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1、11、地基基础设计简介,1地基及基础的概念： 1.地基:为支撑基础的土体或岩体。 2.基础: 将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。 参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中2.1（术语）。,2地基基础设计必须满足三个基本条件： 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，保证建筑物不因为地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用，具有足够防止整体破坏的安全储备； 基础沉降不得超过地基变形容许值，保证建筑物不因为地基变形而损害或影响其正常使用； 地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。 3设计活动要求：必须遵守法定的规范、规程。,
2、12、地基基础的设计原则,1基础的基本作用要求：基础工程设计必须根据上部结构传力体系的特点、建筑物对地下空间使用功能的要求、地基土的物理力学性质，结合施工设备能力，保护环境及经济造价等多方面要求，合理选择地基基础设计方案。 2基础按埋深分类： 1.浅基础：如墙下条形基础、柱下单独基础、柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础等。 2.深基础：如桩基础、地下连续墙深基础等。,浅基础的类型和基础材料,建筑工程结构应按表1-1划分为三个安全等级；混凝土结构设计规范GB50010-2002第3.2.1条,3土木工程结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响
3、等）的严重性，采用不同的安全等级。,建筑地基基础设计按表1-3分三个等级；建筑地基基础设计规范GB50007-2002第3.0.1,建筑工程应按建筑使用功能的重要性划分为四个抗震设防类别(表1-4); 建筑抗震设计规范GB50011-2001,建筑工程设计使用年限按下表(1-6)分为5个类别； 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001中1.0.5条,1.根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： (1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； (2)甲级、乙级建筑物，均应按地基变形设计； (3)下表1-8所列范围内的
4、设计等级为丙级建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；地基内有较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 (4)对经常承受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； (5)基坑工程应进行稳定性验算; (6)当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在地下室上浮问题时，尚应进行抗浮验算。,4地基基础设计基本规定：,
5、-具体见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第3.0.2,-从以上规定可以知道：基础工程设计时必须对地基的承载力、变形及地基基础的稳定性进行验算；对基础内力计算，结构尺寸、构造和材料应满足强度、刚度和耐久性的要求。 2.地基基础设计采用概率极限状态设计： 关于两类极限状态荷载效应组合的表达式规定：即 承载能力极限状态下荷载效应的基本组合表达式 正常使用极限状态下荷载效应的标准组合表达式 -具体见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第3.0.5条,1.荷载资料：即按相关规范计算的传至基础顶面和底面的荷载（竖向轴力、水平剪力和弯矩）。,-地基基础设计时，所应采用的荷载效应最不利组合
6、与相应的抗力或限值规定：-具体见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第3.0.4条,5地基基础设计资料：,2.岩土工程勘察资料：即反映有关地基抗力性能的岩土工程勘察报告。 -对岩土工程勘察的有关规定具体见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第3.0.3条(内容涉及勘察报告应提供的主要资料、地基评价、施工要求等) 3.原位测试资料：即地基承载力，单桩竖向承载力以及地基压缩模量和变形模量等的原位测试报告。（如地基土的静载荷实验、单桩静载荷实验等。）,刚性基础与扩展基础,21、概述 22、基础埋置深度的选择 23、地基承载力 24、刚性基础与扩展基础的设计计算,21、刚性基础与扩展基
7、础概述,211刚性基础的构造要求 基础的构造：做成台阶型或梯形断面，确保断面满足刚性角要求，并且经济合理便于施工。 -参见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第8.2节,212钢筋混凝土扩展基础的构造要求,1墙下钢筋混凝土条形基础 2柱下钢筋混凝土独立基础,-参见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第8.2节,22、基础埋置深度的选择,1确定基础埋深条件主要依据条件： 1建筑结构条件与场地环境条件 2工程地质条件 3水文地质条件 4地基冻胀条件等 -参见建筑地基基础设计规范GB50007-2002第5.1.1条 2建筑地基基础设计规范GB50007-2002第5.1.2条，确定
8、基础埋深的原则： 在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。但不应浅于0.5m，因为地表土一般较松软，易受雨水及外界影响，不宜作为地基的持力层。另外，基础顶面距设计地面距离宜大于100mm，尽量避免基础外露，遭受外界的侵蚀破坏。,23地基承载力,当确定了基础类型及埋深后，就需要确定基础的底面积，此时需先确定地基承载力，它是地基基础设计中不可缺少的数据。 建筑地基基础设计规范GB50007-2002采用概率法确定地基承载力特征值，各级各类建筑物浅基础的地基承载力均应满足要求： pkfa pkmax1.2fa 式中pk -相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值； pkmax-相应于荷载效应标准组
9、合时，基础底面边缘的最大 压力值； fa-修正后的地基承载力特征值。,地基承载力特征值的确定方法： 按土的抗剪强度指标以理论公式计算 按地基载荷试验或触探试验确定 按规范提供的承载力或经验公式确定。 -具体可参见教材内容。 建筑地基基础设计规范GB50007-2002规定：当基础宽度大于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尚应进行宽度和深度修正。 -以上可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中5.2.15.2.35.2.4条相关内容。,24、刚性基础与扩展基础的设计计算,241地基承载力验算 地基承载力的验算应进行持力层的验算和软弱
10、下卧层的验算。 1中心受荷基础 2偏心受荷基础 3软弱下卧层的验算 -具体方法、步骤可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中5.2节相关内容。,242钢筋混凝土扩展基础结构设计,1墙下钢筋混凝土条形基础 墙下钢筋混凝土条形基础的内力计算: 一般按平面应变处理，在长度方向可取单位长度计算。 截面设计验算的内容主要包括： 基础底宽度（按基底承载力）和高度（按构造高度抗剪验算）确定、基础底板配筋（按验算截面抗弯计算）、构造等。,2柱下钢筋混凝土独立基础 一般先由地基承载力确定基础的底面尺寸，然后再进行基础截面的设计验算。 截面设计验算的内容主要包括：基础截面的抗冲切验算（以确定基础
11、的合适高度）和抗弯验算（以确定基础底板的双向配筋）。 -具体方法、步骤可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中第8.2节相关内容。,243地基变形验算,对于一般多层建筑，地基土质较均匀且好时，按地基承载力控制设计基础，可以满足地基 变形要求，不需要进行地基变形验算。 但对于甲、乙级建筑物和荷载较大、土质不坚实的丙级建筑物，为保证工程安全，除满足地基承载力要求外，还需进行地基变形验算。 变形验算的范围、内容、允许值可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中3.0.2条相关内容。,244地基和基础的稳定性验算,对经常承受水平荷载的建（构）筑物，如位于斜坡上的、高层
12、（耸）建筑等，可能需要做地基和基础的稳定性验算。 -具体验算内容及方法、步骤可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中5.4节相关内容。 -建筑地基基础设计规范GB50007-2002中5.4.2条对位于斜坡上建筑物，给出了当基础较小时，保证其稳定的限定范围。,柱下条形基础、筏形和箱形基础,31概述 32柱下条形基础 33筏形基础 34箱形基础,31柱下条形基础、筏形和箱形基础概述,柱下条形基础、筏形和箱形基础的优点： 优良的结构特征、较大的承载能力 整体刚度大，调整不均匀沉降、减少上部结构次应力的能力强 基础埋深大，稳定性好；补偿基底附加应力，减少建筑沉降量 适应能力强（地质
13、条件复杂、结构复杂、大规模、多层数） 设计应考虑： 计算选择合适的地基模型 考虑地基、基础、上部结构的共同工作 注重实测资料和工程实践经验 宜以“构造为主，计算为辅”。,32柱下条形基础,柱下条形基础是由一个方向延伸的基础梁或由两个方向的交叉基础梁所组成； 条形基础布置形式： 沿柱列单向平行布置形成单向柱下条形基础； 或双向相交于柱位布置形成交叉条形基础。 条形基础的设计内容包括：基础底面宽度的确定、基础长度的确定、基础高度及配筋计算，并满足一定的构造要求。,321柱下条形基础的构造,-具体可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中8.3节相关内容。,322柱下条形基础的计算,
14、主要内容包括: 1.基础底面尺寸的确定 2.翼板的计算 3.基础梁纵向内力的分析（静定分析法、倒梁法、弹性地基上梁的方法等）,323柱下十字交叉梁基础的计算,当上部荷载较大、地基土较软弱，只靠单向设置柱下条形基础已不能满足地基承载力和地基变形要求时，可采用沿纵横柱列设置交叉条形基础。 柱下十字交叉梁基础可视为双向的柱下条形基础，其每个方向的基础构造与计算均同前单向柱下条形基础； 柱下十字交叉梁基础首先需要解决的是柱传递的竖向荷载和弯矩在两个方向的基础梁如何分配的问题。 -有关分配原则、计算及调整方法具体可参见教材内容。 -建筑地基基础设计规范GB50007-2002中8.3节对柱下条形基础(包
15、括交叉梁基础)的计算和构造做了规定。,33筏形基础,当上部结构荷载过大，采用柱下交叉梁基础不能满足地基承载力要求，或虽能满足要求，但基底间净距很小，或需加强基础刚度时，可考虑采用筏形基础。 筏形基础两种形式： 平板式筏形基础和 肋梁式筏形基础。,331筏形基础的结构和构造,具体可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中8.4节相关内容,332筏形基础内力计算,1内力计算方法: （倒楼盖法、弹性地基上的梁板简化法等） 2筏形基础结构承载力计算 -按混凝土结构设计规范GB50010-2002的有关规定计算基础梁的弯、剪及冲切承载力；同时还应满足规范中有关的构造要求。 -具体方法选择
16、、验算内容可参见教材及建筑地基基础设计规范GB50007-2002中8.4节（高层建筑筏形基础）相关内容。,34箱形基础,随着建筑物高度的增加，荷载增大。为满足基础刚度要求，往往需要很大的筏板厚度，此时若仍采用筏形基础，缺乏经济合理性，可考虑采用空心的空间受力体系-箱形基础。 箱形基础的特点： -有关箱形基础的构造、地基反力的计算、基础内力分析、基础结构强度计算等具体内容可参考教材及相关规范如高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ6-99。,浅基础设计过程总结,天然地基上的浅基础设计，其内容和步骤通常如下：(1) 阅读分析建筑场地的地质勘察资料和建筑物的设计资料，充分掌握拟建场地的工程地质条件，水文地质条件及上部结构类型，荷载性质、大小、分布及建筑布置和使用要求；(2) 选择基础的结构类型和建筑材料； (3)选择基础的埋置深度，确定地基持力层；(4) 按地基承载力确定基础
