浅基础设计课件.ppt

1、浅基础设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2.1 2.1 概概 述述1.1.地基基础的重要性和复杂性地基基础的重要性和复杂性重要性重要性：地基基础是建筑物的根基。地基基础的工程：地基基础是建筑物的根基。地基基础的工程量、造价和施工工期，在整个建筑工程中占相当大的量、造价和施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，如高层可达比重，如高层可达30%多。而大量工程实践表明，建多。而大量工程实践表明，建筑物事故的发生常常由地基基础事故所引起。筑物事故的发生常常由地基基础事故所引起。复杂性复杂性：由于岩土的复杂性、勘测工作的有限性等造：由于岩土的复杂性、勘测工作的有限性等造成岩土工程的不定性

2、和经验性，必然构成地基基础设成岩土工程的不定性和经验性，必然构成地基基础设计潜在的复杂性。基础工程既要与上部结构可靠连接，计潜在的复杂性。基础工程既要与上部结构可靠连接，承担所有建设工程的荷载，又要把建设工程的全部荷承担所有建设工程的荷载，又要把建设工程的全部荷载平稳、牢固地传给地基，必然决定了地基基础工程载平稳、牢固地传给地基，必然决定了地基基础工程设计的复杂性。设计的复杂性。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2.2.浅基础设计内容及步骤浅基础设计内容及步骤设计资料的设计资料的收集，现场收集，现场勘察和调查。勘察和调查。选择基础类型、选择基础类型、建筑材料、基建筑材料、基础平面布置

3、。础平面布置。选择持力层、选择持力层、确定合适的基确定合适的基础埋置深度。础埋置深度。由地基承载力由地基承载力和基础上的荷和基础上的荷载计算基础底载计算基础底面尺寸。面尺寸。持力层和软弱持力层和软弱下卧层承载力下卧层承载力验算和变形验验算和变形验算，修改基础算，修改基础底面尺寸。底面尺寸。基础的结构构基础的结构构造设计，绘制造设计，绘制施工图，编制施工图，编制工程预算和工工程预算和工程设计说明。程设计说明。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3. 3. 地基基础设计原则地基基础设计原则3.1 3.1 地基基础设计等级地基基础设计等级第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3.2 3

4、.2 地基基础设计原则地基基础设计原则基础工程设计的目的基础工程设计的目的是设计一个安全、经济和可行的地是设计一个安全、经济和可行的地基与基础，保证上部结构的安全和正常使用，基与基础，保证上部结构的安全和正常使用，因此基础因此基础工程的基本设计计算原则是：工程的基本设计计算原则是： 强度要求强度要求p fa ，即作用于地基上的荷载效应，即作用于地基上的荷载效应(基基底压应力底压应力)不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值。不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值。 变形要求变形要求s120kPa，一般，一般多层建筑可开挖后直接修筑基础。多层建筑可开挖后直接修筑基础。人工地基浅基础人工地基浅基

5、础：如遇建筑地基土层软弱、如遇建筑地基土层软弱、压缩性高、强度低、无法承受上部结构荷载压缩性高、强度低、无法承受上部结构荷载时，需经人工加固处理再修建的浅基础。时，需经人工加固处理再修建的浅基础。深基础深基础：若上部结构荷载很大，一般浅基础若上部结构荷载很大，一般浅基础无法承受或相邻建筑不允许开挖基槽施工，以无法承受或相邻建筑不允许开挖基槽施工，以及有特殊用途与要求是，可采用深基础，如桩及有特殊用途与要求是，可采用深基础，如桩基础、沉井基础等。基础、沉井基础等。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2.2 2.2 浅基础的类型浅基础的类型浅基础的浅基础的分类方法分类方法按基础材料按基础材

6、料u无筋基础无筋基础u钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础按基础结构类型按基础结构类型u扩展基础扩展基础u柱下条形基础柱下条形基础u柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础u筏形基础筏形基础u箱形基础箱形基础u壳体基础壳体基础u岩层锚杆基础岩层锚杆基础第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计1)扩展基础基础材料基础材料u无筋扩展基础无筋扩展基础( (刚性基础刚性基础) )u钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础( (柔性基础柔性基础) )结构型式结构型式u柱下独立柱下独立基础基础( (独立柱基独立柱基) )u墙下条形基础墙下条形基础第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计无筋扩展基础(刚性基础）材料：材料：砖、

7、石、灰土、三合土及混凝土砖、石、灰土、三合土及混凝土工作条件：工作条件：犹如一倒置的承受地基反力犹如一倒置的承受地基反力 的两端外伸的悬臂梁的两端外伸的悬臂梁特点：特点：砖、石、灰土，素混凝土材料 抗压强度较高，抗拉和抗剪强 度很低，受弯后易剪切破坏。设计方法：设计方法：采用限制基础外伸宽度与高度之比（台阶宽采用限制基础外伸宽度与高度之比（台阶宽 高比）即刚性角不超过允许值的构造措施。高比）即刚性角不超过允许值的构造措施。 此时，刚性基础按刚性角设计一般具有足够此时，刚性基础按刚性角设计一般具有足够 的刚度，不需要再做抗弯、抗剪验算。的刚度，不需要再做抗弯、抗剪验算。第第 2 2 章章 浅基础

8、的设计浅基础的设计定义定义刚性基础刚性基础：用砖、石抗拉和抗剪强度较低的材料用砖、石抗拉和抗剪强度较低的材料 建造，在构造上受刚性角限制，受力建造，在构造上受刚性角限制，受力 后不发生挠曲变形的基础。后不发生挠曲变形的基础。应用范围应用范围： 一般用于六层及一般用于六层及六层以下（三合土不超过四层）六层以下（三合土不超过四层）的民用建筑和轻型厂房。的民用建筑和轻型厂房。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计钢筋混凝土扩展基础(柔性基础)材料材料: : 钢筋混凝土工作条件：工作条件：倒置悬臂梁特点：特点：基础配置一定数量的钢筋，可 以承受拉应力，故不受刚性角 的限制，但要满足抗弯抗剪 和抗

9、冲切等结构要求。定义：柔性基础定义：柔性基础 - - 用钢筋混用钢筋混凝土建造，构造上不受刚性角凝土建造，构造上不受刚性角限制，受力后允许产生一定挠限制，受力后允许产生一定挠曲变形的基础。曲变形的基础。适用条件适用条件： 宽基浅埋第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计75阶梯形阶梯形杯口形杯口形壳体形壳体形锥台形锥台形第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2)柱下条形基础基础材料基础材料: 钢筋混凝土钢筋混凝土结构型式结构型式u单向条形单向条形基础基础: : 同一轴线（或同一方向）上若干 柱下相连的钢筋混凝土条形基础。u十字交叉条形基础十

10、字交叉条形基础: : 柱网下沿纵横两向分别设 置的钢筋混凝土条形基础。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计特点：特点：1）抗弯刚度大，具有调 整不均匀沉降的能力。 2）能将集中柱荷载较均 匀地分布到整个基底。工作条件工作条件：有别于钢筋混凝土：有别于钢筋混凝土扩展基础，不仅在横截面方向扩展基础，不仅在横截面方向如倒置的悬臂梁，在纵向则如如倒置的悬臂梁，在纵向则如倒置的以各柱为铰支的多跨连倒置的以各柱为铰支的多跨连续梁。续梁。适用条件适用条件： 地基土较软弱，分布不均；基底面积受相邻建筑物或设备基础的限制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面积扩大使其彼此接近或象相碰时。第第 2 2 章章

11、 浅基础的设计浅基础的设计3) 筏形基础覆盖于建筑物地基上的整体钢筋混凝土板状基础。基础材料基础材料: 钢筋混凝土钢筋混凝土工作条件工作条件: 犹如倒置的楼盖结构犹如倒置的楼盖结构结结构构型型式式u墙下筏墙下筏基基 - - 平板式平板式 u柱下筏基柱下筏基平板式平板式梁板式梁板式第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 1）有较大基底面积，不仅易于满足软弱地基承载力的要求， 而且减少了地基的附加压力减少了地基的附加压力，并在与上部结构共同工作的 条件下使沉降比较均匀使沉降比较均匀； 2）对上部结构刚度较好的多层房屋，能增加整体性能能增加整体性能，减少减少 相对沉降相对沉降，增强抗震性能增强

12、抗震性能； 3）可跨越土中浅层小洞穴和局部软弱层，防止因局部下沉造 成的房屋损坏；4）可作为水池、油库等的防渗底板；5）有地下室时，可提供较宽敞的使用空间可提供较宽敞的使用空间； 6）有地下室或架空地板时，具有一定的补偿性效应。 筏基的功能不足之处不足之处1)无力调整过大的差异沉降2)上下配筋，经济指标较高第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计底板底板外墙外墙内墙内墙4) 箱形基础第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计适用条件适用条件： 软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降要求严格的建筑物 1 1）基础埋深大、中空形式，使开挖卸去的土重部分抵偿 了上部结构传来的荷载，能显著减小基底

13、压力、降低能显著减小基底压力、降低 基础沉降量；基础沉降量； 2）整体刚度大整体刚度大，只能产生大致的均匀沉降或整体倾斜， 抗震性能好抗震性能好； 3 3）具有较大地下空间具有较大地下空间可供各种使用功能，但因内墙分隔 而使使用受限； 4 4）经济指标高，施工技术复杂，对防水通风要求较高。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计5) 壳体基础基础材料：基础材料：钢筋混凝土钢筋混凝土特点：特点：1 1）材料省、造价低， 2 2）施工技术要求高。适用条件适用条件： 可用作柱基础和筒形构筑物基础第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计独立基础 柱下条形基础 箱形和筏形基础基底面积越来越大基底

14、面积越来越大、对上部结构荷载的扩散作用越来越强、对上部结构荷载的扩散作用越来越强 在相同的上部结构荷载作用下，在相同的上部结构荷载作用下，基底压力和基底附加压力越来越小，基底压力和基底附加压力越来越小，刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形 在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用 设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高 浅基础的特点：浅基础的特点：小结小结第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的

15、设计建筑物的型式与功能建筑物的型式与功能上部结构荷载资料上部结构荷载资料场地勘察与室内试验资料场地勘察与室内试验资料场地施工技术条件场地施工技术条件基础型式方案比较基础型式方案比较拟定基础型式及平面布置拟定基础型式及平面布置确定基础埋深确定基础埋深必要时的验算必要时的验算（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）确定地基承载力确定地基承载力确定基底平面尺确定基底平面尺 寸寸计算地基承受荷计算地基承受荷 载载基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）编制施工说明、绘施工编制施工说明、绘施工 图图计算地基净反力计算地基净反力 不不满满

16、足足设设计计内内容容和和步步骤骤第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2.3 2.3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择1 1、基础埋深的相关知识、基础埋深的相关知识埋深定义埋深定义下卧层持力层（受力层）持力层（受力层）FGd设计地面设计地面基础底面基础底面基础埋深基础埋深第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计选择埋深的意义选择埋深的意义实质实质选择合适的持力层保证保证 1 1）地基的可靠性（强度、变形要求） 2 2）基础的稳定性（抗倾覆、滑动和侵蚀要求） 3 3）施工的难易性（埋深大施工难，反之则易） 4 4）造价的经济性（埋深大造价高，反之则低）第第 2 2 章章 浅基础的设

17、计浅基础的设计选择埋深的原则选择埋深的原则1）在满足地基强度、稳定和变形要求的前提下，基础应在满足地基强度、稳定和变形要求的前提下，基础应 尽量浅埋尽量浅埋；2）除岩石地基外，除岩石地基外，基础埋深不宜小于基础埋深不宜小于0.5m0.5m。基础顶面。基础顶面一般不露出地面，要求基础顶面低于地面不小于一般不露出地面，要求基础顶面低于地面不小于0.1m 0.1m 。 浅埋可节约材料，方便施工，缩短工期，降低造价第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计1 1）与建筑物有关的条件与建筑物有关的条件2 2、选择基础埋深的影响因素、选择基础埋深的影响因素建建筑筑物物的的功功能能用用途途1、考虑建筑物结

18、构类型、使用功能和用途要求；2、土质地基上高层建筑，应满足稳定性要求；3、岩石地基上高层建筑，应满足抗滑要求；4、受上拔力的基础，满足抗拔要求；5、高耸构筑物，满足抗倾覆稳定性要求。抗震区筏板、箱形基础不不宜小于宜小于建筑物高度1/151/15；桩箱、桩筏基础 不宜小于不宜小于建筑物高度1/181/201/181/20第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计只有轻型建筑只有轻型建筑可用，否则采可用，否则采用连续基础、用连续基础、人工处理或深人工处理或深基础比较确定基础比较确定 上硬下软上硬下软尽量浅埋（宽尽量浅埋（宽基浅埋），但基浅埋），但是如是如h h1 1太小就太小就按情况按情况考虑考

19、虑 上软下硬上软下硬 h14 m 桩基或桩基或人工处理人工处理好土好土基础条件由基础条件由其它条件确其它条件确定时，基础定时，基础尽可能浅埋尽可能浅埋2 2）工程地质条件工程地质条件好土好土软土软土( (很深很深) )软土软土软土软土好土好土 I II III IVh1h1好土好土第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3 3）水文地质条件水文地质条件地基中有地下水时地基中有地下水时 1 1）基础应尽量置于地下水位以上； 2）当基础必须置于地下水位以下时，应考虑排水、围护 及扰动，地下水有无侵蚀性，设计时还应考虑地下室 防渗、抗浮等问题； 3 3）有承压水时，由避免基坑被承压水冲破的条件确

20、定。向上的承压水压力向上的承压水压力 wwh向下的土压力向下的土压力 h要求 . .wwhh有承压水时第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计4 4）地基冻融条件地基冻融条件冻土地基冻土地基：地基土的温度低于摄氏零度时，土 中部分孔隙水将冻结而形成冻土。冻土的类冻土的类 型型 季节性冻土季节性冻土-冬季冻结，夏季融化，冬季冻结，夏季融化， 每年冻融交替一次。每年冻融交替一次。多年冻土多年冻土-连续冻结三年以上的冻土。连续冻结三年以上的冻土。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 土的冻胀与融陷土的冻胀与融陷毛细水毛细水土颗粒土颗粒结合水结合水冰冰冻胀冻胀 土冻结后体积的膨胀土冻结后体

21、积的膨胀冻胀机理冻胀机理融陷融陷 冻土融化后引起建筑物沉陷的现象。冻土融化后引起建筑物沉陷的现象。 结冰时水的膨胀可达结冰时水的膨胀可达10%10%左右，且膨胀力很大，达左右，且膨胀力很大，达2MPa2MPa量级，当膨胀力大于量级，当膨胀力大于基底压力时，基础被抬起基底压力时，基础被抬起第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计冻深毛细区毛细区地下水位地下水位冻结区冻结区 土冻胀的土冻胀的 影响因素影响因素u土质：含弱结合水或有毛细水的细粒土土质：含弱结合水或有毛细水的细粒土u含水量：含水量越大，冻胀性越强含水量：含水量越大，冻胀性越强u地下水位：离冻结区越近，水分补充越快地下水位：离冻结区

22、越近，水分补充越快第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计冻深对基础埋深的要求冻深对基础埋深的要求Zddmin室内地面hmax dmin = zd hmax式中：式中： zd 设计冻深；设计冻深； hmax 允许残留冻土允许残留冻土 最大厚度，可根最大厚度，可根 据表据表7.8查取。查取。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 有地下室或半地下室的建筑， 其埋深必须结合地下部分设计 标高选定。地下管道（上下水， 煤气电缆）应在基底以上，且 应预留孔洞，孔径应大于管径 （1015mm），管道宜选柔材。5 5）场地环境条件场地环境条件 同一建筑物基础可采用不 同的埋深，对土质地基上 的墙

23、下无筋基础，应做成 台阶状，这是为解决基础 不均匀变形的构造措施。L/ H=12第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 新旧相邻建筑物新基础的 埋深不宜大于原有建筑物 的埋深，否则应有一定 间距，即：LH =12 若不能满足上述要求，则 应在施工期间对原有建筑 物采取保护措施。LH 为了保护基础不受人 类和其他生物活动等 的影响，基础的顶面 宜低于室外设计地面 0.10m，同时又要便 于周围排水沟的布置。d大于大于10cm第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 浅基础地基承载力的确浅基础地基承载力的确定定2.4 1. 1. 地基承载力的概念地基承载力的概念 地基承受荷载的能力地基承

24、受荷载的能力 为了满足地基强度和稳定性的要求，设计时必须控制基为了满足地基强度和稳定性的要求，设计时必须控制基础底面最大压力不得大于某一界限值，这一界限值称为础底面最大压力不得大于某一界限值，这一界限值称为地基地基承载力承载力 。u 极限承载力极限承载力:地基即将丧失稳定性时的承载力地基即将丧失稳定性时的承载力;u 允许承载力允许承载力:地基稳定有足够的安全度且地基稳定有足够的安全度且变形变形 在允许范围内在允许范围内时的承载力。时的承载力。 (地基承载力特征值地基承载力特征值)第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计地基承载力特征值地基承载力特征值fa 在保证地基稳定的条件下在保证地基稳

25、定的条件下, 使建筑物的沉降量不超过使建筑物的沉降量不超过 允许值的地基承载力允许值的地基承载力。 特点：特点：1. 1. 地基承载力特征值实质就是地基承载力特征值实质就是允许承载力允许承载力；2. 2. 按按正常使用极限状态正常使用极限状态原则确定；原则确定；3. 3. 以以地基的变形地基的变形作为控制标准。作为控制标准。 第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 2 2. . 地基承载力特征值确定的方法地基承载力特征值确定的方法u 根据土的抗剪强度指标，按理论公式计算根据土的抗剪强度指标，按理论公式计算u 按地基现场载荷试验确定按地基现场载荷试验确定u 按规范承载力表确定按规范承载力表

26、确定u 根据相邻条件相似的建筑经验确定根据相邻条件相似的建筑经验确定方法方法第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计1) 1) 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定u 地基极限承载力理论公式地基极限承载力理论公式Kpfua 安全系数，一般取安全系数，一般取23u 地基规范推荐的理论公式地基规范推荐的理论公式fa = Mb b + Md md + Mcck 注：注：此式以p1/4=N b/2+Nq d+Ncc 为理论依据 该公式相应该公式相应的理论模式是的理论模式是基底压力呈基底压力呈条条形均匀分布形均匀分布。所以仅适用于所以仅适用于e 0.0033b的的情况。情况。承载力系数，按承

27、载力系数，按 查表确定查表确定。k第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计几点说明：几点说明：（1 1）土的抗剪强度指标土的抗剪强度指标 、c ck k的取值的取值 原状土样，三轴试验，每层土的试验数量原状土样，三轴试验，每层土的试验数量6组；组； （2 2）地下水对地基承载力的影响地下水对地基承载力的影响 基底上下土的重度基底上下土的重度m、，在地下水位以下采用有效重度，在地下水位以下采用有效重度;（3 3）基础宽度和埋深对地基承载力的影响基础宽度和埋深对地基承载力的影响 对对 0 0的土，增大基础宽度，地基承载力随之增大；但的土，增大基础宽度，地基承载力随之增大；但b b 6m6m时，

28、取时，取b b = 6m= 6m；对砂土地基；对砂土地基b 3m3m时，取时，取b b = 3m= 3m。 （4 4）按此式确定按此式确定fa时，尚应进行地基的变形验算。时，尚应进行地基的变形验算。kkfa = Mb b + Md md + Mcck第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2) 2) 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定- - 适用于浅层地基适用于浅层地基u 浅层平板载荷试验浅层平板载荷试验u 深层平板载荷试验深层平板载荷试验u 螺旋板载荷试验螺旋板载荷试验适用于深层地基适用于深层地基载荷板的测试范围：载荷板的测试范围：在现在现场通过场通过0.250.250.50m0.50

29、m2 2的载荷的载荷板对扰动较少的地基土体板对扰动较少的地基土体直接施荷，所测得的成果直接施荷，所测得的成果一般能反映相当于一般能反映相当于1 12 2倍倍荷载板宽度的深度以内土荷载板宽度的深度以内土体的平均性质。体的平均性质。 地基承压板百分表主梁千斤顶堆载平台堆载第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计p s曲线曲线“陡降型陡降型” 步骤：步骤：1 1）当p s曲线上有明显的比例界限 pb时，取pb对应的荷载值为地基承载力特征值； 2 2）当 pu 2pb时，取 pu / 2 为地基承载力特征值。载荷试验结果载荷试验结果 p s 曲线曲线确定确定 地基承载力特征值地基承载力特征值第第

30、2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计条件：条件： 承压板面积为 0.25 0.50m2p s曲线曲线“缓变型缓变型” 步骤：步骤： 当p s曲线上无明显的比例界限 pb和极限荷载pu时，取沉降 s = (0.010.015) b对应的荷载值为地基承载力特征值；且其值不大于最大加载不大于最大加载量的一半。量的一半。 第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计反力梁千斤顶基准梁荷载板百分表第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计

31、浅基础的设计第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计载荷试验结果载荷试验结果 p s 曲线曲线确定确定 地基承载力特征值地基承载力特征值方方法法 p-s曲线曲线“陡降型陡降型” 取值主要由地基强度控制取值主要由地基强度控制 p-s曲线曲线“缓变型缓变型” 取值主要由地基允许变取值主要由地基允许变形形 控制控制常出现于常出现于中、高压缩中、高压缩 性土性土 常出现于常出现于低压缩性土低压缩性土第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 同一层土参加统计试验点不少于三点试验点不少于三点，所得试验实测值的极差(最大值与最小值之差)不超过平均值的30%时，取此平均值为地基承载力特征值fak。即：

32、 满足： f = famax famin 0.3fam 有： fak = fam 要求要求第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 载荷试验的主要优缺点载荷试验的主要优缺点 载荷板与实际基础对地基影响深度比较载荷板与实际基础对地基影响深度比较 (a)载荷试验载荷试验 (b)实际基础实际基础 优点：优点： 载荷试验可靠性高，载荷试验可靠性高，对于成分或结构很不均匀的土对于成分或结构很不均匀的土层，如杂填土、裂隙土、风化层，如杂填土、裂隙土、风化岩等，它则显出用别的方法所岩等，它则显出用别的方法所难以代替的作用。难以代替的作用。 缺点：缺点：费时、耗资多；载荷板费时、耗资多；载荷板的尺寸一般比

33、实际基础小，影的尺寸一般比实际基础小，影响深度较小，试验只反映这个响深度较小，试验只反映这个范围内土层的承载力。范围内土层的承载力。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3）按规范承载力表确定）按规范承载力表确定修正原因:考虑增加基础宽度和埋置深度时，地基承载力也考虑增加基础宽度和埋置深度时，地基承载力也将随之提高，所以，应将地基承载力对不同的基将随之提高，所以，应将地基承载力对不同的基础宽度和埋置深度进行修正，才能供设计使用。础宽度和埋置深度进行修正，才能供设计使用。适用条件:当基础宽度大于当基础宽度大于 3m或埋置深度大于或埋置深度大于0.5m时，从时，从现场载荷试验或其他原位测试等

34、方法确定的现场载荷试验或其他原位测试等方法确定的地基地基承载力特征值承载力特征值应进行修正。应进行修正。修正公式:fa = fak + b (b 3) + d m (d 0.5)基础宽度和埋深的地承力修正系数，查表基础宽度和埋深的地承力修正系数，查表7.107.10建筑地基规范建筑地基规范第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 fa 与与 fak 的的 区区 别别fa = Mb b + Md md + Mcckfa = fak + b (b 3) + d m (d 0.5)以界限荷载以界限荷载 为基础的理论公式结合经验给为基础的理论公式结合经验给出计算地基承载力设计值出计算地基承载力设计

35、值未经深宽修正的地基承载力特征值，由土质地基的现场未经深宽修正的地基承载力特征值，由土质地基的现场载荷试验和静力触探、动力触探、标准贯入试验等原位载荷试验和静力触探、动力触探、标准贯入试验等原位测试法取得，经深、宽修正后方可使用。测试法取得，经深、宽修正后方可使用。 第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计例例 题题第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定2.5 建筑物确定了基础类型和埋置建筑物确定了基础类型和埋置深度后，就要确定基础的底面尺寸。深度后，就要确定基础的底面尺寸。基础的底面尺寸，包括基础底面的基础的底面尺寸，包括基础底面的长度、宽度和

36、高度长度、宽度和高度。 只有知道了基础底面的尺寸，只有知道了基础底面的尺寸，才可以进行地基土持力层承载力和才可以进行地基土持力层承载力和变形验算，如果还存在软弱下卧层，变形验算，如果还存在软弱下卧层，还需对软弱下卧层的承载力进行验还需对软弱下卧层的承载力进行验算。算。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 1. 1. 按按地基持力层承载力特征值确定基底面积地基持力层承载力特征值确定基底面积1）中心荷载下的基础计算假定计算假定: 基底压力均匀分布基底压力均匀分布基底平均压力标准值基底平均压力标准值pk不超过持力层不超过持力层经修正后的地基承载力特征值经修正后的地基承载力特征值f fa，即：

37、，即： pk fa 计算要求计算要求GkFk第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计GkFk计算公式计算公式d d lbakkkfAGFp基础自重及其台阶上的土重基础自重及其台阶上的土重实体实体基础基础Gk =GAd = 20AdaGkGkkfdAFAAdFp 第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计讨讨 论论基础及回填土的平均重度，一般取基础及回填土的平均重度，一般取20 ,20 ,地下水位以下取地下水位以下取10 10 上式中有两个未知数上式中有两个未知数 和和 ，可能要通过反复试算确定。，可能要通过反复试算确定。计算时，计算时，可先对地基承载力只进行深度修正，计算可先对地基承载力

38、只进行深度修正，计算 值；值；然后按计算所得的然后按计算所得的 ，考虑是否需要进行宽度修正，考虑是否需要进行宽度修正，使得使得 、 间相互协调一致。间相互协调一致。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 矩形基础矩形基础A = l b （一般（一般l / b 2）dfFb lAGak 方形基础方形基础 A = b2dfFbGak 条形基础条形基础A = 1b = bdfFbGak 沿基础长度方向取沿基础长度方向取1m的计算单元（的计算单元（l = 1m）第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计【例【例1 1】某住宅承重墙厚】某住宅承重墙厚240mm240mm，采用墙下条形基础；地基，

39、采用墙下条形基础；地基土表层为杂填土，厚度土表层为杂填土，厚度0.80m0.80m，重度，重度17.5kN/m17.5kN/m3 3，其下为粘，其下为粘土层，重度土层，重度18.5 kN/m18.5 kN/m，承载力特征值，承载力特征值 f fa ak k为为 200kPa200kPa，孔隙，孔隙比比0.860.86。地下水位在地表下。地下水位在地表下 1.0m1.0m处。若已知上部墙体传来的竖处。若已知上部墙体传来的竖向荷载标准值为向荷载标准值为195kN/m195kN/m。试。试确定基础底面尺寸。确定基础底面尺寸。 解解: : 1. 1.确定基础埋深确定基础埋深: : 为了便于施工，基础宜

40、建在为了便于施工，基础宜建在地下水位以上，故选择粘土层地下水位以上，故选择粘土层作为持力层，初步选择基础作为持力层，初步选择基础埋深埋深 d d = 1m= 1m。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3/7 .170 . 12 . 05 .188 . 05 .17mkNmkPafa9 .178)5 . 00 . 1 (0 . 17 .17170 3. 3.取取 1m 1m 长的条基作计算单元长的条基作计算单元基础宽度：基础宽度： mmdfFbGak0 . 323. 10 . 1209 .178195埋深范围内土的加权平均重度：埋深范围内土的加权平均重度： 2.2.对持力层土进行深度修正

41、对持力层土进行深度修正: :第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计取该承重墙下条形基础宽度取该承重墙下条形基础宽度 b b 1.25m1.25m。4.4.验算验算: : KPabdbFAGFGkkk17625. 125. 1120195KPafa9 .178 满足要求。满足要求。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计（2 2）偏心荷载作用下的基础：）偏心荷载作用下的基础：计算假定计算假定: : 基底压力按直线分布基底压力按直线分布（梯形或三角形分布）（梯形或三角形分布） pk fa pkmax 1.2fa 计算要求计算要求同时满足下列两式的要求，即：同时满足下列两式的要求，即：eF

42、+GFMlbpkmaxpkminpke第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计计算公式计算公式WMAGFppkkkkkminmax基础底面的抵抗矩基础底面的抵抗矩矩形基础矩形基础)61(minmaxleblGFppkkkk 62lbW Mk = ( Fk + Gk ) e第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计矩形基础矩形基础当当pkmin l / 6: 出现拉应力区出现拉应力区ekkkGFPbkmax,321第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸逐次渐近试算法逐次渐近试算法计算步骤计算步骤1) 按中心受压初步计算基

43、底尺寸：按中心受压初步计算基底尺寸：dfFAGak02) 据偏心大小，增加基据偏心大小，增加基 底尺寸底尺寸1040%，即：，即：A1 =（1.11.4）A0 3) 初选初选 l 和和 b，一般取，一般取l / b=1.22，得实际基底尺寸：，得实际基底尺寸：A A1承载力特征承载力特征值可先进行值可先进行深度修正深度修正若若b3，则对地基承载力进行宽度修正，则对地基承载力进行宽度修正第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计)61(minmaxleblGFppkkkk 2minmaxkkkppp )/(kkkGFMe 其中：其中：Mk = M0k + VkH0上部结构上部结构传来的力传来的

44、力矩标准值矩标准值pk pkmax 4) 4) 计算基底应力：计算基底应力：mKNMk3704 . 150300例如：第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计bkGFpkkk3)(2max 要求：要求：1 1）应满足）应满足 e l (即即pkmin0) 2 2）对重要建筑物：）对重要建筑物：pkminpkmax1/4 1/3 以避免产生过大的不均匀沉降；以避免产生过大的不均匀沉降； 3 3）对个别情况可：）对个别情况可：e l6 (即即pkmin0 ）。基本假定：基本假定：基础板与地基土相比为基础板与地基土相比为绝对刚性绝对刚性，基础的弯曲挠，基础的弯曲挠度不致改变地基压力；地基压力分布

45、呈直线或平面分布，其度不致改变地基压力；地基压力分布呈直线或平面分布，其重心与作用于板上的荷载合力作用线相重合。重心与作用于板上的荷载合力作用线相重合。倒梁法认为上部结构是刚性的，各柱之间没有沉降差异，倒梁法认为上部结构是刚性的，各柱之间没有沉降差异，因而可把因而可把柱脚视为条形基础的铰支座，支座间不存在相柱脚视为条形基础的铰支座，支座间不存在相对的竖向位移。对的竖向位移。只考虑局部弯曲。只考虑局部弯曲。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计适用条件：适用条件：建筑地基规范建筑地基规范规定，若地基较均匀，上部结规定，若地基较均匀，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度大于构

46、刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度大于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支座的弯矩值宜乘以续梁计算；此时边跨跨中弯矩及第一支座的弯矩值宜乘以 1.2 的系数。否则，宜按弹性地基梁方法求算内力。的系数。否则，宜按弹性地基梁方法求算内力。内力计算：内力计算：第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计 对此，实践中往往采用所谓的“基底反力局部调整法”。即将支座处的不平衡力均匀分布在本支座两侧各1/3跨度范围内。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计2、剪力平衡法、剪力平衡法第

47、第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施2.9建筑物开裂、倾斜、甚至破坏建筑物开裂、倾斜、甚至破坏 均匀沉降均匀沉降影响建筑物的功能和正常使用影响建筑物的功能和正常使用不均匀沉降不均匀沉降主要主要危害危害对象对象框架等超静定结构框架等超静定结构砌体承重结构砌体承重结构结构产生次应力结构产生次应力门窗洞口部位开裂门窗洞口部位开裂裂缝位置和方向与不均匀沉降的状况有关裂缝位置和方向与不均匀沉降的状况有关第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计砌体结构开裂的规律砌体结构开裂的规律 当中段沉降大，产生正向当中段沉降大，产生正向挠曲（下凹）时，裂缝呈挠

48、曲（下凹）时，裂缝呈正正“八八”字形开展，若两字形开展，若两翼沉降大，墙体反向挠曲翼沉降大，墙体反向挠曲（上凸）时，裂缝呈（上凸）时，裂缝呈“倒倒八八”字形开展。字形开展。总之斜裂总之斜裂缝形态特征是：朝沉降大缝形态特征是：朝沉降大的一方倾斜地向上延伸。的一方倾斜地向上延伸。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计如何解决不均匀沉降的问题？如何解决不均匀沉降的问题？思考思考 解决途径解决途径u 增强上部结构对不均匀沉降的适应能力增强上部结构对不均匀沉降的适应能力u 减少不均匀沉降或总沉降减少不均匀沉降或总沉降具体措施具体措施u 选用条形、筏形或箱形等连续基础选用条形、筏形或箱形等连续基础u

49、 采用桩基础或其它深基础采用桩基础或其它深基础u 进行地基处理（采用人工地基）进行地基处理（采用人工地基）u 从地基、基础和上部结构共同工作的观点出从地基、基础和上部结构共同工作的观点出 发，在建筑、结构和施工方面采取某些措施发，在建筑、结构和施工方面采取某些措施第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计一、一、建筑措施建筑措施1.1.建筑物的建筑物的体型体型应力求简单应力求简单平面形状简单，如用平面形状简单，如用“一一”字形建筑物；字形建筑物；立面体型变化不宜过大，砌体承重结构房屋高差不宜立面体型变化不宜过大，砌体承重结构房屋高差不宜 超过超过1212层。层。第第 2 2 章章 浅基础的设

50、计浅基础的设计2.2.控制建筑物长高比及合理布置纵横墙。控制建筑物长高比及合理布置纵横墙。 一般，二层以上的砌体承重房屋，当预估的最大沉降量一般，二层以上的砌体承重房屋，当预估的最大沉降量超过超过120mm120mm时，长高比不宜大于时，长高比不宜大于2.52.5；对于平面简单，内外墙；对于平面简单，内外墙贯通，横墙间隔较小的房屋，长高比的限制可放宽至不大于贯通，横墙间隔较小的房屋，长高比的限制可放宽至不大于3.03.0。不符合上述条件时，可考虑设置沉降缝。不符合上述条件时，可考虑设置沉降缝。第第 2 2 章章 浅基础的设计浅基础的设计3.3.设置沉降缝设置沉降缝 沉降缝是从屋面到基础把建筑物