高洪梅基础工程学基础工程学－第3章浅基础设计42

1第三章天然地基上浅基础的设计任课教师：高洪梅副教授南京工业大学交通学院2/70天然地基上浅基础的设计概述浅基础的类型和基础材料地基设计无筋扩展基础设计扩展基础的设计减轻建筑物不均匀沉降危害的措施3/70概述与地基基础有关的几个基本概念

地基：直接承托建筑物的场地土层。天然地基：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。人工地基：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。基础：建筑物在地面以下的结构部分。持力层：直接与基础底面接触的土层。下卧层：持力层以下的其它土层。浅基础：天然地基上，基础埋置深度小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础(如箱形基础)。

4/70概述选择基础类型，主要考虑两个因素：建筑物性质：包括它的用途、重要性、结构型式、荷载大小和性质等；地基的地质条件：包括土层的分布、土的性质和地下水等方面。5/70概述地基基础的设计等级

GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》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，将地基基础设计划分为三个设计等级。6/70天然地基上的浅基础设计应根据地基基础设计等级，考虑长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，并符合：地基计算满足承载力要求；应考虑地基变形对上部结构的影响和程度；对受水平荷载的高层建筑、高耸结构和挡土墙，以及斜坡或附近的建筑物，应验算稳定性；概述设计规定7/70概述设计规定

地基基础设计时,所采用的作用效应与相应的抗力限值应按下列规定：按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；验算地基稳定性时，传至基础底面上的荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0；

确定基础高度、内力和验算材料强度时，传至基础底面上的荷载效应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合值，采用相应的分项系数。8/70概述天然地基上浅基础设计内容和步骤：选择基础的材料、结构形式，确定平面布置；选择基础的埋置深度，即确定地基持力层；确定地基承载力；根据作用在基础上的荷载和地基承载力，初步计算基础的底面尺寸；根据基础底面上的荷载效应进行相应的地基变形验算，根据验算结果修改基础尺寸；必要时进行稳定性验算；基础剖面和结构设计；绘制基础施工图，编制施工技术说明；9/70按材料分：砖基础灰土基础三合土基础砌石基础混凝土基础或毛石混凝土基础钢筋混凝土基础等浅基础的类型和基础材料10/70浅基础的类型和基础材料扩展基础连续基础墙下条形基础柱下独立基础柱下条形基础筏板和箱形基础十字交叉条形基础按基础构造和结构形式分：钢筋混凝土扩展基础柔性刚性无筋扩展基础基础构造有无钢筋11/70基础埋在土中、经常受潮，容易受侵蚀，而且它是建筑物的隐蔽部分，破坏了不容易发现，也不容易修复，所以必须保证基础的材料有足够的强度。1.砖基础所用的砖和砂浆的标号，根据地基土的潮湿程度和地区的寒冷程度而有不同的要求。此外，用石灰及砂所制成的灰砂砖和其他轻质砖均不得用于基础。分等高砌法和二一间隔砌法。2.石料料石(经过加工，形状规则的石块)、毛石和大漂石有相当高的强度和抗冻性，是基础的良好材料。3.混凝土混凝土的耐久性、抗冻性和强度都比砖好，且便于机械化施工和预制，可建造比砖和砌石有较大的刚性角的基础。因此，同样的基础宽度，用混凝土时，基础的高度可以小一些。但是混凝土基础造价稍高，耗水泥量较大，较多用于地下水位以下的基础及垫层。标号一般采用C7.5-C10。为节约水泥用量，可以在混凝上中掺入20％-30％毛石，称为毛石混凝土。浅基础的类型和基础材料基础材料12/704.灰土我国在1000多年以前就采用灰土作为基础垫层，效果很好。基础砌体下部受力不大时，也可以利用灰土代替砖、石或混凝土。作为基础材料用的灰土，一般为三七灰土，即用三分石灰和七分粘性土(休积比)拌匀后分层夯实。若在灰土中加入适量的水泥，可以有更高的强度和抗水性。5.三合土基础以石灰、砂、碎砖或碎石等为骨料按体积比1：2：4或1：3：6（石灰：砂：骨料）加适量水拌和，均匀铺设基槽并压实而成。三合土强度和所选骨料有关，矿渣具水硬性，最为理想；碎砖次之；碎石和卵石因不易夯实，质量较差。6.钢筋混凝土钢筋混凝土具有较强的抗弯、抗剪能力，是质量很好的基础材料。用于荷载大、土质软弱的情况或地下水位以下的扩展基础、筏形基础、箱形基础和壳体基础。对于一般的钢筋混凝土基础，混凝土的标号应不低于C15。壳体基础的混凝土标号应不低于C20。浅基础的类型和基础材料基础材料13/70浅基础的类型和基础材料浅基础的结构类型一.单独基础:

柱的基础一般都是单独基础。二.条形基础:

墙的基础通常是连续设置成长条形，称之条形基础。基础的作用就是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不会发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发挥地基的承载能力；因此，基础的结构类型必须根据建筑物的特点(结构型式、荷载性质和大小等)和地基土层的情况来选定，浅基础的基本结构类型分下列四种：14/70浅基础的类型和基础材料一.单独基础:

柱的基础一般都是单独基础。二.条形基础:

墙的基础通常是连续设置成长条形，称之条形基础。如果柱子的荷载较大而土层的承载能力又较低，做单独基础需要很大的面积，在这种情况也可采用柱下条形基础，甚至柱下的交叉梁基础。相反，当建筑物较轻，作用于墙上的荷载不大，基础又需要做在较深处的好土层上时，做条形基础可能不经济，这时可以在墙下加一根过梁，将过梁支在单独基础上，称为墙下单独基础。15/70浅基础的类型和基础材料浅基础的结构类型三.筏形基础和箱形基础:当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力的要求时，或者地下水位常年在地下室的地坪以上，为了防止地下水渗入室内时，往往需要把整个房屋底面(或地下室部分)做成一片连续的钢筋混凝土板，作为房屋的基础、称为筏形基础。为了增加基础板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑物往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构，称为箱形基础。基础的作用就是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不会发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发挥地基的承载能力；因此，基础的结构类型必须根据建筑物的持点(结构型式．荷载性质和大小等)和地基土层的情况来选定，浅基础的基本结构类型分下列四种：16/70浅基础的类型和基础材料浅基础的结构类型四.壳体基础:为改善基础的受力性能，而做成各种形式的壳体，称为壳体基础。壳体结构内主要是轴向压力，可以充分发挥钢筋和混凝土材料的受力特点，具有节省材料、降低造价、加快施工速度等优点。高耸建筑物，如烟囱、水塔、电视塔等基础常做成壳体基础。基础的作用就是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不会发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发挥地基的承载能力；因此，基础的结构类型必须根据建筑物的持点(结构型式．荷载性质和大小等)和地基土层的情况来选定，浅基础基础的基本结构类型分下列四种：17/70

基础底面埋在地面(一般指设计地面)下的深度，称为基础的埋置深度。为了保证基础安全，同时减少基础的尺寸，要尽量把基础放在良好的土层上。但是基础埋置过深不但施工不方便，并且提高基础的造价。影响基础埋置深度的因素很多，其中最主要的有以下几方面：1、建筑物的功能和基础的构造要求基础的埋置深度首先决定于建筑物或构筑物的功能要求。如有地下室，则要适应增加埋深提供必要的地下空间。对一些对沉降要求严格的，需要调整埋深达到控制沉降目的。对超静定结构，小位移可引起结构大的内力，需埋在较好的土层上。如荷重不均匀分布可能引起不均匀沉降，可采用不同的埋深。合理的埋置深度选择原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。但不应浅于0.5m，因为表土一般都松软，易受雨水及外界影响，不宜作为基础的持力层；基础顶面应低于设计地面0.1m以上,避免基础外露，遭受外界的破坏；基础底面应低于所在土层顶面以下不少于0.1m.地基设计一.基础埋置深度的选择18/702、工程地质和水文地质条件直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。为了保证建筑物的安全必须根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层。上层土的承载力大于下层土时，尽可能取上层土作为持力层，以减少基础的埋深。当上层土的承载力低于下层土时，如果取下层土为持力层，所需的基础底面积较小、但基础埋深较大，若取上层土为持力层，情况则相反。哪一种方案较好，要从施工难易、材料用量等方面作方案比较后才能肯定。当基础存在软弱下卧层时，基础宜尽量浅埋，以便加大基底至软弱层的距离。

基础应尽量埋置在地下水位以上，避免施工时要进行基槽排水。如果地基中有承压水存在，则要校核开挖基槽后，承压水层以上的基底隔水层是否会因承压水力的浮托作用而发生流土破坏的危险。要考虑地下水对基础材料的腐蚀作用。19/703.地基基础的稳定性要求基础还具有抵抗水平荷载的能力。基础埋深大时，侧向土压力对基础及上部结构的抗倾覆作用是明显的。因此，对竖向荷载大，且可能遭遇较大水平荷载作用时，确定埋深时应考虑整体稳定性要求。《建筑地基基础设计规范》2011规定，除岩石地基外，箱形和筏形基础埋深不小于建筑高度的1/15.

位于稳定边坡坡顶上的建筑物，应综合考虑基础类型、底面尺寸、基础与坡顶间的水平距离等因素。对条形或矩形基础，埋深应按下式确定：条形基础：矩形基础：20/704、场地环境条件如果与邻近建筑物的距离很近时，为保证相邻原有建筑物的安全和正常使用。基础理设深度宜浅于或等于相邻建筑物的埋置深度。如果基础深于原有建筑物基础时，要使二基础之间保持一定距离，其净距L一般为相邻两基础底面高差

H的1-2倍。以免开挖基坑时，坑壁塌落，影响原有建筑物地基的稳定。如不能满足这一要求时，应采取施工措施，如分段施工、设临时加固支撑或板桩支撑等。

对荷载较大的高层建筑和对不均匀沉降要求严格的建筑物设计中，为减少沉降，取得较大的承载力，需把基础埋置在较深的良好土层上。此外，承受水平荷载较大的基础，应有足够大的埋置深度，以保证地基的稳定性。21/705、地基冻胀和融陷条件地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，在寒冷地区，冬季地表附近土层中，水因温度降低而冻结。土冻结后，含水量增加，体积膨胀，地面隆起这种现象称为土的冻胀现象。春季气温回升土层解冻，冻土层体积缩小，而含水量显著增加，土的强度大幅度下降而产生融陷现象。冻胀和融陷都是不均匀的。如果基底下面有冻土层，就将产生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑物的正常使用，甚至导致建筑物破坏。对于埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋深dmin应由下式确定式中zd(设计冻深)，hmax(基底下允许残留冻土层的最大厚度)。

《建筑地基基础设计规范》规定对于冻胀地基上的建筑物应采取防冻害措施。22/70地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。这里所谓的能力是指地基土体在荷载作用下保证强度和稳定，地基不产生过大沉降或不均匀沉降。地基承载力确定方法：

1．按现场载荷试验或其它原位试验确定确定地基承载力 2.按地基土的强度理论确定地基承载力。

3．按经验方法确定地基承载力

地基设计二.地基承载力的确定23/7023

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1按地基载荷试验确定载荷试验示意图（堆载）规范规定甲级必须进行该法优点：成果可靠该法缺点：费时、耗资24/7024

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1按地基载荷试验确定螺旋板载荷试验是将一螺旋形的承压板用人力或机械旋入地面以下的预定深度，通过传力杆向螺旋形承压板施加压力，测定承压板的下沉量。25/7025

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同一土层参加统计的试验点不应少于三点，极差不超过平均值的30%，取该平均值作为地基承载力特征值fakp-s线有明显比例界限时(密砂、硬土)fak=p1极限荷载能确定，且pu<2.0p1时,取fak=0.5pu当不能按上述两点确定(中、高压缩性土的缓变型曲线)，取s/b=0.01～0.015时对应荷载作为fak1按地基载荷试验确定按载荷试验确定地基承载力(a)低压缩性土；（b）高压缩性土

26/7026

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基底压力一般形式：GB50007(建规)推荐的公式(P1/4)

条件：荷载偏心距e<0.033b(b为偏心方向基础边长)

fa

—由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；

Mb、Md、Mc—承载力系数，由jk查规范表；

b—基础底面宽度；

jk、ck—基底下一倍短边宽深度范围内土的内摩擦角及粘聚力标准值；

g

—基础底面以下土的重度，水下取浮重度；

gm—基础埋深范围内各层土的加权平均重度。2按土的强度理论确定承载力27/70fa＝fak

＋

b

(b－3)＋

d

m(d－0.5)式中：

fa

——修正后的地基承载力特征值，kPa；

fak——地基承载力特征值，kPa；

——基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN／m3；

b——基础宽度，当宽度小于3m时按3m计，大于6m时按6m计；

m

——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度；

d——基础埋置深度m；一般基础自室外地面标高起。在填方整平地区，可自填土面标高算起，但填土在上部结构施工完成后进行，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起，当采用独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。

b、

d———基础宽度和埋置深度的承载力修正系数。

3地基承载力特征值的修正28/70中心荷载作用在基础的设计中，通常假定基础底面压力是直线分布，中心荷载作用时，则为均匀分布，基础采用对称形式，使荷载作用线通过基底形心。中心荷载作用下的基础，按承载力设计值计算，应满足条件：

初步估算时，可假定基础与土的平均容重为19.6kN/m3(工程计算中，常简化取为20kN/m3)即G＝

G

dA。在实际计算时G则为基础自重的设计值和基础上土重的标准值，地下水位以下部分均用浮容重计算。地基设计三.基础底面尺寸的确定（一）按持力层承载力确定偏心荷载作用偏心荷载作用下，基础底面的尺寸一般用逐次渐近法进行计算。计算步骤如下：

1.先不考虑偏心，用条形基础公式或矩形基础公式计算出基础的底面积A1(对于单独基础)或基础宽度b1(对于条形基础)。

2.根据偏心大小，把底面积A1(或b1)适当提高10％～40％，作为偏心荷载作用下基础底面积(或宽度)的第一次近似值，即：A＝(1.1～1.4)A13.按假定的基础底面积A，用下式计算基底的最大和最小的边缘压力。其中，e为基础的合力偏心矩；Mk为标准组合时基础底面的合力矩；W为基础底面的抵抗矩。

4.验算地基承载力

如不满足要求，或应力过小，地基承载力未能充分发挥，应调整基础尺寸，直到既满足要求又能发挥地基承载力为止。30/70当偏心矩e＞b／6时，pmin＜0，基础底面与地基土脱开。这种情况下，基底压力pmax可表示为：式中l——

垂直于力矩方向的基础底面边长，m；

a——

合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，m。

pmin/pmax

值过小，表示基底压力分布很不均匀，容易引起过大的不均匀沉降，应尽量避免。对高层建筑的箱形和筏形基础，要求pmin>0。若考虑地震组合，则允许基础底面可以局部与地基土脱开，但零应力区的面积不应超过基础底面积的25％，即3a≥0.75b。31/70持力层以下存在承载力明显低于持力层的土层，称为软弱下卧层。如果软弱下卧层埋藏不够深，扩散到下卧层的应力大于下卧层的承载力时，地基仍然有失效的可能，因此需要进行软弱下卧层的承载力验算。

当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算：

pz＋pcz＜faz

式中

pz—软弱下卧层顶面处的附加压力值；

pcz—软弱下卧层顶面处土的自重应力值；

faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。

当持力层与下卧软弱土层的压缩模量比值大于或等于3时，对条形基础和矩形基础，

pz值可按简化公式计算。

（二）软弱下卧层的承载力验算32/70pz＋pcz＜faz

θ

的确定：根据Es1/Es2和z/b查表33/70讲解课本例题3-6：验算地基持力层和软弱下卧层承载力34/70四.地基变形和稳定性验算（一）地基变形验算

地基变形特征是指建筑物的结构类型、整体刚度和使用要求决定的需要验算的地基变形，一般分为：

沉降量—指基础某一点的沉降量，通常指基础中点的沉降量。沉降量若过大，将影响建筑物的正常使用，如造成室内外上下水管、煤气管道的断裂等等。

沉降差—一般指相邻柱基中点的沉降量之差。相邻柱基沉降差过大，就会导致上部结构产生额外的应力，严重时，建筑物将发生裂缝、倾斜甚至破坏。对于框架结构和排架结构，设计时应由相邻柱基的沉降差控制。倾斜—指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。对于高耸结构及长高比很小的高层建筑，其地基的主要特征变形是建筑物的整体倾斜。局部倾斜—指砌体承重结构沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。墙体局部倾斜大时，将会使其挠曲变形、开裂，影响正常使用。35/70

对于不同建筑物应选用对其影响最大的地基变形特征作为地基允许变形的控制依据。对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。建筑物的地基变形必须满足

s

[s]

其中：s为地基变形特征值，[s]为地基变形允许值。36/70地基基础的失稳破坏可能发生以下情况：地基土强度不足引起的表层地基的滑动破坏和深层地基的整体滑动破坏；上部结构承受较大的水平力或倾覆力矩的建筑物和构筑物，受横向力或偏心力矩作用发生基础倾覆失稳；（二）稳定性验算地基表层滑动失稳：地基深层滑动失稳：37/70位于斜坡场地地基上的建筑物和构筑物，由于滑坡引起的地基基础失稳破坏；位于地下水位以下的基础受水浮力作用而发生的浮托失稳破坏。（二）稳定性验算条形基础：矩形基础：38/70

由砖、砌石、素混凝土和灰土等材料按台阶逐级向下扩展形成的无筋扩展基础，也称为刚性基础。设计原则：刚性基础抗压强度高而抗拉、抗剪强度低。进行刚性基础设计时，必须使基础主要承受压应力，并保证基础内的拉应力和剪应力不超过材料强度。无筋扩展基础需要满足刚性角要求。扩展基础的设计（一）无筋扩展基础的设计

刚性角是指刚性基础中的压力分布角，由基础材料的强度特性决定。无筋扩展基础的截面尺寸由基础材料的刚性角确定，原则是确保基础底面不产生拉力，最大限度地节约基础材料。基础的宽高比与刚性角之间具有以下关系：39/70

工作条件：像个倒置的两边外伸的悬臂梁。受力后，在靠柱边、墙边或断面高度突然变化的台阶边缘处容易产生弯曲破坏。为了防止弯曲破坏，对于用砖、砌石、素混凝土和灰土等抗拉性能很差的材料所做成的基础，要求基础有一定的高度，使弯曲所产生的拉应力不会超过材料的抗拉强度。

扩展基础的设计（一）无筋扩展基础的设计应用范围刚性基础用于6层和6层以下的一般民用建筑和承重墙的轻型厂房，超过此范围时，必须验算基础强度，三合土的基础不宜用于4层以上的建筑。40/70基础底面宽度b和高度H0应符合下式要求：扩展基础的设计满足刚性角要求的基础，各台阶的内缘应落在墙边或柱边铅垂线成

角的斜线上。41/70扩展基础的设计42/70扩展基础的设计基础的结构刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。砖基础砖的尺寸规则，容易砌成各种形状的基础。砖基础大放脚的砌法有两种，一种按台阶的宽高比为1/1.5；另一种按台阶的宽高比为l/2。在槽底可先浇注100～200mm厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打300mm左右三七灰土，代替混凝土垫层。为防止土中水分沿砖基础上升、可在砖基础中，在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层可以是掺有防水剂的l:3水泥砂浆，厚20-30mm；也可以铺设沥青油毡。43/70扩展基础的设计基础的结构刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。砌石基础砌石基础每台阶至少有两层砌石，每个台阶的高度要求不小于300mm。为了保证上一层砌石的边能压紧下一层砌石的边块，每个台阶伸出的长度不应大于150mm，实际的刚性角小于允许的刚性角。因此往往要求基础要有比较大的高度。为了减少基础的高度，可以把断面做成梯形。44/70扩展基础的设计基础的结构刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。素混凝土

素混凝土基础可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350mm以内作一层台阶；总高度为350mm＜H≤900mm时，作成二层台阶；总高度大于900mm时，作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于500mm。45/70扩展基础的设计基础的结构刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。灰土基础

灰土基础一般与砖、砌石、混凝土等材料配合使用，厚度通常用300至450mm(2步或3步)，台阶宽高比为1/1.5。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土基础时，实际的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm以上。46/70扩展基础的设计基础的结构刚性基础经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必须经济合理，便于施工。刚性基础上钢筋混凝土柱的构造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并不应小于300mm且不小于20d(d为柱中的纵向受力钢筋的最大直径)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也不应大于20d。47/70

特点：不受刚性角的限制，设计上可以做到宽基潜埋，充分利用表层好土层作为持力层。与刚性基础相比，混凝土基础具有较大的抗拉、抗弯能力，能承受较大的竖向荷载和弯矩。广泛使用在单层和多层结构中。扩展基础的设计（二）钢筋混凝土柱下单独基础的设计

单独基础的结构计算主要包括冲切、局部受压计算(当基础混凝土强度小于柱时)和受弯。由冲切强度条件控制柱边处基础高度和变阶处高度；由基础底板弯矩决定配筋量。48/7049/701.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300~500mm。混凝土强度等级不宜低于C20,垫层的厚度不宜小于70mm；垫层混凝土强度等级应为C10。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。当基础下有垫层时，钢筋保护层厚度不应小于40mm，无垫层时不小于70mm.50/701.构造要求当柱下钢筋混凝土独立基础的边长或宽度大于或等于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。51/702．基础高度的确定

基础在柱荷载和基底反力的共同作用下，柱脚四周会形成较大的主拉应力，当主拉应力超过混凝土抗拉强度时，则自柱脚四周沿45

方向出现斜裂缝，在基础内形成锥体斜截面破坏。其宏观破坏形式如从基础中冲切而成，故该破坏模式为“冲切破坏”。这种现象还可以基础变阶处产生。抵抗冲切破坏能力来源于冲切破坏锥面的混凝土抗拉强度，故基础高度越大，破坏锥体表面积越大，可提供的抗冲切能力越大，冲切破坏可能性越小。基础高度满足一定要求可防止冲切破坏。冲切荷载即冲切力为基础底面上作用的破坏锥体以外面积上的基底净反力。52/70Fl－相应于荷载效应基本组合时作用在Al上地基土的净反力设计值；bhp－受冲切承载力截面高度影响系数，当h≤800mm时，bhp＝1.0；h≥2000mm时，bhp＝0.9，其间按线性内插法取用；ft－混凝土轴心抗拉设计强度；am－冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，am＝(at＋ab)／2；at－冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；ab－冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内时，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在l方向落在基础底面以外时，即a+2h0≥l时，ab＝l；h0－冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，h0＝h－45mm，无垫层时，h0＝h－75mm；pj－扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；Al－冲切验算时取用的部分基底面积。满足抗冲切要求的基础高度应符合：53/7054/70at55/703．弯矩计算

基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，如同固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板，一般属于双向受弯构件，弯矩控制截面在柱边缘处或变台阶处。

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轴心或偏心荷载作用下，对矩形基础，当满足：

台阶宽高比α≤2.5

偏心距e≤l/6

基础长、宽两个方向任意截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ的弯矩可按下式计算：图2.25矩形基础底板计算偏心受压基础57/70中心受压基础

将基底分成四块梯形面积，截面Ⅰ-Ⅰ的弯矩：58/704．配筋计算

基础底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算：59/705．抗剪切验算

剪切破坏也是发生在柱与基础交接处或阶梯形基础变阶处的一种破坏形式。剪切破坏的破坏面接近于平面，抗剪承载力同样为受剪截面混凝土的抗拉强度控制。当基础底面边长比值大于2时，基础底板近似于单向受力，必须进行抗剪验算。建筑地基基础设计规范规定，对基础底面短边小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下单独基础，应按下式验算基础的受剪承载力：60/70Vs－相应于荷载效应基本组合时，柱与基础交接处或基础变阶处的剪力设计值；Pj-相应荷载效应基本组合时的基底平均净反力；bhs

－受剪切承载力截面高度影响系数；ft

－混凝土轴心抗拉设计强度；Af-计算剪力设计值时基底净反力作用面积；h0－验算截面的有效高度；A0－验算截面处基础的有效截面面积，A0＝beho；be－验算截面折算成矩形截面后的截面折算宽度。61/70【例题3-8】62/701.构造要求：除满足钢筋混凝土柱下单独基础的要求外，还要满足横向为受力筋，间距不大于200mm，纵向为分布筋，直径不小于8mm，间距不大于300mm等。2.基础底板厚度和配筋计算：条形基础可能因弯曲变形和剪切破坏产生裂缝。结构计算一般包括两方面内容，一是按剪切条件确定基础底板厚度，二是通过受弯计算确定底板横向配筋。

（1）基础底板厚度确定一般为基础宽度的1/8，设计时先按经验初步拟定高度，而后按抗剪切公式进行验算。（三）钢筋混凝土墙下条形基础的设计63/70（2）基础底板配筋计算计算截面处每延米宽度的弯矩设计值按下式计算：按下式进行配筋：设计弯矩值取最大弯矩。若为混凝土墙，最大弯矩截面为墙与基础变接处；若砖墙放脚不大于1/4砖长时，则最大弯矩截面位置应自砖放脚边缘向墙内进1/4砖长处。64/70减轻建筑物不均匀沉降危害的措施

一建筑措施1.建筑物体型应力求简单建筑物体型包括其平面与立面形状及尺度。平面形状复杂的建筑物，如“L”、“┳”、“━”、“F”、“工”字形等，在纵横单元交接处的基础密集，地基中附加应力相互重叠，导致该部分的沉降往往大于其他部位。65/7066/70一.建筑措施2.控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙当建筑物的长度与高度之比越大，整体刚度越差，抵抗弯曲变形的能力弱，容易导致建筑物的开裂。合理布置纵横墙，使内外墙贯通，减少墙体转折和中断的情况，是增强建筑物刚度的重要措施。另外，门窗洞口或管道洞口如开设过大，就会削弱墙体刚度，可在洞口周圈设置钢筋混凝土边框予以加强。67/7068/7069/70一.建筑措施3.设置沉降缝用沉降缝将建筑物由基础到屋顶分割成若干个独立单元，使分割成的每单元体型简单，长高比减小，从而提高建筑物的抗裂能力。建筑物的下列部位宜设置沉降缝：（1）建筑物平面的转折处；（2）建筑物高度或荷载差异处；（3）长高