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1、第一篇 绪论及地基基础的设计原则1、地基基础设计必须满足三个基本条件：（1）、承载力要求：作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值。（2）、沉降和稳定性要求：基础沉降不得超过地基变形容许值；挡土墙、边坡以及地基基础应保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。（3）、基础作为结构物，应满足结构的强度、刚度和耐久性要求。2、地基、基础的分类：地基按照材料性质可分为土质地基和岩石地基；按照处理与否可分为天然地基（包括特殊土地基）和人工地基。基础按照埋置深度可分为浅基础和深基础两大类。3、常用的线性弹性地基模型有文克勒地基模型、弹性半空间地基模型、分层地基模型。第二篇 天
2、然地基上的浅基础刚性基础：由素混凝土、砖、毛石等抗压强度较高而抗弯拉强度较低的材料砌筑而成的基础，计算时不计其弯曲变形，基础高度由刚性角控制，这类基础叫刚性基础。刚性角：刚性基础中为使基底弯曲拉应力和剪应力不超过基础圬工强度极限，墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角。刚性角的大小与基础材料及基底反力大小有关。或者：刚性基础允许宽高比所对应的角度。柔性基础：由具有较好的抗剪能力和抗弯能力的钢筋混凝土材料所构成的基础叫柔性基础，柔性基础整体性能较好，抗弯刚度较大。所以柔性基础也叫钢筋混凝土基础。无筋扩展基础：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条
3、形基础或柱下独立基础。基础埋深：从设计地面线到基础底面的距离。软弱下卧层：位于持力层以下，且承载力小于持力层承载力的土层。动力触探：利用落锤能量将一定规格的探头打入土中，由打入的贯入度来判断土的性质的测试方法。静力触探：是利用机械或油压装置将带有探头的触探杆压入土层，用电阻应变仪测出土的贯入阻力，并将该阻力与野外载荷试验测得的地基土承载力和变形指标建立相关关系式，从而确定建筑物地基土的承载力特征值和变形指标等数据。地基净反力：仅由基础顶面标高以上部分传下的荷载所产生的地基反力。1、浅基础的设计步骤：（1）选择基础的材料、类型和平面布置；（2）选择基础的埋置深度；（3）确定地基承载力设计值；（4
4、）确定基础的底面积和底面尺寸（地基承载力验算）；（5）地基变形验算（特殊情况下，还应进行稳定性验算）；（6）基础结构设计（主要指确定基础的内力、高度及配筋）；（7）基础施工图绘制（包括施工说明）。上述设计步骤相互关联，通常按顺序进行，当后面不能满足设计要求时，可返回重复。2、浅基础的分类：从构造形式来看，浅基础有：独立基础、条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础等。按照材料的受力性能分为：刚性基础和柔性基础。3、基础埋深确定：原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋，但不应浅于0.5m，且基础顶面距设计地面的距离宜大于0.1m。具体来讲，应结合以下因素综合确定。一、建筑结构条件（指建筑物
5、的用途、类型、荷载的大小及性质）二、工程地质条件：尽量选择承载力高而压缩性小的土层；存在软弱下卧层时，应同时考虑软弱下卧层的强度和变形要求；当场地土层分布明显不均匀或荷载大小相差很大时，也可采用不同埋深。三、水文地质条件：（1）当有地下水存在时，基础底面应尽量埋置在地下水以上；否则应采取必要的施工防范措施。（2）有冲刷的河流中，桥梁墩台基础必须埋置在设计洪水冲刷线以下一定深度。四、地基冻融条件五、场地环境条件：（1）基础最小埋深为0.5m，基础顶面至少应低于设计地面0. lm。（2）当存在相邻建筑物时，新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础，否则两基础间应保持一定的净距。（3）基础附近有管道
6、或坑道等地下设施时，埋深一般应低于地下设施底面。（4）位于稳定土坡坡顶的建筑，基础与土坡边缘应具有一定距离。4、浅基础地基承载力特征值确定方法：1）按土的抗剪强度指标以理论公式计算；2）按地基载荷试验确定；3）按触探试验（动力或静力）确定；4）按有关规范提供承载力经验公式确定；5）按有关规范提供承载力表查表确定(新规范已取消)。5、按地基载荷试验确定地基承载力特征值时，低压缩性土一般由强度安全控制，中、高压缩性土往往受基础沉降量控制。6、承载力的修正：基础宽度大于3m或埋深大于0.5m时， 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须进行深度和宽度修正：7、地基承载力的验算包
7、括：一、持力层的验算； 1、轴心荷载作用： 2、偏心荷载作用：二、软弱下卧层的验算：软弱下卧层顶面土体的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层承载力，即。附加应力计算一般采用扩散角法。8、水平和竖向荷载共同作用下，地基失稳定破坏形式：（1）沿基底产生表层滑动；（2）偏心荷载过大而使基础倾覆；（3）深层整体滑动破坏。9、地基变形验算：对于甲、乙级建筑物和荷载较大、土质不坚实的丙级建筑物，需进行地基变形验算。地基变形特征有四种：(1)沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心的沉降量；(2)沉降差：两相邻独立基础中心点沉降量之差；(3)倾斜：独立基础在倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；(4)局部倾
8、斜：砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。对于单层排架结构的柱基，一般应限制其沉降量；对于框架结构和单层排架结构，应由沉降差来控制，并要求沉降量不宜过大；对于高耸结构物，高层建筑物，控制地基特征变形的主要是整体倾斜；对于砌体承重结构，主要由局部倾斜控制。 10、浅基础结构设计：在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用；在进行基础截面设计中，应采用地基净反力计算。一、刚性基础：基础宽度根据地基承载力条件确定，基础高度由基础允许宽高比来控制。二、墙下钢筋混凝土条形基础：基础底面尺寸根据地基承载力和沉降要求确定；基础高度由混凝土的抗剪切条件
9、确定；基础的受力钢筋配筋由抗弯验算确定。三、柱下钢筋混凝土独立基础：基础底面尺寸由地基承载力确定，基础高度由抗冲切验算确定，基础底板双向配筋由抗弯验算确定。 四、柱下条形基础：翼板可视为悬臂于肋梁两侧，计算方法同墙下条形基础；基础梁纵向内力计算方法有：（1）直线分布法（满足静力平衡条件，不满足变形协调条件）。具体有：静定分析法和倒梁法。（2）弹性地基梁法（满足静力平衡条件和变形协调条件）。地基模型有文克勒地基模型和弹性半空间地基模型。五、十字交叉条形基础：视为双向的柱下条形基础，柱的竖向荷载在两个方向上分配，弯矩则直接加于相应方向的基础梁上，不再分配。节点分为三种：中柱节点：两个方向均为无限长
10、梁；边柱节点：一个方向为无限长梁，另一方向为半无限长梁；角柱节点：两个方向均为半无限长梁。 例题2-1：某粉土地基如下图所示，试按规范提供的承载力公式计算地基承载力特征值。解：根据持力层粉土，查表得，例题2-2：某建筑物的箱形基础宽8.5m，长20m，持力层情况见下图所示，其承载力特征值，箱基埋深，已知地下水位在地面下2m处。试确定粘土持力层的承载力特征值。解：箱基宽度，故按6m考虑；箱基埋深。持力层为粘土，因为，查表可得：因基础埋在地下水位以下，故持力层的取有效重度：例题2-3：“承载力验算”：某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值为（作用于长边方向），水平力（作用于长边方向），基础底面长
11、3.5m，宽3m，基础埋深2.3m，地下水位深2.3m，土基分两层：首层为厚1.5m的填土，；持力层为粉质粘土，地基承载力特征值为200kPa。基础及回填土的平均重度为：。试验算持力层的强度。解：（1）确定地基承载力设计值：因，查表由得，故 kPa（2）基底平均压力：所以满足要求。（3）基底最大压力：所以满足要求。例题2-4：“基底面积确定”：已知厂房作用在基础上的柱荷载如图所示，地基土为粉质粘土，地基承载力特征值，试设计矩形基础底面尺寸。解：（1）按轴心荷载初拟基础底面积由得考虑偏心荷载的影响，将增大30%，即设长宽比为，则可得，（2）计算基底应力（包括平均和最大应力）基础及回填土重：合力偏
12、心距（基底应力为梯形分布）基底最大应力：（3）地基承载力设计值确定与验算根据，查表2-3得，（满足）（满足）所以，基础采用的底面尺寸是合适的。第三篇桩基础单桩基础：采用单根桩的形式以承受和传递上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础。群桩基础：由2根或以上的多根桩组成桩群，由承台将桩群在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给各根桩，桩群再把荷载传给地基，这种桩基础称群桩基础。低承台桩基：承台底面位于土中的桩基。高承台桩基：承台底面高出土面以上的桩基。摩擦桩：桩顶极限荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力可忽略不计的桩基。端承桩：桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力可忽略不计的桩基。嵌岩
13、桩：桩端嵌入岩层一定深度（要求桩的周边嵌入微风化或中等风化岩体的深度不小于0.5 m）的桩基。沉管灌注桩：利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后放钢筋笼，浇灌混凝土，拔出套管所成的桩。钻孔灌注桩：用钻机钻土成孔，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌水下混凝土所成的桩。挖孔灌注桩：采用人工或机械挖掘成孔，逐段边开挖边支护，达所需深度后再进行扩孔、安装钢筋笼及浇灌混凝土而成的桩。群桩效应：摩擦型群桩基础当桩数较多，桩距较小时，此时群桩中各桩的工作状态与单桩的显著不同，其承载力小于各单桩承载力之和，沉降量大于单桩沉降量，这种现象叫群桩效应。复合桩基：在荷载作用下，由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。1、
14、桩基础由桩和承台两部分组成。（1）、按基桩数量，桩基础分为：单桩基础和群桩基础。群桩基础中的单桩称基桩。（2）、根据承台与地面相对位置，桩基础分为低承台桩基和高承台桩基。2、桩的分类：（1）、按承载性状可分为：摩擦型桩和端承型桩。 摩擦桩具体有：桩的长径比很大；桩端下无较坚实的持力层；桩底残留虚土或沉渣的灌注桩；桩端出现脱空的打入桩等。端承桩具体有：桩的长径比较小，桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩层中的桩。（2）、按施工方法可分为：预制桩和灌注桩。常用预制桩有：木桩、钢桩、混凝土预制桩（含预应力混凝土桩）等，施工方法有：锤击、震动、静压或旋入等。常用灌注桩有：沉管灌注
15、桩、钻（冲）孔灌注桩、挖孔灌注桩等。钻孔灌注桩施工时，护筒的作用：固定桩位，钻孔导向；保护孔口，防止坍塌；隔离孔内外表层水；泥浆的作用：防止坍孔；护壁；浮渣。（3）按挤土效应可分为：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。钻（冲或挖）孔灌注桩、机挖井形灌注桩及机动洛阳铲成孔灌注桩等属于非挤土桩；冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩、H型钢桩、开口钢管桩和开口预应力混凝土管桩等属于部分挤土桩；实心预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩等属于挤土桩。3、各种桩的比较：（1）振动噪声：预制桩、沉管灌注桩在用锤击或振动法下沉时，施工噪音大，污染环境；预制桩用静压法施工可消除噪音污染；钻孔桩在施工过程中产生的振动、噪音较小。 （2）挤土效应：预制钢筋混凝土桩、沉管灌注桩均属于挤土桩，会造成各种危害；钻孔灌注桩、挖孔灌注桩为非挤土桩，对邻近建筑物及地下管线危害很小。（3）沉桩能力：除钢桩、嵌岩桩外，受沉桩能力的限制，预制混凝土桩、沉管灌注桩其桩径、桩长不可太大，单桩极限承载力一般不超过6000kN；钻孔灌注桩直径可大至12 m，桩长可达100m，可适用于各种地层；挖孔灌注桩直径更可扩大至23 m，因此单桩的总承载能力大。
