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1、1.地基基础的设计原则地基基础的设计原则2022/10/2621.地基基础设计原则内容提要内容提要地基基础设计原则地基基础设计原则地基常见类型地基常见类型常用基础类型常用基础类型地基地基-基础基础-上部结构共同工作上部结构共同工作 概念概念2022/10/2631.地基基础设计原则n设计等级（安全等）设计等级（安全等）n设计状况（持久、短暂及偶然）设计状况（持久、短暂及偶然）n设计任务设计任务基础结构基础结构作用效应作用效应分析分析基础结构基础结构抗力抗力及其他性能分析及其他性能分析（按两种极限状（按两种极限状态、最不利荷载组合）态、最不利荷载组合）1.1 1.1 概概 述述2022/10/2
2、641.地基基础设计原则n概率极限设计法与极限状态设计原则概率极限设计法与极限状态设计原则极限状态极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态 地基基础设计原则地基基础设计原则 p fa 原则原则（承载力验算）（承载力验算）ss原则原则（变形验算）（变形验算）基础结构强度、刚度和耐久性的要求基础结构强度、刚度和耐久性的要求经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程经常承受水平荷载的高层建筑、构筑物以及基坑工程的稳定性验算等的稳定性验算等1.2 1.2 地基基础设计原则地基基础设计原则2022/10/2651.地基基础设计原则n地基基础设计资料地基基础设计资料上部
3、结构资料上部结构资料 设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力或限值应符合相应规范的有关规定力或限值应符合相应规范的有关规定岩土工程勘察资料岩土工程勘察资料原位测试资料原位测试资料 地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量地基承载力、单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量的原位测试报告等和变形模量的原位测试报告等 1.2 1.2 地基基础设计原则地基基础设计原则2022/10/2661.地基基础设计原则1.3 1.3 地基类型地基类型n天然地基天然地基土质地基土质地基岩石地基岩石地基特殊土地基特殊土地基n人工地基人工地基若天然地基软弱，承载力和
4、变形不若天然地基软弱，承载力和变形不能满足设计要求时，需对其进行加固处理的能满足设计要求时，需对其进行加固处理的(如排如排水固结法等处理水固结法等处理)地基。地基。n复合地基复合地基由两种不同强度的介质（如软土中由两种不同强度的介质（如软土中加入水泥）组成的人工地基。加入水泥）组成的人工地基。2022/10/2671.地基基础设计原则柱下单独基础柱下单独基础墙下单独基础墙下单独基础十字十字交叉梁基础交叉梁基础梁板或平板梁板或平板式筏形基础式筏形基础柱下条形基础柱下条形基础墙下条形基础墙下条形基础桩基础桩基础沉井基础沉井基础沉箱基础沉箱基础1.4 1.4 基础类型基础类型箱形箱形基础基础2022
5、/10/2681.地基基础设计原则图图1.1 1.1 柱下单独基础柱下单独基础1.4 1.4 基础类型基础类型2022/10/2691.地基基础设计原则图图1.2 1.2 墙下单独基础墙下单独基础1.4 1.4 基础类型基础类型2022/10/26101.地基基础设计原则图图1.3 1.3 柱下条形基础柱下条形基础1.4 1.4 基础类型基础类型2022/10/26111.地基基础设计原则图图1.4 1.4 墙下无筋扩展条形基础墙下无筋扩展条形基础1.4 1.4 基础类型基础类型2022/10/26121.地基基础设计原则图图1.5 1.5 十字交叉梁基础十字交叉梁基础1.4 1.4 基础类型
6、基础类型2022/10/26131.地基基础设计原则图图1.6 1.6 箱形基础箱形基础（由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构）（由顶、底板与内、外墙等组成、并由钢筋砼整浇而成空间整体结构）1.4 1.4 基础类型基础类型2022/10/26141.地基基础设计原则基桩直径基桩直径2.2m,长度长度80m,钻孔长钻孔长度近度近90m1.4 1.4 基础类型基础类型图图1.7 1.7 某公路大桥主桥南塔的桩基础某公路大桥主桥南塔的桩基础2022/10/26151.地基基础设计原则井筒状井筒状的结构物的结构物在井壁的围护下从井内挖土在井壁的围护下从井内挖土在在自重作用自重作用
7、下逐渐下沉下逐渐下沉封底封顶形成的封底封顶形成的深基础深基础1.4 1.4 基础类型基础类型图图1.8 1.8 沉井基础沉井基础2022/10/26161.地基基础设计原则图图1 1-9 9 共共 同同 工工 作作 概概 念念 地基地基 基础基础 上部结构上部结构图不均匀沉降引起砌体开裂图不均匀沉降引起砌体开裂2022/10/26171.地基基础设计原则1.5 1.5 地基、基础与上部结构共同工作地基、基础与上部结构共同工作图图 1.10 地基、基础、上部结构的常规分析简图地基、基础、上部结构的常规分析简图2022/10/26181.地基基础设计原则1.5.1 1.5.1 共同工作的概念共同工
8、作的概念 上部结构刚度的影响上部结构刚度的影响上部结构刚度的影响上部结构刚度的影响n上部结构为绝对刚性，上部结构为绝对刚性，将约束基础变形，仅在将约束基础变形，仅在支座间发生局部弯曲支座间发生局部弯曲 n上部结构为完全柔性，上部结构为完全柔性，对基础变形约束作用很对基础变形约束作用很小，基础产生整体弯曲小，基础产生整体弯曲图图1.11 1.11 上部结构刚度影响示意图上部结构刚度影响示意图2022/10/26191.地基基础设计原则1.5.2 1.5.2 地基与基础的相互作用地基与基础的相互作用 柔性基础，随地基变柔性基础，随地基变形而任意弯曲，基底形而任意弯曲，基底反力分布与基础上荷反力分布
9、与基础上荷载分布相同，无力调载分布相同，无力调整基底的不均匀沉降整基底的不均匀沉降 图图1.12 1.12 柔性基础柔性基础柔性基础柔性基础刚性基础，在荷载作刚性基础，在荷载作用下基础不产生挠曲，用下基础不产生挠曲，基底平面沉降后仍保基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分持平面，基底反力分布有多种形态布有多种形态 2022/10/26201.地基基础设计原则1.5.3 1.5.3 线性变形体的地基计算模型线性变形体的地基计算模型n 文克勒地基模型文克勒地基模型 地基任一点所受的压力地基任一点所受的压力强度与该点的地基沉降成强度与该点的地基沉降成正比的假设即正比的假设即p 土体表面某点单位面积土体
10、表面某点单位面积 上的压力，上的压力，kN/m2s 相应于某点的竖向位移相应于某点的竖向位移,mk 基床系数，基床系数，kN/m3 图图1.14 1.14 文克勒地基模型文克勒地基模型（a a）弹簧模型；）弹簧模型；（b b）文克勒地基）文克勒地基 上的刚性基础上的刚性基础2022/10/26211.地基基础设计原则n弹性半空间地基模型弹性半空间地基模型 r 集中力到计算点的距离集中力到计算点的距离E 弹性材料的弹性模量弹性材料的弹性模量弹性材料的泊桑比弹性材料的泊桑比将地基土体视为均质弹性将地基土体视为均质弹性半空间体，当其表面作用一半空间体，当其表面作用一集中力集中力P时，其表面任一点时，
11、其表面任一点的竖向位移：的竖向位移：图图1.15 1.15 弹性半空间体表面的竖向位移计算弹性半空间体表面的竖向位移计算 （a a）集中荷载；（）集中荷载；（b b）矩形面积均布荷载）矩形面积均布荷载1.5.3 1.5.3 线性变形体的地基计算模型线性变形体的地基计算模型2022/10/26221.地基基础设计原则n分层地基模型分层地基模型 根据土力学中分层总和法根据土力学中分层总和法计计算地基沉降：算地基沉降：n n 也可采用数值法计算也可采用数值法计算 图图1-161-16 第第i土层的平均附加应力，土层的平均附加应力，kN/m2；Hi第第i土层的厚度，土层的厚度，m；Esi 第第i土层的压缩模量，土层的压缩模量，kN/m2 n压缩层深度范围内的土层数压缩层深度范围内的土层数 图图1.16 1.16 分层地基模型分层地基模型(a)(a)基底网格；基底网格；(b)(b)地基土的计算分层地基土的计算分层1.5.3 1.5.3 线性变形体的地基计算模型线性变形体的地基计算模型