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1、2. 刚性基础与扩展基础刚性基础与扩展基础2021-07-1422021-07-1422.刚性基础与扩展基础基础结构构造要求基础结构构造要求基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法浅基础的设计计算（地基承浅基础的设计计算（地基承载力与变形验算）载力与变形验算）内容提要内容提要2021-07-1432021-07-1432.刚性基础与扩展基础n无筋扩展基础（或刚性基础）无筋扩展基础（或刚性基础）由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常
2、由台阶的由台阶的容许宽高比容许宽高比或或刚性角刚性角控制设计。控制设计。n钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础采用钢筋混凝土材料做成的基础，如柱下钢筋混如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。2.1 2.1 概概 述述2021-07-1442021-07-1442.刚性基础与扩展基础2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求图图2-12-1图图2.1 2.1 刚性基础构造示意刚性基础构造示意 d柱中纵向
3、钢筋直径柱中纵向钢筋直径2021-07-1452021-07-1452.刚性基础与扩展基础n砖基础砖基础n毛石基础毛石基础n素混凝土基础素混凝土基础上述基础材料都要符合强上述基础材料都要符合强度等级要求度等级要求n灰土基础灰土基础石灰和土（粘性土）按其石灰和土（粘性土）按其体积比体积比3：7或或2：8构成构成n三合土基础三合土基础由石灰：砂：碎砖（或碎由石灰：砂：碎砖（或碎石）按石）按1：2：41：3：6配成配成n刚性角刚性角(宽高比宽高比)： bi 任一台阶宽度任一台阶宽度(m); Hi 相应台阶高度相应台阶高度(m); tan 台阶宽高比的允许台阶宽高比的允许值，参照下述规范表格经值，参照
4、下述规范表格经验值选用验值选用2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求2021-07-1462021-07-1462.刚性基础与扩展基础基础材料质量要求台阶宽高比允许值pk100100pk200200pk300混凝土基础C15混凝土11.0011.0011.25毛石混凝土基础C15混凝土11.0011.2511.50砖基础砖不低于MU10,M15砂浆11.5011.5011.50毛石基础M15砂浆11.2511.50灰土基础体积比为37或28的灰土，其最小干密度：粉土1.55 t/m3；粉质粘土：1.50 t/m3；粘土：1.45 t/m311.2511.50三合土基础体积比为
5、124136（石灰砂骨料），每层约需铺220mm，夯至150mm11.5011.20刚性基础台阶宽高比允许值刚性基础台阶宽高比允许值2021-07-1472021-07-1472.刚性基础与扩展基础图图2.2 2.2 砖基础剖面图砖基础剖面图（a a）“两皮一收两皮一收”砌法；（砌法；（b b）“二一间隔收二一间隔收”砌法砌法2.1.12.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求2021-07-1482021-07-1482.刚性基础与扩展基础n刚性基础的特点刚性基础的特点稳定性好，施工简便稳定性好，施工简便用于用于6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等
6、；洞等；n刚性基础的局限性刚性基础的局限性当基础承受荷载较大时，用料多、自重大，埋深当基础承受荷载较大时，用料多、自重大，埋深也加大也加大 2.1.12.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求2021-07-1492021-07-1492.刚性基础与扩展基础2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础n 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用 的基础形式的基础形式n 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础 建筑物中的柱、桥梁中的墩常用基础形式建筑物中的柱、桥梁中的墩常用基础形式2021-07-14
7、102021-07-14102.刚性基础与扩展基础图图2.3 2.3 墙下钢筋混凝土扩展基础墙下钢筋混凝土扩展基础（a a）无肋；（）无肋；（b b）有肋）有肋2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求2021-07-14112021-07-14112.刚性基础与扩展基础 锥形基础边缘高不宜锥形基础边缘高不宜200mm，坡度，坡度i1:3；小于；小于250mm时可时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为300500mm。 垫层厚度一般为垫层厚度一般为100mm。 底板受力钢筋最小直径不宜底板受力钢筋最小直径不宜200mm和和100mm
8、。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜40mm，无垫层无垫层时不宜时不宜70mm。纵向分布筋直径纵向分布筋直径 8mm，间距，间距 300mm。 混凝土强度等级不宜低于混凝土强度等级不宜低于C20。 当地基软弱或承受差异荷载时，为增强基础的整体性和抗弯当地基软弱或承受差异荷载时，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。能力，可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。 根据经验根据经验,初选时基础的高度一般大于或等于初选时基础的高度一般大于或等于b/8。2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求2021
9、-07-14122021-07-14122.刚性基础与扩展基础图图2.4 2.4 柱下钢筋混凝土单独基础柱下钢筋混凝土单独基础（a a）台阶型；（）台阶型；（b b）锥台型；（）锥台型；（c c）杯口型）杯口型2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求2021-07-14132021-07-14132.刚性基础与扩展基础2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择n持力层持力层直接支撑基础的土层直接支撑基础的土层n下卧层下卧层持力层以下的各土层持力层以下的各土层n选择基础埋置深度选择基础埋置深度也就是选择合适的也就是选择合适的地地基持力层基持力层持持 力
10、力 层层下下 卧卧 层层图图2.5 2.5 基础埋置深度示意基础埋置深度示意2021-07-14142021-07-14142.刚性基础与扩展基础n应考虑因素：应考虑因素：建筑结构条件与场地环境条件建筑结构条件与场地环境条件工程地质条件工程地质条件水文地质条件水文地质条件地基冻融条件地基冻融条件2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择2021-07-14152021-07-14152.刚性基础与扩展基础结构条件结构条件荷载大小荷载大小荷载性质荷载性质场地环境场地环境图图2.6 2.6 相邻基础埋深相邻基础埋深2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择建筑结构条件与场地环境
11、条件建筑结构条件与场地环境条件2021-07-14162021-07-14162.刚性基础与扩展基础2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择场地环境条件场地环境条件n若满足图示（若满足图示（b3m，a2.5m ）则）则n条形基础条形基础n矩形基础矩形基础n不满足要求时，应进行地不满足要求时，应进行地基稳定性验算基稳定性验算d图图2.7 2.7 土坡坡顶处基础的埋深土坡坡顶处基础的埋深2021-07-14172021-07-14172.刚性基础与扩展基础n地基由多层土组成，上好下软，基础应尽量浅埋地基由多层土组成，上好下软，基础应尽量浅埋n地基上软下好，应具体分析，进行方案比较地基上
12、软下好，应具体分析，进行方案比较n地基在水平方向倾斜较大时，基础埋深如图处理地基在水平方向倾斜较大时，基础埋深如图处理2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 工程地质条件工程地质条件图图2.8 2.8 台台 阶阶 形形 过过 渡渡 处处 理理2021-07-14182021-07-14182.刚性基础与扩展基础2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 水文地质条件水文地质条件n遇水时，基底应尽量放在地下水位以上遇水时，基底应尽量放在地下水位以上n基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地下水水质问题下水水质问题n若遇承压水时，
13、应验算基坑的稳定性若遇承压水时，应验算基坑的稳定性n桥墩基础应埋置在最大冲刷线下一定深度桥墩基础应埋置在最大冲刷线下一定深度2021-07-14192021-07-14192.刚性基础与扩展基础图图2.9 2.9 基坑下埋藏有承压含水层的情况基坑下埋藏有承压含水层的情况2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 水文地质条件水文地质条件2021-07-14202021-07-14202.刚性基础与扩展基础n冻胀机理冻胀机理n冻胀现象冻胀现象n影响冻胀的因素（土类、地下水位及气温）影响冻胀的因素（土类、地下水位及气温）n冻融条件考虑冻融条件考虑先按规范进行地基土冻胀性的划分（五类），后
14、再先按规范进行地基土冻胀性的划分（五类），后再进行最小埋深进行最小埋深dmin的计算的计算 式中式中 hmax 基底下允许残留冻土层的最大厚度基底下允许残留冻土层的最大厚度 zd 设计冻深设计冻深2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 地基冻融条件地基冻融条件2021-07-14212021-07-14212.刚性基础与扩展基础 2.3 2.3 地基承载力地基承载力n定义：定义：地基土单位面积上承受荷载的能力称为地地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力基承载力n三个问题三个问题 地基承载力的基本概念及基本验算地基承载力的基本概念及基本验算 影响地基承载力大小的因素影响地基承
15、载力大小的因素 确定地基承载力的方法确定地基承载力的方法重点重点2021-07-14222021-07-14222.刚性基础与扩展基础2.3 2.3 地基承载力地基承载力 建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因：建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因：基础过大的沉降或沉降差基础过大的沉降或沉降差地基产生滑动破坏地基产生滑动破坏地基承载力设计原则n总总安全系数安全系数设计原则设计原则 n容许承载力设计原则，容许承载力设计原则，同时满足强度（同时满足强度（ps）条件）条件 n概率概率极限状态设计原则极限状态设计原则f fa a（特征值）（特征值）（特征值）（特征值）2021-07-14232021
16、-07-14232.刚性基础与扩展基础n建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范要求要求: : p pk相应于荷载效应标准组合时基底平均压力相应于荷载效应标准组合时基底平均压力p pkmax相应于荷载效应标准组合时基底边缘最大压力相应于荷载效应标准组合时基底边缘最大压力 f fa 修正后的地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值n 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范要求要求： max基底最大压应力基底最大压应力 修正后的地基承载力容许值修正后的地基承载力容许值2.3 2.3 地基承载力地基承载力基本验算基本验算2021-07-14242021-07-14242.刚性基础与扩展
17、基础 影响因素：影响因素：n 地基土的成因与堆积年代地基土的成因与堆积年代n 地基土的物理力学性质地基土的物理力学性质n 地下水地下水n 上部结构情况上部结构情况冲（洪）积土冲（洪）积土坡积土坡积土 2.3 2.3 地基承载力地基承载力2021-07-14252021-07-14252.刚性基础与扩展基础确定地基承载力的常用方法：确定地基承载力的常用方法：n按土的抗剪强度指标以理论公式计算按土的抗剪强度指标以理论公式计算n按现场载荷试验或其它原位试验确定按现场载荷试验或其它原位试验确定n按有关规范提供的承载力或经验公式确定按有关规范提供的承载力或经验公式确定 Pcr、 P1/4、 Pu原则：不
18、过分严格，也不随意简化2.3 2.3 地基承载力地基承载力2021-07-14262021-07-14262.刚性基础与扩展基础2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定n公式公式n来由来由 pu地基极限承载力，按魏锡克或汉森等地基极限承载力，按魏锡克或汉森等理论公式理论公式计算计算 A与土接触的有效基底面积与土接触的有效基底面积 A 基底面积基底面积 2021-07-14272021-07-14272.刚性基础与扩展基础魏锡克公式：魏锡克公式：魏锡克公式：魏锡克公式：2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定2021-07-14282021
19、-07-14282.刚性基础与扩展基础2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定汉森汉森汉森汉森公式：公式：公式：公式：图图图图2.102.102.102.102021-07-14292021-07-14292.刚性基础与扩展基础 2.3.2 2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定图图2.11 2.11 载荷试验示意图（堆载）载荷试验示意图（堆载）规范规定规范规定甲级甲级甲级甲级必须进行必须进行该法优点：成果可靠该法优点：成果可靠该法缺点：费时、耗资该法缺点：费时、耗资2021-07-14302021-07-14302.刚性基础与扩展基础2.3.2.3.2
20、按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定2021-07-14312021-07-14312.刚性基础与扩展基础 同一土层参加统计的试验点不应少于三点，符合要求后，取同一土层参加统计的试验点不应少于三点，符合要求后，取该平均值作为地基承载力特征值该平均值作为地基承载力特征值fakn np-sp-s线有明显比例界限时线有明显比例界限时线有明显比例界限时线有明显比例界限时( (密砂、硬土密砂、硬土密砂、硬土密砂、硬土) ) f fakak=p=p1 1n n极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且p pu u 2.02.0p p1 1时时时时, , 取取取取f fakak
21、= =0.50.5p pu un n当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定( (中、高压缩性土的缓变中、高压缩性土的缓变中、高压缩性土的缓变中、高压缩性土的缓变型曲线型曲线型曲线型曲线) )，取，取，取，取s s/ /b b=0.01=0.010.0150.015时对应荷载作为时对应荷载作为时对应荷载作为时对应荷载作为f fakak2.3.2 2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定图图2.12 2.12 按载荷试验确定地基承载力按载荷试验确定地基承载力(a)(a)低压缩性土；（低压缩性土；（b b）高压缩性土）高压缩性土2021-07-143
22、22021-07-14322.刚性基础与扩展基础方法：方法：方法：方法：(1)钻孔，贯入器放入孔底；钻孔，贯入器放入孔底；(2)63.5kg重锤以重锤以76cm高度自由下落将贯入器击入土中高度自由下落将贯入器击入土中15cm;(3)记录记录继续打入继续打入30cm的锤击数的锤击数N标贯试验得标贯试验得标贯击数标贯击数N修正后得标准贯入击数修正后得标准贯入击数N查查表得：表得：承载力标准值承载力标准值其他原位测试方法其他原位测试方法标准贯入试验标准贯入试验图图2.13 2.13 标准贯入器构造图标准贯入器构造图2021-07-14332021-07-14332.刚性基础与扩展基础其他原位测试其他
23、原位测试按静力触探试验确定地基承载力按静力触探试验确定地基承载力比贯入阻力比贯入阻力：根据比贯入阻力查经验根据比贯入阻力查经验表格或由经验公式计算表格或由经验公式计算确定承载力确定承载力特征值特征值图图2.14 2.14 静力触探示意图静力触探示意图2021-07-14342021-07-14342.刚性基础与扩展基础nGB50007(建规建规)推荐的公式推荐的公式(P1/4)n 条件：荷载偏心距条件：荷载偏心距e3m, d0.5m；修正后的地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值fa为为： fak从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力
24、特征值的地基承载力特征值 h hb、h hd分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查规范表格数，查规范表格n 承载力的修正（建规）承载力的修正（建规）承载力的修正（建规）承载力的修正（建规）：2.3.3 2.3.3 按地基规范承载力公式确定按地基规范承载力公式确定2021-07-14362021-07-14362.刚性基础与扩展基础 当当b2m, d3m，且，且h/b4，则容许承载力为：，则容许承载力为： 0当基础宽度当基础宽度b2m，埋深，埋深h3m时的容许承载时的容许承载力，查规范表确定（见下述步骤）力，查规范表确定（见下述步骤） k1、k2分别为
25、基础宽度和埋深的地基承载力修正分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查规范表系数，查规范表2.3.3 2.3.3 按地基规范承载力公式确定按地基规范承载力公式确定n 承载力的修正（桥规）承载力的修正（桥规）承载力的修正（桥规）承载力的修正（桥规）：2021-07-14372021-07-14372.刚性基础与扩展基础桥规桥规桥规桥规查表确定查表确定 0 0 的步骤的步骤： 定名Dr、N 查表得0 IL定态修正？前公式粘性土Ip砂类土（粒径级配）砂类土（粒径级配）Y=0N2021-07-14382021-07-14382.刚性基础与扩展基础各种地基规范承载力公式区别：各种地基规范承载力公式区
26、别：n建筑地基规范建筑地基规范与与公路桥涵地基规范公路桥涵地基规范的区别：的区别：前者无表，但容许制定地方性经验表格或规范；后前者无表，但容许制定地方性经验表格或规范；后者仍然保留全国统一的承载力表格者仍然保留全国统一的承载力表格n港口工程地基规范港口工程地基规范采用极限承载力除以抗力分采用极限承载力除以抗力分项系数的方法项系数的方法 2.3.3 2.3.3 按地基规范承载力公式确定按地基规范承载力公式确定 F Fk k地基极限承载力的竖向分力标准值地基极限承载力的竖向分力标准值 R R抗力分项系数抗力分项系数2021-07-14392021-07-14392.刚性基础与扩展基础【 例例 题题
27、 1 1 】n某桥梁基础，基础埋置深度某桥梁基础，基础埋置深度(一般冲刷线以下一般冲刷线以下)h5.2m，基础底面短边尺寸，基础底面短边尺寸b2.6m。地基土为一般。地基土为一般粘性土，天然孔隙比粘性土，天然孔隙比e0.85，液性指数，液性指数IL0.7，土在水面以下的重度土在水面以下的重度(饱和状态饱和状态)027kNm3。n要求按要求按公路桥涵地基规范公路桥涵地基规范： 查表确定地基土的容许承载力；查表确定地基土的容许承载力； 计算对基础宽度、埋深修正后的地基容许承载力。计算对基础宽度、埋深修正后的地基容许承载力。2021-07-14402021-07-14402.刚性基础与扩展基础【 例
28、例 题题 2 】n 某大学某大学4幢教职工住宅楼，均为幢教职工住宅楼，均为6层建筑。经岩土层建筑。经岩土工程勘察结果，该住宅楼地基分为下列工程勘察结果，该住宅楼地基分为下列4层：层： 表层为人工填土，层厚表层为人工填土，层厚1.0m2.7m； 第第层为粉土层，层厚层为粉土层，层厚0m2.7m； 第第层为粉砂层，层厚层为粉砂层，层厚1.3m2.9m； 第第层为粉质粘土，层厚超过层为粉质粘土，层厚超过6m。 对此粉质粘土层进行了标准贯入试验与轻型动力对此粉质粘土层进行了标准贯入试验与轻型动力触探试验等原位测试，并取原状土进行了物理力触探试验等原位测试，并取原状土进行了物理力学性试验。有关试验数据如
29、下表所示学性试验。有关试验数据如下表所示n要求：计算此粉质粘土的地基承载力。要求：计算此粉质粘土的地基承载力。2021-07-14412021-07-14412.刚性基础与扩展基础 粉质粘土层测试数据表粉质粘土层测试数据表测试项测试项目目数数 据据样样本数本数n平均平均值值标标准准贯贯入入试试验验N8.3，11.7，12.0，10.5，10.2，7.269.98轻轻型触探型触探试试验验N1026，56，49，39，53，47，45，43，72，26，33，37，33，35，491542.9孔隙比孔隙比e0.466，0.602，0.773，0.796，0.671，0.80860.716液性指数液
30、性指数IL0.47，0.58，0.72，0.78，0.66，0.7660.662021-07-14422021-07-14422.刚性基础与扩展基础承载力归总表承载力归总表 （多种方法综合确定多种方法综合确定多种方法综合确定多种方法综合确定）方方 法法依依 据据fak或或fa (kPa)标标准准贯贯入入试验试验修正后的修正后的锤击锤击数数N=6.83186轻轻型型动动力触探力触探试验试验修正后的修正后的锤击锤击数数N10=23172物理性物理性试验试验指指标标e=0.716, IL=0.66194理理论论公式公式j jk=20，ck=8 kPafa =276.32021-07-14432021
31、-07-14432.刚性基础与扩展基础2.4 2.4 刚性基础与扩展基础刚性基础与扩展基础 的设计计算的设计计算n 要点要点要点要点：地基承载力验算地基承载力验算地基承载力验算地基承载力验算基底合力偏心距验算基底合力偏心距验算基底合力偏心距验算基底合力偏心距验算地基与基础稳定性验算地基与基础稳定性验算地基与基础稳定性验算地基与基础稳定性验算基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）局部倾斜）局部倾斜）局部倾斜）2021-07-14442021-07-14442.刚性基础与扩展基础2.
32、4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算 按地基承载力计算基底尺寸按地基承载力计算基底尺寸A An 中心受荷基础中心受荷基础中心受荷基础中心受荷基础 图图图图2.15 2.15 2.15 2.15 中心荷载作用下的基础中心荷载作用下的基础中心荷载作用下的基础中心荷载作用下的基础要求：要求：2021-07-14452021-07-14452.刚性基础与扩展基础 方形基础方形基础 矩形基础矩形基础 （需先选定（需先选定b或或l，一般取，一般取l/ b 1.02.0 ） 条形基础条形基础 沿长度方向取沿长度方向取l m计算，则：计算，则： 2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算
33、2021-07-14462021-07-14462.刚性基础与扩展基础n 偏心受荷基础偏心受荷基础2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算Wx、Wy基底对基底对x和和y轴的截面抵抗矩，轴的截面抵抗矩，m3ex 、ey荷载对荷载对x轴和轴和y轴的偏心距，轴的偏心距，m 要求：要求：图图2.16 2.16 偏心荷载作用下的基础偏心荷载作用下的基础2021-07-14472021-07-14472.刚性基础与扩展基础n 偏心荷载下逐次渐近试算法求偏心荷载下逐次渐近试算法求偏心荷载下逐次渐近试算法求偏心荷载下逐次渐近试算法求A A思路思路：先试算，后验算先试算，后验算步骤：步骤：先按中心荷
34、载作用下的公式预估先按中心荷载作用下的公式预估A中中 取取A偏偏 =（1.11.4） A中中据据A偏偏初选边长初选边长l和和b验算偏心距验算偏心距e和基底边缘最大压力和基底边缘最大压力；调整调整l 和和b2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算2021-07-14482021-07-14482.刚性基础与扩展基础【例例2.1】柱截面柱截面300mm400mm，作用在柱底的，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载荷载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩，力矩80kNm，水平荷载，水平荷载13kN。其他参数见图。其他参数见图2.17 。 试根据试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。持力
35、层地基承载力确定基础底面尺寸。2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算2021-07-14492021-07-14492.刚性基础与扩展基础图图2.17 2.17 例例 题题 题题 图图2021-07-14502021-07-14502.刚性基础与扩展基础【 解解】 求地基承载力特征值求地基承载力特征值根据粘性土根据粘性土e0.7， IL0.78,查规范表得：查规范表得：b0.3，d1.6 。持力层承载力特征值持力层承载力特征值fa(先不考虑对基础宽度进行先不考虑对基础宽度进行修正修正)： 2021-07-14512021-07-14512.刚性基础与扩展基础 初步选择基底尺寸初步
36、选择基底尺寸计算基础和回填土重计算基础和回填土重Gk时的基础埋深时的基础埋深 d=1/2(1.0+1.3)=1.15m由公式：由公式： 由于偏心不大，基础底面积按由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即增大，即 初步选择基底尺寸初步选择基底尺寸 A=lb=2.41.6=3.84m2(3.88m2)，且，且 b=1.6m3m，不需再对，不需再对fa进行修正。进行修正。2021-07-14522021-07-14522.刚性基础与扩展基础 验算持力层地基承载力验算持力层地基承载力基础和回填土重基础和回填土重 偏心距偏心距 满足。满足。2021-07-14532021-07-14532.刚性基础与扩
37、展基础基底最大压应力基底最大压应力 ： （满足）（满足）最后，确定该柱基础底面长最后，确定该柱基础底面长l=2.4m ，宽，宽b=1.6m。2021-07-14542021-07-14542.刚性基础与扩展基础验算思路：验算思路：验算思路：验算思路：传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力，即：重应力之和不超过软弱下卧层的承载力，即： pz软弱下卧层顶面处的附加应力值软弱下卧层顶面处的附加应力值 pcz软弱下卧层顶面处土的自重应力值软弱下卧层顶面处土的自重应力值 fa软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基软弱下卧层顶面处经深度修正后
38、的地基 承载力特征值承载力特征值 2.4.2 2.4.2 软弱下卧层的验算软弱下卧层的验算2021-07-14552021-07-14552.刚性基础与扩展基础2.4.2 2.4.2 软弱下卧层的验算软弱下卧层的验算图图2.18 2.18 软弱下卧层顶面附加应力计算软弱下卧层顶面附加应力计算P Pz z计算计算压力扩散角法压力扩散角法矩形基础矩形基础：条形基础：条形基础：地基压力扩散角，查地基压力扩散角，查规范表确定规范表确定2021-07-14562021-07-14562.刚性基础与扩展基础【例例2.22.2】图中柱基础荷载标准值图中柱基础荷载标准值，若基础底面寸，若基础底面寸， 。试根据
39、图中资试根据图中资料验算基础底面是否满足地基承载力要求。料验算基础底面是否满足地基承载力要求。2.4.2 2.4.2 软弱下卧层的验算软弱下卧层的验算2021-07-14572021-07-14572.刚性基础与扩展基础图图2.19 2.19 例题题图例题题图2021-07-14582021-07-14582.刚性基础与扩展基础2.4.3 2.4.3 基础与地基的稳定性验算基础与地基的稳定性验算n 抗水平滑动的稳定性验算抗水平滑动的稳定性验算n 整体滑动稳定验算整体滑动稳定验算图图2.20 2.20 地基抗水平滑动地基抗水平滑动图图2.21 2.21 贯入软土层深处的圆弧滑动面贯入软土层深处的
40、圆弧滑动面安全系数：安全系数：2021-07-14592021-07-14592.刚性基础与扩展基础轴心荷载下基础结构设计轴心荷载下基础结构设计 (1) 地基净反力地基净反力pj 仅由基顶荷载设计值所产生的地仅由基顶荷载设计值所产生的地基反力，沿墙长取基反力，沿墙长取1m计算计算图图2.22 2.22 墙下钢筋混凝土条基受力墙下钢筋混凝土条基受力 p pj j作用下，图中作用下，图中-截面弯矩截面弯矩与剪力与剪力：V 图M 图2.4.4 2.4.4 钢筋混凝土扩展基础结构设计钢筋混凝土扩展基础结构设计n 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础2021-07-14602021-07-146
41、02.刚性基础与扩展基础 (2) (2) 基础底板高度基础底板高度 由于基础内不配箍筋和由于基础内不配箍筋和弯筋，故基础底板高度弯筋，故基础底板高度由砼的抗剪切条件确定：由砼的抗剪切条件确定： (3) 基础底板配筋基础底板配筋 每米墙长的受力钢筋截面每米墙长的受力钢筋截面 面积：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,0.9h0为截面为截面内力臂的近似值。内力臂的近似值。 ft砼轴心抗拉强度设计值砼轴心抗拉强度设计值 h截面高度影响系数截面高度影响系数2.4.4 2.4.4 钢筋混凝土扩展基础结构设计钢筋混凝土扩展基础结构设计2021-07-1461
42、2021-07-14612.刚性基础与扩展基础图图2.23 2.23 墙下钢筋混凝土条形基础的验算截面墙下钢筋混凝土条形基础的验算截面基础高度验算基础高度验算验算截面处的剪力验算截面处的剪力： a验算截面验算截面-距基础边缘距离距基础边缘距离n确定剪力后，基础有效高度确定剪力后，基础有效高度h0由混凝土抗剪条件确定由混凝土抗剪条件确定。基础底板配筋基础底板配筋由验算截面处的弯矩由验算截面处的弯矩M决定决定 p计算截面的地基净反力计算截面的地基净反力n确定弯矩后，可计算确定弯矩后，可计算基础底板的配筋面积。基础底板的配筋面积。偏心偏心荷载荷载2021-07-14622021-07-14622.刚
43、性基础与扩展基础n 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础基础底板厚度基础底板厚度由抗冲切验算定由抗冲切验算定中心中心荷载作用荷载作用：图图2.24 2.24 冲切破坏示意图冲切破坏示意图Fj地基净反力设计值，地基净反力设计值，Fj=PjAlam冲切破坏锥体最不利一侧计算长度冲切破坏锥体最不利一侧计算长度偏心偏心荷载作用时，将上式中的荷载作用时，将上式中的Pj换成换成Pjmax则可。则可。2.4.4 2.4.4 钢筋混凝土扩展基础结构设计钢筋混凝土扩展基础结构设计2021-07-14632021-07-14632.刚性基础与扩展基础基础底板配筋基础底板配筋由抗弯验算定由抗弯验算定轴心或偏
44、心荷载作用下，轴心或偏心荷载作用下，对矩形基础，当满足：对矩形基础，当满足： 台阶宽高比台阶宽高比2.5 偏心距偏心距el/6 图图2.25 2.25 矩形基础底板计算矩形基础底板计算求出求出M后，由此可计算底板长、后，由此可计算底板长、短边方向受力钢筋面积短边方向受力钢筋面积As和和As。n 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础2021-07-14642021-07-14642.刚性基础与扩展基础要求要求 s s s地基变形特征值地基变形特征值，包括：包括：沉降量、沉降差、倾沉降量、沉降差、倾 斜、局部倾斜。斜、局部倾斜。按土力学中的方法计算按土力学中的方法计算 s相应的允许地基变形
45、特征值，根据建筑物的结相应的允许地基变形特征值，根据建筑物的结构特征、使用条件和地基土的类别查规范确定构特征、使用条件和地基土的类别查规范确定2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算n基本概念基本概念2021-07-14652021-07-14652.刚性基础与扩展基础2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算地基地基变形变形指标指标图图 例例计算方法计算方法结构特点结构特点沉沉降降量量s1基础中基础中点沉降值点沉降值单层排架单层排架结构柱基结构柱基沉沉降降差差两相邻独两相邻独立基础沉立基础沉降量之差降量之差s= s1 s2框架结构框架结构2021-07-14662021-07-
46、14662.刚性基础与扩展基础2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算地基地基变形变形指标指标图图 例例计算方法计算方法 结构特点结构特点倾倾斜斜高耸结构高耸结构以及长高以及长高比很小的比很小的高层建筑高层建筑局局部部倾倾斜斜砌体承重砌体承重结构结构2021-07-14672021-07-14672.刚性基础与扩展基础建筑物的地基变形允许值建筑物的地基变形允许值变形特征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜结构0.0020.003工业与民用建筑相邻柱基的沉降差1.框架结构2.砌体墙填充的边排柱3.当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构0.002 L0.0007 L
47、0.005 L0.003 L0.001 L0.005 L单排排架结构（柱距为6m）柱基沉降量（mm）(120)200桥式吊车轨面的倾斜（按不调整轨道考虑）纵向横向0.0040.003多层和高层建筑的整体倾斜 Hg 2424Hg 6060Hg 100Hg 1000.0040.0030.00250.002提体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜 Hg 2020Hg 5050Hg 100100Hg 150150Hg 200200Hg 2500.0080.0060.0050.0040.0030.002高耸结构基础的沉降量（mm） Hg 100100Hg 200200Hg 2
48、504003002002021-07-14682021-07-14682.刚性基础与扩展基础n 减轻不均匀沉降损害的措施减轻不均匀沉降损害的措施采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础整体性较好的基础采用桩基或其他深基础采用桩基或其他深基础采用各种地基处理方法采用各种地基处理方法建筑、结构、施工方面的常用措施建筑、结构、施工方面的常用措施2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算2021-07-14692021-07-14692.刚性基础与扩展基础n 减轻不均匀沉降损害的减轻不均匀沉降损害的建筑措施建筑措施建筑体型力求简单建筑体型力
49、求简单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设置沉降缝设置沉降缝控制相邻建筑物基础的间距控制相邻建筑物基础的间距调整建筑物的局部标高调整建筑物的局部标高2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算2021-07-14702021-07-14702.刚性基础与扩展基础图图2.26 2.26 建筑物开裂实例图建筑物开裂实例图2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算n 减轻不均匀沉降损害的建筑措施减轻不均匀沉降损害的建筑措施2021-07-14712021-07-14712.刚性基础与扩展基础 设置沉降缝设置沉降缝 (a)(b)适于混合结构适于混合结构房屋房屋
50、；(c)适于框架结构房屋适于框架结构房屋 2021-07-14722021-07-14722.刚性基础与扩展基础减轻建筑物自重减轻建筑物自重设置圈梁设置圈梁减小或调整基底附加压力减小或调整基底附加压力上部结构采用非敏感性结上部结构采用非敏感性结构形式构形式2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算n 减轻不均匀沉降损害的结构措施减轻不均匀沉降损害的结构措施图图2.27 2.27 圈梁截面示意图圈梁截面示意图（a a）钢筋混凝土圈梁；）钢筋混凝土圈梁； （b b）钢筋砖带圈梁）钢筋砖带圈梁2021-07-14732021-07-14732.刚性基础与扩展基础合理安排施工次序合理安排施工次序