土力学地基基础

1、浅基础设计（3）,shallow foundation design（3）,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）,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,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),f相

2、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) g基础及回填土的平均重度，一般取20kn/m3，地下水位以下取10kn/m3 d基础平均埋深(m),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=1.02.0） 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。,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）,m相应于荷

3、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),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 。,pz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) pc

4、z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,条形基础：,假设：基底处的附加应力向下传递时按某一角度向外扩散,b条形基础底面宽度（m) m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）（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) 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),矩形基础：,b矩形基础底面宽度（m) l矩形基础底面长度（m) m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）（kn/m3) d基础埋深（

5、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) 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),注：1、es1为上层土压缩模量；es2为下层土压缩模量； 2、z/b0.50时值不变,【例】 柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载700kn，力矩80knm，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。,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,【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：b=0.3,d=1.6。

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,2.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:,3、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=1.6m,例2 一方形柱基础，基础宽度b1.8m，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）,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

7、处的附加应力,基底平均压力：,例3 图中柱基础荷载标准值fk=1100kn,mk=140knm;若基础底面尺寸lb=3.6m2.6m,试根据图中资料验算基底面积是否满足地基承载力要求,1.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）,持力层承载力验算：,2.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，,软弱下卧层顶面处的附加应力,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

8、 局部倾斜 - 指砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值,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,建筑地基规范,s:地基变形计算值 s:地基变形允许值,表7.1,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72所列范围以外的丙级级建筑物； 表72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。,【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,地基沉降计算深度z0取15.8m。z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 （1）基础底