第二章 浅基础地基计算.pdf

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1、1 基础工程设基础工程设基础工程设基础工程设 计原理计原理计原理计原理 主讲教师： 贾敏才主讲教师： 贾敏才 办 公 室：岩土大楼办 公 室：岩土大楼614 2 第二章 浅基础地基计算第二章 浅基础地基计算 第一节 概述第一节 概述 第二节 基础工程设计基本原理第二节 基础工程设计基本原理 第三节 浅基础的类型第三节 浅基础的类型 第四节 基础的埋置深度第四节 基础的埋置深度 补充材料 地基承载力补充材料 地基承载力(土质学与土力学 第九 章 土质学与土力学 第九 章) 第五节 地基承载力的确定第五节 地基承载力的确定 第六节 地基承载力的验算及基础底面尺寸的 确定 第六节 地基承载力的验算及

2、基础底面尺寸的 确定 第七节 地基的变形验算第七节 地基的变形验算 第八节 地基基础的稳定性验算第八节 地基基础的稳定性验算 第九节 减轻不均匀沉降危害的措施第九节 减轻不均匀沉降危害的措施 3 第一节 概述第一节 概述 一、基本概念一、基本概念 基础基础 浅基础浅基础 深基础深基础 地基地基 天然地基 人工地基 天然地基 人工地基 基 础基 础 上部上部结构结构 下卧层下卧层 持力层持力层 地基地基 二、 浅基础的荷载传递二、 浅基础的荷载传递 上部结构上部结构基础基础(应力和变形 )地基 (应力和变形 )地基 荷载荷载基底压力基底压力 4 基础具有基础具有承上启下承上启下的作用，一方面，基

3、础处于上 部结构荷载及地基反力的共同作用之下，承受由 此而产生的内力（ 弯矩、 剪力、 轴力和扭矩 等）； 另一方面，基础底面的反力则作为作用 在地基上的荷载，使地基产生应力和变形。因而 基础设计又称为 的作用，一方面，基础处于上 部结构荷载及地基反力的共同作用之下，承受由 此而产生的内力（ 弯矩、 剪力、 轴力和扭矩 等）； 另一方面，基础底面的反力则作为作用 在地基上的荷载，使地基产生应力和变形。因而 基础设计又称为地基基础设计地基基础设计，包括：地基计算 （ ，包括：地基计算 （稳定性和变形稳定性和变形）和基础结构设计（）和基础结构设计（强度、刚度、 耐久性 强度、刚度、 耐久性） 。）

4、 。 因此，进行地基基础设计时，应结合规范规定， 综合考虑建筑物使用要求建筑物使用要求、上部结构特点上部结构特点、地基 土体条件 地基 土体条件、环境条件环境条件、施工条件施工条件、工期条件工期条件和经 济性 经 济性等因素影响。 三、地基基础设计应考虑的主要因素三、地基基础设计应考虑的主要因素 5 四、地基基础设计的两种极限状态四、地基基础设计的两种极限状态 根据地基基础设计的基本原则，通常地基基 础的极限状态可分为以下两种： 根据地基基础设计的基本原则，通常地基基 础的极限状态可分为以下两种： ?承载能力极限状态承载能力极限状态：以结构内力（地基荷载） 超过其承载能力为依据各种失稳、结构破

5、坏。 ?正常使用极限状态：正常使用极限状态：以正常使用时结构（地基） 的变形、裂缝、振动参数（老化蠕变）超过允 许的的限值为依据。有时间接通过应力控制 （例如最大塑性深度的限制容许承载力） 6 一、建筑结构荷载一、建筑结构荷载建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009-2001 1、荷载分类1、荷载分类 (1)永久荷载：(1)永久荷载：在结构使用期间，其值不随时间变化，或 其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并 能趋于限值的荷载，以 在结构使用期间，其值不随时间变化，或 其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并 能趋于限值的荷载，以G表示。如结构自重、预应力、土 压力

6、、正常稳定水位的水压力等。 表示。如结构自重、预应力、土 压力、正常稳定水位的水压力等。 第二节 基础工程设计基本原理第二节 基础工程设计基本原理 (2)可变荷载：(2)可变荷载：在结构使用期间，其值随时间变化，且其 变化与平均值相比不可忽略不计的荷载，以 在结构使用期间，其值随时间变化，且其 变化与平均值相比不可忽略不计的荷载，以Q表示。如楼 面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载等。 表示。如楼 面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载等。 (3)偶然荷载：(3)偶然荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现， 其值很大且持续时间很短的荷载。如地震作用、爆炸力、 撞击力等。 在

7、结构使用期间不一定出现，一旦出现， 其值很大且持续时间很短的荷载。如地震作用、爆炸力、 撞击力等。 7 2、荷载的代表值：2、荷载的代表值： 荷载的代表值：荷载的代表值：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量 值。为更确切地反映其在设计中的特点，荷载可据不同设 计要求，规定不同的代表值，目前规范有以下四种代表值 设计中用以验算极限状态所采用的荷载量 值。为更确切地反映其在设计中的特点，荷载可据不同设 计要求，规定不同的代表值，目前规范有以下四种代表值 (1)标准值：(1)标准值：荷载基本代表值，为荷载基本代表值，为设计基准期设计基准期( (为确定可变 荷载代表值而选用的 为确定可变 荷载代表值而

8、选用的时间参数时间参数) )内最大荷载统计分布的特征值 （如均值或某个分位值），以下标 内最大荷载统计分布的特征值 （如均值或某个分位值），以下标K表示。表示。 (2)准永久值：(2)准永久值：在在设计基准期设计基准期内，其超越的总时间约为设 计基准期 内，其超越的总时间约为设 计基准期一半一半的荷载值。的荷载值。 ? 准永久值实际上是考虑了可变荷载作用的时间间歇性 和分布的不均匀性的一种折减。 准永久值实际上是考虑了可变荷载作用的时间间歇性 和分布的不均匀性的一种折减。 ? 准永久值等于荷载标准值乘以准永久值系数准永久值等于荷载标准值乘以准永久值系数 q（小于（小于 1.0） 8 2、荷载的

9、代表值(续)：2、荷载的代表值(续)： (3)组合值：(3)组合值：对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基 准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的效应概率趋 于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠 指标的荷载值。 对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基 准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的效应概率趋 于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠 指标的荷载值。 ?当结构承受两种或两种以上的可变荷载时，应采用荷载 的组合值。 当结构承受两种或两种以上的可变荷载时，应采用荷载 的组合值。 ? 组合值等于荷载标准值乘以组合值系数组合值等于荷载标准值乘以组合值系数 c（小于（小

10、于1.0） (4)频遇值：(4)频遇值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总 时间为规定的较小比率或超越概率为规定频率的荷载值。 对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总 时间为规定的较小比率或超越概率为规定频率的荷载值。 ? 频遇值等于荷载标准值乘以频遇值系数频遇值等于荷载标准值乘以频遇值系数 f（小于（小于1.0） 3、荷载的设计值：3、荷载的设计值：荷载代表值与荷载分项系数荷载代表值与荷载分项系数 的乘积。的乘积。 9 4、荷载组合4、荷载组合 荷载组合荷载组合是指按极限状态设计时，为保证结构的 可靠度而对同时出现的各种荷载设计值的规定。 在地基基础设计，常采用如下几种荷载组合： 是指按

11、极限状态设计时，为保证结构的 可靠度而对同时出现的各种荷载设计值的规定。 在地基基础设计，常采用如下几种荷载组合： = += n i QikcikQGk SSSS 2 1 (1)标准组合：(1)标准组合：按正常使用极限状态计算时，采用标准 值或组合值为荷载代表值的组合。 按正常使用极限状态计算时，采用标准 值或组合值为荷载代表值的组合。 正常使用极限状态下，对于标准组合，荷载效应组合的 设计值应按下式计算： 正常使用极限状态下，对于标准组合，荷载效应组合的 设计值应按下式计算： SQ1k: 在所有可变荷载效应中起控制作用的荷载效应在所有可变荷载效应中起控制作用的荷载效应 c：可变荷载的组合值系

12、数：可变荷载的组合值系数 10 4、荷载组合（续）4、荷载组合（续） f、q：分别为可变荷载的频遇值系数、准永久值系数：分别为可变荷载的频遇值系数、准永久值系数 = += n i QikqikQfGk SSSS 2 11 (3)准永久组合：(3)准永久组合：按正常使用极限状态计算时，对可变荷 载采用准永久值为荷载代表值的组合。 按正常使用极限状态计算时，对可变荷 载采用准永久值为荷载代表值的组合。 正常使用极限状态下，对于准永久组合，荷载效应组合 的设计值应按下式计算： 正常使用极限状态下，对于准永久组合，荷载效应组合 的设计值应按下式计算： = += n i QikqiGk SSS 1 (2

13、)频遇组合：(2)频遇组合：按正常使用极限状态计算时，对可变荷载 采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。 按正常使用极限状态计算时，对可变荷载 采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。 正常使用极限状态下，对于频遇组合，荷载效应组合的 设计值应按下式计算： 正常使用极限状态下，对于频遇组合，荷载效应组合的 设计值应按下式计算： 11 G 、 、 Qi ：分别为永久荷载、可变荷载的分项系数：分别为永久荷载、可变荷载的分项系数 (4)基本组合：(4)基本组合：承载能力极限状态计算时，永久作用与可变 作用的组合。 承载能力极限状态计算时，永久作用与可变 作用的组合。 承载能力极限状态下，对于可变荷

14、载控制的基本组合，荷 载效应组合的设计值应按下式计算： 承载能力极限状态下，对于可变荷载控制的基本组合，荷 载效应组合的设计值应按下式计算： = += n i QikciQiGkG SSS 1 承载能力极限状态下，对于永久荷载控制的基本组合，荷 载效应组合的设计值应按下式计算（ 承载能力极限状态下，对于永久荷载控制的基本组合，荷 载效应组合的设计值应按下式计算（也可取1.35倍荷载效 应标准组合值 也可取1.35倍荷载效 应标准组合值）：）： = += n i QikciQikQQGkG SSSS 2 11 (5)偶然组合：(5)偶然组合：承载能力极限状态计算时，永久作用、可变 作用和一个偶然

15、的组合。 承载能力极限状态计算时，永久作用、可变 作用和一个偶然的组合。 对于偶然组合，计算荷载效应组合的设计值时，偶然荷载的 代表值不乘分项系数，其他荷载可按实测或经验取代表值。 对于偶然组合，计算荷载效应组合的设计值时，偶然荷载的 代表值不乘分项系数，其他荷载可按实测或经验取代表值。 12 5、几种荷载组合在地基基础设计中的应用5、几种荷载组合在地基基础设计中的应用 ?按地基承载力确定基础底面积及埋深级配按单桩承载力确定桩 数时，荷载效应应按 按地基承载力确定基础底面积及埋深级配按单桩承载力确定桩 数时，荷载效应应按正常使用极限状态正常使用极限状态下荷载效应的下荷载效应的标准组合标准组合。

16、 相应的抗力应采用地基承载力 。 相应的抗力应采用地基承载力特征值特征值或单桩承载力或单桩承载力特征值特征值； ?计算地基变形时，荷载效应应按计算地基变形时，荷载效应应按正常使用极限状态正常使用极限状态下荷载效应 的 下荷载效应 的准永久组合准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为 地基 ，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为 地基变形允许值变形允许值； ?计算挡土墙的土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效 应按 计算挡土墙的土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效 应按承载能力极限状态承载能力极限状态下荷载效应的下荷载效应的基本组合基本组合，但其，但其分项系数 均为1

17、分项系数 均为1； ?在确定基础或承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构在确定基础或承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构 内力内力、确定配筋和验算材料强度时，荷载效应组合和相应的基 底反力，采用 、确定配筋和验算材料强度时，荷载效应组合和相应的基 底反力，采用承载能力极限状态承载能力极限状态下荷载效应的下荷载效应的基本组合基本组合，采用 相应的 ，采用 相应的分项系数分项系数。 ?基础裂缝验算，应按基础裂缝验算，应按正常使用极限状态正常使用极限状态下荷载效应的下荷载效应的标准组合标准组合 地基基础设计所采用的荷载效应最不利组合与相应 的抗力限值通常按下列规定： 地基基础设计所采用的荷

18、载效应最不利组合与相应 的抗力限值通常按下列规定： 13 二、地基基础设计的技术要求及原则二、地基基础设计的技术要求及原则 1、基本原则1、基本原则 建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)总则 中指出，建筑结构应满足下列要求： （1） 总则 中指出，建筑结构应满足下列要求： （1）安全性安全性：建筑结构应能承受在正常施工和正常使用 过程中可能出现的各种情况，在偶然事件发生时及发生 后，仍能保持必需的整体稳定性； （2） ：建筑结构应能承受在正常施工和正常使用 过程中可能出现的各种情况，在偶然事件发生时及发生 后，仍能保持必需的整体稳定性； （2）适用性

19、适用性：建筑结构在使用过程中应具有良好的工作 性能； （3） ：建筑结构在使用过程中应具有良好的工作 性能； （3）耐久性耐久性：建筑结构在正常维护条件下，应能完好地 使用到设计所规定的年限。 ：建筑结构在正常维护条件下，应能完好地 使用到设计所规定的年限。 建筑物地基承受上部结构及基础传来的全部荷载。因 此， 建筑物地基承受上部结构及基础传来的全部荷载。因 此，地基计算的基本原则地基计算的基本原则应从保证上部结构的安全性、 适用性和耐久性来考虑。 应从保证上部结构的安全性、 适用性和耐久性来考虑。 14 2、技术要求2、技术要求 地基基础设计应满足以下技术要求: (1)地基强度和稳定性要求：

20、地基土抵抗剪切破坏和防止丧 失稳定，应具有足够的安全度，其设计通式为： ss fp 式中： p 作用于地基土上的平均总压力，kPa ； fa地基抗力，kPa。 (2)地基变形要求：地基变形量s应小于地基允许变形值s ： (3)基础结构要求：基础结构应有足够的强度、刚度、耐久 性及抗裂。 15 三、地基基础设计方法三、地基基础设计方法 ?根据对荷载效应和地基承载力的取值方法不同， 地基基础设计有三种设计表达式： ?(1)容许承载力法 取荷载标准值（组合），安全度用承载力特 征值或允许承载力值控制； 式中：pk作用于地基土上的平均总压力,kPa； fa修正后的地基承载力特征值（允许值）,kPa a

21、k fp 注意：注意：在这种设计中，工程的安全性和可靠性是无 定量的概念的，是一种经验的设计方法。 16 三、地基基础设计方法（续）三、地基基础设计方法（续） ?(2)安全系数法 取荷载标准值（组合），地基承载力为极限 承载力，安全度用安全系数K控制： 式中：pk基础底面处的平均压力标准值, kPa； fu地基极限承载力, kPa； K安全系数。 K f p u k 注意：在这种设计中，工程安全程度用单一的安全系 数K（不随荷载和抗力离散性而变化）表示，但这 一安全系数反映多大的失事概率是不得而知的。 17 三、地基基础设计方法（续）三、地基基础设计方法（续） ?(3)分项系数法 取荷载设计值

22、，地基承载力为极限承载 力，安全度用分项系数控制： 式中： S 荷载效应基本组合或偶然组合的设计值 R 抗力设计值 注意：这种设计是以概率理论为基础的极限状态设计方法， 也称可靠度设计方法，工程安全程度用分项系数(与变异 系数与可靠度指标有关）表示，因岩土性质的变异性很 大，其抗力指标统计量尚少，短期内完全应用有一定困 难，目前地基承载力计算仅上海和港口地基规范采用该法。 RS 0 RR Ru =/ 18 四、地基基础设计等级四、地基基础设计等级（GB50007- 2002） ?我国的建筑地基基础设计规范（GB50007- 2002） 规定： 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基

23、 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 设计分为甲、乙、丙甲、乙、丙三个设计等级三个设计等级，设计时应据具体情况，按 照地基基础设计等级进行地基基础设计。 ?所有建筑物的地基计算均应满足承载力满足承载力计算的有关规定； ?设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计地基变形设计； ?部分设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，但特殊情 况下，仍应作变形验算变形验算； ?对经常受水平荷载作用的建筑物及斜坡上或边坡附近的建 筑物和构筑物，尚应验算其稳定性稳定性。 ?基坑工程应进行稳定性验算稳定性验算 ?当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问 题时，尚应进行抗浮验算抗

24、浮验算。 19 20 六、浅基础设计步骤六、浅基础设计步骤 ? 收集并分析相关资料，进行现场勘察；收集并分析相关资料，进行现场勘察； ? 选择基础的结构类型和建筑材料；选择基础的结构类型和建筑材料； ? 选择持力层，决定合适的基础埋置深度；选择持力层，决定合适的基础埋置深度； ? 确定地基的承载力；确定地基的承载力； ? 根据地基的承载力和作用在基础上的荷载组合， 初步确定基础的尺寸； 根据地基的承载力和作用在基础上的荷载组合， 初步确定基础的尺寸； ? 根据地基基础设计等级进行必要的地基验算。依据 验算结果，必要时需修改基础尺寸甚至埋置深度； 根据地基基础设计等级进行必要的地基验算。依据 验

25、算结果，必要时需修改基础尺寸甚至埋置深度； ? 进行基础结构设计及验算进行基础结构设计及验算 ? 编制基础的设计和施工图纸。编制基础的设计和施工图纸。 本 章 学 习 本 章 学 习 21 第三节 浅基础的类型第三节 浅基础的类型 1.1.根据基础所用根据基础所用材料的性能材料的性能：无筋扩展基 础 ：无筋扩展基 础（刚性基础）（刚性基础）和扩展基础和扩展基础（柔性基 础） （柔性基 础）。 2.2.根据根据形状和大小形状和大小：独立基础、条形基础 （包括十字交叉条形基础）、筏板基础、 箱形基础、及壳体基础等。 ：独立基础、条形基础 （包括十字交叉条形基础）、筏板基础、 箱形基础、及壳体基础等

26、。 3.3.根据基础所用根据基础所用材料材料：砖基础、三合土基 础、灰土基础、毛石基础、素砼或毛石 砼基础、钢筋砼基础等。 ：砖基础、三合土基 础、灰土基础、毛石基础、素砼或毛石 砼基础、钢筋砼基础等。 一、浅基础的分类一、浅基础的分类 22 无筋扩展基础无筋扩展基础：通常是由砖、块石、毛石、素砼、三 合土和灰土等材料做成的 通常是由砖、块石、毛石、素砼、三 合土和灰土等材料做成的墙下条形基础墙下条形基础或或柱下独立基础柱下独立基础。 优点优点：材料具有较好的材料具有较好的抗压性能抗压性能，稳定性好、施工简便、 造价低、能承受较大的竖向荷载。 ，稳定性好、施工简便、 造价低、能承受较大的竖向荷

27、载。 缺点缺点：自重大、材料抗拉、抗剪强度低，受构造限制， 一般基础的相对高度都比较大，基础埋深相对比较大， 因此为节省材料和减轻自重，基础常做成台阶形。 自重大、材料抗拉、抗剪强度低，受构造限制， 一般基础的相对高度都比较大，基础埋深相对比较大， 因此为节省材料和减轻自重，基础常做成台阶形。 适用范围适用范围：多用于多用于6层和层和6层以下（三合土基础不宜超 过层）民用建筑和轻型厂房 。 层以下（三合土基础不宜超 过层）民用建筑和轻型厂房 。 基本要求基本要求：基础外伸宽度和基础高度的比值在一定的 限度内，即 基础外伸宽度和基础高度的比值在一定的 限度内，即宽高比宽高比( (刚性角刚性角 二

28、、无筋扩展基础二、无筋扩展基础 )不能超过)不能超过规范规定的允许 值，以免基础内拉应力和剪应力超过材料强度设计值。 规范规定的允许 值，以免基础内拉应力和剪应力超过材料强度设计值。 23 墙下条形基础墙下条形基础 二、无筋扩展基础（续）二、无筋扩展基础（续） 柱下独立基础柱下独立基础 承重墙承重墙 24 二、无筋扩展基础（续）二、无筋扩展基础（续） 25 钢筋砼扩展基础钢筋砼扩展基础：主要有墙下钢筋砼独立基础、墙下钢 筋砼条形基础、柱下钢筋砼独立基础、柱下钢筋砼条形 基础、十字交叉条形基础、筏形基础和箱形基础等。 ：主要有墙下钢筋砼独立基础、墙下钢 筋砼条形基础、柱下钢筋砼独立基础、柱下钢筋

29、砼条形 基础、十字交叉条形基础、筏形基础和箱形基础等。 优点优点：材料具有较好的材料具有较好的抗剪和抗弯能力抗剪和抗弯能力，并具有耐久性 和抗冻性好、构造形式多样、可满足不同的建筑和结构 功能要求、能与上部结构结合成整体共同工作等。 ，并具有耐久性 和抗冻性好、构造形式多样、可满足不同的建筑和结构 功能要求、能与上部结构结合成整体共同工作等。 缺点缺点：需用较多钢筋，造价一般比无筋扩展基础高。需用较多钢筋，造价一般比无筋扩展基础高。 三、扩展基础三、扩展基础 适用范围适用范围：一般在竖向荷载较大、地基承载力不高并 受水平力和力矩作用、基础需要 一般在竖向荷载较大、地基承载力不高并 受水平力和力

30、矩作用、基础需要“宽基浅埋宽基浅埋”，且无筋扩 展基础不能满足要求的情况下使用 。 ，且无筋扩 展基础不能满足要求的情况下使用 。 26 柱下钢筋砼独立基础柱下钢筋砼独立基础，也是柱子基础的主要类型。其常 见构造形式有：现浇 ，也是柱子基础的主要类型。其常 见构造形式有：现浇台阶形台阶形、现浇锥形现浇锥形和预制杯口形。和预制杯口形。 （一）钢筋砼独立基础（一）钢筋砼独立基础 柱下钢筋砼独立基础的柱下钢筋砼独立基础的基础底面形状基础底面形状，对轴心荷载一般 为 ，对轴心荷载一般 为正方形正方形，对偏心荷载多采用，对偏心荷载多采用矩形矩形。 27 柱下钢筋砼独立基础柱下钢筋砼独立基础，也是柱子基础

31、的主要类型。其常 见构造形式有：现浇台阶形、现浇锥形和预制杯口形。 ，也是柱子基础的主要类型。其常 见构造形式有：现浇台阶形、现浇锥形和预制杯口形。 （一）钢筋砼独立基础（一）钢筋砼独立基础 台阶形钢筋砼独立基础台阶形钢筋砼独立基础锥形钢筋砼独立基础锥形钢筋砼独立基础 28 墙下钢筋砼独立基础墙下钢筋砼独立基础，是当上层土质松散，而在不深处 有较好的土层时，为了节约基础料和减少开挖土方量而 采用的一种基础形式。此时，砖墙砌在单独基础上边的 钢筋混凝土过梁上。过梁的跨度一般为 ，是当上层土质松散，而在不深处 有较好的土层时，为了节约基础料和减少开挖土方量而 采用的一种基础形式。此时，砖墙砌在单独

32、基础上边的 钢筋混凝土过梁上。过梁的跨度一般为35m。 （一）钢筋砼独立基础（一）钢筋砼独立基础 29 墙下钢筋砼条形基础墙下钢筋砼条形基础，一般用在上部结构荷载较大且土 性较差时。其横截面积根据受力条件，可分为 ，一般用在上部结构荷载较大且土 性较差时。其横截面积根据受力条件，可分为不带肋不带肋和和 带肋带肋两种，一般做成无肋式，若地基水平向压缩性不均 匀，为了增加基础的整体性，减少不均匀沉降，也可做 成肋式。 两种，一般做成无肋式，若地基水平向压缩性不均 匀，为了增加基础的整体性，减少不均匀沉降，也可做 成肋式。 （二）钢筋砼条形基础（二）钢筋砼条形基础 30 柱下钢筋砼条形基础柱下钢筋砼

33、条形基础，是指将若干柱子的基础连 成一条而构成的条形基础 ，是指将若干柱子的基础连 成一条而构成的条形基础。 （二）钢筋砼条形基础（二）钢筋砼条形基础 设置的目的设置的目的：将承受的集中柱荷载较均匀地分布 到扩展的条基基底面积上，减小地基反力，并通 过形成的整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。 将承受的集中柱荷载较均匀地分布 到扩展的条基基底面积上，减小地基反力，并通 过形成的整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。 31 32 柱下十字交叉钢筋砼条形基础柱下十字交叉钢筋砼条形基础，当单向条形基础 的底面不能承受上部结构荷载作用时，可把纵横 柱基础均连在一起，成为十字交叉条形基础。 ，当单向条形基

34、础 的底面不能承受上部结构荷载作用时，可把纵横 柱基础均连在一起，成为十字交叉条形基础。 （二）钢筋砼条形基础（二）钢筋砼条形基础 适用范围适用范围：可用于可用于10层以下民用住宅。层以下民用住宅。 柱柱 柱柱 底板底板 底板底板 梁梁 梁梁 33 钢筋砼筏形基础钢筋砼筏形基础，当地基承载力低，而上部结构的荷重又 较大，以致十字交叉条形基础仍不能提供足够的底面积来 满足地基承载力的要求，可采用钢筋混凝土满堂板基础， 即筏形基础。筏形基础可分为 ，当地基承载力低，而上部结构的荷重又 较大，以致十字交叉条形基础仍不能提供足够的底面积来 满足地基承载力的要求，可采用钢筋混凝土满堂板基础， 即筏形基础

35、。筏形基础可分为平板式平板式和和梁板式梁板式两类。两类。 （三）钢筋砼筏形基础（三）钢筋砼筏形基础 适用范围适用范围：可用于多层或高层民用住宅。可用于多层或高层民用住宅。 34 （三）钢筋砼筏形基础（三）钢筋砼筏形基础 35 钢筋砼箱形基础钢筋砼箱形基础，是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外 隔墙组成，形成一只刚度极大的箱子。其抗弯刚度比筏形 基础更大，可视为 ，是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外 隔墙组成，形成一只刚度极大的箱子。其抗弯刚度比筏形 基础更大，可视为绝对刚性基础绝对刚性基础。 （四）钢筋砼箱形基础（四）钢筋砼箱形基础 适用范围适用范围：当地基 承载力较低，上部结 构荷载较大时采用

36、十 字交叉条形基础或筏 板基础无法满足承载 力要求时，又不允许 采用桩基时，可采用 箱形基础。 当地基 承载力较低，上部结 构荷载较大时采用十 字交叉条形基础或筏 板基础无法满足承载 力要求时，又不允许 采用桩基时，可采用 箱形基础。 36 钢筋砼壳体基础钢筋砼壳体基础，其结构内力主要是轴向压力。 根据形状不同 ，其结构内力主要是轴向压力。 根据形状不同,可分为可分为M型组合壳、正圆锥壳和内 球外锥壳。 型组合壳、正圆锥壳和内 球外锥壳。 优点优点：(1)节省材料 和造价低。 节省材料 和造价低。(2)施工 时不必支摸 施工 时不必支摸,土方 挖运量少。 土方 挖运量少。 缺点缺点：施工技术要

37、 求较高，目前主要 用于筒形构筑物基 础。 施工技术要 求较高，目前主要 用于筒形构筑物基 础。 （五）钢筋砼壳体基础（五）钢筋砼壳体基础 37 第四节 基础的埋置深度第四节 基础的埋置深度 1.1.基础埋置深度基础埋置深度：指基础底面到天然地面（：指基础底面到天然地面（在填方在 上部结构施工前进行，自填土后的地面标高算起） 在填方在 上部结构施工前进行，自填土后的地面标高算起）的 垂直距离。 的 垂直距离。 2.2.合理确定基础埋深的重要性合理确定基础埋深的重要性：关系到建筑物的安 全和正常使用、施工难易程度、工期长短和造价 高低。 ：关系到建筑物的安 全和正常使用、施工难易程度、工期长短和

38、造价 高低。 3.3.浅基础埋深的确定原则浅基础埋深的确定原则：能浅埋尽量浅埋，但不 宜小于 ：能浅埋尽量浅埋，但不 宜小于0.5m，且基础顶面低于室外设计地面至少，且基础顶面低于室外设计地面至少 0.1m，并要求满足地基稳定性和变形条件。，并要求满足地基稳定性和变形条件。 一、概述一、概述 38 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 1、建筑物的用途及基础类型1、建筑物的用途及基础类型 1)1)首先决定于首先决定于建筑物的用途建筑物的用途，如有无地下室、设 备基础和地下设施，以及基础的类型和构造条 件等。 ，如有无地下室、设 备基础和地下设施，以及基础的类型和构造条 件等。 2)2)

39、因地基持力层倾斜和建筑物使用上的要求，应 将基础做成台阶形，由浅过度到深逐渐过渡， 其台阶高宽比一般为1：2，地基条件较好的可 为1：1。 因地基持力层倾斜和建筑物使用上的要求，应 将基础做成台阶形，由浅过度到深逐渐过渡， 其台阶高宽比一般为1：2，地基条件较好的可 为1：1。 3)3)地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱 形基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15。 地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱 形基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15。 4)4)如有管道与基础相交，基础埋深应低于管道。如有管道与基础相交，基础埋深应低于管道。 5)5)基础顶面一般要低于河流的最大冲刷线。基础顶面一

40、般要低于河流的最大冲刷线。 39 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 1、建筑物的用途及基础类型（续）1、建筑物的用途及基础类型（续） 40 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 2、荷载的大小和性质2、荷载的大小和性质 1) 对于只受对于只受垂直荷载垂直荷载作用的基础，可根据荷载的 大小经过地基承载力的计算，选择持力层，确 定埋深。 作用的基础，可根据荷载的 大小经过地基承载力的计算，选择持力层，确 定埋深。 2) 对于作用有较大2) 对于作用有较大水平荷载水平荷载的基础， 应满足稳 定性要求， 的基础， 应满足稳 定性要求，如位于岩石地基上的，应满足抗滑 要求；受有上拔力

41、的输电塔基础，应满足抗拔 要求；烟囱、水塔等高耸结构物，应满足抗倾 覆稳定性要求。 如位于岩石地基上的，应满足抗滑 要求；受有上拔力的输电塔基础，应满足抗拔 要求；烟囱、水塔等高耸结构物，应满足抗倾 覆稳定性要求。 3) 对于承受3) 对于承受动力荷载动力荷载的基础，不宜选择饱和疏松 的粉细砂作为持力层。 的基础，不宜选择饱和疏松 的粉细砂作为持力层。 41 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 3、工程地质和水文地质条件3、工程地质和水文地质条件 1) 工程地质条件是影响1) 工程地质条件是影响地基持力层地基持力层选择的重要因素。选择的重要因素。 42 3、工程地质和水文地质条件3、

42、工程地质和水文地质条件 2) 选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态: ?地下水位较低时，一般宜选择在地下水位以上;地下水位较低时，一般宜选择在地下水位以上; ?当基础不得不置于地下水内时，基底应置于最低水位 之下，即尽量避免置于水位升降幅度之内。 当基础不得不置于地下水内时，基底应置于最低水位 之下，即尽量避免置于水位升降幅度之内。 地下水位较低时的基础埋深地下水位较低时的基础埋深 最高地下水位最高地下水位 地下水位较高时的基础埋深地下水位较高时的基础埋深 最高地下水位最高地下水位 最低地下水位最低地下水位 升降幅度升降幅度 43 二、影响基础埋

43、深的因素二、影响基础埋深的因素 4、相邻建筑物基础埋深的影响4、相邻建筑物基础埋深的影响 1) 基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的埋深。基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的埋深。 2) 若基础埋深一定要超过原有建筑物，设计时 应考虑与原有基础保持一定的净距，一般取 相邻两基础底面高差的 若基础埋深一定要超过原有建筑物，设计时 应考虑与原有基础保持一定的净距，一般取 相邻两基础底面高差的12倍或采取其他加 固措施。 倍或采取其他加 固措施。 44 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 5、地基土冻胀和融陷的影响5、地基土冻胀和融陷的影响 1) 在季节性冻土地区，基础应埋在在季节性冻土地区，基础

44、应埋在冻结深度以下冻结深度以下。 原因原因：（水、温度、水力条件）：（水、温度、水力条件）若基础埋在冻胀土 内，由于土体冻结膨胀（本身水分和由未冻区迁移 来的水分冻结）在基础周围和基础底部产生 若基础埋在冻胀土 内，由于土体冻结膨胀（本身水分和由未冻区迁移 来的水分冻结）在基础周围和基础底部产生冻胀力冻胀力 使基础上抬。当温度升高土体解冻时，又由于土中 水分的高度集中，使土质变得十分松软而引起 使基础上抬。当温度升高土体解冻时，又由于土中 水分的高度集中，使土质变得十分松软而引起融陷融陷。 2) 季节性冻土季节性冻土按按土的类别土的类别、含水率含水率、地下水位距冻结 面的最小距离 地下水位距冻

45、结 面的最小距离、平均冻胀率平均冻胀率等将地基土的冻胀性分 为： 等将地基土的冻胀性分 为：不冻胀不冻胀、弱冻胀弱冻胀、冻胀冻胀、强冻胀强冻胀、特强冻胀特强冻胀。 45 二、影响基础埋深的因素二、影响基础埋深的因素 5、地基土冻胀和融陷的影响5、地基土冻胀和融陷的影响 46 5、地基土冻胀和融陷的影响5、地基土冻胀和融陷的影响 3)对不冻胀地基，基础埋深可不考虑冻胀深度的影响对不冻胀地基，基础埋深可不考虑冻胀深度的影响。 4) 对于其他情况，基础最小埋深需满足：对于其他情况，基础最小埋深需满足： dmin zd- hmax z zd d: : 设计冻深设计冻深 h hmax max： ：容许残

46、留冻土层最大厚度容许残留冻土层最大厚度 zd=z0 zs zw ze 标 准 冻 深 标 准 冻 深 土 的 类 别 冻 胀 性 环 境 土 的 类 别 冻 胀 性 环 境 影响系数影响系数 Z Z0 0 标准冻深： 标准冻深： 北京北京 0.81.0m 哈尔滨哈尔滨 2.0m 满洲里满洲里 2.8m 10年的实测最 大冻深平均值 年的实测最 大冻深平均值 47 三、补偿基础三、补偿基础 式中：式中： N-作用在基底的荷载，作用在基底的荷载，kPa； A -基础底面积，基础底面积，m2； d-基础的埋深，基础的埋深，m ； 0-埋深内土重度的加权平均值，埋深内土重度的加权平均值，kN/m3。

47、若基础的埋深若基础的埋深d达到达到N/Am，此时基底附加压力，此时基底附加压力p0 等于零，亦即建筑物的重力等于挖去的总土重。 这样的基础称为 等于零，亦即建筑物的重力等于挖去的总土重。 这样的基础称为全补偿基础全补偿基础。若。若p0大于零的基础 称为 大于零的基础 称为部分补偿基础部分补偿基础。以上二者统称为补偿基础。以上二者统称为补偿基础 dr A N pp c = 00 48 一、地基的承载性状一、地基的承载性状 建筑物荷载通过基础作用于地基，建筑物因地基问 题引起破坏，一般有两种情形： 建筑物荷载通过基础作用于地基，建筑物因地基问 题引起破坏，一般有两种情形： A.强度和稳定性要求A.

48、强度和稳定性要求 建筑物的基底压力应在地基允许的承载能力之内。建筑物的基底压力应在地基允许的承载能力之内。 B.变形要求B.变形要求 建筑物基础的最大沉降量或沉降差，应在允许范围内。建筑物基础的最大沉降量或沉降差，应在允许范围内。 地基承载力：地基承载力：地基承受荷载的能力，数值上用地基单位 面积上所能承受的荷载来表示,以kPa计 地基承受荷载的能力，数值上用地基单位 面积上所能承受的荷载来表示,以kPa计。 补充：地基承载力补充：地基承载力 极限承载力：极限承载力：地基土单位面积能承受的最大荷载。地基土单位面积能承受的最大荷载。 允许承载力：允许承载力：能保证建筑物正常使用所要求的地基承载力

49、能保证建筑物正常使用所要求的地基承载力。 49 1、地基变形的三个阶段1、地基变形的三个阶段 0 0 s ppcrpu a b ppcr a.线性变形阶段(压密阶段)a.线性变形阶段(压密阶段) oa段，荷载小，荷载与沉降关系接近于直 线，土中各点的 oa段，荷载小，荷载与沉降关系接近于直 线，土中各点的f f,地基处于弹性平衡 状态。 ,地基处于弹性平衡 状态。 b.弹塑性变形阶段(剪切阶段)b.弹塑性变形阶段(剪切阶段) ab段，沉降的增长率随荷载 的增大而增大，荷载与沉降 关系呈曲线，地基局部产生 剪切破坏，出现塑性变形区. ab段，沉降的增长率随荷载 的增大而增大，荷载与沉降 关系呈曲线，地基局部产生 剪切破坏，出现塑性变形区. pcrppu 塑性变 形区 塑性变 形区 在a点地基开始出现剪切破坏（即弹性变形 阶段的终点）时，地基所承受的最大基底 压力称为 在a点地基开始出现剪切破坏（即弹性变形 阶段的终点）时，地基所承受的最大基底 压力称