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1、第七章第七章天天 然然 地地 基基 上上 的的 浅浅 基基 础础一、地基基础的重要性与复杂性1）地基基础的重要性2）地基基础的复杂性3）地基基础设计考虑因素第一节第一节 概述概述紧贴7号楼北侧在短期内堆土过高，最高处达10米左右。与此同时，紧临大楼南侧的地下车库基坑正在开挖，开挖深度达米。大楼两侧的压力差使土体产生水平位移，过大的水平力超过了桩基的抗侧能力，导致房屋倾倒。概述概述二、基础方案的类型：二、基础方案的类型：天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础桩桩基础基础人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础深基础深基础换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等人工地基：
2、人工地基：埋深埋深5m5m特殊方法施工特殊方法施工考虑侧壁阻力作用考虑侧壁阻力作用沉井基础沉井基础沉箱基础沉箱基础桩基础也属深基础桩基础也属深基础浅基础：浅基础：埋深小于埋深小于5m5m，或者埋深大于，或者埋深大于5m5m，但是小于，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。不是简单的深浅概念。概述概述FdG主主要要受受力力层层持力层（受力层）持力层（受力层）下卧层下卧层条形基础条形基础 3b独立基础独立基础 且且 5m（二层以下民用建筑除外）（二层以下民用建筑除外）主要受力层深度：主要受力层深度：1 1、选择基础的材料
3、和类型、选择基础的材料和类型2 2、选择基础的埋置深度、选择基础的埋置深度3 3、确定地基承载力、确定地基承载力4 4、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸，必要时、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸，必要时进行下卧层强度验算。进行下卧层强度验算。5 5、进行必要的地基验算（包括变形与稳定、进行必要的地基验算（包括变形与稳定 性验算）性验算）6 6、进行基础的高度设计、进行基础的高度设计7 7、绘基础施工图、绘基础施工图三、三、天然地基上浅基础的设计内容与步骤天然地基上浅基础的设计内容与步骤一、浅基础的类型一、浅基础的类型按基础刚度分按基础刚度分无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础（刚性基础）单
4、独基础（独立基础）、条形基础、单独基础（独立基础）、条形基础、筏型基础、箱型基础、壳型基础筏型基础、箱型基础、壳型基础按结构形式分按结构形式分扩展基础（柔性基础）扩展基础（柔性基础）第二节第二节 浅基础的类型浅基础的类型(一一)无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础（刚性基础）适用于多层民用建筑和轻型厂房适用于多层民用建筑和轻型厂房1）砌筑材料）砌筑材料砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土2）受力特点）受力特点抗压性能好，抗拉、抗剪能力差抗压性能好，抗拉、抗剪能力差3）结构特点）结构特点优点：稳定性好，施工方便，能承受较大荷载优点：稳定性好，施工方
5、便，能承受较大荷载缺点：自重大缺点：自重大4）构造）构造满足台阶宽高比允许值（刚性角）的要求满足台阶宽高比允许值（刚性角）的要求刚性基础破坏简图刚性基础破坏简图1.砖基础 用途：多用于低层建筑的墙下基础；在寒冷而又潮湿的用途：多用于低层建筑的墙下基础；在寒冷而又潮湿的地区采用不理想。地区采用不理想。优点优点:可就地取材可就地取材,建筑方便建筑方便;缺点缺点:强度低且抗冻性差强度低且抗冻性差.要求要求:砖强度砖强度=mu10,=mu10,砂浆强度砂浆强度=m5;=m5;大放脚大放脚:砖基础剖面一般砌成阶梯形砖基础剖面一般砌成阶梯形.优点优点:抗冻性比较好抗冻性比较好,在寒冷地区可用于在寒冷地区可
6、用于6 6层以上的建筑层以上的建筑;要求要求:强度等级强度等级=mu20=mu20的毛石的毛石,砂浆强度砂浆强度=m5=m5砌筑而成砌筑而成;2.毛石基础3.混凝土毛石混凝土基础混凝土基础混凝土基础:强度、耐久性和强度、耐久性和抗冻性均比较好，其混凝土强抗冻性均比较好，其混凝土强度等级一般采用度等级一般采用C15C15，常用于，常用于较大的墙柱基础较大的墙柱基础毛石混凝土基础：为了节约混毛石混凝土基础：为了节约混凝土用量，可在混凝土内掺入凝土用量，可在混凝土内掺入15%25%15%25%（体积比）的毛石。（体积比）的毛石。4.灰土基础特点：灰土基础造价低可节省特点：灰土基础造价低可节省材料，多
7、用于材料，多用于5 5层以下的民用层以下的民用建筑。建筑。灰土：是用熟化石灰和粉土或灰土：是用熟化石灰和粉土或粘性土拌合而成。粘性土拌合而成。（二）扩展基础（柔性基础）由钢筋混凝土材料修建的基础称为柔性基础。在基础内配置足够的钢筋来承受拉应力或弯矩，使基础在受弯时不致破坏。这种基础不受刚性角的限制，基础剖面可以做成扁平形状，用较小的基础高度把上部荷载传到较大的基础底面上去，以适应地基承载力的要求。重要的建筑物或利用地基表土硬壳层，设计宽浅埋以解决存在软弱下卧层强度太低时，常采用钢筋混凝土扩展技术。柔性基础需用钢材、水泥，技术复杂，造价较高。1.墙下钢筋混凝土条形基础当上部结构荷载较大而地基土较
8、软弱时。抗弯和抗剪性能良好，耐久性和抗冻性都较理想。2.柱下独立基础独立基础是柱下基础的基本形式抗弯和抗剪性能良好，耐久性和抗冻性都较理想柱下钢筋混凝土条形基础当柱承受荷载较大而地基土软弱，采用柱下独立基础，基础底面积大的几乎相互连接柱下十字交叉基础对于荷载较大的高层建筑，如果地基软弱土且在两个方向分布不均，需要基础纵横两向都有一定的抗弯刚度来调整基础的不均匀沉降。筏形基础对于地基很软弱，荷载很大，采用十字交叉基础仍不能满足要求；或相邻基础距离很小，或设置地下室时，可把基础底板做成一个整体的等厚度的钢筋混凝土板，形成无梁式筏形基础。平板式梁板式箱形基础当柱荷载很大，地基又特软弱，基础可作成由钢
9、筋混凝土底板、顶板、侧墙及纵横墙组成箱形基础。优点：整体性好，抗弯刚度大且空腹、埋深等特点。第三节第三节 基础埋置深度基础埋置深度原则：原则：在保证建筑物基础安全在保证建筑物基础安全稳定、耐久使用的前提稳定、耐久使用的前提下，尽量浅埋下，尽量浅埋基本要求：基本要求：1）除岩石以外，）除岩石以外，d大于大于50cm（表土扰动，植（表土扰动，植物，冻融，冲蚀）物，冻融，冲蚀）2）基础顶距离表土大于）基础顶距离表土大于10cm。3）桥要求在冲刷深度以下）桥要求在冲刷深度以下从室外地面标高到基础底面的距离称为基础的埋置深度。基础埋置深度基础埋置深度1)1)建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小建筑物的
10、用途、结构类型及荷载性质与大小一、确定基础埋置深度，应考虑的因素一、确定基础埋置深度，应考虑的因素 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。地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修。荷载荷载承受较大水平荷载的基础，必须加大埋深 承受上拔力的基础，也要求有较大的埋深 承受振动荷载的基础，不选易液化的土层作为持力层 基础埋置深度基础埋置深度2)2)工程地质和水文地质条件工程地质和水文地质条件尽量在地下水位以上尽量在地下水位以上,否则开挖降水否则开挖降水,费用大费用大有有承压水时，防止承压水顶破基底承压水时，防止承压水顶破基底基坑基坑基础埋置深度基
11、础埋置深度根据土层分布情况确定根据土层分布情况确定在满足其在满足其他要求下他要求下尽量浅埋尽量浅埋只有低层房只有低层房屋可用，否屋可用，否则处理则处理尽量浅埋。尽量浅埋。但是如但是如h h1 1太太小就为小就为IIIIh1 5m桩基桩基或处理；或处理；好土好土软土软土好土好土 I II III IV好土好土软土软土软土软土(很深很深)h1基础埋置深度基础埋置深度3)3)地基土的冻胀地基土的冻胀基础埋置深度基础埋置深度冻土冻土多年冻土（冻结时间多年冻土（冻结时间 3 3年年）季节性冻土季节性冻土发生冻胀的条件发生冻胀的条件（1 1）土的条件）土的条件 一般是细颗粒土一般是细颗粒土（2 2）温度条
12、件）温度条件 低于冻结温度低于冻结温度（3 3）水力条件）水力条件 含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重外因外因内因内因土的冻胀性土的冻胀性基础埋置深度基础埋置深度土的冻胀性土的冻胀性衡量指标衡量指标冻胀性分类冻胀性分类平均冻胀率：平均冻胀率：不冻胀不冻胀不冻胀不冻胀 1%弱冻胀弱冻胀弱冻胀弱冻胀 1%3.5%冻胀冻胀冻胀冻胀 3.5%6%强冻胀强冻胀强冻胀强冻胀 6%12%注意：注意：碎石、砂等中碎石、砂等中粒径小于的颗粒含量粒径小于的颗粒含量太高也会导致冻胀太高也会导致冻胀基础埋置深度基础埋置深度考虑冻胀的基础埋深考虑冻胀的基础埋深按按0202规
13、范规范dmin zd-hmax z zd d:设计冻深设计冻深h hmaxmax：容许残留冻土层最大厚度容许残留冻土层最大厚度zd=z0 zs zw ze标标准准冻冻深深土土类类别别冻冻胀胀性性环环境境影响系数影响系数Z Z0 0 标准冻深：标准冻深：北北 京京 哈尔滨哈尔滨 满洲里满洲里 10年的实测最年的实测最大冻深平均值大冻深平均值4）建筑场地的环境如上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措，必要时应进行专门的基坑开挖设计，或对原有建筑物地基进行加固。1）地基基础设计等级根据地基复杂程度根据地基复杂程度,建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造建筑
14、物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基础设计分为三个设计等成建筑物破坏或影响正常使作的程度，将地基础设计分为三个设计等级级,设计时应根据具体情况，按下表选用。设计时应根据具体情况，按下表选用。第四节第四节 地基计算地基计算一、一、基本规定基本规定2）地基计算的规定（1）所用建筑物的地基均应满足承载力计算的有关规定（2）所有建筑物为甲级所有建筑物为甲级,乙级的建筑物乙级的建筑物,均应按地基变形规定均应按地基变形规定;（3）表所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算表所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况时如有下列情况时,仍应作变
15、形验算仍应作变形验算;地基承载力标准值小于地基承载力标准值小于130kPa,且体型复杂的建筑；且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的相邻建筑如距离过近，可能发生倾斜时；软弱地基上的相邻建筑如距离过近，可能发生倾斜时；相邻建筑距离过近相邻建筑距离过近,可能发生倾斜可能发生倾斜;地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。完成时。（4 4）对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，）对经常
16、受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，尚应验算以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定其稳定（5 5）基坑工程应进行稳定验算）基坑工程应进行稳定验算;（6 6）当地下水埋藏较浅）当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算尚应进行抗浮验算.3）荷载效应最不利组合与相应的抗力限值荷载规定荷载规定荷载荷载分类分类永久荷载永久荷载可变荷载可变荷载 如车辆、人群等和其它可变荷载如车辆、人群等和其它可变荷载(如风力、汽车制动力如风力、汽车制动力)偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力偶然荷载（特殊荷载）
17、：爆炸力、撞击力建筑结构荷载规范（建筑结构荷载规范（GB50009-2001GB50009-2001）荷载的标准值荷载的标准值荷载的准永久值荷载的准永久值荷载组合荷载组合基本组合基本组合标准组合标准组合准永久组合准永久组合正常使用极正常使用极限状态下的限状态下的承载力验算承载力验算正常使用极限状态下正常使用极限状态下的变形验算，不记入的变形验算，不记入风荷载和地震作用风荷载和地震作用水平荷载较大的建水平荷载较大的建筑物、挡土墙等，筑物、挡土墙等，承载力极限状态下承载力极限状态下的稳定验算的稳定验算-第i个可变荷载的分项系数，其中 为荷载的分项系数式中 -永久荷载的分项系数-按永久荷载标准值GK
18、计算的何载效应值；按可变荷载标准值计算的荷载效应值，其中为诸可变荷载效应中起控制作用者；可变荷载的组合值系数 参与组合的可变荷载值。（1 1）按地基承载力确定基础底面积及埋置深度，传至基）按地基承载力确定基础底面积及埋置深度，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限荷载下荷载效应的标础底面上的荷载效应按正常使用极限荷载下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力的特征值。准组合。相应的抗力应采用地基承载力的特征值。（2 2）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应按正）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限荷载状态下荷载效应的准永久菏载，不应计入常使用极限荷载状态下荷载效应的
19、准永久菏载，不应计入风荷载和地震作用。相应限值应为地基变形允许值。风荷载和地震作用。相应限值应为地基变形允许值。（3 3）计算挡土墙压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，）计算挡土墙压力、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下荷载效应的组合，但分项荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的组合，但分项系数均为系数均为1 1。（4 4）确定基础高度、配筋和验算材料强度时，上部结构）确定基础高度、配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。状态下荷载效应的基
20、本组合，采用相应的分项系数。二、地基承载力特征值的确定地基承载力概念：地基承载力概念：地基承载力概念：地基承载力概念：地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时的承地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时的承载能力。分载能力。分未修正的地基未修正的地基承载力特征值承载力特征值fak和和修正后的地基承载修正后的地基承载力特征值力特征值fa地基承载力的确定方法：地基承载力的确定方法：地基承载力的确定方法：地基承载力的确定方法：a、按静载荷试验方法确定、按静载荷试验方法确定fak；b、根据土的抗剪强度指标、根据土的抗剪强度指标、C或或强度理论公式计算确定强度理论公式计算确定fa；c
21、、根据原位试验、室内实验成果及工程实践经验确定、根据原位试验、室内实验成果及工程实践经验确定fak；d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定、根据相邻条件相似的建筑物经验确定fa。fa=fak+b(b-3)+d m(d-0.5)进行深度和宽度修正：fak：查表计算或静载荷试验确定的承载力标准值查表计算或静载荷试验确定的承载力标准值fa：深宽修正后的承载力特征值（设计值）：深宽修正后的承载力特征值（设计值）b、d：宽度和埋深修正系数宽度和埋深修正系数 ：基础底面以下土的重度基础底面以下土的重度 m：基础底面以上土的加权平均重度基础底面以上土的加权平均重度b：大于大于6m按按6m考虑，小于考虑，小于3
22、m按按3m考虑考虑一、作用在基础上的荷载第五节第五节 基础尺寸设计基础尺寸设计计算作用在基础底面的总荷载时，应从建筑物的檐口（屋顶）开始计算计算屋面恒载和活载+由上至下房屋各层结构（梁、板）自重及楼面活载墙和柱的自重在墙或柱的承载面以内的总和最后加上基础自重和基础上的土重Gk就是上部结构传至基础底面的竖向力值Fk=+第五节第五节 基础尺寸设计基础尺寸设计基础尺寸初步确定：基础尺寸初步确定：单独基础，中心荷载单独基础，中心荷载第五节第五节 基础尺寸设计基础尺寸设计基础尺寸初步确定：基础尺寸初步确定：GFdF 作用在顶面的荷载，作用在顶面的荷载，kNkNG 基础及台阶上填土总重，基础及台阶上填土总
23、重，kNkNA 基底面积基底面积，m m2 2 G 平均重度，一般取平均重度，一般取 20 20 kN/mkN/m3 3d 基础埋深，基础埋深，m mf=fak+d m(d-0.5)暂不做宽度修正暂不做宽度修正单独基础，中心荷载单独基础，中心荷载GFd条形基础，中心荷载条形基础，中心荷载偏心荷载时：偏心荷载时：将上面计算的将上面计算的 A 或或 b 扩大至扩大至 1.11.4 倍倍根据根据 A A 可初步确定可初步确定 b b 和和 L L第五节第五节 基础尺寸设计基础尺寸设计偏心荷载作用下基础底面尺寸的确定同样需用试算法。例如7-1：已知某宾馆设计框架结构，独立基础，承受上部荷载N2800k
24、N。基础埋深为d。地基土分4层，如图所示。计算基础底面积。例如7-2：某工厂厂房设计框架结构独立基础。地基土分为3层：表层人工填土，天然重度13，层厚；第2层为粉土，23，层厚；第3层为粘土顶面。上部荷载N=1600kN，水平荷载Q=50kN，如图所示。设计柱基底面尺寸。软弱下卧层顶面处软弱下卧层顶面处的附加应力设计值的附加应力设计值软弱下卧层顶面处软弱下卧层顶面处的自重应力设计值的自重应力设计值软弱下卧层顶面处软弱下卧层顶面处地基承载力设计值地基承载力设计值软弱下卧层承载力验算：软弱下卧层承载力验算：Pz的简化计算:条件Es1/Es2 3PoPz持力层的持力层的Es1软下卧层软下卧层Es2下
25、卧层顶面的承载力特征值下卧层顶面的承载力特征值faz原理原理:Po基底面积基底面积=Pz扩散后影响面积扩散后影响面积=合力合力 Pco=rodPzF pdz pcz软土软土Es1Es2矩形基础矩形基础条形基础条形基础软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算怎样求怎样求faz？Dfazk已知已知r0为为D范围内土的加权平均重度范围内土的加权平均重度【例【例7-3】某柱下】某柱下单独基独基础，荷，荷载与地基与地基情况如情况如图示，示，试确定确定基基础底面尺寸。底面尺寸。Fk=800kN GkVk=15kN 0.000.380013003500Mk=200kNm 填土填土=16 Es=2.5Mpa粘
26、土粘土=18.5kN/m3 Es=10MPa fak=175kPa（b=0.3、d=1.6）淤泥淤泥质土土w=45%Es=2.0Mpa fak=85kPa （b=0、d=1.0）【解】【解】选择持力持力层，如如图示。示。求修正后的地基求修正后的地基承承载力特征力特征值：假定假定b3m，则初步估算基底面初步估算基底面积 首先按首先按轴心受心受压估算估算 A0考考考考虑虑偏心影响，将偏心影响，将偏心影响，将偏心影响，将A0增大增大增大增大18%18%，则则 A=1.18 A04.8=5.6 m2，b=，l。取取l/b=得：得：验算地基承算地基承载力力M=200+150.8=212kNmpkmaxf
27、apk=(pkmax+pkmin)/2=167.5kPa fa满足要求，故基底尺寸足要求，故基底尺寸b=，l合适。合适。软弱下卧弱下卧层验算算下卧下卧层地基承地基承载力特征力特征值修正修正下卧下卧层埋深：埋深：d+z=下卧下卧层顶面上土的加面上土的加权平均重度：平均重度：pcz=mzdz下卧下卧层顶面面处自重自重应力力下卧下卧层顶面面处的附加的附加压力力确定确定压力力扩散角散角Es1/Es2=10/2=5，z/b，则=25计算基底平均算基底平均压力和土的自重力和土的自重压力力pk=(=(Fk+Gkpcz1=1d=16 验算下卧算下卧层承承载力力 pz+pczfaz=161.6kPa 满足要求。
28、足要求。地基变形验算要求地基沉降变形的某一特征值要求地基沉降变形的某一特征值s不超过允许值不超过允许值S:沉降变形特征值包括：沉降变形特征值包括：1.1.沉降量沉降量一般指基础中点的沉降量一般指基础中点的沉降量n2.2.沉降差沉降差相邻两基础的沉降量之差相邻两基础的沉降量之差n3.3.倾斜倾斜基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比n4.4.局部倾斜局部倾斜承重砌体沿纵墙承重砌体沿纵墙610m内基础两点的沉降差与其距离之比内基础两点的沉降差与其距离之比n具体要求允许值见表具体要求允许值见表n沉沉降降观观测测点点的的布布置置：建建筑筑物物的的四四周周焦焦点点、
29、转转角角处处、中中点点、沉沉降降缝缝处处、新新老老建建筑连接处、不同地基或基础交界处筑连接处、不同地基或基础交界处。n沉沉降降观观测测次次数数：民民用用建建筑筑每每增增高高一一层层一一次次，工工业业建建筑筑按按不不同同荷荷载载阶阶段段分分次次观观测测，施施工工期期间间不不少少于于4 4次次，竣竣工工后后第第1 1年年不不少少于于3-53-5次次，第第二二年不少于年不少于2 2次，以后每年次，以后每年1 1次次第六第六节 无筋无筋扩展基展基础设计2.2.特点：特点：特点：特点：抗拉、抗剪抗拉、抗剪强度低，抗度低，抗压性能相性能相对高。高。3.3.受力与破坏：受力与破坏：受力与破坏：受力与破坏：倒
30、置短倒置短悬臂梁弯拉破坏臂梁弯拉破坏4.4.强度保证：强度保证：强度保证：强度保证：限制基限制基限制基限制基础础台台台台阶宽阶宽高比，高比，高比，高比，增大增大增大增大刚刚度。度。度。度。1.1.材料：材料：材料：材料：毛石、毛石、毛石、毛石、砼砼、毛石、毛石、毛石、毛石砼砼等等等等5.5.设计要求：设计要求：设计要求：设计要求：基基基基础础台台台台阶宽阶宽高比小于允高比小于允高比小于允高比小于允许宽许宽高比。高比。高比。高比。允允允允许宽许宽高比：高比：高比：高比：b2 2/HH0 0=tan=tan 基基础设计高度：高度：其其其其值值与基底与基底与基底与基底压压力、力、力、力、材料质量有关
31、材料质量有关材料质量有关材料质量有关b0b b1h1H0b2砖基基础：低低层建筑建筑墙下基下基础。砌筑方便，。砌筑方便，强度低抗度低抗冻性性差。砌法：二一差。砌法：二一间隔收（隔收（1/4砖）。）。MU10砖 M5砂砂浆大放脚大放脚标准尺寸为24011553mm 毛石基毛石基础：砌筑砌筑较方便，抗方便，抗冻性好，适于性好，适于6层及以及以下下墙承重承重结构。砌法：构。砌法：错缝搭接。搭接。MU20毛石毛石 M5砂砂浆每每阶两皮两皮200 400 无筋无筋扩展基展基础设计方法与步方法与步骤2.选择持力持力层、确定埋深；、确定埋深；3.确定基底尺寸；确定基底尺寸；1.选择材料材料类型；型；4.首先
32、按允首先按允许宽高比要求确定基高比要求确定基础理理论要求的要求的最小最小总高度；高度；5.按构造要求由基底向上逐按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，确定每小尺寸，确定每一一级台台阶的的宽度与高度。度与高度。（一般基（一般基础顶面面应低于室外地面，否低于室外地面，否则应修改尺寸或埋修改尺寸或埋深，深，允允许情况下也可将基情况下也可将基础上部做上部做墙体体处理理。）。）【例【例7-4】某】某综合楼合楼370承重承重外外墙，荷，荷载与地基情况如与地基情况如图示，示，试设计此此墙基基础。【解】【解】确定基确定基础类型：型：根据上部根据上部结构形式、荷构形式、荷载及地基情况，初步及地基情况，初步拟设计为无
33、筋无筋扩展毛石基展毛石基础，材，材料料质量要求：量要求：粘土粘土3 fak=170kPa w=28%,wp=18%z0=1.6m（b、d）Fk=280kN/m 0.000.751700填土填土 =17 kN/m3 fak=130kPa370毛石毛石MU20 砂砂浆 M5 确定基确定基础最小埋深，最小埋深，选择持力持力层。根据地根据地质资料，料，wwp+9，属，属强冻胀土，土，影响系数：影响系数：zs(类别)，zw(冻胀性性)，za(环境境)冻土允土允许残留深度：残留深度：hmax=0.0m 设计冻深：深：zd=z0zszwzav设计要求最小埋深：要求最小埋深：v选择持力持力层、确定基、确定基础
34、埋深：根据地埋深：根据地质条件，条件，选黏土黏土层为持力持力层，基，基础埋深埋深 d 求修正后的地基承求修正后的地基承载力特征力特征值：假定假定b3m，则：确定基底面确定基底面宽度：取度：取 l=1m设计取基底取基底宽度：度：b=确定基确定基础允允许宽高比：高比：pk=(Fk+Gk200kPab2 2/HH0 0=tan=tan=基基础允允许宽高比：高比：按允按允许宽高比及构造要求高比及构造要求设计基基础剖面尺寸：剖面尺寸：毛石基毛石基础需台需台阶数：数：n=(bb0 0)(2基基础剖面剖面设计为四四级台台阶：b1=115b2=200b3=200b4=200h=400验算：验算：200/400
35、 1/1.5 满足要求满足要求绘基基础施工施工图1800900900185185第七第七节 扩展基展基础设计特点：特点：抗弯和抗剪性能好抗弯和抗剪性能好抗弯和抗剪性能好抗弯和抗剪性能好一、扩展基础的构造要求一、扩展基础的构造要求（一）（一）（一）（一）现浇现浇柱基柱基柱基柱基础础砼强砼强度等度等度等度等级级 C15C15受力受力受力受力钢钢筋筋筋筋 直径：直径：直径：直径：1010 间间距：距：距：距：100200100200之之之之间间间间1005050现浇柱柱锥形基形基础200锥锥形基形基形基形基础础构造尺寸如构造尺寸如构造尺寸如构造尺寸如图图示：示：示：示：钢钢筋保筋保筋保筋保护层护层厚
36、度：厚度：厚度：厚度：有有有有垫层垫层：35 35 无无无无垫层垫层：7070阶阶梯形基梯形基梯形基梯形基础础构造尺寸：构造尺寸：构造尺寸：构造尺寸：每每每每阶阶高度：高度：高度：高度：300500300500；500 500h h 900900，宜两，宜两，宜两，宜两阶阶；h h900900，宜三，宜三，宜三，宜三阶阶；尺寸尺寸尺寸尺寸变变化宜化宜化宜化宜5050倍数。倍数。倍数。倍数。阶梯形基梯形基础基基基基础垫层础垫层：厚度：厚度：厚度：厚度 7070；砼强砼强度等度等度等度等级级 C10C10钢钢筋筋筋筋锚锚固、布置等按固、布置等按固、布置等按固、布置等按结结构构构构规规范要求范要求范
37、要求范要求进进行。行。行。行。（GB50010GB5001020022002）底板受力底板受力底板受力底板受力钢钢筋筋筋筋长长度取度取度取度取相相相相应边长的倍，并交错布应边长的倍，并交错布应边长的倍，并交错布应边长的倍，并交错布置。置。置。置。l laEaE有抗震有抗震有抗震有抗震设设防要求防要求防要求防要求时纵时纵向向向向钢钢筋最小筋最小筋最小筋最小锚锚固固固固长长度。度。度。度。四角四角插筋插筋阶阶梯形基梯形基梯形基梯形基础础施工施工施工施工质质量容易量容易量容易量容易保保保保证证，优优先采用。先采用。先采用。先采用。柱下柱下柱下柱下钢钢筋混凝土独立基筋混凝土独立基筋混凝土独立基筋混凝土
38、独立基础础当当当当边长边长 时时：（二）（二）预制杯形基制杯形基础5075杯壁杯壁杯底杯底q构造控制尺寸：构造控制尺寸：构造控制尺寸：构造控制尺寸：杯口深度杯口深度杯口深度杯口深度杯壁厚度杯壁厚度杯壁厚度杯壁厚度杯底厚度杯底厚度杯底厚度杯底厚度杯壁配筋杯壁配筋杯壁配筋杯壁配筋q双杯口基双杯口基双杯口基双杯口基础础：伸伸伸伸缩缝缩缝双柱下用双柱下用双柱下用双柱下用q高杯口基高杯口基高杯口基高杯口基础础：局部基局部基局部基局部基础础深埋深埋深埋深埋时时用用用用带带有短柱的杯形基有短柱的杯形基有短柱的杯形基有短柱的杯形基础础。（三）（三）墙下下钢筋筋砼条形基条形基础50605050b受力筋受力筋构造
39、筋构造筋q构造尺寸与形式构造尺寸与形式构造尺寸与形式构造尺寸与形式基基基基础础高度高度高度高度250250时时采用采用采用采用锥锥形；形；形；形；基基基基础础高度高度高度高度 250250时时采用平板式。采用平板式。采用平板式。采用平板式。q横向受力横向受力横向受力横向受力钢钢筋筋筋筋 直径：直径：直径：直径：816816 间间距：距：距：距：100300100300q纵纵向分布向分布向分布向分布钢钢筋筋筋筋 68 68，1 10030000300q保保保保护层护层 有有有有垫层垫层 3535 无无无无垫层垫层 7070二、墙下钢筋砼条形基础的二、墙下钢筋砼条形基础的 底板厚度和配筋计算底板厚
40、度和配筋计算（一）中心受（一）中心受压基基础q受力分析受力分析1.倒置倒置悬臂梁；臂梁；2.受地基受地基净反力作用；反力作用；3.危危险截面：截面：墙根部根部-面弯矩与剪力最大。面弯矩与剪力最大。地基地基地基地基净净反力反力反力反力：pj 上部上部结构荷构荷载设计值设计值F 在基底在基底产生的反力。生的反力。ba(b-a)/2倒置倒置悬臂梁臂梁pjF1.基基础底板厚度确定底板厚度确定基基础底板有足底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。厚度主要用于抵抗剪切破坏。沿沿墙长取取单位位长度度1m分析：分析：上部上部结构荷构荷载设计值为F(kN/m)，则：基底基底净反力反力设计值：pj=F/b-截面最大剪
41、力：截面最大剪力：(b-a)/2pj-截面抗剪要求：截面抗剪要求：h0基基础底板有效高度；底板有效高度；有有垫层 h0=h40无无垫层 h0=h75ft砼轴心抗拉心抗拉强度度设计值，N/mm2；hs截面高度影响系数。截面高度影响系数。h0 800 时,取取800h0 2000 时,取取2000基基础底板有效高度底板有效高度l基基础底板底板计算算长度，一般取度，一般取l=1m；2.基基础底板配筋底板配筋计算算基基础底板配筋主要用于抵抗弯拉破坏。底板配筋主要用于抵抗弯拉破坏。-截面弯矩截面弯矩设计值：基基础底板配筋面底板配筋面积As受力筋面受力筋面积,mm2；fy 钢筋抗拉筋抗拉强度度 设计值，N
42、/mm2。（二）偏心受（二）偏心受压基基础基底基底压力分布力分布为梯形。梯形。偏心距：偏心距：e0=M/F基底最大、最小基底最大、最小净反力反力bapjminFMpjmaxpj将将V、M代入代入 前式中即可。前式中即可。【例【例7-3】试设计某教学楼某教学楼370承重外承重外墙钢筋筋砼基基础，荷荷载标准准值F Fk k=240kN/m=240kN/m，设计值设计值F F=300kN/m=300kN/m，埋深，埋深，地基地基 fa=155kN/mkN/m2 2(修正修正值)。选择确定基确定基础材料材料【解】【解】砼：C20ft2；钢筋：筋：HPB235fy=210N/mm2；垫层：100厚素厚素
43、砼。50605050200014 1206 200确定基底面确定基底面宽度：取度：取 l=1m设计取基底取基底宽度：度：b=确定基确定基础底板厚度底板厚度pj=F/b=300/2=150kN/m2 h h0+40=160+40=200mm底板厚度：底板厚度：设计底板厚度取底板厚度取 h=250mm (剖面等厚剖面等厚)h0=210mm底板配筋底板配筋计算算基基础底板配筋面底板配筋面积q选14 120(As=12831271 mm2)，q分布筋分布筋选6 200（见上上图）。）。二、柱下钢筋砼单独基础的二、柱下钢筋砼单独基础的 底板厚度和配筋计算底板厚度和配筋计算q受力与破坏形式分析受力与破坏形
44、式分析1.倒置倒置悬臂臂结构；构；2.受地基受地基净反力作用。反力作用。第一种破坏形式：第一种破坏形式：弯曲破坏弯曲破坏 危危险截面：柱根截面截面：柱根截面处 抵抗：基抵抗：基础底板下部配筋底板下部配筋抵抵 抗：基抗：基础底板有足底板有足够厚度。厚度。Fpj冲切面冲切面F冲切破坏冲切破坏角角锥体体45第二种破坏形式：第二种破坏形式：冲切破坏：从柱根周冲切破坏：从柱根周边开始沿开始沿45斜面拉裂，斜面拉裂，形成冲切破坏角形成冲切破坏角锥体；体；（一）中心受（一）中心受压基基础底板厚度底板厚度冲切冲切锥体外地基体外地基净反力反力产生的冲切力生的冲切力Fl应小于小于冲切面上的抗冲切冲切面上的抗冲切(
45、砼的的轴心抗拉心抗拉)能力。即：能力。即：Fl hp ft AmFl=pj Al pj=F/(b l)hp截面高度影响系数；截面高度影响系数；h 800 800 时时取取取取hp=1.0 =1.0 h 2000 2000 时时取取取取hpAl冲切力作用面冲切力作用面积；Am冲切破坏面水平冲切破坏面水平 投影面投影面积。45h0AmAlh0h0acl(a)AlAmh0h0l(b)(a)当当b bc+2 h0时(b)当当bbc+2 h0时ac(a)当当b bc+2 h0时(b)当当b bc+2 h0时提示：提示：提示：提示：!计算方法：算方法：试算法算法 即假定高度，即假定高度，验算；算；有有变阶
46、时，将上，将上阶 视为下下阶的柱子。的柱子。（二）中心受（二）中心受压基基础底板配筋底板配筋计算算双向配筋，危双向配筋，危险截截面在柱面在柱边处；简化化计算：基算：基础底底 板板视为嵌固在柱子嵌固在柱子 周周边的四的四块梯形梯形悬 臂板臂板组成。成。有有变阶时，将上，将上阶 视为下下阶的柱子，的柱子，计算算变阶处的弯矩的弯矩 与配筋量。与配筋量。45acl、截面弯矩截面弯矩设计值：、截面配筋面截面配筋面积：基础设计步骤：基础设计步骤：1 1 计算各土层的承载力计算各土层的承载力2 2 确定基础埋深确定基础埋深3 3 根据承载力初步确定基础尺寸根据承载力初步确定基础尺寸4 4 地基承载力验算、稳定验算地基承载力验算、稳定验算5 5 地基变形验算地基变形验算6 6 基础结构设计基础结构设计冲切验算冲切验算抗弯验算抗弯验算刚性角？刚性角？刚性基础刚性基础扩展基础扩展基础通过公式计算通过公式计算通过载荷试验确定通过载荷试验确定通过经验确定通过经验确定