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1、 第2章 浅基础 2-1 概述概述 2-2 浅基础的类型浅基础的类型 2-3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 2-4 浅基础的地基承载力浅基础的地基承载力 2-5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 2-6 扩展基础设计扩展基础设计 2-8 减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施2-1 概 述天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础（本章讨论）（本章讨论）人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础2.1.1 浅基础设计内容浅基础设计内容2.1.2 浅基础设计方法浅基础设计方法2.1.3 地基基础设计原则地基基础设计原则1. 地基的类型地基的类型一般土质地基一般土质地基特殊土质地基特殊土
2、质地基土质地基土质地基岩石地基岩石地基土岩组合地基土岩组合地基天然地基天然地基换填地基换填地基强夯地基强夯地基压实地基压实地基灌浆地基灌浆地基复合地基复合地基人工地基人工地基地基地基2. 基础的类型柱柱下下独独立立基基础础墙墙下下条条形形基基础础刚刚性性基基础础（无无筋筋扩扩展展基基础础）柱柱下下独独立立基基础础墙墙下下条条形形基基础础钢钢筋筋混混凝凝土土扩扩展展基基础础柱柱下下条条形形基基础础筏筏板板基基础础箱箱形形基基础础浅浅基基础础桩桩基基础础沉沉井井基基础础沉沉箱箱基基础础地地下下连连续续墙墙基基础础组组合合型型深深基基础础深深基基础础基基础础2.1.1 浅基础设计内容浅基础设计内容主
3、要内容：主要内容：1.选择基础方案（确定材料、类型，进行基础平面布选择基础方案（确定材料、类型，进行基础平面布置）；置）；2.确定地基持力层和基础埋置深度；确定地基持力层和基础埋置深度；3.确定地基承载力；确定地基承载力；4.确定基础的底面尺寸，必要时进行地基变形与稳定确定基础的底面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性验算；性验算；5.进行基础结构设计（内力分析、截面计算、构造要进行基础结构设计（内力分析、截面计算、构造要求）；求）；6.绘制基础施工图，提出施工说明。绘制基础施工图，提出施工说明。2.1.2 浅基础设计方法浅基础设计方法常规设计法（简化计算法）、相互作用设计法。常规设计法（简化计算
4、法）、相互作用设计法。常规设计法要点：常规设计法要点：特点：特点：满足静力平衡条件；满足静力平衡条件；不满足变形协调条件。不满足变形协调条件。结论：结论：地基越软弱或越不均匀，按常地基越软弱或越不均匀，按常规设计法计算的结果与实际情规设计法计算的结果与实际情况的差别就可能越大。况的差别就可能越大。合理的设计方法：合理的设计方法：考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。考虑地基、基础与上部结构的相互作用（分析难度较大）。常规设计法适用条件：常规设计法适用条件：1.地基沉降较小或较均匀；地基沉降较小或较均匀；2.基础刚度较大。基础刚度较大。2.1.3 地基基础设计原则地基基础设计原则5
5、)地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其自重固结未完成时。地基内有厚度较大或厚薄不匀的填土，其自重固结未完成时。即应验算地基变形即应验算地基变形。标准值标准值设计值设计值按结构型式分按结构型式分：扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交：扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。叉条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。2.2.1 扩展基础扩展基础作用作用：把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载：把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求。力和变形的要求。2.2 浅基础类型浅基础类型按材料分按材料分：无筋基础（刚性基础）、钢筋
6、混凝土基础。：无筋基础（刚性基础）、钢筋混凝土基础。1. 无筋扩展基础无筋扩展基础指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需配置钢筋的配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础墙下条形基础或柱下独立基础。俗称。俗称“刚性基础刚性基础”。适用于适用于多层民用建筑和轻型厂房。多层民用建筑和轻型厂房。砖：强度等级不低于砖：强度等级不低于MU10。砂浆：不低于砂浆：不低于M5。在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采用水泥砂浆砌筑。用水泥砂浆砌筑。适用于适用于6层及层及6层以下的民用建筑和砖墙承层以下的民用建筑
7、和砖墙承重的厂房。重的厂房。(1)砖基础砖基础垫层作用垫层作用（素砼，（素砼，100厚，厚，C10）：）：保护坑底土体不被人为扰动和雨水浸泡；保护坑底土体不被人为扰动和雨水浸泡；改善基础的施工条件。改善基础的施工条件。(2)毛石基础毛石基础毛石毛石是指未经加工凿平的石料。是指未经加工凿平的石料。应采用未风化的硬质岩石，禁用风化应采用未风化的硬质岩石，禁用风化毛石。毛石。(3)灰土基础灰土基础石灰和土料按体积比石灰和土料按体积比3:7或或2:8拌和均匀，拌和均匀，在基槽内分层夯实（每层虚铺在基槽内分层夯实（每层虚铺220250mm,夯实至夯实至150mm）。）。灰土基础宜在比较干燥的土层中使用。
8、在我国华北和西北地灰土基础宜在比较干燥的土层中使用。在我国华北和西北地区，广泛用于区，广泛用于5层和层和5层以下的民用房屋。层以下的民用房屋。(4)三合土基础三合土基础由石灰、砂、骨料（矿渣、碎砖、碎石）加水混合而成。由石灰、砂、骨料（矿渣、碎砖、碎石）加水混合而成。体积比体积比1:2:4或或1:3:6。用于用于4层和层和4层以下的民用房屋。层以下的民用房屋。四合土基础四合土基础（南方个别地区用）：（南方个别地区用）：水泥：石灰：砂：骨料水泥：石灰：砂：骨料1:1:5:10或或1:1:6:12(5)砼基础砼基础C15。抗压强度、耐久性、抗冻性较好。抗压强度、耐久性、抗冻性较好。毛石砼基础毛石砼
9、基础： 在砼基础中埋入体积占在砼基础中埋入体积占25%30%的毛石，石块尺寸不宜的毛石，石块尺寸不宜超过超过300mm。 可节省水泥用量，减少水化热。可节省水泥用量，减少水化热。2. 钢筋砼扩展基础（简称扩展基础）钢筋砼扩展基础（简称扩展基础）特点特点：抗弯、抗剪性能较好，基础高度较小。：抗弯、抗剪性能较好，基础高度较小。(1)墙下钢筋砼条形基础墙下钢筋砼条形基础(a)(b)图2-3墙下钢筋混凝土条形基础 (a)无肋的； （b）有肋的底板肋垫层(2)柱下钢筋砼独立基础柱下钢筋砼独立基础 图图2-4 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础(a)阶梯形基础；阶梯形基础；(b)锥形基础；锥形基
10、础；(c)杯口基础杯口基础2.2.2 联合基础联合基础2.2.3 柱下条形基础柱下条形基础肋梁翼板(a)(b) 图2-6 柱下条形基础 (a）等截面的 （b）柱位处加腋的 特点特点：整体抗弯刚度较大，因而具有调整不均匀沉降的能力；整体抗弯刚度较大，因而具有调整不均匀沉降的能力；基底压力较均匀；基底压力较均匀；造价高于扩展基础。造价高于扩展基础。常用作常用作软弱地基或不均匀地基上框架或排架结构的基础。软弱地基或不均匀地基上框架或排架结构的基础。2.2.4 柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础2.2.5 筏形基础筏形基础特点特点： 底面积大，故可减小基底压力；可提底面积大，故可减小基底压力；可提高地基
11、承载力（尤其在有地下室时）；能高地基承载力（尤其在有地下室时）；能增强基础的整体性，调整不均匀沉降。增强基础的整体性，调整不均匀沉降。其他功能：见教材。其他功能：见教材。注意注意：当地基显著软硬不均时，要慎用。：当地基显著软硬不均时，要慎用。(1)墙下筏形基础墙下筏形基础 为一块厚度约为一块厚度约200300mm的钢筋砼平板。的钢筋砼平板。 主要在华东地区采用，浅埋或不埋。主要在华东地区采用，浅埋或不埋。 适用于适用于具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六层以下承重横墙较密的民用建筑。层以下承重横墙较密的民用建筑。硬土硬土软土软土(2)柱下筏形
12、基础柱下筏形基础(a)(b) 图 2-9 筏 形 基 础 （ a） 平 板 式 （ b） 梁 板 式2.2.6 箱形基础箱形基础柱外墙内横墙底板图2-10 箱形基础顶板特点：特点：刚度极大；抗震性能好；有补刚度极大；抗震性能好；有补偿效应。偿效应。地下室用途受限制；工期长；地下室用途受限制；工期长；造价高；施工技术复杂。造价高；施工技术复杂。 柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础又统称为础又统称为连续基础连续基础。2.2.7 壳体基础壳体基础（a）正圆锥壳（b）M形组合壳（c）内球外锥组合壳图211 壳体基础的结构型式其他基础：折板
13、基础等。其他基础：折板基础等。2-3 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 基础的埋置深度基础的埋置深度是指基础的底面至室外设计地面是指基础的底面至室外设计地面的距离。确定基础埋深时，除了要考虑持力层的情况的距离。确定基础埋深时，除了要考虑持力层的情况外，还应考虑使用功能、地下室、地下设施、基础形外，还应考虑使用功能、地下室、地下设施、基础形式、荷载、地质水文条件、相邻建筑物以及冻胀、冲式、荷载、地质水文条件、相邻建筑物以及冻胀、冲刷等因素。刷等因素。 基础埋深的确定原则基础埋深的确定原则是：是： 在保证安全可靠的前提下尽量浅埋。但基础埋在保证安全可靠的前提下尽量浅埋。但基础埋深不得小于深不得
14、小于0.5m，基础顶面距地面的距离宜大于，基础顶面距地面的距离宜大于0.1m。 同一建筑物下面各部分的基础埋深可以不一同一建筑物下面各部分的基础埋深可以不一致。致。 2.3.1 与建筑物有关的条件与建筑物有关的条件 1) 建筑物在使用功能和用途方面的要求；建筑物在使用功能和用途方面的要求； 2) 高层建筑；高层建筑； 3) 承受上拔力的基础；承受上拔力的基础； 4) 高耸结构；高耸结构； 5) 冷库等。冷库等。2.3.2 工程地质条件工程地质条件 持力层持力层 下卧层下卧层 软弱下卧层软弱下卧层对于中小型建筑物：对于中小型建筑物：良好土层良好土层坚硬、硬塑、可塑状态的粘性土层；密实或坚硬、硬塑
15、、可塑状态的粘性土层；密实或中密状态的砂土层和碎石土层；其他中低压中密状态的砂土层和碎石土层；其他中低压塑性土层。塑性土层。软弱土层软弱土层软塑、流塑状态的粘性土层；松散状态的砂软塑、流塑状态的粘性土层；松散状态的砂土层；未经处理的填土；其他高压缩性土层。土层；未经处理的填土；其他高压缩性土层。(1)良好良好土层土层埋深由其他条件和最小埋深确定。埋深由其他条件和最小埋深确定。浅埋，一般取浅埋，一般取d=0.51.5m。(2)软弱软弱土层土层12层：按情况层：按情况(1)处理处理35层：可采用连续基础方案、层：可采用连续基础方案、或人工地基方案。或人工地基方案。6层以上：桩基方案。层以上：桩基方
16、案。(3)软弱土层软弱土层良好土层良好土层h当当h2m时：按情况时：按情况(2)处理。处理。当当h短期承载力（超短期承载力（超强强固结土可能例外）。固结土可能例外）。详见课本。详见课本。2. 按地基载荷试验确定（最可靠）按地基载荷试验确定（最可靠）浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板载荷试验。浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验、螺旋板载荷试验。地基静载试验概况地基静载试验概况平板载荷试验装置示意图平板载荷试验装置示意图百分表百分表堆堆 载载荷载板荷载板主主梁梁平台平台千斤顶千斤顶优缺点：优缺点：能较好的反映天然土体的压缩性；试验工作量和 费用较大，时间较长。fa的确定方法：的确定方法：p
17、s图2-16 按载荷试验成果确定地基承载力特征值 （a）低压缩性土 （b）高压缩性土puupsp（a）（b）1p(1)当当ps曲线上有比例界限曲线上有比例界限p1时，取时，取fak=p1；确定地基承载力实测值确定地基承载力实测值：(2)当当pu2p1时，取时，取fak=pu/2；(3)当不能按上述二款要求确定时，可取当不能按上述二款要求确定时，可取s/b=0.010.015所对所对应的荷载作为应的荷载作为fak ，但其值不应大于最大加载量的一半。，但其值不应大于最大加载量的一半。 对同一土层，应选择三个以上的试验点，当试验实测值对同一土层，应选择三个以上的试验点，当试验实测值的极差（最大值与最
18、小值之差）不超过其平均值的的极差（最大值与最小值之差）不超过其平均值的30%时，时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值：3.按规范承载力表确定按规范承载力表确定野外鉴别结果野外鉴别结果室内物理力学指标室内物理力学指标现场动力触探试验锤击数现场动力触探试验锤击数fak注意注意：埋深埋深d的取法，见教材。的取法，见教材。 与土力学中介绍的理论公式具有相同的形式，与土力学中介绍的理论公式具有相同的形式，但两者含义不同。但两者含义不同。 还需要注意下列两点：还需要注意下列两点： 1）公式中已经包含了）公式中已经包
19、含了基础宽度和埋深的影响基础宽度和埋深的影响； 2）公式中的）公式中的b是指基础的是指基础的短边短边。4.按建筑经验确定按建筑经验确定基槽检验和地基的局部处理：基槽检验和地基的局部处理： 在基槽挖至接近槽底时，应由设计、施工和勘察人员对在基槽挖至接近槽底时，应由设计、施工和勘察人员对槽底土层进行检查，即所谓槽底土层进行检查，即所谓“验槽验槽”。 对没有地基勘察资料的轻型建筑物，地基浅层情况只能对没有地基勘察资料的轻型建筑物，地基浅层情况只能凭验槽了解；有地基勘察报告的工程，主要是核实勘察资料凭验槽了解；有地基勘察报告的工程，主要是核实勘察资料是否符合实际。是否符合实际。 通过验槽，可以判断持力
20、层的承载力、地基的均匀程度通过验槽，可以判断持力层的承载力、地基的均匀程度是否满足设计要求，以防止产生过量的不均匀沉降。是否满足设计要求，以防止产生过量的不均匀沉降。 验槽以细致的观察为主，辅以轻便简易的勘探方法，如验槽以细致的观察为主，辅以轻便简易的勘探方法，如轻便触探和夯击听音等。轻便触探和夯击听音等。 通过观察验槽和钎探后，如不满足要求，应根据具体情通过观察验槽和钎探后，如不满足要求，应根据具体情况更改设计或进行地基处理。对于槽底的局部人工填土和墓况更改设计或进行地基处理。对于槽底的局部人工填土和墓坑、松土坑、废井，一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分层坑、松土坑、废井，一般宜挖除并用碎石、
21、砂、灰土等分层回填夯实。对于局部松软土，一般应挖除至原土。回填夯实。对于局部松软土，一般应挖除至原土。 当上述挖、填方法由于施工困难等缘故而不宜采用时，当上述挖、填方法由于施工困难等缘故而不宜采用时，可考虑采用钢筋混凝土梁板基础，以跨越局部松软土，或采可考虑采用钢筋混凝土梁板基础，以跨越局部松软土，或采用增大基础埋深、扩大基础面积、布置联合基础、加设挤密用增大基础埋深、扩大基础面积、布置联合基础、加设挤密桩或局部设置桩基等方法加以解决。桩或局部设置桩基等方法加以解决。 当柱基或部分基槽下方存在过于坚硬的旧基础、树根和当柱基或部分基槽下方存在过于坚硬的旧基础、树根和岩石等障碍物时，均应尽可能挖除
22、，以防建筑物产生不均匀岩石等障碍物时，均应尽可能挖除，以防建筑物产生不均匀沉降或开裂。沉降或开裂。2.4.3 地基变形验算地基变形验算 建筑物的地基变形计算值建筑物的地基变形计算值应不大于地基变形允许值应不大于地基变形允许值 ，即要求满足下列条件：，即要求满足下列条件： （215215）回顾回顾地基变形按其特征可分为四种：地基变形按其特征可分为四种：沉降量沉降量独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均 沉降值；沉降值；沉降差沉降差相邻两个柱基的沉降量之差；相邻两个柱基的沉降量之差；倾斜倾斜基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；基础倾斜方向两端
23、点的沉降差与其距离的比值；局部倾斜局部倾斜砌体承重结构沿纵向砌体承重结构沿纵向6 610m10m内基础两点的沉降差内基础两点的沉降差与其距离的比值。与其距离的比值。不同结构类型需验算的地基变形：不同结构类型需验算的地基变形：砌体承重结构砌体承重结构：由：由局部倾斜局部倾斜控制；控制；框架结构和单层排架结构框架结构和单层排架结构：由：由沉降差沉降差控制；控制；高耸结构和高层建筑高耸结构和高层建筑：由建筑物的：由建筑物的整体倾斜整体倾斜（特别是横向整（特别是横向整 体倾斜）控制，必要时应控制体倾斜）控制，必要时应控制平均沉降量平均沉降量。沉降观测沉降观测 在必要情况下，需要分别在必要情况下，需要分
24、别预估预估建筑物在施工期间和使用期建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施工顺序。此时，一般多层建筑物在施工期间完成连接方法和施工顺序。此时，一般多层建筑物在施工期间完成的沉降量，的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已完成对于砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上，对以上，对于其他低压缩性土可认为已完成最终沉降量的于其他低压缩性土可认为已完成最终沉降量的50%80%，对，对于中压缩性土可认为已完成于中压缩性土可认为已完成20%50%，对于高压缩性土可认，对于高压缩性土可认为已完成为已完成5%
25、20% 。 如果地基变形计算值如果地基变形计算值大于地基变形允许值大于地基变形允许值 ，一般可，一般可以先考虑适当以先考虑适当调整调整基础底面尺寸（如增大基底面积或调整基底基础底面尺寸（如增大基底面积或调整基底形心位置）或埋深，如仍未满足要求，再考虑是否可从建筑、形心位置）或埋深，如仍未满足要求，再考虑是否可从建筑、结构、施工诸方面采取有效措施以防止不均匀沉降对建筑物的结构、施工诸方面采取有效措施以防止不均匀沉降对建筑物的损害，或改用其他地基基础设计方案。损害，或改用其他地基基础设计方案。 wwGkkkkhdAFAGFpdpppmcd0室内外平均埋深室内外平均埋深从已固结完毕的从已固结完毕的老
26、天然地面算起老天然地面算起注意以下三式中注意以下三式中d的区别：的区别： 2.5 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 2.5.1 按地基持力层承载力计算基底尺寸按地基持力层承载力计算基底尺寸1.轴心荷载作用轴心荷载作用要求：要求：pk fawwGkkkkhdAFAGFpwwGakhdfFA柱下独立基础：柱下独立基础：wwGakhdfFb墙下条形基础：墙下条形基础：wwGakhdfFbb、l 宜为宜为100mm的整数倍。的整数倍。 某粘性土重度某粘性土重度m为为18.2kN/m3 ，孔隙比，孔隙比e=0.7，液性指数，液性指数IL=0.75，地基承载力特征值，地基承载力特征值fak为为220k
27、Pa。现修建一外柱基础，。现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载作用在基础顶面的轴心荷载Fk830kN，基础埋深（自室外地，基础埋深（自室外地面起算）为面起算）为1.0m，室内地面高出室外地面，室内地面高出室外地面0.3m，试确定方形基，试确定方形基础底面宽度。础底面宽度。 【解解】 先进行地基承载力深先进行地基承载力深度修正。自室外地面起算的基础度修正。自室外地面起算的基础埋深埋深d=1.0m ,查表查表25，得，得d=1.6，由式（由式（214）得修正后的地基承）得修正后的地基承载力特征值为：载力特征值为：例题例题22fa= fak +dm (d -0.5) =220 +1.618.2
28、(1.0-0.5)=235 kPamdfFbGak98. 115. 120235830取取b=2m。因。因b3m，不必进行承载力，不必进行承载力宽度修正。宽度修正。计算基础及其上土的重力计算基础及其上土的重力Gk时的基础埋深为：时的基础埋深为：d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范围内没有地下水，。由于埋深范围内没有地下水，hw=0。由。由式（式（219）得基础底面宽度为：）得基础底面宽度为：2.偏心荷载作用偏心荷载作用要求：要求：pk fapkmax 1.2 fa （2-21）e l/6（或（或pkmin0） （2-24）kkkGFMelepblMhdblFpkkwwGkk616
29、2max其中试算法步骤：试算法步骤：（1）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值）进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值fa。（2）根据荷载偏心情况，将按轴心荷载作用计算得到的基底）根据荷载偏心情况，将按轴心荷载作用计算得到的基底面积增大面积增大10%40%，即取，即取wwGakhdfFA)4 . 11 . 1 (（3）选取基底长边）选取基底长边l与短边与短边b的比值的比值n（一般取（一般取n2），于是有），于是有nblnAb（4 4）考虑是否应对地基承载力进行宽度修正。如需要，在承）考虑是否应对地基承载力进行宽度修正。如需要，在承 载力修正后，重复上述载力修正后，重复上述2
30、2、3 3两个步骤，使所取宽度前后两个步骤，使所取宽度前后 一致。一致。 （5）计算偏心距）计算偏心距e和基底最大压力和基底最大压力pkmax，并验算是否满足式，并验算是否满足式 （221）和（）和（224）的要求。）的要求。 （6）若）若b、l 取值不适当（太大或太小），可调整尺寸再行取值不适当（太大或太小），可调整尺寸再行 验算，如此反复一二次，便可定出合适的尺寸。验算，如此反复一二次，便可定出合适的尺寸。 同例题同例题22，但作用在基础顶面处的荷载还有力矩，但作用在基础顶面处的荷载还有力矩200kNm和水平荷载和水平荷载20kN（见例图（见例图2-3），试确定矩形基础底），试确定矩形基础
31、底面尺寸。面尺寸。 -0.300.00830kN20kNpk maxpk min例图2-32400Gk1000600700200kN.m解解 （1）初步确定基础底）初步确定基础底面尺寸面尺寸考虑荷载偏心，将基底面积考虑荷载偏心，将基底面积初步增大初步增大20%，由式（，由式（225）得）得25 . 415. 1202358302 . 12 . 1mdfFAGak例题例题23取基底长短边之比取基底长短边之比n=l/b=2，于是，于是mnblmnAb0 . 35 . 125 . 12/5 . 4因因b=1.5m3m，故，故fa无需作宽度修正。无需作宽度修正。 （2）验算荷载偏心距）验算荷载偏心距e
32、基底处的总竖向力：基底处的总竖向力：Fk+Gk= 830+201.53.01.15= 933.5 kN基底处的总力矩：基底处的总力矩： Mk= 200+200.6 = 212 kNm偏心距：偏心距： e = Mk/ ( Fk+Gk ) =212/ 933.5 = 0.227 m 1.2fa = 282 kPa （不行）（不行） （4）调整底面尺寸再验算）调整底面尺寸再验算 取取b=1.6m，l=3.2m，则，则Fk+Gk= 830+201.63.21.15= 947.8 kN e=212/947.8=0.224m )(2 . 19 .262)2 . 3224. 061 (2 . 36 . 18
33、 .947max可以akfkPap所以基底尺寸为所以基底尺寸为1.6m3.2m。 -0.300.00830kN20kNpk maxpk min例图2-32400Gk1000600700200kN.m2.5.2 地基软弱下卧层承载力验算地基软弱下卧层承载力验算E软弱下卧层E图2-17 软弱下卧层验算dzzp要求：要求： z +czfaz 标准值标准值仅作深度修正仅作深度修正E软弱下卧层E图2-17 软弱下卧层验算dzzp矩形基础：矩形基础：tan2tan2cdkzzbzlplb条形基础：条形基础：tan2zzbpbcdk地基压力扩散角地基压力扩散角值值 表表2-72-7Es1/Es2z=0.25
34、bz0.50b3623 510 25 1020 30 注：注：z0.25b 时取时取 =0，必要时，必要时， 宜由试验确定；宜由试验确定；z0.50b时时值不变。值不变。 例图例图2-5中的柱下矩形基础底面尺寸为中的柱下矩形基础底面尺寸为 5.4m2.7m，试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。满足要求。例题例题25 解解 持力层承载力验算持力层承载力验算b=0，d=1.0 ,则则 fa=209+1.018.0(1.8-0.5)=232.4 kPaFk+Gk=1800+220+202.75.41.8=2545kNkN
35、Mk=950+1801.2+2200.62=13302kNkNm m )(4 .2326 .1744 . 57 . 22545可以kPafkPaAGFpakkk)(9 . 06512. 025451302可以mlmGFMekkk)(9 .2782 . 19 .2734 . 5512. 0616 .17461max可以kPafkPaleppakk软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算 由由Es1/Es2=7.5/2.5=3, z/b=2.5/2.70.50,查表查表2 -7得得 =23，tan = 0.424。 tan2tan2zbzlplbcdkzkPa2 .57424. 05 . 227
36、. 2424. 05 . 224 . 58 . 10 .186 .1747 . 24 . 5cz = 18.01.8+(18.7-10)2.5 =54.2 kPa 3/6 .123 . 42 .54mkNzdczmfaz = 75+1.012.6(4.3-0.5)=122.9 kPa cz + z =54.2+57.2 =111.4 kPa faz （可以）（可以） 2.5.3 按允许沉降差调整基础底面尺寸（看）按允许沉降差调整基础底面尺寸（看）(1)基底尺寸对沉降的影响基底尺寸对沉降的影响s=(1-2)bp0/E0 (2-31)a. 对比按对比按pk=fa原则设计的两个基础原则设计的两个基础
37、（基底压力相同）（基底压力相同） 因为因为、p0、E0为常量，所有为常量，所有s b ,故基础底面故基础底面积越大，沉降越大。积越大，沉降越大。b.对同一基础而言对同一基础而言（F常量）常量）p0F/A s (1-2)F/lE0 (2-32)故加大基础底面积（故加大基础底面积（l 增大）或长宽比增大）或长宽比n（减小）可以减小）可以减少沉降量。减少沉降量。(2)减少沉降量的措施减少沉降量的措施a.加大底面积加大底面积A(A加大加大10%，沉降约减少，沉降约减少4.6%)；b.增大长宽比增大长宽比n(当当n从从1增大到增大到3时，沉降约减少时，沉降约减少6%)。2.5.4 地基稳定性验算地基稳定
38、性验算 对于经常承受水平荷载作用的高层建筑对于经常承受水平荷载作用的高层建筑 、高耸结构，以、高耸结构，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应对地基进及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，应对地基进行稳定性验算。行稳定性验算。 1.2 (2-42) SRMMK倾覆力矩倾覆力矩稳定力矩稳定力矩dab 当基础底面边长不大于当基础底面边长不大于3m时，基础的位置应满足下列条件：时，基础的位置应满足下列条件：m5 . 2tan5 . 3dba条形基础条形基础m5 . 2tan5 . 2dba矩形基础矩形基础 图图2-6 不不满足上述条件时，应采用圆弧滑面法进行稳定性检算。满足上述条件时，应
39、采用圆弧滑面法进行稳定性检算。2.6 扩展基础设计扩展基础设计2.6.1 无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计要求：要求：为基础的刚性角tan20bbh表表2-9 2-9 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 砖基础砖基础俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑方式有方式有两皮一收两皮一收和和二一间隔收二一间隔收（又称两皮一收与一皮一收相（又称两皮一收与一皮一收相间）两种（图间）两种（图2-232-23）。两皮一收是每砌两皮砖，即）。两皮一收是每砌两皮砖，即120mm120mm，收进收进1/41/4砖长，即砖长，即60mm
40、60mm；二一间隔收是从底层开始，先砌两；二一间隔收是从底层开始，先砌两皮砖，收进皮砖，收进1/41/4砖长，再砌一皮砖，收进砖长，再砌一皮砖，收进1/41/4砖长，如此反复。砖长，如此反复。 毛石基础毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于的每阶伸出宽度不宜大于200mm200mm，每阶高度通常取每阶高度通常取400400600mm600mm，并由两层毛石，并由两层毛石错缝砌成。错缝砌成。混凝土基础混凝土基础每阶高度不应小于每阶高度不应小于200mm200mm，毛，毛石混凝土基础每阶高度不应小于石混凝土基础每阶高度不应小于300mm300mm。灰土基础灰土基础施工时每层虚铺灰土施工时每层虚铺灰土220
41、220250mm250mm，夯，夯实至实至150mm150mm，称为，称为“一步灰土一步灰土”。根据需要可。根据需要可设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为300mm300mm或或450mm450mm，三合土基础厚度不应小于，三合土基础厚度不应小于300mm300mm。 无筋扩展基础也可由无筋扩展基础也可由两种材料叠合组成两种材料叠合组成，例，例如，上层用砖砌体，下层用混凝土。如，上层用砖砌体，下层用混凝土。 例例某承重墙厚某承重墙厚240mm240mm，作用于地面标高处的轴心荷载，作用于地面标高处的轴心荷载标标准值准值Fk=180kN/m，基础埋深，基础埋深d=
42、1m，地基承载力特征值，地基承载力特征值fa=220kPa，要求：要求：(1)(1) 确定墙下条形基础的底面宽度；确定墙下条形基础的底面宽度；(2)(2)按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮 一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；(3)(3)按毛石基础设计，并画出剖面示意图；按毛石基础设计，并画出剖面示意图；(4)(4)按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。 解解(1)(1)基础宽度基础宽度 mdfFbGak9 . 0120220180(2)(2)
43、按砖基础设计按砖基础设计为符合砖的模数，取基底宽度为符合砖的模数，取基底宽度b=0.96m，则砖基础所需的台阶，则砖基础所需的台阶数为：数为： 6602240960n(3)(3)按毛石基础设计按毛石基础设计 基底宽度取基底宽度取0.9m，基础分二阶砌筑，每阶高度为，基础分二阶砌筑，每阶高度为400mm，每阶伸出宽度均小于，每阶伸出宽度均小于200mm 。(4)(4)按混凝土基础设计按混凝土基础设计 混凝土强度等级采用混凝土强度等级采用C15，基底宽度取，基底宽度取0.9m，基础分二，基础分二阶，第一阶高度阶，第一阶高度250mm，伸出宽度，伸出宽度180mm，台阶宽度比为，台阶宽度比为180:
44、250=1:1.39；第二阶高度；第二阶高度200mm，伸出宽度，伸出宽度150mm，台，台阶宽高比为阶宽高比为150:200=1:1.33。由。由p=fa=220kPa查表得台阶宽高查表得台阶宽高比的允许值为比的允许值为1:1.25，符合要求。，符合要求。 2.6.2 墙下钢筋砼条形基础设计墙下钢筋砼条形基础设计 仅由基础顶面的荷载所产生的地基反力，称为仅由基础顶面的荷载所产生的地基反力，称为地基净反力地基净反力，并以，并以pj表示。表示。 对条形基础：对条形基础：pj=F/b对矩形基础：对矩形基础：pj=F/bl F为设计值为设计值1.1.构造要求构造要求 梯形截面基础（图梯形截面基础（图
45、2-222-22）的边缘高度，）的边缘高度，一般不小于一般不小于200mm200mm；基础高度小于等于；基础高度小于等于250mm250mm时，可做成等厚度板。时，可做成等厚度板。 底板受力钢筋的最小直径不宜小于底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm和小于和小于100 mm。当有垫层时，混凝土的保护层净厚度。当有垫层时，混凝土的保护层净厚度不应小于不应小于40mm，无垫层时不应小于，无垫层时不应小于70mm。纵向分布筋直径。纵向分布筋直径不小于不小于8mm ，间距不大于，间距不大于300mm，每延米分布钢筋的面积应，每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积
46、的不小于受力钢筋面积的1/10. 基础下的垫层厚度一般为基础下的垫层厚度一般为100mm，(见见下图下图）每边伸出基础）每边伸出基础50100mm，垫，垫层混凝土强度等级应为层混凝土强度等级应为C10。返回混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于C20。 当基础宽度大于或等于当基础宽度大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长时，底板受力钢筋的长度可取基础宽度的度可取基础宽度的0.9倍，并交错布置。倍，并交错布置。 (6)当地基软弱时，为了减少不均匀沉降的影响，基础截当地基软弱时，为了减少不均匀沉降的影响，基础截面可采用带肋的板，肋的纵向钢筋按经验确定。面可采用带肋的板，肋的纵向钢筋按经验确定
47、。 (7)基础底板在基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度可布置到主要受力方向底板宽度1/4处（图处（图2-21a）。）。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置（图在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置（图2-21b）。）。2.轴心荷载作用轴心荷载作用(1)基础高度基础高度计算截面位置：计算截面位置：b1基础悬臂部分计算截面的挑出基础悬臂部分计算截面的挑出 长度，如图长度，如图2-222-22：当墙体材料为混凝当墙体材
48、料为混凝土时，土时，b1为基础为基础边缘至墙脚的距离；边缘至墙脚的距离；当为砖墙且放脚不大于当为砖墙且放脚不大于1/41/4砖长时，砖长时，b1为基础边缘至墙脚距离加上为基础边缘至墙脚距离加上0.06m0.06m。 基础内不配箍筋和弯起筋，故基础内不配箍筋和弯起筋，故基础高度由混凝土基础高度由混凝土的受剪承载力确定的受剪承载力确定： V0.7 f t h0 （2-452-45） 式中式中V为剪力设计值：为剪力设计值：V= pj b1 （2-462-46）于是于是)472(7 .00tfVh基础底板配筋基础底板配筋悬臂根部的最大弯矩设计值悬臂根部的最大弯矩设计值M为：为：基础每米长的受力钢筋截面
49、面积：基础每米长的受力钢筋截面面积：式中式中As钢筋面积；钢筋面积； fy钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值；h0基础有效高度，基础有效高度，0.90.9h0为截面内力臂的近似值。为截面内力臂的近似值。 2121bpMj09 . 0hfMAys3.偏心荷载作用（自学）偏心荷载作用（自学）【例2-7】某砖墙厚240mm，相当于荷载效应标准组合及基本组合时作用在基础顶面的轴心荷载分别为144KN/m和190KN/m，基础埋深为0.5m，地基承载力特征值为fak=106KPa，拟按钢筋混凝土条形基础设计该基础。 链接2.6.3 2.6.3 柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计 1
50、.构造要求构造要求 阶梯形基础每阶高度一般为阶梯形基础每阶高度一般为300300500mm 500mm ，当基础高度，当基础高度大于等于大于等于600mm600mm而小于而小于900mm900mm时，阶梯形基础分二级；当基础时，阶梯形基础分二级；当基础高度大于等于高度大于等于900mm900mm时，则分三级。当采用锥形基础时，其时，则分三级。当采用锥形基础时，其边缘高度不宜小于边缘高度不宜小于200mm200mm，顶部每边应沿柱边放出，顶部每边应沿柱边放出50mm 50mm 。 柱下钢筋混凝土基础的柱下钢筋混凝土基础的受力筋受力筋应双向配置。现浇柱的纵应双向配置。现浇柱的纵向钢筋可通过插筋锚入