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1、天 然 地 基 上 的 浅 基 础5.1 概述 5.2 基础埋置深度 5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定 5.4 地基承载力验算和变形验算 5.5 抗震设计 5.6 基础结构设计 5.7 共同作用概念 5.8 减轻不均匀沉降危害的措施本章目录5.1 概述几个概念：d基础地基埋深5.1 概述 基础类型： 天然地基上的浅基础 桩基础 人工地基上的浅基础 深基础换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等人工地基：埋深5m特殊方法施工考虑侧壁阻力作用沉井基础 沉箱基础桩基础也属深基础浅基础：埋深小于5m，或者埋深大于5m，但 是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽 略不计。所以不是简单的深浅概念。5.1
2、概述FdG主 要 受 力 层持力层（受力层）下卧层条形基础 3b 独立基础 1.5b 且 5m （二层以下民用建筑除外）主要受力层深度：浅基础的类型 按基础刚度分 无筋扩展基础（刚性基础）单独基础（独立基础）、条形基础、 筏型基础、箱型基础、壳型基础 按结构形式分扩展基础（柔性基础）5.1 概述 按基础刚度分无筋扩展基 础扩展基础 (柔性基础)1:1.0 1:2.0与材料和荷 载有关Fbth0F 砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低 要求基础台阶宽高比（刚性角 ）符合一定条件钢筋混凝土要满足抗弯、抗剪和抗 冲切等结构要求5.1 概述 按基础结构形式分1 单独基础2 条形基础5.1 概述3
3、十字交叉基础 条形基础的变种5.1 概述4 筏形（筏板）基础5.1 概述底板外墙内墙5 箱形基础由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好5.1 概述6 壳体基础高耸建筑物5.1 概述5.1 概述 设计要求满足：承载力、变形要求 设计内容确定：埋深、型式、结构尺寸（长 宽 高）、材料验算：承载力、变形、结构本身强度 设计规范1 建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）2 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）5.1 概述 设计等级02规范： 设计等级甲级 乙级 丙级 设计方法允许（容许）承载力设计方法极限状态设计方法承载能力极限状态正常使用极限状态5.1 概述 荷载规定荷载 分类永久荷载可变荷
4、载偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 荷载的标准值 荷载的准永久值5.1 概述 荷载组合 基本组合标准组合准永久组合正常使用极 限状态下的 承载力验算正常使用极限状态下 的变形验算，不记入 风荷载和地震作用水平荷载较大的建 筑物、挡土墙等， 承载力极限状态下 的稳定验算5.1 概述 民用建筑楼面均布活荷载的代表值类别住宅 宿舍 办公室 教室 试验室食堂 餐厅礼堂 剧场 影院商店车站 机场大厅健身房 舞台书库档案库标准值 (KN/m2)组合值 系数c准永久值 系数q2.02.53.03.54.05.00.70.70.70.70.70.90.4 0.5
5、 0.50.30.50.50.85.2 基础埋置深度原则： 在满足承载力的条件下尽量浅埋基本要求：1.除岩石以外，D大于50cm（表土扰动，植物， 冻融，冲蚀） 2.基础顶距离表土大于10cm，保护 3.桥要求在冲刷深度以下其它控制因素5.2 基础埋置深度1 建筑物的用途、结构类型及荷载性质与大小 地震区，除岩石地基外，天然地基的筏形和箱形 基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15 地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上， 便于维修 基础埋深不同时(1) 主楼与裙房，高度不同,分期施工设置后浇带(2) 台阶式相连, 如山坡上的房屋 新旧及相邻建筑物有一定距离。否则要求支护， 并且要严格限制支护的
6、水平位移。5.2 基础埋置深度2 工程地质和水文地质条件 尽量在地下水位以上,否则开挖降水,费用大 有承压水时，防止承压水顶破基底基坑5.2 基础埋置深度 根据土层分布情况确定在满足其 他要求下 尽量浅埋只有低层房 屋可用，否 则处理尽量浅埋。 但是如h1太 小就为IIh1 5m桩基 或处理；好土软土 好土I II III IV 好土软土软土 (很深)h15.2 基础埋置深度3 地基土的冻胀5.2 基础埋置深度冻土 多年冻土（冻结时间3年） 季节性冻土发生冻胀的条件（1）土的条件 一般是细颗粒土（2）温度条件 低于冻结温度（3）水力条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重外因内因土的冻胀性
7、5.2 基础埋置深度土的冻胀性 衡量指标 冻胀性分类平均冻胀率：不冻胀不冻胀 1% 弱冻胀弱冻胀 1% 12%注意：碎石、砂等中 粒径小于0.075mm的 颗粒含量太高也会导 致冻胀新讲义表2-105.2 基础埋置深度考虑冻胀的基础埋深按02规范dmin zd - hmaxzd: 设计冻深 hmax：容许残留冻土层最大厚度 zd=z0 zs zw ze标 准 冻 深土 类 别冻 胀 性环境影响系数Z0 标准冻深：北 京 0.81.0m哈尔滨 2.0m满洲里 2.8m10年的实测最 大冻深平均值5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定极限承载力 承载力容许承载力：设计承载力通常所说的承载力指容许承载
8、力理论公式计算承载力：临界荷载 P1/4、P1/3临塑荷载 Pcr5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定阶段1：弹性段阶段2：局部塑性区阶段3：完全破坏段极限荷载Pu （极限承载力）5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定q=0dp2zM Zmax=0 ： Zmax= B/4 或 B/3 ：Pcr = 0 dNq+cNcP1/4 = B N1/4+0 d Nq+cNc临界 荷载P1/3= B N1/3+0 d Nq+cNc临塑荷载极限荷载（极限承载力） Pu 计算1 普朗德尔-瑞斯纳公式5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定q=0dd2 太沙基公式5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定被动区 过渡区刚性
9、核 太沙基极限承载力：一个半经 验的公式3 斯凯普顿公式5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定对于饱和软粘土地基 0：条形基础下：普朗德尔-瑞斯 纳公式的特例矩形基础下：斯凯普 顿公式4 汉森公式5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定在原有极限承载力公式上修正： 基础形状修正 深度修正 荷载倾斜修正 地面倾斜修正 基底倾斜修正理论公式计算承载力（总结）：临界荷载 P1/4、P1/3临塑荷载 Pcr极限荷载Pu （极限承载力）普朗特尔-雷斯诺公式 太沙基公式 斯凯普顿公式 汉森公式5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定我国规范中取：fa=Mbb+Md md+Mcck以临界荷载P1/4 为理论基础5.3
10、 地基承载力和基础尺寸初步确定 1 通过公式计算 2 通过载荷试验确定 3 通过经验确定GBJ7-89 规范： 推荐查表方法GB50007-2002 规范：取消了相关表格承载力公式计算：fa=Mbb+Md md+Mcck fa：承载力特征值（设计值）5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定 Mb、Md 、Mc：承载力系数，由 k 查表 b：基底宽度，大于6m按6m考虑，对于砂土小于3m按3m考虑 ck：基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力查表计算：5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定GBJ7-89 规范fk=f f0 fk：承载力标准值 f0：承载力基本值（查表） f ：承载力修正系数变异系数粘性土
11、e、IL 粉 土 e、w 砂 土 N63.5 淤 泥 w5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定fa=fak+b(b-3)+dm(d- 0.5)进行深度和宽度修正：fak ：查表计算或静载荷试验确定的承载力标准值fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值）b、d ：宽度和埋深修正系数 ：基础底面以下土的重度 m ：基础底面以上土的加权平均重度 b ：大于6m按6m考虑，小于3m按3m考虑5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定基础尺寸初步确定：GFdF 作用在顶面的荷载，kN G 基础及台阶上填土总重，kNA 基底面积，m2G 平均重度，一般取 20 kN/m3d 基础埋深，mf=fak+dm(d- 0
12、.5)暂不做宽度修正单独基础，中心荷载5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定GFd条形基础，中心荷载偏心荷载时：将上面计算的 A 或 b 扩大至 1.11.4 倍根据 A 可初步确定 b 和 L5.4 地基承载力验算和变形验算1 持力层承载力验算： 根据初步确定的埋深d与b，确定f 承载力验算偏心荷载时：5.4 地基承载力验算和变形验算 pmax1.2f 高层建筑(筏,箱基) ：pmin0 考虑地震可能出现 eb/6, 此时允许 pminb/6: 三角形偏心荷载时：5.4 地基承载力验算和变形验算偏心荷载时：5.4 地基承载力验算和变形验算blN=F+G 增加面积 A A不变，改变 b 和 l，
13、具体看偏心方向 采用不对称柱若不满足承载力要求，则考虑：5.4 地基承载力验算和变形验算2 软弱下卧层承载力验算： F pdzpcz软土Es1Es2注意： 下卧层承载力 f 只做深度修正 条基无后一项 扩散角可查表3 其它验算： 水平荷载较大时，稳定验算 建筑在斜坡上时，稳定验算 抗震验算5.4 地基承载力验算和变形验算后面 介绍Ph Pv 建筑物需满足地基变形要求 计算原理：分层总和法 部分建筑物可不做变形验算沉降量、沉降差、倾斜等5.4 地基承载力验算和变形验算新讲义表2-74 地基变形验算： 计算方法：规范推荐“平均附加应力系数”方 法高大钊书中将其称为“应力面积法”注意：荷载应按正常使
14、用 极限状态下荷载效应的准 永久组合，不应计入风荷 载和地震荷载5.4 地基承载力验算和变形验算dzizi-10i沉降不满足时，需要： 增大尺寸(减少p0) 增加埋深(减少p0),尤其增加地下室-补偿基础 地基处理 调整荷载5.5 抗震设计5.5.1 概述 5.5.2 地基抗震验算 5.5.3 饱和砂土与粉土的振动液化 5.5.4 抗震设计要点5.5.1 概述地震定义：由内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振 动现象的总称唐山地震：24万人 关东地震：大火、龙卷风 阪神地震地震类型构造地震：占90% 火山地震 陷落地震 激发地震：水库诱发、核爆炸甘肃地震：20万人5.5 抗震设计苏门答腊地震：
15、20 万人1995年阪神地震 1995年1月17日，日本兵库县南 部阪神淡路地区发生了里氏7.2 级强烈地震，死5438人，伤24523 人，直接经济损失约800亿美元。 震区的大开等多个地铁车站遭到 严重的破坏。 现代地下结构在地震中遭到严重 破坏的第一个实例。地震：严重 的自然灾害5.5 抗震设计震 源：发生地震的部位 震 中：震源在地面的投影震 中 距：地面上某一点到震中的距离震源深度：震源到震中距离。深度 横波 面波5.5 抗震设计震级：表示地震本身强度大小的等级，是衡量震源释放能量大小的一种量度M: 震级A: 标准地震仪在距震中100km处记录的以微米 为单位记录的最大水平地动位移（单幅值）里希特（Richter)里氏 M5： 破坏 M7： 强烈一般1 d0+ db- 2dw d0+ db- 3du+ dw 1.5d0+ 2db- 4.5 1 初步判别地面以下15米内有饱和砂土、粉土，要进行初判5.5 抗震设计2 标准贯入试验判别对于初步判别为液化的土，进一步判断ds标惯点深度； dw 地下水深度； c 粘粒含量（去掉百分号），小于3时取c 3；N0 基准标惯击数，可查
