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1、任务9天然地基上的浅基础的设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望任务任务9-1 天然地基上浅基础的基本知识天然地基上浅基础的基本知识 1.根据受力条件天然地基浅基础可以分根据受力条件天然地基浅基础可以分为为1.1刚性基础刚性基础1.2柔性基础柔性基础优先选用：优先选用：天然地基上浅基础天然地基上浅基础刚性基础 特点：特点：（1）砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低砖、石、灰土、素混凝土等材料抗拉强度很低（2）有基础台阶宽高比）有基础台阶宽高比(刚
2、性角刚性角)要求要求适用条件适用条件：多层民用建筑和轻型厂房多层民用建筑和轻型厂房柱下单独基础柱下单独基础墙下条形基础墙下条形基础柔性基础特点（特点（1）钢筋混凝土材料）钢筋混凝土材料 （2）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求适用条件：宽基浅埋适用条件：宽基浅埋2.浅基础的类型根据结构形式，天然地基浅基础可以分为:2.1刚性扩大基础2.2单独和联合基础2.3条形基础2.4筏板和箱形基础强强度度问问题题变变形形问问题题地基中的应力状态地基中的应力状态上部结构荷载上部结构荷载（自重应力（自重应力 附加应力）附加应力）地基基础示意图地基基础示意图任务任务9-2天然
3、地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计房屋建筑浅基础的设计：房屋建筑浅基础的设计：地基基础设计地基基础设计地基计算 基础设计 控制地基的变形：正常使用极限状态 地基的稳定性验算：斜坡，高耸结构基础结构的强度刚度耐久性防止地基强度破坏：承载力极限状态建筑物的型式与功能上部结构荷载资料场地勘察与室内试验资料场地施工技术条件基础型式方案比较拟定基础型式及平面布置确定基础埋深必要时的验算（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基底平面尺寸计算地基承受荷载基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋）编制施工说明、绘施工图计算地基净反力不满足设设计计步步骤骤基底压力基底压力附加应力附加应力地基沉
4、降变形地基沉降变形基底反力基底反力基础结构的外荷载基础结构的外荷载上部结构的自重及各上部结构的自重及各种荷载都是通过基础种荷载都是通过基础传到地基中的。传到地基中的。上部结构上部结构基础基础地基地基建筑物设计建筑物设计 常规设计法常规设计法将地基、基础、上部将地基、基础、上部结构三者分离，分别对三者进行计算。结构三者分离，分别对三者进行计算。优缺点优缺点：计算简单（不考虑三者共同作计算简单（不考虑三者共同作用）；满足静力平衡条件；忽略三者受用）；满足静力平衡条件；忽略三者受荷后变形的连续性；不经济、不合理荷后变形的连续性；不经济、不合理。适用条件适用条件：沉降较小或较均匀；基础刚沉降较小或较均
5、匀；基础刚度大。度大。常见浅基础特点总结常见浅基础特点总结单独基础单独基础 柱下条形基础柱下条形基础 筏形和箱形基础筏形和箱形基础基底面积越来越大基底面积越来越大、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
6、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 桥桥梁梁浅浅基基础础设设计计步步骤骤No1.1.基础埋置深度的确定基础埋置深度的确定2.2.刚性扩大基础尺寸的拟定刚性扩大基础尺寸的拟定4.4.基底合力偏心距验算基底合力偏心距验算6.6.地基稳定性验算地基稳定性验算基础设计图、施工图、预算书基础设计图、施工图、预算书3.3.地基承载力验算地基承载力验算 5.5.基础稳定性验算基础稳定性验算7.7.基础沉降验算基础沉降验算1.基础埋置深度的确定在确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的持力层上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降
7、差。此外还要使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保基础的安全。确定基础的埋置深度时，必须综合考虑各种因素的作用。2.刚性扩大基础尺寸的拟定主要根据基础埋置深度确定基础平面尺寸和基础分层厚度。3.地基承载力验算地基承载力验算包括持力层强度验算、软弱下卧层验算。4.基底合力偏心距验算控制基底合力偏心距的目的是尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降，使墩、台发生倾斜，影响正常使用。若使合力通过基底中心，虽然可得均匀的应力，但这样做非但不经济，往往也是不可能的，设计时一般以基底不出现拉应力为原则，只要控制其偏心距e不超过某一数值即可。5.基础稳定性
8、验算基础稳定性验算包括基础倾覆稳定性验算和基础滑动稳定性验算。6.地基稳定性验算位于软土地基上较高的桥台需验算桥台沿滑裂曲面滑动的稳定性，基底下地基如在不深处有软弱夹层时，在台后土推力作用下，基础也有可能沿软弱夹层土的层面滑动。7.基础沉降验算基础的沉降验算包括沉降量，相邻基础沉降差，基础由于地基不均匀沉降而发生的倾斜等。减轻不均匀沉降的建筑措施：减轻不均匀沉降的建筑措施：1、建筑物的体型应力求简单、建筑物的体型应力求简单平面：一字形立面：高差最好不超过二层建筑物立面高差过大建筑物立面高差过大 2、设置沉降缝、设置沉降缝 沉降缝从上部结构檐口到基础底面将建筑物分割成两个或多个独立单元 沉降缝要
9、求：分割出的独立单元（或沉降单元），应满足体形简单、长高比小、结构类型不变和所在处的地基比较均匀等条件的要求。沉降缝作用：调整不均匀沉降。沉降缝设置的位置注意事项：注意事项：沉降缝内填塞杂物、两单元对倾过大、宽度不足，沉降缝失效（1）控制建筑物的长高比长高比：建筑物长高比是指它的长度L与其高度（屋顶檐口至基底的距离）Hf之比（2）合理布置纵、横墙：砌体结构 3、加强建筑物的整体刚度、加强建筑物的整体刚度建筑物过长：长高比建筑物过长：长高比7.6:17.6:12.53.0决定相邻建筑物基础间净距的指标：决定相邻建筑物基础间净距的指标：4、恰当安排相邻建筑物基础间的净距、恰当安排相邻建筑物基础间的
10、净距（1）同期建造的两相邻建筑物，低（或轻）者受高（或重）者的影响；（2）不同期建造的两相邻建筑物，原有建筑物受邻近新建高（或重）的建筑物的影响。相邻基础相邻基础附加应力叠加附加应力叠加不均匀沉降不均匀沉降受影响建筑（被影响者）影响建筑（产生影响者）刚度（长高比）预估平均沉降量 （地基压缩性、建筑规模）由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触对于不同期建造的两相邻建筑物，原有建筑物受邻近新建高（或重）的建筑物的影响。修建新建筑物：引起原有建筑物开裂修建新建筑物：引起原有建筑物开裂5、调整建筑物各部分的标高、调整建筑物各部分的标高原理原理：根据可能产生
11、的不均匀沉降，将预估沉降量大的部分标高提高，待其沉降后达到预定的标高，与沉降小的部分协调一致。（1）室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量予以提高；（2）建筑物各部分（或设备之间）有联系时，可将沉降较大者标高提高；（3）建筑物与设备之间，应留有足够的净空；（4）当有管道穿过建筑物时，应预留足够尺寸的孔洞，或采用柔性的管道接头。减轻不均匀沉降的结构措施：减轻不均匀沉降的结构措施：1、减轻建筑物自重、减轻建筑物自重减轻墙重量：采用多孔砖，轻质墙等。选用轻型结构：采用预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构及各种轻型空间结构。减少基础和回填土重量：如采用空心基础、壳体基础、以及加空地板代替厚填土等。2、设
12、置圈梁、基础梁（地圈梁）、设置圈梁、基础梁（地圈梁）平面内形成平面内形成闭合闭合的网状系统的网状系统。钢筋混凝土圈梁 钢筋砖圈梁（或钢筋砖带）增强建筑物的抗弯刚度增强建筑物的抗弯刚度 3、减小或调整基底附加压力、减小或调整基底附加压力减小基底附加压力减小基底附加压力：减轻建筑物自重设置地下室（或半地下室、架空层）改变基底尺寸改变基底尺寸：4、采用非敏感性结构采用非敏感性结构排架、三铰拱等铰接结构排架、三铰拱等铰接结构选择和调整基础底面尺寸调整基底压力减少沉降差减轻不均匀沉降的施工措施：减轻不均匀沉降的施工措施：1、合理安排施工程序、合理安排施工程序先重后轻（先建重的部分）先高后低（先建高的部分）先主体后附属(先建主体的部分)2、基础周围不宜堆载、防止施工的不利影响、基础周围不宜堆载、防止施工的不利影响 打桩，强夯，井点降水、深基坑开挖3、保护基底的地基土、保护基底的地基土 土的结构性 保持地基土的原状结构 开挖基槽时，保留约200mm；防水