不超过下卧层的承载力：pcz---软弱下卧层顶面处自重应力；faz---软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。pz---软弱下卧层顶面附加应力；p0θpczpzzdθPz---按压力扩散角法简化计算（合力相等原则）条形基础：矩形基础：p0=pk－

pc；pk

---基底面平均压力值；pc

---基底面处自重应力。θ---压力扩散角与Es1/Es2、

z/b有关；l、b---基础长短边。基础底面尺寸的确定4第节【例1】某柱下单独基础，荷载与地基情况如图示，试确定基础底面尺寸。Fk=800kNVk=15kN±0.00－0.380013003500Mk=200kN·m填土γ=16Es=2.5Mpa粘土γ=18.5kN/m3Es=10MPafak=175kPa（ηb=0.3、ηd=1.6）淤泥质土w=45%Es=2.0Mpafak=85kPa

（ηb=0、ηd=1.0）①根据地质资料选择持力层。【解】②求修正后的地基承载力特征值：假定b≤3m，则Fk=800kNGkVk=15kN±0.00－0.380013003500Mk=200kN·m填土γ=16Es=2.5Mpa粘土γ=18.5kN/m3Es=10MPafak=175kPa（ηb=0.3、ηd=1.6）选黏土层为持力层，如图示。③初步估算基底面积首先按轴心受压估算

A0考虑偏心影响，将A0增大18%，则A=1.18A0=1.18×4.8=5.6m2，b=1.7m，l=3.4m。取l/b=2.0得：④验算地基承载力∑M=200+15×0.8=212kN·mpkmax=232.4kPa≤1.2fa=234.6kPapk=(pkmax+pkmin)/2=167.5kPa≤fa=195.48kPa满足要求，故基底尺寸b=1.7m，l=3.4m

合适。⑤软弱下卧层验算下卧层地基承载力特征值修正下卧层埋深：d+z=4.8m下卧层顶面上土的加权平均重度：pcz=γmzdz=17.82×4.8=85.5kPa下卧层顶面处自重应力下卧层顶面处的附加压力（p0

=

pk－

pcz1）确定压力扩散角Es1/Es2=10/2=5，z/b=1.75＞0.5，则θ=25°计算基底平均压力和土的自重压力pk=(Fk+Gk)/A=(800+167.62)/(3.4×1.7)=167.4kPapcz1

=γ1d=16×1.3=20.8kPa验算下卧层承载力

pz+pcz=111.1kPa＜faz=161.6kPa满足要求。2.特点：抗拉、抗剪强度低，抗压性能相对高。4.受力与破坏：倒置短悬臂梁产生弯拉破坏。5.强度保证：限制基础台阶宽高比，增大刚度。1.材料：毛石、砼、毛石砼等。6.设计要求：基础台阶宽高比小于允许宽高比。b2/H0≤[b2/H0]=tanα3.断面形式：台阶型无筋扩展（刚性）基础设计5第节允许宽高比：[b2/H0]=tanα基础设计高度：其值与基底压力、材料质量有关见（P155页表格）α－刚性角αb0bb1h1H0b2砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。≥MU10砖M5砂浆大放脚毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好，适于6层及以下墙承重结构。砌法：错缝搭接。≥MU20毛石M5砂浆每阶≥两皮≤200≥400无筋扩展基础设计方法与步骤选择持力层、确定埋深；确定基底尺寸；选择材料类型；首先按允许宽高比要求确定基础理论要求的最小总高度，确定需要收缩的台阶数；按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，确定每一级台阶的宽度与高度。（一般基础顶面应低于室外地面0.1m，否则应修改尺寸或埋深，允许情况下也可将基础上部做墙体处理。）无筋扩展（刚性）基础设计5第节【例2】某综合楼370承重外墙，荷载与地基情况如图示，试设计此墙基础。【解】①确定基础类型：根据上部结构形式、荷载及地基情况，初步拟设计为无筋扩展毛石基础，材料质量要求：粘土γ=18.5kN/m3fak=170kPaw=28%,wp=18%z0=1.6m（ηb=0.3、ηd=1.6）Fk=280kN/m±0.00－0.751700填土γ=17kN/m3

fak=130kPa370毛石≥MU20砂浆≥M5无筋扩展（刚性）基础设计5第节②确定基础最小埋深，选择持力层。根据地质资料，w＞wp+9，属强冻账土，影响系数：ψzs=1.00(类别)，ψzw=0.85(冻胀性)，ψze=1.00(环境)冻土允许残留深度：

hmax=0.0m设计冻深：zd=z0·ψzs·ψzw·ψze=1.35m设计要求最小埋深：选择持力层、确定基础埋深：根据地质条件，选黏土层为持力层，基础埋深d=1.70m

无筋扩展（刚性）基础设计5第节③求修正后的地基承载力特征值：假定b≤3m，则：④确定基底面宽度：取

l=1m设计取基底宽度：b=1.8m无筋扩展（刚性）基础设计5第节⑤确定基础允许宽高比：pk=(Fk

+Gk)/A=197.05kPa＜200kPa[b2/H0]=tanα=1:1.5基础允许宽高比：n=(b－b0)／(2×200)=3.575每阶宽度b1=115b2=200b3=200b4=200每阶高度h=400验算：200/400＜1/1.5满足要求⑥按允许宽高比及构造要求设计基础剖面尺寸：毛石基础需台阶数：基础剖面设计为四级台阶：无筋扩展（刚性）基础设计5第节⑦绘基础施工图±0.00－0.7518009009002450240400400400400185185－2.45习题课偏心受压基础底面尺寸计算；软弱下卧层承载力验算；墙下毛石基础设计无筋扩展（刚性）基础设计5第节特点：抗弯和抗剪性能好扩展基础设计6第节扩展基础的构造要求（一）现浇柱基础砼强度等级≥C20受力钢筋

直径：≥φ10

间距：@100~200锥形基础构造尺寸如图示：2001005050100现浇柱锥形基础200钢筋保护层厚度：有垫层：≥35无垫层：≥70阶梯形基础构造尺寸：每阶高度：300~500；500＜h≤900，宜两阶；

h＞900，宜三阶；尺寸变化宜50倍数。基础垫层：厚度≥70；砼强度等级≥C10扩展基础设计6第节阶梯形基础钢筋锚固、布置等按结构规范要求进行。底板受力钢筋长度取相应边长的0.9倍，并交错布置。h0la(laE)laE—有抗震设防要求时纵向钢筋最小锚固长度。四角插筋阶梯形基础施工质量容易保证，优先采用。柱下钢筋混凝土独立基础当边长≥2.5m时：扩展基础设计6第节（二）预制杯形基础构造控制尺寸：杯口深度杯壁厚度杯底厚度杯壁配筋双杯口基础：伸缩缝双柱下用高杯口基础：局部基础深埋时用带有短柱的杯形基础。扩展基础设计6第节505075杯壁杯底（三）墙下钢筋砼条形基础构造尺寸与形式基础高度＞250时采用锥形；基础高度≤250时采用平板式。横向受力钢筋直径：φ8~16间距：@100~300纵向分布钢筋

φ6~8，@100~300保护层有垫层≥35无垫层≥70扩展基础设计6第节50605050b≥200H≥b/8100120受力筋构造筋baⅠⅠ(b-a)/2倒置悬臂梁pjF扩展基础设计6第节墙下钢筋砼条形基础的底板厚度和配筋计算（一）中心受压基础受力分析倒置悬臂梁；受地基净反力作用；危险截面：墙根部Ⅰ-Ⅰ面弯矩与剪力最大。地基净反力：

pj上部结构荷载设计值F在基底产生的反力。基础底板厚度确定基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。沿墙长取单位长度1m分析：上部结构荷载设计值为F(kN/m)，则：基底净反力设计值：pj=F/bⅠ-Ⅰ截面最大剪力：(b-a)/2pjⅠⅠⅠ-Ⅰ截面抗剪要求：扩展基础设计6第节h0—基础底板有效高度；有垫层h0=h－40无垫层h0=h－75ft—砼轴心抗拉强度设计值，N/mm2；βhs—截面高度影响系数。h0≤800时，取800h0≥2000时，取2000基础底板有效高度l—基础底板计算长度，一般取l=1m；扩展基础设计6第节2.基础底板配筋计算基础底板配筋主要用于抵抗弯拉破坏。Ⅰ-Ⅰ截面弯矩设计值：基础底板配筋面积As－受力筋面积,mm2；fy－钢筋抗拉强度设计值，N/mm2。扩展基础设计6第节（二）偏心受压基础基底压力分布为梯形。偏心距：e0=M/F基底最大、最小净反力baⅠⅠpjminFMpjmaxpjⅠ将V、M代入前式中即可。扩展基础设计6第节【例】试设计某教学楼370承重外墙钢筋砼基础，荷载标准值Fk=240kN/m，设计值F=300kN/m，埋深1.3m，地基fa=155kN/m2(修正值)。①选择确定基础材料【解】砼：C20ft=1.1N/mm2；钢筋：HPB235fy=210N/mm2；垫层：100厚素砼。506050502000250100120φ14

@120－0.45±0.001300φ6

@200扩展基础设计6第节②确定基底面宽度：取l=1m设计取基底宽度：b=2.0m③确定基础底板厚度扩展基础设计6第节h≥h0

+40=160+40=200mm底板厚度：设计底板厚度取h=250mm(剖面等厚)h0=210mm扩展基础设计6第节④底板配筋计算基础底板配筋面积选φ14

@120(As=1283＞1271mm2)，分布筋选φ6@200（见上图）。扩展基础设计6第节扩展基础设计6第节柱下钢筋砼单独基础的底板厚度和配筋计算受力与破坏形式分析倒置悬臂结构；受地基净反力作用。第一种破坏形式：弯曲破坏危险截面：柱根截面处抵抗：基础底板下部配筋抵抗：基础底板有足够厚度。Fpj冲切面F冲切破坏角锥体45°第二种破坏形式：冲切破坏：

从柱根周边开始沿45°斜面拉裂，形成冲切破坏角锥体；（一）中心受压基础底板厚度冲切锥体外地基净反力产生的冲切力Fl应小于冲切面上的抗冲切(砼的轴心抗拉)能力。即：Fl≤0.7βhp·ft·

AmFl=pj·

Alpj=F/(b·

l)βhp—截面高度影响系数；h≤800时取βhp=1.0h≥2000时取βhp=0.9Al—冲切力作用面积；Am—冲切破坏面水平投影面积。扩展基础设计6第节hh045°h0AmAlh0h0bcbh0h0acl(b)AlAmh0h0aclh0h0bcb(a)(a)当b≥bc+2h0时(b)当b＜bc+2h0时(a)当b

≥bc+2h0时(b)当b

＜bc+2h0时提示：!!!计算方法：试算法即假定高度，验算；有变阶时，将上阶视为下阶的柱子。（二）中心受压基础底板配筋计算双向配筋，危险截面在柱边处；简化计算：基础底板视为嵌固在柱子周边四块梯形悬臂板组。有变阶时，将上阶视为下阶的柱子，计算变阶处的弯矩与配筋量。hh045°aclbcbⅡⅠⅠⅡ扩展基础设计6第节Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面弯矩设计值：Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面配筋面积：扩展基础设计6第节（三）偏心受压基础高度与配筋计算hh045°aclbcbⅡⅠⅠⅡpjminpjmaxpjⅠ偏心距：e0=M/F基底最大、最小净反力基础高度计算：pjmaxpj上述公式中以代扩展基础设计6第节基础底板配筋计算：Ⅰ-Ⅰ截面：将公式中的pj用pjmax与pjⅠ平均值代。Ⅱ—Ⅱ截面：将公式中的pj用pjmax与pjmin平均值代。扩展基础设计6第节Fk=800kNVk=15kN±0.00－0.380013003500Mk=200kN·m填土γ=16Es=2.5Mpa粘土γ=18.5kN/m3Es=10MPafak=175kPa（ηb=0.3、ηd=1.6）淤泥质土w=45%Es=2.0Mpafak=85kPa

（ηb=0、ηd=1.0）①根据地质资料选择持力层。【解】【例】某柱下单独基础，荷载与地基情况如图示，试设计此基础。回顾②求修正后的地基承载力特征值：假定b≤3m，则Fk=800kNGkVk=15kN±0.00－0.380013003500Mk=200kN·m填土γ=16Es=2.5Mpa粘土γ=18.5kN/m3Es=10MPafak=175kPa（ηb=0.3、ηd=1.6）选黏土层为持力层，如图示。③初步估算基底面积首先按轴心受压估算

A0考虑偏心影响，将A0增大18%，则A=1.18A0=1.18×4.8=5.6m2，b=1.7m，l=3.4m。取l/b=2.0得：④验算地基承载力∑M=200+15×0.8=212kN·mpkmax=232.4kPa≤1.2fa=234.6kPapk=(pkmax+pkmin)/2=167.5kPa≤fa=195.48kPa满足要求，故基底尺寸b=1.7m，l=3.4m

合适。⑤确定基础高度e0=M/F=212/1000=0.212m选择确定基础材料砼：C20，ft=1.1N/mm2

；垫层：100厚素砼；钢筋：HPB235，fy=210N/mm2

。F=1000kNV=15kN±0.000－0.3008001300M=200kN·m60034004001700100初步选定基础高度：h=800mm，h0=h-40=760mm，ac=600mm，bc=400mm。bc+2h0=400+1520=1920mm＞b

=1700mmFl=pj·

Al=237.7×1.0795=256.6kNFl＜0.7βhp·ft·

Am=678.8kN满足要求⑥基础底板配筋计算Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ—Ⅱ截面：Ⅰ-Ⅰ截面选φ14

@120(As=1283＞1265mm2)；Ⅱ—Ⅱ截面选φ8@150(As=335＞318mm2)；基础配筋见上图。实际配筋柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础的构造要求柱下条基由基础梁与翼板两部分组成。柱下条基除满足墙下条形基础与柱下独立基础的构造要求外，还需满足以下规定:(1)柱下条基的基础梁高度宜为柱距的1/8～1/4,翼板厚度不应小于200mm;当翼板厚度大于250mm时，宜用变厚度翼板，其坡度宜不大于1：3。(2)柱下条基的两端宜外伸，其长度宜为第一跨度的25%。(3)一般情况下，基础梁两侧宜宽于柱边50mm.否则仅在现浇柱子处将基础梁局部加宽。

(4)条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足设计要求外，顶部钢筋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总面积的1/3。柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础的简化计算柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础7第节柱下钢筋混凝土条形基础7第节筏板基础与箱型基础简介8第节柱肋梁砼垫层翼板翼板肋梁一、柱下条形基础柱梁翼板柱下十字交叉基础柱下条形基础：指布置成单向或双向的钢筋混凝土条状基础，也称基础梁；组成；肋梁、翼板，相当于倒置梁板柱结构；断面形式：倒T形；特点：抗弯抗剪能力大；计算方法：倒置梁法。柱基础梁地基反力筏板基础与箱型基础简介8第节筏形基础：钢筋混凝土板式基础；组成；底板、（基础梁），相当于倒置楼盖；形式：平板式（荷载较小、柱距小且相等），

梁板式（荷载大且不均、柱距大）；特点：抗弯抗剪能力大，整体性强，减小基底压力，抗不均匀沉降；计算方法：倒楼盖法。二、（柱下）筏形基础（满堂基础）筏板基础与箱型基础简介8第节梁柱底版筏形基础（板式与梁板式）垫层材料的选择复合地基基础设计9第节对于不同特点的工程.应分别考虑换填材料的强度、稳定性、压力扩散能力、密度、渗透性等。常用的垫层材料为砂土、碎石.其中以中粗砂为好。当采用碎石垫层时.为了避免碎石挤入土中.应在坑底先铺一层砂.然后铺碎石垫层。垫层厚度的确定复合地基基础设计9第节垫层铺设厚度应根据需要置换软弱土层的厚度确定.既要在建筑物荷载作用下垫层本身不发生冲剪破坏.同时通过垫层传递至软弱下卧层的应力也不会使下卧层产生局部剪切破坏.即应满足软弱下卧层强度验算的要求。复合地基基础设计9第节垫层底面宽度的确定复合地基基础设计9第节复合地基基础设计9第节垫层沉降的验算复合地基基础设计9第节对于表7-2所列范围内以外的建筑，还应验算地基的沉降量，并应小于建筑物的允许沉降值。验算时，可不考虑垫层本身的变形。垫层的设计步骤复合地基基础设计9第节减少不均匀沉降的措施10第节一、建筑措施建筑形体力求简单平面形状简单立面高差小设置沉降缝设置位置建筑平面转折部位；高度或荷载差异大的部位；长高比大的砌体与框架结构；地基土压缩性有显著差异处；结构或基础类型不同处；分期建造房屋交界处。设置做法：悬挑式跨越式平行式悬挑式跨越式垂直（垂直）式ⅠⅠⅠⅠ剖面图相邻建筑物间保持一定的净距控制建筑物标高：设置要求：结构垂直断开；缝有足够宽度。根据预估沉降量设置标高，预留净空。减少不均匀沉降的措施10第节减轻结构自重（轻型结构与材料）；加强基础整体刚度；控制建筑长高比；设置圈梁与构造柱。减少不均匀沉降的措施二、结构措施10第节减少不均匀沉降的措施三、施工措施施工顺序：先高、重，后轻、低，先主体，后附属；防止基坑扰动；基坑边减少堆载。10第节小结本章将主要介绍浅基础的类型与适用条件，浅基础的设计程序与方法。重点内容：①基础埋深确定建筑物用途及基础构造；作用在地基上的荷载大小与性质；水文地质条件影响；相邻建筑物影响；工程地质条件影响；地基土冻胀和融陷的影响。±0.00－0.45d≥0.5m≥0.1m小结②基础底面积尺寸计算pkpk≤faFklGkb基础底面dd小结偏心荷载下基础底面积确定步骤（试算法）：1.假定基础底宽b≤3m进行承载力修正，初步确定承载力特征值；小结2.按中心受压估算基底面积A0，考虑偏心影响将A0扩大10%~40%；小结3.承载力验算：取l/b=n(1.5~2.0)pk≤fapkmax≤1.2fa小结③构造与结构设计多层结构承重墙下毛石条形基础的设计基础设计高度按允许宽高比及构造要求设计剖面尺寸。αb0bb1h1H0b2小结柱下钢筋砼独立基础设计按冲切破坏确定基础底板厚度：Fl≤0.7βhp·ft·

Am按弯拉破坏确定基础底板配筋：回顾与思考天然地基人工地基深基础浅基础方案组合造价低；易施工；安全合理；技术先进。方案选择??目录CONTENT第8章桩基础设计第一节概述第二节桩基础的类型第三节竖向荷载作用下的单桩工作性状第四节竖向荷载下单桩承载力的确定方法本章讲授内容第五节竖向荷载下群桩的工作状态第六节桩基础设计与计算第七节桩基础施工与检测学习目标

知识目标：了解桩基础的作用，掌握桩基础的类型、特点、适用条件及单桩、基桩、复合基桩的含义；熟悉桩的设置效应、单桩荷载传递机理、承载力的计算及承台的设计计算步骤和内容方法；熟知桩基工程质量的检测方法。

能力目标：能够按照现行规范确定单桩的竖向承载力；对桩基础的施工质量进行检查鉴定。桩基础：（桩基）桩体（基桩）低承台：其底面低于地面工业与民用建筑中常用低承台桩基础桩基础作用：将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或通过桩身周围的摩擦力传给地基，以满足承载力、稳定性和变形的要求。承台高承台：其底面高于地面概述1上部结构承台桩坚硬土层(a)低承台桩基础(b)高承台桩基础概述1一、桩基础的适用范围与特性当建筑场地浅层地基土比较软弱，不能满足地基承载力和变形要求时，又不宜采用地基处理措施时可考虑选择桩基础，利用深层坚实的岩土层作持力层；桩基可承受大而复杂的荷载，适宜各种地质条件；减少沉降与不均匀沉降，适于沉降要求严格的高层建筑、重型工业厂房、高耸构筑物等；抗震性好，平面布置灵活，对结构体系适应性强；造价高，施工复杂，有噪音、卫生等环境问题。概述1二、桩基设计内容设计桩基应先根据建筑物的特点和有关要求，进行岩土工程勘察和场地施工条件等资料的搜集工作；设计时应考虑桩的设置方法及其影响。桩基设计的基本内容包括下列各项：（1）选择桩的类型和几何尺寸；（2）确定单桩竖向(和水平向)承载力设计值；（3）确定桩的数量、间距和布置方式；（4）验算桩基的承载力和沉降；（5）桩身结构设计；（6）承台设计；（7）绘制桩基施工图。概述1桩基础的类型2一、按桩基础承载性状分类按桩侧与桩端阻力大小及分担比例差异，分为如下两大类：端承型桩摩擦型桩摩擦端承桩：荷载主要由桩端阻力承担，桩侧阻力承担部分荷载；端承桩：（l/d≤10）荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力不计。端承摩擦桩：荷载主要由桩侧阻力承担，桩端阻力承担部分荷载；摩擦桩：（l/d

较大）荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力不计。软弱土层较坚硬土层极软弱土层坚硬土层(c)摩擦端承桩(d)端承桩较软弱土层软弱土层较坚硬土层(a)摩擦桩(b)端承摩擦桩桩基础的类型2二、按桩基础使用功能分类01竖向抗压桩：主要承受竖向荷载；02竖向抗拔桩：主要承受上拔荷载；03水平受荷桩：主要承受水平荷载；04复合受荷桩：承受竖向、水平荷载均较大。桩基础的类型2三、按桩径大小分类1.小桩径：d≤250mm，基础加固，复合基础；2.中等桩径：250mm＜d＜800mm，工业与民用建筑工程中应用较多；3.大桩径：d≥800mm，用于单独基础。桩基础的类型2四、按桩基础成桩方法分类成桩过程中对地基土结构有扰动，并产生挤土效应，引发施工环境问题。1.非挤土桩：取土成孔，干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工；2.挤土桩：未取土成孔，沉管灌注桩、锤击等法施工的实心预制桩，桩位处

土完全被挤开，土结构受破坏；3.部分挤土桩：部分取土，如预钻孔打入式预制桩、部分挤土灌注桩及打入式敞

口预制（管）桩等。提示：

成桩方法应根据地基土特性，视挤土后对地基与桩身结构是否有利，一般饱和软土不宜挤土，松散砂土则宜。桩基础的类型2五、按桩基础桩身材料分类1.混凝土桩：预制桩：工厂或现场预制成型（预应力）灌注桩：现场挖孔就地浇筑配筋：可配筋；可不配筋；预应力（预制）；截面形式：圆形、方形、三角形（预制）、实心、空心（预制）。2.钢桩：形状：钢管桩与H形桩。特点：抗弯压，宜施工，造价高，腐蚀。用两种材料组合而成的桩如钢管内填砼组合，上部钢管下部砼组合等。工艺3.复合材料桩：预制桩桩基础的类型2预制种类：断面尺寸：300mm×300mm~550mm×550mm方形桩三角形桩空心桩适合静压法施工适合软土层，增加侧面积与摩阻力。减小挤土效应，砂土地基中空腔射水助沉Φ400~500，壁厚80mm，长8~12m。敞口管桩钢筋砼桩预制桩接头工艺：浆锚接头：用硫磺胶泥或环氧树脂制成黏合剂，桩体上留插筋下留插孔，浆锚结合。焊接接头：每段端部预埋角钢或钢板，施工时上下段对接，用扁钢贴焊成整体。法兰盘接头：预埋管法兰盘螺栓连接或焊接。浆锚接头焊接接头法兰盘接头预埋件法兰盘内插管贴板预留孔桩基础的类型2预应力钢筋砼桩（预制桩）特点：利用桩的主筋作预应力张拉钢筋，通过预应力减小桩身砼的拉应力和弯拉应力，提高抗冲击力、抗弯能力。钢桩特点：强度高，抗冲击疲劳，贯入能力强，便于加工运输，挤土效应小，但，造价高宜腐蚀，慎重选用。圆形管桩H形桩桩基础的类型22.沉桩施工工艺锤击式锤击方式蒸汽锤柴油锤液压锤特点产生振动、挤土、噪音；引起地面附加沉降或隆起；应采取监控与防护措施；适于松软土质和空旷地区。静压式采用液压或机械方法对桩顶施加静压沉桩。特点：无振动和噪音，适于软土地带城区。振动式采用振动锤使桩周围土受扰动或液化，地基强度与阻力降低而沉桩入土，有噪音与挤土影响。桩基础的类型2灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基中成孔并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。灌注桩优点减少施工工序，桩不用承受弯折与锤击应力，节省钢材和造价，对基岩起伏变化大的地质条件适应性强。缺点地下“隐蔽”施工质量不易保证。桩基础的类型21.沉管灌注桩沉管方法：锤击、振动、静压均可施工程序就位沉管浇筑振动拔管浇灌放钢筋笼成型桩基础的类型2优点：造价低，管内无水作业桩身砼质量好；缺点：产生缩颈、夹土、断桩，因挤土效应相邻桩可能破坏。防治措施：控制拔管速度，快振慢拔；合理选择打桩顺序：“跳打”；采用“复打法”。桩尖构造桩基础的类型22.钻孔灌注桩：护筒指用机械方法取土成孔灌注桩施工程序湿作业法就位成孔浇筑钢筋笼放导管成型钻头泥浆钻杆泥浆泵钻机导管钢筋笼砼浇注漏斗桩基础的类型2湿作业法适用于地下水位较高的地质条件；干作业法适用于地下水位以上干土层桩基。优点：无挤土、无振动、噪音小，对邻近建筑物影响小，城区高层建筑常用。缺点：泥浆沉淀不易清除，承载力降低，沉降量增大。防治措施：浇灌前清底，夯填或注水泥浆。尺寸：一般600~800mm，较大3000mm。桩基础的类型23.挖孔灌注桩：指用人工方法挖掘成孔（护壁：砼），安放钢筋笼，灌注混凝土而成的桩。优点：可直接鉴别检验成孔质量，干作业，桩身质量易保证无挤土效应影响，施工简单，造价低。活瓣圆台形模板适用条件：粘性土和地下水位较低的条件，忌在含水砂层中施工，防止产生流砂塌孔。宜做大直径桩，单桩承载力大。缺点：劳动条件差。桩基础的类型2承台施工桩基础的类型2（1）独立桩基承台，施工宜先深后浅；（2）承台埋置较深时，应对邻近建筑物、市政设置采取必要的保护措施，并应在施工期间进行检测；（3）挖土应分层进行，高差不宜过大，软土地区的基坑开挖时，基坑内土面高度应保持均匀，高差不宜超过1m。桩基检测规定桩基础的类型2（1）桩位放样允许偏差δ：群桩δ≤20mm；单排桩δ≤10mm。（2）预制桩的桩位偏差（mm）必须符合下述规定：①垂直基础梁的中心线：δ≤100+0.01H（H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离）；②沿基础梁的中心线：δ≤150+0.01H；③桩数为1~3根桩基中的桩：δ≤100；④桩数为4~16根桩基中的桩：δ≤1/2桩径或边长；⑤桩数大于16根桩基中的桩：a)最外边的桩：δ≤1/3桩径或边长；

b)中间桩：δ≤1/2桩径或边长。（3）灌注桩的桩位偏差(mm)必须符合表8-11的规定，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m。（4）桩身质量检测方法和数量的规定设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩，应进行成桩质量检测，检测方法可采用动测法，对于大直径桩还可以采用钻心取样、预先埋管超声波法。质量抽查数量不应少于总数的30%，且不得少于20根；其他桩的抽检数量不应少于总数的20%，且不应少于10根；对混凝土预制桩及地下水位以上且终孔后经过检验的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的10%，且不得少于10根；每根柱子的承台下至少抽检一根。桩基础的类型2桩及桩基础的构造要求桩基础的类型21.摩擦型桩中心距≥3d，扩底灌注桩中心距≥1.5D；

2.扩底直径D≤3d（桩身直径）；3.桩进入持力层深度为1~3d，嵌岩灌注桩嵌入硬质岩层深度≥0.5m；

4.布置桩时，桩基承载力合力点应与荷载标准组合合力作用点重合；5.预制桩混凝土≥C30，灌注桩≥C20，预应力桩≥C40；注：d－桩身直径；D－扩底直径。

6.桩的主筋应按计算确定。打入式预制桩最小配筋率0.8%，静压式预制桩最小配筋率0.6%，灌注桩最小配筋率0.2~0.65%（小径取大值）。7.配筋长度：按计算确定，同时考虑地形地质条件情况；8.桩顶嵌入承台内的长度≥50mm，主筋深入承台内的锚固长度：(HPB235级)≥30d（主筋直径），（HRB335、400级）≥35d（主筋直径）；

9.桩的混凝土强度必须达到设计强度的70%时才可起吊，达到100%才时可搬运及打桩；

10.承台及地下室周围的回填土，应满足密实性要求。桩基础的类型2混凝土预制桩配筋构造示意图预制桩的吊点位置和弯矩图（a）双点起吊（b）单点起吊在吊运和吊立时，桩在自重作用下产生的弯曲应力与吊点的数量和位置有关。桩长在18m以下者，起吊时一般用双点吊或单点吊；在打桩架龙门吊立时，采用单点吊。吊点位置应按吊点间的正弯矩和吊点处的负弯矩相等的条件确定，如图8-11所示，图中，q为桩单位长度的重力，K为考虑桩在吊运过程中可能受到的冲击和振动而取的动力系数，可取1.3。桩在运输或堆放时的支点应放在起吊吊点处。桩基础的类型2竖向荷载作用下的单桩工作性状3竖向荷载下单桩的荷载传递孤立的一根桩称为单桩，群桩中的一根桩称为基桩，群桩中考虑群桩效应的一根桩称为复合基桩。桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩-土体系荷载的传递过程。——桩侧总摩阻力；——桩端总阻力。根据Qs/Q和Qp/Q的大小，定性地将桩分为摩擦桩（Qs/Q大致在0.8以上）、端承摩擦桩（Qs/Q大致在0.6－0.75左右）、端承桩（Qp/Q大致在0.8以上）和摩擦端承桩（Qp/Q大致在0.6－0.75左右）。Q

竖向荷载作用下的单桩工作性状3桩侧负摩阻力问题竖向荷载作用下的单桩工作性状3竖向荷载作用下的单桩工作性状3竖向荷载作用下的单桩工作性状3单桩承载力的破坏模式竖向荷载下单桩承载力的确认方法4单桩承载力的破坏模式是指其达到破坏时所表现出的特征，主要有五种特征：（1）桩身材料屈服(压屈)，端承桩和超长摩擦桩都可能发生这种破坏；（2）持力层土整体剪切破坏，当桩穿过软弱土层支承于较硬持力层时易发生这种破坏；（3）刺入剪切破坏，常见于均质土中的摩擦桩；（4）沿桩身侧面纯剪切破坏，当桩底软弱不能提供承载力，仅靠桩侧摩阻力承担荷载的纯摩擦桩的破坏模式；（5）在上拔力作用下沿桩身侧面纯剪切破坏。桩基破坏类型桩材料强度：端承桩控制因素地基承载力：主要控制因素单桩承载力特征值确定规定：1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定，试桩数≥1%总数，且≥3根；2.地基基础设计为丙级的建筑物，单桩承载力特征值可由静力触探和标准贯入试验参数确定；3.初步设计时，可按公式估算。单桩竖向承载力竖向荷载下单桩承载力的确认方法4（一）静载荷试验试验装置：锚桩反力装置试桩压重千斤顶支墩横梁压重平台反力装置小梁横梁锚桩试桩锚桩千斤顶单桩竖向极限承载力：荷载Q沉降量ss=40mm陡降点Qu12(1)Q~s曲线有明显陡降段时，取陡降点Qu。(2)Q~s曲线呈缓变形时，取s=40mm所对应的Qu。单桩竖向承载力特征值：Ra=Qu/2竖向荷载下单桩承载力的确认方法4（二）静力触探法静力触探试验探头电测装置静力加压装置qcfsiQuk=u∑liβifsi+αqcAp预制单桩极限承载力标准值：（双桥头）fsi—桩侧摩阻力平均值；qc—桩端阻力平均值；α—桩端阻力修正系数；βi—第i层土摩阻力修正系数；u—桩身周长；li—第i层土内桩身长度；Ap—桩端面积（m2）。竖向荷载下单桩承载力的确认方法4（三）按经验公式估算用于初估单桩承载力特征值及桩数：Quk=Qsk+Qpk=u∑liqsik+qpkApqsik—桩侧极限摩阻力标准值；qpk—桩端极限阻力标准值；单桩承载力特征值：Ra=Quk/k1.按单桩极限承载力确定单桩承载力特征值k—

一般可取2.0。竖向荷载下单桩承载力的确认方法4（四）桩身材料验算1.钢筋混凝土桩竖向抗压承载力设计值Q=φ（fcAp+fyAs)fc—桩身混凝土轴心抗压强度设计值；fy—主受力钢筋抗压强度设计值；Ap、As—桩身及桩纵向钢筋断面积；φ—桩纵向弯曲系数，一般φ=1.0，高承台桩φ=0.25~1.0。2.混凝土桩竖向抗压承载力设计值Q≤ψcfcApψc—工作条件系数，预制取0.75，灌注取0.6~0.7。竖向荷载下单桩承载力的确认方法4单桩水平承载力取决于桩的材料与断面尺寸、入土深度、土质条件及桩顶约束条件等因素。桩水平承载力一般通过现场荷载试验确定，亦可用理论方法确定。单桩水平承载力竖向荷载下单桩承载力的确认方法4高耸建（构）筑物、受地下水浮力作用的地下结构物等桩基受上拔力作用。单桩抗拔承载力由抗拔静载荷试验确定。单桩抗拔承载力竖向荷载下单桩承载力的确认方法4(a)单桩受力当桩距较小时，桩间摩擦力叠加，承载作用相互削减；桩端应力叠加，地基受力大；结论：群桩承载力小于单桩承载力之和。在一个承台下至少有两根以上的桩，这样的桩称为群桩。竖向荷载下群桩的工作状态5群桩的工作状态(b)群桩受力1.端承型群桩端承型群桩中基桩（桩群中的单桩）与（独立）单桩相近，桩与桩的相互作用、承台与土的相互作用，都小到可忽略不计，端承型群桩的承载力可近似取为各单桩承载力之和。2.摩擦型群桩在竖向荷载作用下，其桩顶荷载的大部分通过桩侧阻力传递到桩侧和桩端土层中，其余部分由桩端承受。由于桩端的贯入变形和桩身弹性压缩，对于低承台群桩，承台底土也产生一定反力，使得承台底土、桩间土、桩端土都参与工作，形成承台、桩、土共同工作，群桩中基桩的工作性状明显不同于（独立）单桩，群桩承载力不等于各单桩承载力之和，群桩的沉降也明显地超过单桩。这称之为群桩效应。竖向荷载下群桩的工作状态5（1）桩侧阻力的群桩效应及群桩侧阻的破坏图8-4群桩侧阻力破坏模式（a）整体破坏（Sa≤3d）（b）非整体破坏（桩距较大）图8-5群桩端阻的破坏模式在群桩侧阻呈整体破坏的情况下，桩端演变底面积与桩群投影面积相等的单独实体墩基（图8-5a）。当群桩侧阻呈单独破坏时，各桩端阻的破坏与单桩相似（图8-5b）。（2）端阻力的群桩效应及桩端阻的破坏竖向荷载下群桩的工作状态5φφNG0W0hlaa0bb0把群桩连同周围土体作为一实体深基础来分析。Pl+h=γ(l+h)+(N+G0+W0)/ab≤fazG0、W0—承台及桩体的超重（超过同体积土重部分）φ—各土层摩擦角平均值a=a0+2ltanφ/4b=b0+2ltanφ/4群桩地基承载力验算当桩端持力层下存在软弱下卧层时，必须验算其强度是否满足要求。计算方法同浅基础。将群桩地基作为一实体深基础来分析；采用荷载效应准永久组合，不计风载与地震荷载；变形特征：沉降量、沉降差、倾斜与水平位移。竖向荷载下群桩的工作状态5群桩地基软弱下卧层验算群桩地基沉降计算与变形验算设计要求1.桩基有足够的竖向与水平承载力；2.桩基的沉降与水平位移在允许范围内；3.桩身挠曲在允许范围内；4.设计方案在技术与经济上应合理可行。设计步骤1.调研、搜集设计资料；2.确定桩基持力层；3.选定桩材、桩型、尺寸、确定基本构造；4.计算并确定单桩垂直承载力；5.初拟桩的平面布置和数量；6.拟定承台尺寸和底面高程；7.验算，结构设计；8.绘结构施工图。桩基础设计与计算61.上部结构的类型、尺寸、构造和使用要求；2.工程地质勘察报告；3.当地建材与施工能力、条件（包括施工机具、方法、经验等）；4.施工场地及周围环境（包括交通、进出场条件、周围建筑要求、环境要求等）。桩基础设计与计算6设计资料的收集（一）桩型的选择考虑因素1.荷载大小及性质；2.工程地质条件；3.施工条件。选择要求1.桩型；2.施工工艺；3.工期要求；4.桩型特点的利用。1.经济合理；2.安全适用。桩基础设计与计算6桩型、桩身断面尺寸及桩长的选择（二）桩断面尺寸的选择1.混凝土灌注桩断面形式：圆形沉管灌注桩直径：300~500mm；钻孔灌注桩直径：500~1200mm；扩底钻孔灌注桩：扩底直径1~2d.扩底钻孔灌注桩2.混凝土预制桩断面形式：方形、圆形、三角形等断面尺寸：≤550mm桩基础设计与计算63.桩长的选择考虑因素：主要桩端持力层选择，同时考虑桩的材料及施工工艺。桩端持力层选择：较硬土层桩端全截面进入持力层深度：粘性土、粉土：≥2d；砂土：≥1.5d；碎石土：≥1d。有软弱下卧层时桩基下持力层厚度：≥4d嵌岩桩嵌入岩层深度：≥0.5m端承桩桩基础设计与计算6摩擦桩考虑因素：承载力与沉降量注意：1.同一种建筑物尽量采用同一种桩；2.除落在岩面上的桩，桩端间高差≤d；3.摩擦型桩，桩端间高差≤l/10；4.高层及荷载大的建筑物宜用大桩径(挖孔)。桩基础设计与计算6（一）墙下桩基1.桩的最小中心距：≥3d（一般3~4d)；2.尽量使群桩形心与荷载重心重合；3.纵横墙交接处宜布置桩。墙下桩的平面布置单排布置双排布置交叉布置墙角布置桩基础设计与计算6桩的平面布置（二）独立桩基1.桩的最小中心距：≥3d（一般3~4d)；2.边桩距承台边缘：≥d。柱下独立承台桩的平面布置二桩布置三桩布置四桩布置六桩布置桩基础设计与计算6承受竖向中心荷载的桩基，可按下式计算桩数：承受竖向偏心荷载的桩基Fk—标准组合时，承台顶面竖向力；Gk—承台及上覆土自重；Ra—单桩竖向承载力；n—桩基中的桩数；μ—偏心增大系数，一般取1.1~1.2。桩基础设计与计算6桩数的确定（一）单桩受力验算

轴心受力：Qk≤Ra偏心受力：Qikmax≤1.2Ra

Qikmin≤Ta

Ta—单桩抗拔承载力特征值。（二）群桩承载力与变形验算桩基础设计与计算6桩基础验算桩身结构设计承台设计桩基础施工与检测7桩基础施工桩基础施工与检测7桩基础施工与检测7桩基础施工与检测7桩基础施工与检测7桩基础施工与检测7桩基础检测规定桩基础施工与检测7桩基础施工与检测7小结桩基础的类型(一)按桩基础承载性状分类(二)按桩基础使用功能分类(三)按桩径大小分类(四)按桩基础成桩方法分类(五)按桩基础桩身材料分类桩的施工工艺（一）预制桩（二）灌注桩小结桩及桩基础的构造要求尺寸：桩径、桩长砼强度等级配筋桩间距确定桩的承载力桩基础设计程序目录CONTENT第九章基坑工程应用第一节概述第二节基坑工程的特点与安全等级第三节基坑支护结构的类型与特点第四节基坑支护结构选型及稳定性验算本章讲授内容第五节土中水的渗透性与地下水控制第六节基坑土体加固与周围环境监测学习目标

知识目标：了解基坑工程特点和基坑支护结构的类型及特点，掌握支护结构的选型原则和稳定性验算、地下水的控制方法，熟悉基坑土体加固和周围环境监测等内容。

能力目标：能合理选择支护结构的类型和进行稳定性验算，并能正确实施基坑支护方案。基坑是为了修建建筑物、构筑物的基础、地下室或其它地下设施所开挖而形成的地面以下空间。基坑开挖使坑底和周围土体中的应力场发生变化，这些变化不仅涉及到土力学中典型的强度与稳定问题，又涉及到变形问题，可以说基坑工程是土力学知识的综合应用。概述1

基坑工程是指建筑物地下部分施工时，需开挖基坑、进行降水和对坑壁围挡，同时要对周围建（构）筑物、道路和地下管线进行检测及维护，确保正常、安全施工的整个过程。基坑工程是一项综合性很强的系统工程，它不仅包括基坑支护体系设计，而且还与开挖施工技术紧密相关。基坑工程的特点与安全等级2基坑工程的特点与安全等级2一、基坑工程的特点（1）基坑工程综合性强。（2）基坑工程具有很强的区域性，同时亦个性突出。（3）建筑基坑支护工程，一般情况下均为临时性构筑物，安全储备较小，具有较大的风险性。（4）基坑开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。（5）基坑工程的开挖对四周既有建（构）筑物、道路、地下设施等会产生影响，即环境效应。基坑工程的特点与安全等级2二、基坑安全等级根据基坑工程破坏后果的严重程度，依据《建筑基坑支护技术规程》，基坑安全等级划分为三个安全等级。表9-1基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果重要性系数(γ0)一级

支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.1二级

支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1三级

支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.9注：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。基坑按是否设置支护结构分无支护基坑

有支护基坑

一般采用放坡开挖，当无支护基坑开挖深度大于4～5m时，宜采用分级放坡；当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。基坑支护结构的类型与特点3重力式支护结构；悬臂式支护结构；拉锚式支护结构；土钉墙；内支撑支护结构；逆作法。基坑支护结构的类型与特点3一、重力式支护结构重力式支护结构也叫重力式挡土墙，是依靠支挡结构本身的自重来平衡坑内外的土压力差，保证基坑的顺利开挖。工艺：由深层搅拌桩或高压旋喷桩与桩间土组成。特点：材料抗拉强度小。挡土墙水平方向截面通常做成格栅形状，形成厚而重的刚性墙。适用：淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、夹有薄砂层的土、素填土等地基承载力不大于150kPa的土层。优点：结构简单，便于施工，造价较低。“工”字和“王”字形水泥土桩格栅基坑支护结构的类型与特点3

二、悬臂式支护结构概念：悬臂式支护结构指没有内支撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。特点：悬臂式支护结构采用抗拉强度较高的材料（如钢、钢筋混凝土）抵抗土压力引起的结构内力，保证施工期间基坑侧壁稳定。分类：根据支护结构采用的材料可分为：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、SMW工法、地下连续墙等。1.钢板桩适用：淤泥、淤泥质土、饱和软土及地下水位较高的深基坑支护。当环境要求不高，安全等级二、三级，开挖深度≤5m时适用。工艺：钢板桩是对钢带进行连续冷弯变形，形成截面为Z形、U形或其它形状，可通过锁口互相连接的板材。施工：钢板桩用打桩机打（压）入地基，使其互相连结成钢板桩墙对坑壁土体进行支挡。特点：钢板桩强度高，防水性能好，施工快速简便，占用空间小，并可在基坑施工完毕后拔出，在下一工程重复使用。(a)U形钢板桩(b)Z形钢板桩(c)一字形钢板桩基坑支护结构的类型与特点32.钢筋混凝土板桩形式：截面形状有矩形、工字形薄壁和方形薄壁三种形式。工艺：矩形板桩采用榫槽结构，宽度一般0.4～0.7m，厚度0.5m，深度可达20m左右，板桩两侧设置阴阳榫槽，板桩沉入土中后可在接缝处注浆处理，防止地下水渗透。工字形和方形预制钢筋混凝土板桩壁厚0.08～0.12m，截面尺寸在0.5×0.5m。特点：造价较低，但施工不便，插入土中时易引起周围土体挤压变形，接头处的防水处理不易做好。不宜在建筑密集的市区使用，也不适于在硬土层中施工。基坑支护结构的类型与特点3(a)矩形榫槽结合(b)工字形薄壁 (c)方形薄壁3.钻孔灌注桩基坑支护结构的类型与特点3适用：较硬的土层中开挖基坑，上面两种板桩不易插入坑周土层中，可采用大直径钻孔灌注桩，灌注桩直径一般0.6～1.2m