《地基和基础工程》课件第2章天然地基上浅基础设计.ppt

1、地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第1 1 1页页页第第2章章 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计本章学习要求本章学习要求 u掌握：掌握：v浅基础的类型及相关概念；浅基础的类型及相关概念；v浅基础设计的基本步骤；浅基础设计的基本步骤；v浅基础的设计计算或验算内容浅基础的设计计算或验算内容地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第2 2 2页页页2.1 概述概述n2.1.12.1.1基本概念基本概念u地基地基v天然地基：天然地基：未经处理的天然土层未经处理的天然土层v人工地基：人工地基

2、：人工加固处理的土层人工加固处理的土层u基础基础v浅基础：浅基础：埋置深度小于埋置深度小于5m5m，小于基础宽度，小于基础宽度v深基础：深基础：考虑侧面摩擦力考虑侧面摩擦力n2.1.22.1.2地基基础类型选择依据地基基础类型选择依据u建筑物的重要性、结构形式、荷载性质及大小；建筑物的重要性、结构形式、荷载性质及大小；u地基的工程与水文地质状况。地基的工程与水文地质状况。地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第3 3 3页页页2.2 浅基础的设计方法及步骤浅基础的设计方法及步骤n2.2.12.2.1地基基础的允许承载力设计方法地基基础的允许承载

3、力设计方法u地基允许承载力地基允许承载力：满足以下要求的最大压力满足以下要求的最大压力v基底压力基底压力地基极限承载力；地基极限承载力；v地基变形地基变形地基允许变形值。地基允许变形值。u设计方法：设计方法：v根据地基的允许承载力计算确定基底面积：根据地基的允许承载力计算确定基底面积：vS S 上部结构总荷载与基础自重之和；上部结构总荷载与基础自重之和；v R R 地基允许承载力。地基允许承载力。u特点特点：允许承载力多按经验确定；安全度未知。：允许承载力多按经验确定；安全度未知。u应用应用：工业与民用建筑地基基础设计规范工业与民用建筑地基基础设计规范TJ7-74TJ7-74/RSA crPP

4、 地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第4 4 4页页页n2.2.22.2.2地基基础的极限状态设计方法地基基础的极限状态设计方法u承载能力极限状态承载能力极限状态( (稳定极限状态稳定极限状态) )vP Pu u地基极限承载力地基极限承载力; ;vF Fs s 安全系数安全系数. .u正常使用极限状态正常使用极限状态( (变形极限状态变形极限状态) )u设计方法：设计方法：v先变形验算先变形验算; ;再稳定性验算再稳定性验算. .u特点特点：变形验算时控制基底压力不超过临塑或临界荷载，：变形验算时控制基底压力不超过临塑或临界荷载，故通常不需

5、做稳定极限状态验算故通常不需做稳定极限状态验算. .suFPP/ss 2.2 浅基础的设计方法及步骤浅基础的设计方法及步骤地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第5 5 5页页页n2.2.52.2.5浅基础设计的基本步骤浅基础设计的基本步骤u1.1.地质勘察及建筑设计资料分析；地质勘察及建筑设计资料分析；u2.2.选择基础类型；选择基础类型；u3.3.确定持力层和基础埋置深度；确定持力层和基础埋置深度；u4.4.确定地基承载力；确定地基承载力；u5.5.初步确定基础底面尺寸；初步确定基础底面尺寸；u6.6.开展地基承载力验算、变形验算、稳定性验

6、算；据验算开展地基承载力验算、变形验算、稳定性验算；据验算结果，必要时修改基底尺寸甚至埋深。结果，必要时修改基底尺寸甚至埋深。u7.7.开展基础结构与构造设计，保证其刚度、强度和耐久性开展基础结构与构造设计，保证其刚度、强度和耐久性; ;u8.8.设计图、施工图绘制；设计说明书编写。设计图、施工图绘制；设计说明书编写。2.2 浅基础的设计方法及步骤浅基础的设计方法及步骤集资料集资料选类型选类型拟尺寸拟尺寸做检算做检算选方案选方案地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第6 6 6页页页2.3 浅基础的类型浅基础的类型n2.3.12.3.1浅基础的

7、结构类型浅基础的结构类型u1.1.单独基础（独立基础）单独基础（独立基础）u2.2.条形基础条形基础u3.3.十字交叉基础十字交叉基础u4.4.筏板基础筏板基础u5.5.箱形基础箱形基础u6.6.壳体基础壳体基础掌握掌握构造形式构造形式适用条件适用条件地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第7 7 7页页页u单独基础单独基础适用条件：适用条件：地基土层性质较好时；常配制于柱式、地基土层性质较好时；常配制于柱式、塔式及筒式构筑物之下。塔式及筒式构筑物之下。柱下单独基础柱下单独基础墙下单独基础墙下单独基础2.3 浅基础的类型浅基础的类型地基与基础工

8、程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第8 8 8页页页适用条件：适用条件： 墙下条形基础广泛应用于砌体结构。墙下条形基础广泛应用于砌体结构。 柱下条形基础用于框架结构中的柱荷载过大，柱下条形基础用于框架结构中的柱荷载过大，地基承载力不足情况。地基承载力不足情况。墙下条形基础墙下条形基础u条形基础条形基础2.3 浅基础的类型浅基础的类型地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第9 9 9页页页适用条件：适用条件： 土质更差土质更差, , 柱下荷载很大或分布不均匀。柱下荷载很大或分布不均匀。u十字交叉基础十字交

9、叉基础2.3 浅基础的类型浅基础的类型地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第101010页页页适用条件：适用条件： 地基软弱而荷载较大，采用十字交叉基础不能满地基软弱而荷载较大，采用十字交叉基础不能满足地基承载力要求，采用筏形基础。用于多种结构，足地基承载力要求，采用筏形基础。用于多种结构，如框架、框剪、剪力墙结构及砌体结构。如框架、框剪、剪力墙结构及砌体结构。u筏形基础筏形基础：钢筋混凝土板式或梁板式基础：钢筋混凝土板式或梁板式基础2.3 浅基础的类型浅基础的类型地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基

10、础工程第第第111111页页页适用条件：适用条件：地基软弱且分布不均，荷载较大或分布不均时。地基软弱且分布不均，荷载较大或分布不均时。多用于高层建筑基础。技术复杂、工程造价高，且工期长，多用于高层建筑基础。技术复杂、工程造价高，且工期长，应与其它基础方案比较后采用。应与其它基础方案比较后采用。补偿基础：补偿基础： 建在地面下足够深度，使结构物重量不超过建在地面下足够深度，使结构物重量不超过或略超过挖出的地基土重，减少附加应力引起的地基沉或略超过挖出的地基土重，减少附加应力引起的地基沉降的整体基础。降的整体基础。u箱形基础：一种补偿基础形式箱形基础：一种补偿基础形式2.3 浅基础的类型浅基础的类

11、型地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第121212页页页特点特点：荷载在壳体内主要引起轴向压力，对于抗荷载在壳体内主要引起轴向压力，对于抗压性能较好的砖、石和混凝土材料，采用壳体结压性能较好的砖、石和混凝土材料，采用壳体结构更适应材料特性。构更适应材料特性。 u壳体基础：正圆锥及其组合形成的壳体基础壳体基础：正圆锥及其组合形成的壳体基础2.3 浅基础的类型浅基础的类型地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第131313页页页2.5 地基承载力的确定地基承载力的确定n2.5.1 地基承载力的基

12、本概念地基承载力的基本概念u地基承载力：地基承载力：v地基土单位面积上承受荷载的能力地基土单位面积上承受荷载的能力u地基极限承载力：地基极限承载力：v地基即将发生强度破坏时对应的极限荷载地基即将发生强度破坏时对应的极限荷载u地基允许承载力地基允许承载力v地基既不发生强度破坏，又不超允许变形的承载力地基既不发生强度破坏，又不超允许变形的承载力u地基承载力特征值地基承载力特征值v正常使用状态下地基的承载力。正常使用状态下地基的承载力。v“建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范”中的定义：由载荷试验测中的定义：由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形定的地基土压力变形曲线线性变形段

13、内规定的变形所对应的压力值，上限为比例界限值。所对应的压力值，上限为比例界限值。地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第141414页页页2.5.1 地基承载力的基本概念地基承载力的基本概念地基承载力：地基承载力：是指地基对基础及上部结构荷载的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构三个方面。极限承载力：极限承载力：使地基发生剪切破坏、失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度。 容许承载力：容许承载力：确保地基不产生剪切破坏而失稳，同时又保证建筑物的沉降不超过允许值的最大荷载。2.5 地基承载力的确定地基承载力的确定地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第151515页页页承载力基本值f0(GBJ 7-89)承载力标准值 fk(GBJ 7-89)地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第第第161616页页页承载力设计值fd (GBJ 7-89)