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1、第一章绪论第一章绪论第一节第一节 概述概述一、基本概念1.地基：承受基础传来荷载的地层。土基岩基天然地基人工地基第1页/共396页 2.基础：是将结构承受的各种作用传 递到地基上的结构组成部分。承上启下浅基础-一般基础埋深5m但小于基础宽度.深基础-基础埋深5m.第2页/共396页下卧层D埋深D q=D均布荷载持力层（受力层）地地基基基础FG主要受力层地基与基础的关系地基与基础的关系第3页/共396页第二节 基础工程内容基础的设计基础的施工基础的监测地基设计基础设计强度强度变形变形稳定性稳定性第4页/共396页一、地基基础设计常用规范1.1.国标国标建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范、建
2、设部标准、建设部标准建建筑桩基技术规范筑桩基技术规范 ，与，与建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范、砌体结构设计规范砌体结构设计规范等等配套执行。配套执行。适用于工业与民用建筑。适用于工业与民用建筑。2.2.交通部标准交通部标准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、公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范、公路砖石及混凝土桥公路砖石及混凝土桥设计规范设计规范等配套执行。等配套执行。适用于路桥。适用于路桥。第5页/共396页二、地基基础设计考虑的因素 3.施工工期、施工条件、造价和节约资源等因素。1.建筑物上部结构的型式、规模、用途、安全等级、荷
3、载大小与性质、整体刚度以及对不均匀沉降的敏感性。2.建筑物下部工程地质条件、地层结构、各土层的物理力学性质、地基承载力、以及地下水埋深与水质等因素。第6页/共396页概率极限状态设计方法：概率极限状态设计方法：以可靠指标来度量结构的可靠度，建立可靠度和极限状态方程的关系。实际应用：设计表达式：Z R-S结构抗力：抵抗破坏或变形的能力结构的荷载效应：荷载在结构或构件内引起的内力或位移等功能函数三、概率极限状态设计方法与极限状 态设计原则第7页/共396页结构的极限状态结构的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对应于结构或结对应于结构或结构构件达到最大构构件达到
4、最大承载力或不适合承载力或不适合于继续承载的变于继续承载的变形形对应于结构或结构对应于结构或结构构件达到正常使用构件达到正常使用或耐久性的某项规或耐久性的某项规定的限值定的限值第8页/共396页荷载的设计值代表值分项系数 荷载效应上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）F MFF HF MH一般为前两种情况，横向力不大，只做校核一般为前两种情况，横向力不大，只做校核第9页/共396页第三节第三节 课程特点及学习要求课程特点及学习要求一、基础工程课程特点（1 1）基础工程是重要的专业课程 基础埋置于地下，属于隐蔽工程。（2 2）基础工程课程内容广泛，综
5、合性强 基础工程课程涉及到诸多的土木工程专业技术基础课及专业课，又由于地基土的复杂多变决定基础工程设计的非标准性。（3 3）基础工程涉及的规范多，土木工程中各行业之间没有统一的地基基础设计规范。第10页/共396页二、学习要求 基础工程涉及的学科很广，有工程地质、土力学、结构设计和施工等知识 。学习基础工程课程时，要求应用以学习过的基本知识，结合有关结构知识及施工技术知识合理分析和解决地基基础问题，注重理论联系实际，培养分析和解决地基基础工程问题的能力。第11页/共396页第二章第二章 地基勘察地基勘察l概述概述l地质构造地质构造l地形和地貌地形和地貌l水文地质条件水文地质条件l地基勘察的任务
6、和内容地基勘察的任务和内容l地基勘察方法地基勘察方法l地基勘察报告书地基勘察报告书l验槽验槽第12页/共396页场地的工程地质条件场地的工程地质条件岩土的类型及其工程性质岩土的类型及其工程性质地质构造地质构造地形地貌地形地貌水文地质条件水文地质条件不良地质现象不良地质现象可利用的天然建筑材料等可利用的天然建筑材料等 不同地区工程地质条件在性质上、主次关系配合上的不同，其勘察不同地区工程地质条件在性质上、主次关系配合上的不同，其勘察任务、勘察手段和评价内容也随之而异。任务、勘察手段和评价内容也随之而异。第13页/共396页地 质 构 造地质构造：地质构造：在漫长的地质历史发展过程中，地壳在内、外
7、力地质作用在漫长的地质历史发展过程中，地壳在内、外力地质作用下，不断运动演变，所造成的地层形态统称为地质构造。下，不断运动演变，所造成的地层形态统称为地质构造。褶皱构造褶皱构造断裂构造断裂构造地壳水平运动过程地壳水平运动过程1、4砂岩；砂岩；2页岩；页岩；3、5石灰岩石灰岩第14页/共396页 地壳中层状岩层在水平运动的作用下，使原始的水平产状的岩层弯曲起来，形成褶皱。褶皱的基本单元，即岩层的一个弯曲称为褶曲，它的基本形式只有两种，即背斜和向斜。褶 皱 构 造背斜与向斜示意图背斜与向斜示意图自然中的褶皱自然中的褶皱第15页/共396页断 裂 构 造断裂构造（岩体受力断裂使原有的连续完整性遭受破
8、坏）节理断层（沿断裂面两侧的岩层发生位移或仅有微小错动）（发生了相对位移）第16页/共396页自然中的节理自然中的节理第17页/共396页自然中的断层 断层类型第18页/共396页地 形 和 地 貌 地形指的是地表形态的外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。但是，如果研究地形形成的地质原因和年代。及其在漫长的地质历史中不断演化的过程和将来的发展趋势，那么，这种从地质学和地理学观点考察的地表形态就叫做地貌。地貌山地丘陵平原第19页/共396页山地：山地是地壳上升运动或岩浆活动等复杂演变过程形成的，它同时又受到流水及其它外力的剥蚀作用，于是呈现现今山区那种崎岖不平、复杂多变的地貌。第20页/
9、共396页丘陵：丘陵是山地经过外力地质作用长期剥蚀切割而成的外貌低矮平缓的起伏地形。第21页/共396页平原：平原是高度变化微小，表面平坦或者只有轻微波状起伏的地区。第22页/共396页水 文 地 质 条 件地下水：存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫做地下水。建筑场地水文地质条件建筑场地水文地质条件地下水的埋藏条件地下水的埋藏条件地下水位及其动态变化地下水位及其动态变化地下水化学成分地下水化学成分地下水的腐蚀性地下水的腐蚀性上层滞水上层滞水承压水承压水潜水潜水第23页/共396页各种类型地下水埋藏示意图各种类型地下水埋藏示意图1上层滞水；上层滞水；2潜水；潜水；3承压水承压水第24
10、页/共396页地 基 勘 察 的 任 务 和 内 容地基勘察与岩土工程等级的关系地基勘察与岩土工程等级的关系地基勘察任务和内容的确定以及地基勘察任务和内容的确定以及勘察详细程度与工作方法选择勘察详细程度与工作方法选择建筑场地工程地质条件建筑场地工程地质条件地基岩土性质地基岩土性质建筑物的类型与重要性建筑物的类型与重要性第25页/共396页岩土工程等级场地条件场地条件地基土质条件地基土质条件工程条件工程条件防震设防烈度防震设防烈度不良地质作用不良地质作用地貌特征等地貌特征等极软弱土极软弱土特殊性土等特殊性土等建筑物的安全等级建筑物的安全等级建筑物的重要性建筑物的重要性建筑类型等建筑类型等根据不同
11、岩土工程等级确定各个勘察阶段中的工作内容、方法以及详细程度。根据不同岩土工程等级确定各个勘察阶段中的工作内容、方法以及详细程度。第26页/共396页勘察工作勘察工作根据工业与民用建筑设计阶段根据工业与民用建筑设计阶段选址勘察（可行性研究勘察）选址勘察（可行性研究勘察）初步勘察初步勘察详细勘察详细勘察对于地质条件复杂或有特殊施工对于地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚应进要求的重大建筑物地基，尚应进行施工勘察行施工勘察第27页/共396页选址勘察（可行性研究勘察）选址勘察（可行性研究勘察）对拟选场地的稳定性和适宜性对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价和方案比较作出工程地质评价和
12、方案比较目目的的避开工程地质条件恶劣的地区或地段避开工程地质条件恶劣的地区或地段搜集、分析区域地质、地形地貌、地震、矿产搜集、分析区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区工程地质资料及当地建筑经验和附近地区工程地质资料及当地建筑经验了解场地的地层岩性、地质构造、岩石和土的了解场地的地层岩性、地质构造、岩石和土的性质、地下水情况及不良地质现象等性质、地下水情况及不良地质现象等第28页/共396页初步勘察初步勘察查明建筑场地不良地质现象的成因、分布范围、危害程度及其发展趋势查明建筑场地不良地质现象的成因、分布范围、危害程度及其发展趋势以使场地内主要建筑物的布置避开不良地质现象发育地段，确定建筑总平
13、面位置以使场地内主要建筑物的布置避开不良地质现象发育地段，确定建筑总平面位置初步查明地层及其构造、岩石和土的物理力学性质、地下水埋藏条件等初步查明地层及其构造、岩石和土的物理力学性质、地下水埋藏条件等为主要建筑物的地基基础方案以及对不良地质现象的防治方案提供工程地质资料为主要建筑物的地基基础方案以及对不良地质现象的防治方案提供工程地质资料第29页/共396页详细勘察详细勘察任务任务手段手段查明建筑物范围内的地层结构、岩土的物理力学性质，对查明建筑物范围内的地层结构、岩土的物理力学性质，对地基的稳定性及承载能力作出评价。地基的稳定性及承载能力作出评价。为进行施工图设计和施工提供可靠的依据或设计计
14、算参数为进行施工图设计和施工提供可靠的依据或设计计算参数勘探、原位测试和市内土工试验为主勘探、原位测试和市内土工试验为主可补充适当可补充适当 物探和工程地质测绘和调查工作物探和工程地质测绘和调查工作第30页/共396页地 基 勘 察 方 法地基勘察方法地基勘察方法工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查勘探工作勘探工作测试工作及指标整理测试工作及指标整理第31页/共396页工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查目的目的评价场地工程地质条件及合理确定勘察工作提供依据评价场地工程地质条件及合理确定勘察工作提供依据手段手段对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下
15、水与地表水、不良地质现象进行调查研究与必要水与地表水、不良地质现象进行调查研究与必要的测绘工作的测绘工作步骤步骤搜集研究已有地质资料，进行现场踏勘搜集研究已有地质资料，进行现场踏勘（可行性研究阶段）（可行性研究阶段）若地质条件较复杂，继续进行工程地质测绘若地质条件较复杂，继续进行工程地质测绘（初勘阶段）（初勘阶段）在初勘测绘基础上，对某些专门地质问题作必要的补充在初勘测绘基础上，对某些专门地质问题作必要的补充第32页/共396页勘探工作勘探工作坑探坑探钻探钻探触探触探旁压旁压地球物理勘探（物探）地球物理勘探（物探）静力触静力触探探动力触探动力触探第33页/共396页1.1.布孔原则（1 1）勘
16、探点宜按建筑物周边和角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置；（2 2）同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化；(3)(3)重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机械基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3 3个；（4 4）勘探手段宜采用钻探与触探相结合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。(5)(5)详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4 4个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1 1个控制性勘探点。第34页/共396页布孔项目布孔项目
17、初步勘察初步勘察详细勘察详细勘察布孔位置布孔位置按建筑物平面形状沿主要承重墙和柱的轴线排列，主要建筑按建筑物平面形状沿主要承重墙和柱的轴线排列，主要建筑物四角物四角间距间距/m/m地基复杂等级地基复杂等级线线 距距点点 距距101015151515303030305050一一 级级二二 级级三三 级级505010010075751501501501503003003030505040401001007575200200钻孔钻孔类型类型总钻孔取总钻孔取样样 测试钻孔测试钻孔n n (1/4-1/2)n(1/4-1/2)nn n 地基基础设计等级为甲级建筑地基基础设计等级为甲级建筑物每幢物每幢3
18、3布孔标准布孔标准第35页/共396页2.2.勘探孔的深度 详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合下列规定：（1 1）勘探孔深度应能控制地基土主要受力层，当基础底面宽度不大于5m5m时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3 3倍，对单独基柱基，不应小于1.51.5倍，且不应小于5m5m；（2 2）对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.50.51.01.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；（3 3）对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力
19、评价的要求；（4 4）地基变形计算深度，对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力2020的深度；对于高压缩性土层可取附加压力应等于上覆土层有效自重压力1010的深度；（5 5）建筑总平面内的裙房或仅有地下室部分（或当基底附加压力p p0 000时）的控制性勘探孔的深度可适当减小，但应深入稳定分布地层，且根据荷载和土质条件不宜少于基底下0.50.51.01.0倍基础宽度。第36页/共396页一级一级15153030二级二级1010151515153030三级三级6 6101010102020初步勘察探孔深度（初步勘察探孔深度（m m）第37页/共396页坑探坑探坑探示意图坑探示意图(
20、a)探井探井 (b)在探井中取原状土样在探井中取原状土样 (c)原状土样原状土样坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样。坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样。第38页/共396页先在坑底指定深度挖一土柱，其尺寸稍大于铁皮取土筒压入，直到筒完全套入土柱后，切断土柱，削平筒两端土体并盖上筒盖，用布包裹，贴上标签（注明土样上下位置），用熔蜡全密封，妥善装箱送实验室。土样尺寸为：圆柱体的直径1015，长度一般是直径的22.5倍；立方体的边长为1020，少数为30。探坑（井）中取土：取原状土样第39页/共396页按其上部封闭装置的型式：钻孔中取不扰动土样：工具取土器取土器种
21、类上提活塞式反旋活塞式（见后图）按壁厚：厚壁薄壁第40页/共396页第41页/共396页 取样时，应先清孔，孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段长度（活塞取土器除外）。将取土器接在钻杆或加重杆上，放入孔内时不得冲击孔底。采用快速静力连续压入法将取土器送入土中。当取土器盛满土样后，提断或扭断试样底端，然后提出钻具。在地面细心将土样连同容器（薄壁管或衬管）卸下，量测土样长度，计算回收率。如回收率小于0.95或大于0.8时，应分析原因，如确系土样受扰动应降级或废弃不用。筒两端多余土削去后，盖上筒盖，贴上标签，随即蜡封（取、级土试样皆应妥善密封）。第42页/共396页钻探钻探 钻探是用钻机在地钻探是用
22、钻机在地层中钻孔，以鉴别和层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩深取样，用以测定岩石和土层的物理力学石和土层的物理力学性质。原状土样利用性质。原状土样利用取土器取得。取土器取得。第43页/共396页静力触探静力触探 静力触探试验（静力触探试验（CPT）借静压力将触探头压入土层，利用电测技术）借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。测得贯入阻力来判定土的力学性质。第44页/共396页动力触探动力触探 动力触探一般是将动力触探一般是将一定质量的穿心锤，一定质量的穿心锤，以一定的高度（落距）以一定的高度（落距）自由下落，将探头贯自由下落
23、，将探头贯入土中，然后记录贯入土中，然后记录贯入一定深度所需的锤入一定深度所需的锤击次数，并以此判断击次数，并以此判断土的性质。土的性质。第45页/共396页旁（横）压试验旁（横）压试验旁压仪示意图旁压仪示意图 旁压试验适用于原旁压试验适用于原位测定粘性土、粉土、位测定粘性土、粉土、砂土、软质岩石和风砂土、软质岩石和风化岩石的承载力、旁化岩石的承载力、旁压模量和土的应力应压模量和土的应力应变关系。变关系。第46页/共396页测试工作及指标整理测试工作及指标整理测试工作内容测试工作内容土性指标的统计整理土性指标的统计整理土工试验土工试验原位测试原位测试（岩（土）自身的不均匀性，取样、仪器等原因，
24、土性指标值较离散）（岩（土）自身的不均匀性，取样、仪器等原因，土性指标值较离散）第47页/共396页地 基 勘 察 报 告 书报告书内容报告书内容任务要求及勘察工作概况；任务要求及勘察工作概况；场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其它设计计算指标；和其它设计计算指标；场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设计烈度；场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设计烈度；对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜性作出结论，指
25、出存在的问题和提出建议；性作出结论，指出存在的问题和提出建议；地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度；地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度；第48页/共396页报告包括图表报告包括图表勘探点平面布置图勘探点平面布置图土工试验成果总表土工试验成果总表综合地质柱状图综合地质柱状图工程地质剖面图工程地质剖面图钻孔柱状图钻孔柱状图勘察报告实例勘察报告实例第49页/共396页验槽验槽验槽是建筑物施工第一阶段基槽开挖后的重要工序，也是一般岩土工程勘察工作最后一个环节。当施工单位挖完基槽后，由建设单位会同设计单位、勘察单位、监理单位和施工单位，共同到施工工地验槽。其目的：1）检验勘察成果是否符合实
26、际。2）解决遗留问题和发现新问题。3）当发现基槽平面土质显着不均匀，或局部存在河流、暗塘、古墓等。4）桩基工程检查桩的平面位置、标高，桩顶质量。验槽的目的第50页/共396页（1）对高层或多层建筑，均需进行施工验槽。发现异常问题需进行施工勘察。（2）在基坑开挖后遇局部古井、水沟、坟墓等软弱部位，要求换土处理时，需进行换土压实后干密度测试检验。（3）深基础的设计与施工，需进行有关检测工作。（4）当软弱地基处理时，需进行施工设计和检验工作。（5）若地基中存在岩溶或土洞，需进一步查明分布范围及处理。（6）施工中出现基槽边失稳滑动，则需进行勘测与处理。第51页/共396页1）校核基槽开挖的平面位置与槽
27、底标高是否符合勘察、设计要求。2）检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同。参加验槽的几方负责人下到槽底，依次逐段检验，发现可疑之处或不符之处共同商量。3）桩基工程检查桩的平面位置、标高，桩顶质量。验槽的内容第52页/共396页验槽注意事项：验槽注意事项：1)验槽前全面检查，提供验槽完整的定量资料和数据。2）验槽时间要抓紧，基槽挖好后，立即进行验槽，夏季避免下雨泡槽，冬季要防冻槽。3）槽底设计标高若位于地下水位以下较深时，必须做好基槽防水。4）验槽结果应填写验槽记录，并签字长期保存。第53页/共396页第三章第三章 天然地基上浅基础设计天然地基上浅基础设计第一节第一节概述概述第二节第二节浅基础类型
28、浅基础类型第三节第三节基础的埋置深度基础的埋置深度第四节第四节地基承载力的确定地基承载力的确定第五节第五节基础底面积的确定基础底面积的确定第六节第六节减小不均匀沉降危害的措施减小不均匀沉降危害的措施第七节第七节常见浅基础设计常见浅基础设计第54页/共396页天然地基上的浅基础：一般将天然地基上，埋置深度小于5m的基础及埋置深度虽超过5m但小于基础宽度的基础统称为天然地基上的浅基础。第一节第一节 概述概述一、基本概念第55页/共396页二、设计和计算应满足三项基本原则：二、设计和计算应满足三项基本原则：1、对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度；2、应控制地基的特征变形量，使
29、之不超过建筑物的地基特征变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏、或影响建筑物的使用功能和外观；3、基础的形式、构造和尺寸，除应能适应上部结构、符合使用需要、满足地基承载力(稳定性)和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。第56页/共396页三、天然地基上浅基础设计内容与步骤三、天然地基上浅基础设计内容与步骤:1 1、根据上部结构形式，荷载大小选择基础的结构、根据上部结构形式，荷载大小选择基础的结构形式、材料并进行平面布置；形式、材料并进行平面布置；2 2、确定基础的埋置深度；、确定基础的埋置深度；3 3、确定地基承载力特征值；、确定地基承载力特征值；4 4、根据基础顶面荷
30、载值及持力层地基承载力，、根据基础顶面荷载值及持力层地基承载力，初步计算基础底面尺寸；初步计算基础底面尺寸；5 5、若地基持力层下部存在软弱土层，则需验算、若地基持力层下部存在软弱土层，则需验算软弱下卧层的承载力；软弱下卧层的承载力；6 6、甲级、乙级建筑物及部分丙级建筑物应进、甲级、乙级建筑物及部分丙级建筑物应进行地基变形验算；行地基变形验算；7 7、基础剖面及结构设计；、基础剖面及结构设计；8 8、绘制施工图。、绘制施工图。第57页/共396页第二节第二节浅基础类型浅基础类型 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无筋扩展基础钢筋混凝土基础按结构型式分：浅基础
31、按基础材料分：连续基础第58页/共396页毛石基础毛石混凝土基础三合土基础材料都具有较好的抗压性能，但抗拉，抗剪强度不材料都具有较好的抗压性能，但抗拉，抗剪强度不高。高。无筋扩展基础无筋扩展基础（刚性基础）（刚性基础）由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土等材料组成，无需配筋的墙下条形基础和柱下独立等材料组成，无需配筋的墙下条形基础和柱下独立基础。基础。特点：特点：第59页/共396页第60页/共396页无筋扩展基础因材料特性不同而有不同的适用性。无筋扩展基础因材料特性不同而有不同的适用性。用砖、石及素砼砌筑的基础一般可用于六层及六层以下的民用
32、建筑和砌体承重的厂房。在我国华北和西北环境比较干燥的地区，灰土基础广泛用于五层及五层以下的民用房屋。在南方常用的三合土及四合土(水泥、石灰、砂、骨料按1:1:5:10或1:1:6:12配比)一般用于不超过四层的民用建筑。石材及素砼常是中小型桥梁和挡土墙的刚性扩展基础的材料。第61页/共396页设计时必须保证基础内的拉应力和剪应力不超过材料强度的设计值。无筋扩展基础台阶宽高比小于基础的台阶宽高比的允许值：基础的外伸宽度与基础高度的比值无筋扩展基础构造示意图无筋扩展基础构造示意图无筋扩展基础构造示意图无筋扩展基础构造示意图 第62页/共396页二、钢筋混凝土基础 用钢筋混凝土建造的基础，具有较强的
33、抗弯、抗剪能力，不受材料的刚性角限制，不仅能承受压应力，还能承受较大的拉应力。适合于荷载大，且有力矩荷载的情况或地下水位以下的基础故叫做柔性基础(下图)。第63页/共396页 钢筋混凝土基础，常做成扩展基础，条形基础，筏形基础，箱形基础等形式。1、扩展基础钢筋混凝土扩展基础一般指钢筋混凝土墙下条形基础和钢筋混凝土柱下独立基础。单独基础单独基础:柱下或墙下柱下或墙下第64页/共396页第65页/共396页条型基础条型基础 墙下或柱下条形基础墙下或柱下条形基础,柱下柱下:一般是土质差一般是土质差,两侧单独基础相连两侧单独基础相连Strip foundation第66页/共396页第67页/共396
34、页第68页/共396页 墙下扩展条形基础墙下扩展条形基础柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础 第69页/共396页二、柱下条形基础及十字交叉基础二、柱下条形基础及十字交叉基础如果柱子的荷载较大而土层的承载力较低，若采用柱下独立基础，基底面积必然如果柱子的荷载较大而土层的承载力较低，若采用柱下独立基础，基底面积必然较大，在这种情况下可采用柱下单向条形基础。较大，在这种情况下可采用柱下单向条形基础。第70页/共396页柱下柱下:土质更差土质更差,或荷载很大或荷载很大,四面基础相连，形成四面基础相连，形成十字交叉条形基础。十字交叉条形基础。纵向条形基础纵向条形基础横向条形基础横向条形基础
35、第71页/共396页三、筏形基础三、筏形基础 当当柱柱子子或或墙墙传传来来的的荷荷载载很很大大，地地基基土土较较软软，或或者者地地下下水水常常年年在在地地下下室室的的地地坪坪以以上上，为为了了防防止止地地下下水水渗渗入入室室内内或或有有使使用用要要求求的的情情况况下下，往往往往需需要要把把整整个个房房屋屋(或或地地下下室室)底底面面做做成成一一片片连连续续的的钢钢筋筋混混凝凝土土板板作作为为基基础础，此此类类基基础础称称为为筏筏形形基基础础或满堂基础或满堂基础第72页/共396页墙下筏形基础墙下筏形基础墙下筏形基础墙下筏形基础柱下筏形基础柱下筏形基础柱下筏形基础柱下筏形基础第73页/共396页
36、四、箱形基础四、箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土顶板，底板，纵横隔墙构成的，具有一定高度的整体箱形基础是由钢筋混凝土顶板，底板，纵横隔墙构成的，具有一定高度的整体性结构。性结构。箱形基础 第74页/共396页正、倒锥组合壳基础烟囱、水塔基础（a）（b）圆板基础（c）实体基础（d）圆环基础五、独立基础五、独立基础第75页/共396页六、联合基础矩形截面矩形截面矩形截面矩形截面 梯形截面梯形截面梯形截面梯形截面 联梁式联梁式联梁式联梁式第76页/共396页第三节基础的埋置深度第三节基础的埋置深度一、基础埋置深度：一、基础埋置深度：一、基础埋置深度：一、基础埋置深度：是指基础底面至室外地面（一般指设
37、计地面）的是指基础底面至室外地面（一般指设计地面）的距离。距离。第77页/共396页 （1 1）在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，）在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。（2 2）除基岩外，一般不宜小于）除基岩外，一般不宜小于0.50.5米。米。（3 3）基础顶面应底于设计外地面）基础顶面应底于设计外地面100mm100mm以上，以避以上，以避免基础外露。免基础外露。二、基础埋深选择的意义：二、基础埋深选择的意义：二、基础埋深选择的意义：二、基础埋深选择的意义：影响影响：建筑物的安全和正常使用；基础施工技术措施
38、；：建筑物的安全和正常使用；基础施工技术措施；施工工期；工程造价。施工工期；工程造价。安全方面安全方面：对高层稳定、滑移的影响；地基强度、：对高层稳定、滑移的影响；地基强度、变形的影响；基础由于冻胀或水影响下的耐久性。变形的影响；基础由于冻胀或水影响下的耐久性。三、基础埋深选择的原则：三、基础埋深选择的原则：第78页/共396页D D、建筑物类型不同，其所受荷载性质发生变化，从、建筑物类型不同，其所受荷载性质发生变化，从而对基础埋深产生影响。而对基础埋深产生影响。例如：高层建筑：水平力作用；输电塔：上拔力作例如：高层建筑：水平力作用；输电塔：上拔力作用；砖窑：高温作用；冷库：低温作用；受动力用
39、；砖窑：高温作用；冷库：低温作用；受动力荷载基础：对持力层土要求，不宜为饱和疏松的荷载基础：对持力层土要求，不宜为饱和疏松的粉细砂（振动液化）。粉细砂（振动液化）。四、影响基础埋深的因素：四、影响基础埋深的因素：1 1、与建筑物有关的一些要求、与建筑物有关的一些要求A A、类型主要指高层与非高层之分。、类型主要指高层与非高层之分。B B、基础构造，针对基础类别、用途等。、基础构造，针对基础类别、用途等。C C、荷载大小与地基承载力间的关系导致持力层选择、荷载大小与地基承载力间的关系导致持力层选择发生变化。发生变化。第79页/共396页2 2、工程地质条件、工程地质条件A A、工程地质条件不同，
40、基础的埋深有、工程地质条件不同，基础的埋深有较大差别，要合理选择持力层以保证建较大差别，要合理选择持力层以保证建筑物的安全和经济性。筑物的安全和经济性。B B、土层不均匀时可分段采用不同埋深。、土层不均匀时可分段采用不同埋深。对建于边坡上的基础，其埋深应满足下对建于边坡上的基础，其埋深应满足下式：式：X X取取3.5m3.5m（条形基础（条形基础)或或2.5m2.5m（矩形或圆形基础）（矩形或圆形基础）第80页/共396页C C、当土层分布明显不均匀，或建筑物各部分荷载差别较大时，同一建筑物可、当土层分布明显不均匀，或建筑物各部分荷载差别较大时，同一建筑物可采用不同的埋深来调整不均匀沉降。对于
41、持力层顶面倾斜的墙下条形基础可做采用不同的埋深来调整不均匀沉降。对于持力层顶面倾斜的墙下条形基础可做成台阶状。成台阶状。第81页/共396页3 3 3 3、水文地质条件、水文地质条件、水文地质条件、水文地质条件A A 、尽量将基础置于地、尽量将基础置于地下水位以上。下水位以上。B B 、防止流砂；、防止流砂；C C 、防止地基因挖土减、防止地基因挖土减压而隆起开裂；压而隆起开裂；D D、应控制承压含水层、应控制承压含水层顶面的有效应力大于顶面的有效应力大于0 0。第82页/共396页 如地下水位较高时宜如地下水位较高时宜如地下水位较高时宜如地下水位较高时宜按此设置，但施工时按此设置，但施工时按
42、此设置，但施工时按此设置，但施工时要考虑降水要考虑降水要考虑降水要考虑降水一般应将基础一般应将基础一般应将基础一般应将基础设置设置设置设置 在地下水在地下水在地下水在地下水位以上位以上位以上位以上第83页/共396页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只有低层房屋可用房屋可用,否则处理否则处理尽量浅埋尽量浅埋但是如但是如h h1 1太小就为太小就为IIIIh14 m 桩基桩基或处理或处理好土好土软土软土(很深很深)好土好土软土软土软土好土 I II III IVh1h1第84页/共396页5 5、地基土冻胀和融陷条件、地基土冻胀和融陷条件对于埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋
43、深应由下式确定：标准冻深；采暖对冻深的影响系数基底下允许残留冻土层的厚度。z-maxhd=dmin(GB50007-2002）(GBJ7-89）maxhdz设计冻深；基底下允许残留冻土层的最大厚度。第85页/共396页=zdz0.yzs.yzw.yze标准冻深；系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年实测最大冻深的平均值。当无实测资料时，按规范附录F采用。土的类别对冻深的影响系数。土的冻胀性对冻深的影响系数。环境对冻深的影响系数。z0yzsyzwyze第86页/共396页6 6、场地环境条件、场地环境条件、场地环境条件、场地环境条件最小埋深不小于最小埋深不小于0.50.5米，且
44、不超过相邻建筑基米，且不超过相邻建筑基础的底面，否则，与相邻基础的净距应大于础的底面，否则，与相邻基础的净距应大于该相邻基础底面高差的该相邻基础底面高差的1212倍。倍。第87页/共396页地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力，以地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力，以kNm2或或kPa计。在建筑工程中，必须使建筑物基础计。在建筑工程中，必须使建筑物基础底面压力不超过规定的地基承载力，以保证地基土不致底面压力不超过规定的地基承载力，以保证地基土不致破坏，即丧失稳定性。同时也要使建筑物不会产生建筑破坏，即丧失稳定性。同时也要使建筑物不会产生建筑物不容许的沉降和沉降差，以满足建筑物
45、的使用要求。物不容许的沉降和沉降差，以满足建筑物的使用要求。地基承载力和边坡稳定性问题在本质上是一致的。它地基承载力和边坡稳定性问题在本质上是一致的。它们都是考虑土中的剪应力与土的抗剪强度之间的关系。们都是考虑土中的剪应力与土的抗剪强度之间的关系。第四节第四节 地基承载力的确定地基承载力的确定地基基础设计首先必须保证在荷载作用下的地基对土体地基基础设计首先必须保证在荷载作用下的地基对土体产生剪切破坏而失效方面，应具有足够的安全度。为此，产生剪切破坏而失效方面，应具有足够的安全度。为此，建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足一些要求：建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足一些要求：第88页/共396
46、页式中式中pk相应于荷载效应标准组合时，相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的基础底面处的平均压力值平均压力值；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。1.当轴心荷载作用时当轴心荷载作用时 2.当偏心荷载作用时当偏心荷载作用时 除了应满足上式外，还应满足除了应满足上式外，还应满足式中式中pkmax相应于荷载效应标准组合时，相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最大压力值；基础底面边缘处的最大压力值；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。第89页/共396页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：1 1 1 1、
47、根据土的强度理论计算确定；根据土的强度理论计算确定；2 2、按静载荷试验等原位测试方法确定；、按静载荷试验等原位测试方法确定；3 3 3 3、根据根据规范规范表格确定；表格确定；4 4、根据相邻条件相似、根据相邻条件相似的建筑物经验确定的建筑物经验确定。第90页/共396页一、按土的抗剪强度指标以理论公式确定一、按土的抗剪强度指标以理论公式确定 实实践践证证明明，地地基基中中出出现现小小范范围围的的塑塑性性区区对对安安全全并并无无妨妨碍碍，而而且且相相应应的的荷荷载载与与极极限限荷荷载载p pu u相相比比，一一般般仍仍有有足足够够的的安安全全度度。因因此此，建建筑筑地地基基基基础础设设计计规
48、规范范规规定定：当当基基础础偏偏心心距距eeb b/30/30（b b为为偏偏心心方方向向基基础础边边长长），采采用用以以临临界界荷荷载载p p1/41/4为为基基础础的的理理论论公公式式结结合合经经验验给给出出计计算地基承载力特征值的公式：算地基承载力特征值的公式：f fa a=M=Mb b b+Mb+Md d m md+Md+Mc cc ck k f fa a:承载力特征值（设计值）承载力特征值（设计值）基础宽度基础宽度b b大于大于6m6m按按6m6m计算，砂土小于计算，砂土小于3m3m按按3m3m计算计算 M Mb b、M Md d、M Mc c承载力系数，按表承载力系数，按表7.97
49、.9确定；确定；c ck k基底下一倍宽深度内土的粘聚力标准值，基底下一倍宽深度内土的粘聚力标准值，kPakPa。第91页/共396页n承载力特征值的确定：承载力特征值的确定：n 1.1.当当psps曲线上有比例界限时，取该比曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；例界限所对应的荷载值；n 2.2.当极限荷载小于对应比例界限的荷当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的载值的2 2倍时，取极限荷载值的一半；倍时，取极限荷载值的一半；n 3.3.当不能按上述二点确定时，如压板当不能按上述二点确定时，如压板面积为面积为0.250.50m20.250.50m2，可取，可取s/b=0.010.015
50、s/b=0.010.015所所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。一半。二、按载荷试验确定地基的承载力二、按载荷试验确定地基的承载力 第92页/共396页(a)(a)(a)(a)载荷试验载荷试验载荷试验载荷试验 (b)(b)(b)(b)实际基础实际基础实际基础实际基础 基础宽度对附加应力的影响基础宽度对附加应力的影响基础宽度对附加应力的影响基础宽度对附加应力的影响n载荷板的尺寸一般比实际基础小，影响深度较小，试载荷板的尺寸一般比实际基础小，影响深度较小，试验只反映这个范围内土层的承载力。如果载荷板影响验只反映这个范围内土层的承载力。如果载荷板影响深