《基础工程03刚性基础与扩展基础.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础工程03刚性基础与扩展基础.（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基础工程 电子教案 2.2.刚性基础与扩展基础刚性基础与扩展基础 n刚性基础或无筋扩展基础由素混凝土、砖、 毛石、灰土和三合土等材料砌筑、高度由刚性角 控制、基础部分扩大了的基础 n钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）当不便 于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时，做成 钢筋混凝土材料的基础。（例柱下钢筋混凝土独 立基础和墙下钢筋混凝土条形基础） 2.1 2.1 概概 述述 2.1 2.1 概概 述述 n构造要求 n基础埋置深度的选择 n地基承载力 n刚性基础与扩展基础的设计计算 基本内容 2.1.12.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求 图2-1 图 刚性基础构造示意 d柱中纵向钢筋直径
2、n砖基础 n毛石基础 n素混凝土基础 上述基础材料都要符合强 度等级要求 n灰土基础 石灰和土（粘性土）按其 体积比3：7或2：8构成 n三合土基础 由石灰：砂：碎砖（或碎 石）按1：2：41：3：6配成 n刚性角： n式中 bi无筋扩展基础任一 台阶的宽度(mm) Hi相应的台阶高度 (mm) tan无筋扩展基础台 阶宽高比的允许值，按规 范表选用 2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求 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11.0011.251
3、1.50 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/m3 11.2511.50 三合土基础 体积比为124136 （石灰砂骨料），每层 约需铺220mm，夯至150mm 11.5011.20 无筋扩展基础台阶高宽 比的允许值 F F F F 安全不安全 安全浪费 n刚性基础的特点 稳定性好，施工简便 用于6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础以及 涵洞等； n刚性基础局限性 当基础承受荷载较大时，则用料多，自
4、重大，埋深 也加大 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 砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用 的基础形式 n 柱下钢筋混凝土独立基础 建筑物中的柱、桥梁中的墩常用的基础形式 图 墙下钢筋混凝土扩展基础 （a）无肋 （b）有肋 2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础 构造要求构造要求 （1）锥形基础的边缘高度不宜小于200mm，坡度i1：3； 小于250mm时，可做成等厚度板。阶梯形基础的每阶高度， 宜为300500mm。 （2）基础下的垫层厚度一般为100mm。 （3）底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大 于2
5、00mm和小于100mm。当有垫层时，混凝土的保护层净 厚度不宜小于40mm，无垫层时不宜小于70mm。纵向分布 筋，直径不小于8mm，间距不大于300mm。 （4）混凝土强度等级不宜低于C20。 （6）当地基软弱或承受荷载有差异时，为了增强基础的整 体和抗弯能力，可采用带肋的墙基础。肋部的纵向钢筋和箍 筋按经验确定。 （5）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 图2.4 柱下钢筋混凝土单独基础 （a）台阶型 （b）锥台型 （c）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
6、要求 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 n持力层直接支撑 基础的土层 n下卧层持力层以 下的各土层 n选择基础埋置深度， 也就是选择合适的地 基持力层 持 力 层 下 卧 层 图2.5 基础埋置深度示意 应考虑因素： n建筑结构条件与场地环境条件 n工程地质条件 n水文地质条件 n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 n结构条件 n荷载大小 n荷载性质 n场地环境 图 相邻基础埋深 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 建筑结构条件与场地环境条件建筑结构条件与场地环境条件 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 场
7、地环境条件 n若满足图示（b3m， a2.5m ）则 n条形基础 n矩形基础 n不满足要求时，应进行 地基稳定性验算 d 图 土坡坡顶处基础的埋深 n地基由多层土组成，上好下软，基础应尽量浅埋 n地基上软下好，应具体分析，进行方案比较 n地基在水平方向倾斜较大时，基础埋深如图处理 n基础在风化岩层中时 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 工程地质条件工程地质条件 图 台阶形过渡处理 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 水文地质条件水文地质条件 n遇水时，基底应尽量放在地下水位以上 n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 n若遇承压水时，应
8、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 图 基坑下埋藏有承压含水层的情况 2.2 基础埋置深度的选择 水文地质条件 n冻胀机理 n冻胀现象 n影响冻胀的因素（土类、地下水位及气温） n冻融条件考虑 先按规范进行地基土冻胀性的划分（五类），后再 进行最小埋深dmin的计算 式中 hmax基底下允许残留冻土层的最大厚度 设计冻深 2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 地基冻融条件 2.3 2.3 地基承载力地基承载力 定义：地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基 承载力 三个问题 n 地基承载力的基本概念及基本验算 n 影响地基承载力大小的因素 n 确定地基承载力
9、的方法 重点 2.3 2.3 地基承载力地基承载力 建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因： 承载力达不到要求 基础过大的沉降或者沉降差 n总安全系数设计原则 n容许承载力设计原则，同时满足强度（pfa）和变 形（s s）条件 n概率极限状态设计原则 地基承载力设计原则 定定f f a a （特征值）（特征值） n建筑地基规范要求: p p k 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值 p pkmax相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值 f fa 修正后的地基承载力特征值 n 公路桥涵地基与基础设计规范要求： max基底最大压应力 地基土修正后的容许承载力 基本验算基本验
10、算 2.3 地基承载力 影响因素： n 地基土的成因与堆积年代 n 地基土的物理力学性质 n 地下水 n 上部结构情况 冲（洪）积土 坡积土 2.3 地基承载力 确定地基承载力的常用方法： n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 n按有关规范提供的承载力或经验公式确定 Pcr P1/4 Pu 原则：不过分严格，也不随意简化 2.3 地基承载力 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 n公式 n来由 式中 pu地基极限承载力，按魏锡克或汉森等理论公式 （ 或称为“以土的抗剪强度指标”）计算 A与土接触的有效基底面积 A 基底面积 魏锡
11、克：魏锡克： 2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标按土的抗剪强度指标 确定确定 2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标按土的抗剪强度指标 确定确定 汉森：汉森： 图图2.102.10 2.3.2 2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定 图 载荷试验示意图（堆载） 规范规定甲级甲级必须进行 该法优点：成果可靠 该法缺点：费时、耗资 2 2.3.2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定 深层平板载荷 试验适用于埋 深等于或大于 3m 和地下水 位以上的地基 土 2 2.3.2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定 n n p-sp-s线有明显比例界限线有明显比例
12、界限 时（密砂、硬土）时（密砂、硬土） f f akak=p =p 1 1 n n 极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且 p pu u 3m，且h/b4，则容许承载力为： n 式中 0当基础宽度b2m，埋深h3m时的容许 承载力，查规范表得，见后页 k1、k2分别为基础宽度和埋深的地基承载 力修正系数，查规范表 公路桥涵规范公路桥涵规范 2.3.3 2.3.3 按地基规范承载力按地基规范承载力 公式确定公式确定 公路桥涵规范公路桥涵规范从表中查得承载力0，步骤如下： 定名 Dr、N 查表得0 =0 粘性土Ip IL 砂类土（粒径级配） 定态 修正？ 前公式 YN 各种地基规范承载力公式区别：
13、n建筑地基规范与公路桥涵地基规范的区别： 前者无表，但容许制定地方性经验表格或规范；后者 仍然保留全国统一的承载力表格 n港口工程地基规范采用极限承载力除以抗力分项 系数的方法 2.3.3 2.3.3 按地基规范承载力按地基规范承载力 公式确定公式确定 式中 Fk地基极限承载力的竖向分力标准值 R抗力分项系数 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 要点要点： n n 地基承载力验算地基承载力验算 n n 软弱下卧层验算软弱下卧层验算 n n 地基与基础稳定性地基与基础稳定性 n n 扩展基础设计扩展基础设计 n n 基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局基
14、础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局 部倾斜）部倾斜） 2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算 也称为按地基承载力来计算基底尺寸也称为按地基承载力来计算基底尺寸A A 1.1.中心受荷基础中心受荷基础 图图 中心荷载作用下的基础中心荷载作用下的基础 因为： 方形基础 矩形基础 （需先选定b或l，一般取l/ b 1.02.0 ） 条形基础 沿长度方向取l m计算，则： 2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算 2.偏心荷载作用下 2.4.1 2.4.1 地基承载力验算地基承载力验算 Wx、Wy基础底面对x轴和y轴的截面抵 抗矩，m3 ex 、ey荷载对y轴和x轴的偏心距，m 要求 ： 图 偏心荷载作用下的基础 b l 其中基础底面的抵抗矩W对于矩形基础 式中 b-力矩作用方向基础边长。 当偏心距eb/6时， 0，基底一侧将与地 基土脱开，此时 可表示为： 式中 l-垂直于力矩作用方向的基础底面边长， a-合力作用点至基础底面最大压力边缘距离 。 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 n n 思路思路：先试算，后验算先试算，后验算 n n 步骤：步骤： 先按中心荷载作用下的公式预估A中 取A偏
