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1、1 12.刚性基础与扩展基础2.刚性基础与扩展基础刚性基础与扩展基础12 22.刚性基础与扩展基础地基基础设计地基基础设计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（地基承载力浅基础的设计计算（地基承载力与变形验算）与变形验算）内容提要内容提要23 32.刚性基础与扩展基础n地基基础设计应满足以下要求：地基基础设计应满足以下要求：防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够安全度（地基不能坏）安全度（地基不能坏）。控制地基的变形量，不超过允许值，以免引起控制地基的变形量，不超过
2、允许值，以免引起基础和上部结构的破坏，或影响建筑物使用和基础和上部结构的破坏，或影响建筑物使用和外观。外观。应满足基础结构的强度、刚度、耐久性。应满足基础结构的强度、刚度、耐久性。满足上述要求的方案可能不止一个，这时要满足上述要求的方案可能不止一个，这时要根据经济指标以及施工条件等各方面因素来进根据经济指标以及施工条件等各方面因素来进行比较，确定出最合理方案。行比较，确定出最合理方案。2.1 2.1 概概 述述34 42.刚性基础与扩展基础n设计内容：设计内容：1.选择基础材料、构造类型；选择基础材料、构造类型；2.选择基础埋深，根据基础埋深，确定承载力；选择基础埋深，根据基础埋深，确定承载力
3、；3.根据根据承载力确定承载力确定基础底面积，验算变形、稳定性；如基础底面积，验算变形、稳定性；如有软弱下卧层要进行验算有软弱下卧层要进行验算；4.基础内力分析，截面计算，确定基础高度，材料强度基础内力分析，截面计算，确定基础高度，材料强度（砼标号、截面尺寸、配筋）。（砼标号、截面尺寸、配筋）。5.出施工图。出施工图。2.1 2.1 概概 述述45 52.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）适用低矮（适用低矮（6层），地基承载力较高的建筑；层），地基承载力较高的建筑；砌筑材料：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等；砌筑材料：由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土
4、等；受力特点：受力特点：抗压性能好抗压性能好、而、而抗弯抗剪性能差抗弯抗剪性能差，刚性大刚性大，挠，挠曲变形小；曲变形小；结构特点：稳定性好、施工方便、可承受较大荷载；结构特点：稳定性好、施工方便、可承受较大荷载；自重大、对地基承载力要求高、不适于浅埋。自重大、对地基承载力要求高、不适于浅埋。构造要求：满足台阶的构造要求：满足台阶的容许宽高比容许宽高比或或刚性角刚性角的要求。的要求。2.1 2.1 概概 述述56 62.刚性基础与扩展基础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 台阶宽高比的允许值，参照下述规范表格经验台
5、阶宽高比的允许值，参照下述规范表格经验值选用值选用2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求67 72.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124136（石
6、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78 82.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2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求89 92.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
7、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910102.刚性基础与扩展基础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）适用宽基浅埋适用宽基浅埋材料：钢筋混凝土；材料：钢筋混凝土；受力特点：抗弯、抗剪性能良好、有挠曲变形；受力特点：抗弯、抗剪性能良好、有挠曲变形；结构特点：底板高度小（经济），适应地基承载力结构特点：底板高度小（经济），适应地基承载力低的地基条件。低的地基条件。与刚性基础区别与刚性基础区别:有有配筋配筋，不完全依赖砼去承担弯不完全依赖砼去承担弯曲应力曲应力。2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础10
8、11112.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时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为时可做成等厚板。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，垫层，垫层混凝土强度等级一般混凝土强度等级一般为为C10。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。纵向分布筋直径。纵向分布筋直径 8mm，间距，间距 300mm。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。2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求
9、钢筋混凝土扩展基础构造要求1112122.刚性基础与扩展基础 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。按经验确定。根据经验，初选时基础的高度一般大于或等于根据经验，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1213132.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
10、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砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用的基础形式砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用的基础形式1314142.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1415152.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
11、n基础埋深的定义基础埋深的定义基础底面到室外设计地基础底面到室外设计地面的距离。面的距离。u一般自室外地面标高一般自室外地面标高算起；算起；u填方区自填土面算起；填方区自填土面算起；u若填土在上部结构施若填土在上部结构施工后完成，则应自天工后完成，则应自天然地面算起。然地面算起。持持 力力 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1516162.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选择基础埋深的实质选择基础埋深的实质选择选择合适的合适的地基持力层地基持力层n选择基础深度的原则选择基础深度的原则安全可靠前提下，尽量安全可靠前提下，尽
12、量浅埋浅埋n一般要求：最小埋深一般要求：最小埋深0.50.5米（岩石地基除米（岩石地基除外），且基顶低于室外），且基顶低于室外地面外地面0.10.1米。米。持持 力力 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1617172.刚性基础与扩展基础n应考虑因素：应考虑因素：建筑结构条件建筑结构条件场地环境条件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1718182.刚性基础与扩展基础建筑物的用途、结构类型、荷载对基础埋深的影响：建筑物的用途、结构类型、荷载对基础埋深的影响：u设有
13、地下室等建筑物的基础，基础埋深要求能为其设有地下室等建筑物的基础，基础埋深要求能为其提供足够的空间。提供足够的空间。u地下有管道时，基础埋深应低于管道深度，以防影地下有管道时，基础埋深应低于管道深度，以防影响管道维修使用。响管道维修使用。u承受风力、地震力等水平力的高层建筑，埋深应满承受风力、地震力等水平力的高层建筑，埋深应满足稳定性，提供足够的抗拔力。足稳定性，提供足够的抗拔力。u冷藏库、高温炉窑，应考虑热传导引起地基土因低冷藏库、高温炉窑，应考虑热传导引起地基土因低温而冻胀或因高温而干缩。温而冻胀或因高温而干缩。建筑结构条件建筑结构条件1819192.刚性基础与扩展基础n相邻建筑物影响：相
14、邻建筑物影响：新新基基础础底底面面不不宜宜超超过过原原有有基础的埋深；基础的埋深；新基础底面低于原有基础，新基础底面低于原有基础，要求满足一定间距，要求满足一定间距，两基两基础间保持一定净距约为基础间保持一定净距约为基础底面高差础底面高差1-2倍。倍。不不能能满满足足以以上上条条件件时时，进进行行支支护护，严严格格控控制制水水平平位位移。移。1920202.刚性基础与扩展基础场地环境条件场地环境条件n 基本要求：基本要求：除除岩岩石石外外，基基础础埋埋深深不不小小于于 50cm（表表土土扰动，植物，冻融，冲蚀）；扰动，植物，冻融，冲蚀）；基础顶距离土表大于基础顶距离土表大于10cm，利于保护；
15、，利于保护；桥梁基础要求在冲刷深度以下。桥梁基础要求在冲刷深度以下。2021212.刚性基础与扩展基础场地环境条件场地环境条件n位于稳定坡顶的建筑物，为确保土坡稳定，基位于稳定坡顶的建筑物，为确保土坡稳定，基础边缘距土坡边缘要有一定距离。础边缘距土坡边缘要有一定距离。2122222.刚性基础与扩展基础对于坡高对于坡高H8m，坡角，坡角45，且，且b3m，a2.5m时，时，基础埋深基础埋深d应符合下列条件时，可以认为已满足稳定应符合下列条件时，可以认为已满足稳定要求：要求：条形基础条形基础矩形基础矩形基础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2223232.刚性基础与扩展
16、基础工程地质条件工程地质条件地基上好下软，基础应尽量浅埋，否则可深埋或浅埋加地基处理。倾斜持力层，可做成台阶形。地基土水平向分布不均时，同一建筑物埋深可不相同。避免基础一部分放置基岩上，一部分放置土层中。2324242.刚性基础与扩展基础n水文地质条件水文地质条件n基底应尽量放在地下水位以上，减少开挖降水费用；基底应尽量放在地下水位以上，减少开挖降水费用；n基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地下水水质基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地下水水质问题；问题；n若遇承压水时，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
17、大冲刷线下一定深度。2425252.刚性基础与扩展基础地基冻融条件地基冻融条件n冻土冻土 多年冻土多年冻土（冻结时间（冻结时间 2年）年）季节性冻土季节性冻土n冻土危害：冻胀和融陷冻土危害：冻胀和融陷n 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 水分的迁移和补充（冰夹层）水分的迁移和补充（冰夹层）外因外因内因内因2526262.刚性基础与扩展基础n考虑冻融条件，基底置于标准冻深以下考虑冻融条件，基底置于标准冻深以下n对季节性冻土的设计冻深：公式对季节性冻土的设计冻深
18、：公式2-3n地基冻融条件地基冻融条件2627272.刚性基础与扩展基础基底下允许一定厚度冻土层时，基础最小埋深基底下允许一定厚度冻土层时，基础最小埋深dmin 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 设计冻深设计冻深计算步骤：按规范确定标准计算步骤：按规范确定标准Zo冻土分类（冻土分类（P243）查表得影响系数查表得影响系数 计算设计冻深计算设计冻深查表确定查表确定hmax计算计算dminn地基冻融条件地基冻融条件2728282.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地基土单位面积上
19、承受荷载的能力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2829292.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2.3 2.3 地基承载力地基承载力基本验算基本验算2930302.刚性基础与扩展基础n 公路桥
20、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：p基底平均压应力基底平均压应力 fa修正后的地基承载力容许值修正后的地基承载力容许值 pmax基底最大压应力基底最大压应力 rR地基承载力容许值抗力系数地基承载力容许值抗力系数2.3 2.3 地基承载力地基承载力基本验算基本验算3031312.刚性基础与扩展基础 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2.3 2.3 地基承载力地基承载力3132322.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
21、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 原则：不过分严格，也不随意简化原则：不过分严格，也不随意简化2.3 2.3 地基承载力地基承载力3233332.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 pu地基极限承载力地基极限承载力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 3334342.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
22、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3435352.刚性基础与扩展基础2.3.2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定3536362.刚性基础与扩展基础 同一土层参加统计的试验点同一土层参加统计的试验点不应少于三点不应少于三点，符合要，符合要求后，取该平均值作为地基承载力特征值求后，取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
23、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=0.50.5p pu un n中中中中、高压缩性土的缓变、高压缩性土的缓变、高压缩性土的缓变、高压缩性土的缓变型型型型曲线，曲线，曲线，曲线，取取取取s s/b b=0.01=0.010.0150.015时时时时对应荷载对应荷载对应荷载对应荷载作为作为作为作为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
24、性土；（低压缩性土；（b b）高压缩性土）高压缩性土3637372.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高度自由下落将贯入器击入土中中15cm;(3)记录记录继续打入继续打入30cm的锤击数的锤击数N标贯试验标贯试验得得标贯击标贯击数数N修正后得标准贯修正后得标准贯入击数入击数N，查表查表得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3738382.刚性基础与扩展基础其他原位测试其他原位测试按静力触探试验按静力触探试验比贯入阻力比贯入阻力
25、：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3839392.刚性基础与扩展基础nGB50007(建规建规)推荐的推荐的公式公式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特征值的地基承载力特征值h hb、h hd基础宽度和埋深的修正系数，查表基础宽度和埋深的修正系数，查表2-3b基础底面宽度，小于基础底面
26、宽度，小于3m时取时取3m，大于，大于6m时取时取6m。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）：4041412.刚性基础与扩展基础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 承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）：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n软土地基承载力容许值软土地基承载力容许值软土地基承载力容许值软土地基承载力容许值修正后的地基修正后的地基承载力容许值承载力容许值基底以上土层的加权平均重度基底
27、以上土层的加权平均重度4142422.刚性基础与扩展基础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 承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）承载力的计算（桥规）：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n根据原状土强度指标计算根据原状土强度指标计算根据原状土强度指标计算根据原状土强度指标计算4243432.刚性基础与扩展基础4344442.刚性基础与扩展基础 当当b2m,h3m，且，且h/b4，则容许承载力为：，则容许承载力为：fa0根据土的类别、状态及其物理力学特性指标根据土
28、的类别、状态及其物理力学特性指标查规范表查规范表确定的地基容许承载力。确定的地基容许承载力。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）：4445452.刚性基础与扩展基础4546462.刚性基础与扩展基础4647472.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：地基承载力地基承载力地基承载力地基承载力验算（先预估承载力算基础尺寸）验算（先预估承载力算基础尺寸）验算（先预估承载力算基础尺寸）验算（先预估承载力算基础尺寸）软弱下卧层验算软弱下卧层验算软弱下卧层验算软弱下卧层验算地基与基
29、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、局部倾斜）基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）4748482.刚性基础与扩展基础2.4.1 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 A4849492.刚性基础与扩展基础4950502.刚性基础与扩展基础2 2、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5051512.刚性基础与扩展基础n 偏心荷载下
30、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（l/b=1.02.0）验算偏心距验算偏心距e和基底平均压力、边缘最大压力和基底平均压力、边缘最大压力；调整调整l 和和b5152522.刚性基础与扩展基础【例例2.1】柱截面柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩，力矩80kNm，水平，
31、水平荷载荷载13kN，其他参数见图。试根据持力层地基承载力，其他参数见图。试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。确定基础底面尺寸。5253532.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。(查表查表2-3，P40)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修正先不考虑对基础宽度进行修正)：5354542.刚性基础与扩展基础 初步选择基底尺寸初步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
32、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。5455552.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。5556562.刚性基础与扩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。5657572.刚性基础与扩展基础验算思路：验算思路：验算思路：验
33、算思路：传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应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：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faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值 2.4.2 2.4.2 软弱下卧层的验算软弱下卧层的验算5758582.刚性基础与扩展基础图图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Pz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
34、基础条形基础：地基压力扩散角，查规范表确定地基压力扩散角，查规范表确定5859592.刚性基础与扩展基础【例例2.2】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，。试根据图中资料验算基础试根据图中资料验算基础底面是否满足地基承载力要求。底面是否满足地基承载力要求。5960602.刚性基础与扩展基础6061612.刚性基础与扩展基础6162622.刚性基础与扩展基础6263632.刚性基础与扩展基础6364642.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抗水平滑动的稳定性验算算表层滑动安全系数：表层滑
35、动安全系数：抗滑动摩擦阻力抗滑动摩擦阻力作用于基底的水平力的总和作用于基底的水平力的总和6465652.刚性基础与扩展基础n 基础倾覆稳定性验算基础倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数：抗倾覆稳定系数：K=y/eoy:基底截面重心至压力最大一边的距离；基底截面重心至压力最大一边的距离；eo：外力合力偏心距。：外力合力偏心距。一般在主要荷载组合时，一般在主要荷载组合时，K1.5；在各种附加荷；在各种附加荷载组合时，载组合时，K=1.11.36566662.刚性基础与扩展基础n 地基整体滑动稳定验地基整体滑动稳定验算算要求最危险的滑动面上诸力对要求最危险的滑动面上诸力对滑动圆弧的圆心所产生的抗滑滑动圆弧的
36、圆心所产生的抗滑力矩力矩M MR R与滑动力矩与滑动力矩M MS S之比之比一般情况下一般情况下:K=M:K=MR R/M/MS S1.2考虑深层滑动时：应大于考虑深层滑动时：应大于1.36667672.刚性基础与扩展基础 根据地基的复杂程度、建筑物规模和功能特根据地基的复杂程度、建筑物规模和功能特性，地基问题可能造成的破坏或影响正常使用的性，地基问题可能造成的破坏或影响正常使用的程度。地基基础设计等级分为甲、乙、丙三级。程度。地基基础设计等级分为甲、乙、丙三级。2.4.5 2.4.5 地基变形验算地基变形验算6768682.刚性基础与扩展基础6869692.刚性基础与扩展基础s s s地基变
37、形特征值，包括：地基变形特征值，包括：沉降量、沉降差、倾斜、沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。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特征值，根据建筑物的结构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特征、使用条件和地基土的类别查规范确定n基本概念基本概念6970702.刚性基础与扩展基础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排架结构排架结构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、单框架结构、单层排架结构层排架结构
38、7071712.刚性基础与扩展基础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、高层建筑高层建筑局局部部倾倾斜斜砌体承重结砌体承重结构构7172722.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 L0.005 L0.003 L0.001 L0.005 L单排排架结构（柱距为6m）柱基沉降量（mm）(120)
39、200桥式吊车轨面的倾斜（按不调整轨道考虑）纵向横向0.0040.0037273732.刚性基础与扩展基础变形特征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土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）Hg100100Hg 200200Hg 2504003002007374742.
40、刚性基础与扩展基础采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体采用柱下条形、筏形和箱形等结构刚度较大、整体性较好的基础，采用桩基或其他深基础；性较好的基础，采用桩基或其他深基础；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7475752.刚性基础与扩展基础n建筑措施建筑措施建筑体型力求简单建筑体型力求简单7576762.刚性基础与扩展基础n建筑措施建筑措施控制建筑高差控制建筑高差7677772.刚性基础与扩展基础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7778782.刚性基础与扩展基础n建筑措施建筑措施设置沉降缝：从檐口到基础把建筑物各单元断开，设置沉降
41、缝：从檐口到基础把建筑物各单元断开，将建筑物分成若干个长高比较小、整体刚度较好、将建筑物分成若干个长高比较小、整体刚度较好、自成沉降体系的单元。自成沉降体系的单元。设置沉降缝部位：地基土压缩性有显著差异处；设置沉降缝部位：地基土压缩性有显著差异处；地基基础处理方法不同处；地基基础处理方法不同处；平面形状复杂的建筑物转折部位；平面形状复杂的建筑物转折部位；建筑物高度或荷载差异处；建筑物高度或荷载差异处；分期建造房屋的分界处。分期建造房屋的分界处。7879792.刚性基础与扩展基础n建筑措施建筑措施相邻建筑物的间隔距离相邻建筑物的间隔距离 基底压力扩散影响，造成建筑物下面以外一定范基底压力扩散影响
42、，造成建筑物下面以外一定范围土层也产生压缩变形，围土层也产生压缩变形，这种影响随着建筑物间的这种影响随着建筑物间的距离减小而增大。距离减小而增大。建筑物标高控制建筑物标高控制 预估下沉值，适当调整建筑物或其各部分的标高。预估下沉值，适当调整建筑物或其各部分的标高。7980802.刚性基础与扩展基础减轻建筑物自重减轻建筑物自重（空心砌块、轻质隔墙）（空心砌块、轻质隔墙）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（减小自重或采用补偿基础）（减小自重或采用补偿基础）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n结构措施结构措施8081812.刚性基础与扩展基础n 施工措
43、施施工措施遵照先重遵照先重(高高)，后轻，后轻(低低)的施工程序；的施工程序；注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响；注意堆载、沉桩和降水等对邻近建筑物的影响；注意保护坑底土体，减少对原状土扰动。在坑底保注意保护坑底土体，减少对原状土扰动。在坑底保留大约留大约200mm厚的原土层，待施工混凝土垫层时才厚的原土层，待施工混凝土垫层时才用人工临时挖去。用人工临时挖去。8182822.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沿墙长取沿墙长取1m计算计算墙下钢筋混凝土条基受力墙下钢筋混凝土条基受力-截面弯矩与剪力截面弯矩与剪力：V 图M 图2.4
44、.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仅由基顶荷载仅由基顶荷载产生的地基反力产生的地基反力8283832.刚性基础与扩展基础 (2)基础底板高度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为为截面内力臂的近似值。截面内力臂的近似值。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8384842.刚性基
45、础与扩展基础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。偏心荷载偏心荷载8485852.刚性基础与扩展基础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，可计算基础底板的配筋面积。确定弯矩后，可计算基础底板的配筋面积。偏心荷载偏心荷载8586862.刚性基础与扩展基础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高度基础高度由抗冲切验算定由抗冲切验算定
46、 基础可能冲切面以外地基净反力产生的冲切力应基础可能冲切面以外地基净反力产生的冲切力应小于基础可能冲切面上的混凝土抗冲切力。小于基础可能冲切面上的混凝土抗冲切力。8687872.刚性基础与扩展基础基础高度基础高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：Fl地基净反力设计值地基净反力设计值 Fl=PjAlAl冲切验算时取用的部分基底冲切验算时取用的部分基底面积面积am冲切破坏锥体最不利一侧冲切破坏锥体最不利一侧 计算长度（一般沿短边一侧）计算长度（一般沿短边一侧）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。8788882.刚性基础与扩展基
47、础（a）柱与基础交接处）柱与基础交接处 （b）基础变阶处）基础变阶处8889892.刚性基础与扩展基础矩形基础，当满足台阶宽高比矩形基础，当满足台阶宽高比2.5，偏心距，偏心距el/6 时，时，任意截面的弯矩计算如下任意截面的弯矩计算如下 柱下单独基础的配筋设计控制截面是柱下单独基础的配筋设计控制截面是柱边或阶梯柱边或阶梯形基础的变阶处形基础的变阶处，求出，求出M M后，可计算底板长、短边受力后，可计算底板长、短边受力钢筋面积钢筋面积A Ass和和A Ass。基础底板配筋基础底板配筋由抗弯验算定由抗弯验算定8990902.刚性基础与扩展基础 M、M任意截面任意截面-、-处的弯矩设计值；处的弯矩设计值；a1任意截面任意截面-至基底边缘最大反力处的距离；至基底边缘最大反力处的距离；l、b基础底面的边长；基础底面的边长；pmax、pmin基础底面边缘最大和最小地基反力设计值；基础底面边缘最大和最小地基反力设计值；p在任意截面在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值；处基础底面地基反力设计值；G基础自重及其上的土自重。基础自重及其上的土自重。9091912.刚性基础与扩展基础91