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1、基础工程基础工程主讲：陈小川E_mail:西南科技大学土木工程与建筑学院 土木教研室品牌课程基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计第一节 地基基础设计原则 一、概述 天然地基: 凡是基础直接砌置在未经处理的天然地层上 时， 这种地基称之为天然地基。人工地基： 若天然地基不能满足上部结构荷载的要求，则地 基在修建基础前需事先经过人工处理，这样的地 基称为人工地基。浅基础： 当基础埋置深度不大（一般浅于5m或小于基础最 小宽度），只须经过普通施工方法就可以建造起来的基 础统称为浅基础。深基础：当基础埋置深度较大（一般大于5m或大于基础最小 宽度），须借助特殊的
2、施工方法和装备建造的基础称 为深基础。基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计地基基础设计包括两方面的内容： 地基、基础 对基础的要求： 结构强度、刚度和耐久性 与上部结构相适应， 共同作用对地基的要求： 承载力（强度） 沉降地基及基础示意图基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计选择地基基础类型时，主要应考虑下列两方面的因素： 建筑物的性质：包括它的用途，重要性，结构型式，荷 载性质和荷载大小等； 地基的地质情况：包括土层的分布，土的性质和地下水等。通常优先选择天然地基上的浅基础： 施工方便，技术简单，造价经济； 如果地
3、基内部属于软弱的土层，或者上部有较厚的软弱土 层，不适于做天然地基上的浅基础时，可以采用： 人工地基上的浅基础加固上部土层；提高其承载力， 降低其压缩性； 深基础桩基础，沉井基础等。基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤是： (1) 充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。 （2） 综合考虑选择基础类型和平面布置方案； （3）选择地基持力层和基础埋置深度； （4）确定地基土的承载力； （5）确定基础底面尺寸，必要时应验算地基软弱下卧层的强度。 （6）进行必要的地基变形验算，使地基的沉降不致引起结构损 坏、 建筑倾斜
4、与开裂； （7）进行基础结构和构造设计； （8）绘制基础施工图，并提出必要的技术说明。基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计基础平面布置图基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计二、 概率极限设计方法与极限状态设计原则整个结构或结构的一部分(构件)超过某一特定状态就不能 满足设计规定的某一功能要求，这一特定状态称为该功能 的极限状态。（1）承载能力极限状态： 这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不 适于继续承载大变形，例如地基丧失承载能
5、力而失稳破坏(整 体剪切破坏)。（2）正常使用极限状态： 这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的 某项规定限值，例如影响建筑物正常使用或外观的地基变形。基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计结构按极限状态设计应满足下列要求：式中 S结构的作用效应；R结构抗力。三、地基基础设计基本规定 ： 根据地基基础损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生 命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能性）的严重 程度，将建筑物分为三个设计等级。设计时应根据具体情况，按照建筑物安全等级进行地基 基础设计 。基 础 工 程基 础 工 程http:/设计等级设计等级建筑和
6、地基类型建筑和地基类型甲级甲级重要的工业与民用建筑重要的工业与民用建筑 30层以上的高层建筑30层以上的高层建筑 体型复杂、层数相差超过10层的高低连成一体的建筑物体型复杂、层数相差超过10层的高低连成一体的建筑物 大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等） 对地基变形有特殊要求的建筑物对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡） 对原有工程影响较大的新建筑物对原有工程影响较大的新建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及
7、软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙级丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑 次要的轻型建筑物次要的轻型建筑物地基基础设计等级地基基础设计等级第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计四、荷载取值： 建筑地基规范规定，地基基础设计时，所采用的荷载 效应最不利组合与相应的抗力限值应按下
8、列规定执行： （1）按地基承载力确定基础底面面积或按单桩承载力确 定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用 极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承 载力特征值或单桩承载力特征值。 荷载标准组合：基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计（2）计算）计算地基变形地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正 常使用极限状态下荷载效应的时，传至基础底面上的荷载效应应按正 常使用极限状态下荷载效应的准永久组合准永久组合，不应记入风荷载 和地震作用不应记入风荷载 和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。准永久组合：（。相应的限值应为地基变形允许
9、值。准永久组合：（3）在）在确定基础或桩基承台高度、确定配筋和验算材料强 度时确定基础或桩基承台高度、确定配筋和验算材料强 度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应 按承载能力极限状态下荷载效应的，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应 按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合基本组合，采用相应的分 项系数。当，采用相应的分 项系数。当需要验算基础裂缝宽度需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状 态下荷载效应的时，应按正常使用极限状 态下荷载效应的标准组合标准组合。基本组合：。基本组合：基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计第二节 浅基
10、础的类型 浅基础根据构造形式可分为四种：第二节 浅基础的类型 浅基础根据构造形式可分为四种： 1、独立基础：用于上部荷载不太大，而且地基承载力较高的情况。扩展基础：、独立基础：用于上部荷载不太大，而且地基承载力较高的情况。扩展基础：无筋扩展基础无筋扩展基础受刚性角限制扩展基础受刚性角限制扩展基础不受刚性角限制不受刚性角限制基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计2、条形基础（包括十字交叉条形基础）基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础刚性基础：刚性基础：材料：砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土
11、等。材料：砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等。 材料性能特点：抗压强度高，抗拉强度、抗剪强度低。材料性能特点：抗压强度高，抗拉强度、抗剪强度低。 适用于：适用于：6层和层和6层以下的（三合土基础不超过层以下的（三合土基础不超过4层）一般民用建筑和墙承层）一般民用建筑和墙承 重的厂房。重的厂房。墙下刚性基础墙下刚性基础柱下刚性基础柱下刚性基础基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计3、筏板基础和箱形基础筏 板 基 础筏 板 基 础基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计3、筏板基础和箱形基础基 础 工 程基 础 工 程
12、http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计4、壳体基础、壳体基础基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计第三节 基础埋置深度的选择第三节 基础埋置深度的选择基础埋置深度：一般指室外设计地面至基础地面的距离。基础埋置深度：一般指室外设计地面至基础地面的距离。 确定原则： 在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。确定原则： 在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。 除岩石地基外，基础最小埋深不宜小于除岩石地基外，基础最小埋深不宜小于0.5 m ； 基础顶面一般不露出地面，要求基础顶面低于地面不小于基础顶面一般不露出地面，要求基础顶面低于地面不小于0.1m 。按下列条件
13、确定：按下列条件确定： （1）建筑物的用途类型及荷载大小性质；）建筑物的用途类型及荷载大小性质； 如有无地下室、设备基础和地下设施，基础的型式和构造等条件。如有无地下室、设备基础和地下设施，基础的型式和构造等条件。基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计（2）工程地质和水文地质条件；）工程地质和水文地质条件； 有地下水存在时，基础底面应尽量埋在地下水位以上；有地下水存在时，基础底面应尽量埋在地下水位以上；对修建于坡高（对修建于坡高（ H ）和坡角（）不太大的稳定土坡坡顶的 基础，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长）和坡角（）不太大的稳定土坡坡顶的 基础，当垂直
14、于坡顶边缘线的基础底面边长 b 3m ，时，则基础埋深符合下式要求：，时，则基础埋深符合下式要求：条形基础：矩形基础：条形基础：矩形基础：基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计（3）相邻建筑物基础埋深的影响 如果与邻近建筑物的距离很近时，为保证相邻原有建筑物的 安全和正常使用，基础埋深宜浅于或等于相邻建筑物的埋深。如 果基础深于原有建筑物基础时，要使二者之间保持一定距离，基 础 工 程基 础 工 程http:/第七章 浅基础设计第七章 浅基础设计（4）地基土冻胀和融陷的影响 在季节性冻土地区，冬季因温度下降， 地面下一定厚度范围内的地下水会发生冻 结，体积
15、膨胀，产生冻胀力，可使基础与墙 体上抬而开裂；春季气温回升解冻，冻土层 不但体积缩小而且含水量显著增加；强度大 幅度下降而产生融陷。多次冻融会使建筑物 遭致严重的破坏。 根据地基土的的种类（土的粒径大小）， 土中含水量的多少以及地下水补给的可能 性，地基土的冻胀性可分为以下4类 （见教 材45页）基 础 工 程基 础 工 程http:/冻胀：土冻结后其体积增大的现象。冻胀：土冻结后其体积增大的现象。条件：土的冻胀取决于条件：土的冻胀取决于当地气温当地气温土的类别土的类别冻前含水量冻前含水量地下水位置地下水位置建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） 按平均冻胀率将地基的 冻胀类别分为五类：建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） 按平均冻胀率将地基的 冻胀类别分为五类：不冻胀不冻胀弱冻胀弱冻胀冻胀冻
