3地基和基础设计教学教案

《3地基和基础设计教学教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3地基和基础设计教学教案（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.1.1 3.1.1 地基和基础的设计原则地基和基础的设计原则3 3 地基和基础设计地基和基础设计（1）基础的强度、刚度和耐久性（2）稳定：承载力（3）变形（4）渗透稳定性3.1 3.1 概述概述地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.1.2 3.1.2 地基、基础和上部结构的共同作用地基、基础和上部结构的共同作用3.1.2.1 3.1.2.1 不考虑共同作用不考虑共同作用将地基、基础和上部结构三者作为一个整体考虑，并要满足地基、基础和上部结构三者在连接部位的变

2、形协调条件。上部结构基础地基地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.1.2.2 3.1.2.2 基础刚度的影响基础刚度的影响（1）柔性基础填土基底反力柔性均布荷载基底沉降量土工聚合物柔性基础可随地基的变形而任意弯曲基底反力与作用在基础上的荷载分布相同基础缺乏刚度，无力调整不均匀沉降地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.1.2.3 3.1.2.3 地基对基础的影响地基对基础的影响（1）不同压缩性地基对基础扰曲和内力的影响软弱土地基密实土地基3.1.2.4 3.1.2.4 共同作用分析的基本思路共同作

3、用分析的基本思路3.1.2.5 3.1.2.5 共同作用实用化进展共同作用实用化进展地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计（2）非均匀性地基对基础扰曲和内力的影响软弱土层软弱土层地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计（1）初步拟定地基承载力3.1.3 3.1.3 地基和基础设计步骤地基和基础设计步骤（2）选择地基和基础的类型（3）选择基础的埋置深度（4）初步确定基础结构型式和材料（5）拟定基础的布置和尺寸（6）地基基础的稳定和沉降验算（7）基础结构和构造设计，并绘制施工详图地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.2 3.2 地基承载力地基

4、承载力(subgrade bearing capacity)(subgrade bearing capacity)的确定的确定（1）地基承载力概念（2）确定地基承载力的方法理论公式法原位测试法规范查表法极限承载力pu地基承载力fvpu/Fs：仅满足强度要求容许承载力：同时满足强度和变形要求地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.2.1 3.2.1 理论公式法理论公式法3.2.1.1 3.2.1.1 按极限荷载确定地基承载力按极限荷载确定地基承载力（1）极限荷载的一般式（条形浅基础） 斯肯普顿、魏西克、普朗德尔、太沙基、汉森公式等都具有如上形式，只是系数 、 、 不同而已。式

5、中： B基础宽度；q旁压荷载，Df基础埋置深度；c地基土的粘聚力；、 、 承载力系数，仅与内摩擦角有关；地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计基底以下地基土的有效重度，按情况选用：地下水在基底上时，地下水在基底下且埋深大于B时， 地下水在基底下且埋深d小于B时，基底以上土的重度，按情况选用：地下水在基底下时，无影响地下水在基底上且埋深 小于 时，地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计习题3-1： 有两基础埋置在砂土中，A基础埋深2m，基础宽度6m，B基础埋深4m。试问B基础基础宽度为多少时，二基础能承受的极限荷载相等？地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设

6、计地基和基础设计习题3-1解：极限承载力：地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计 某条形浅基础置于粘性土地基上，地下水与基础底面齐平，基础宽度b=5米，承受铅直均布设计荷载为870kPa，粘性土的=20，c=105kPa，=17kN/m3，sat=19.5kN/m3，求地基稳定安全系数K=2.0时，基础的埋置深度Df为多少？习题3-2： （=20, N=3.54，Nc =14.8，Nq =6.40 ）地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计习题3-2解：极限承载力：地基承载力：联解二式得：Df0.94m，得解。地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基

7、础设计适用条件极限承载力公式以中心垂直荷载为主的各类建筑物条形基础情况。（2）太沙基公式整体剪切破坏局部剪切破坏 对于局部破坏的情况，太沙基建议，只要降低c、 值1/3，即 , 方形基础圆形基础地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计偏心荷载 若荷载加偏心时，可用有效宽度 代替实际宽度B计算极限承载力 地基承载力设计值及安全系数（表3-2）缺点 太沙基假定的破坏模式与实际实际 情况出入较较大，正渐渐被放弃采用。地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计适用条件 以中心倾斜荷载为主的各类建筑物条形基础情况，对水利和港口工程有适用意义，属半经验公式。（3）汉森公式竖直

8、向极限承载力基底形状 当基础的长度与宽度之比 时，不能视作条形基础，由于两侧摩阻力影响，总的反映出承载力要增大，对非条形基础基本公式各项应分别乘以修正系数 、 、 。 地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计基础埋深浅埋基础 如埋深内有强度小于基底下持力层的土层时，应将此软弱层的深度扣除。 倾斜荷载 极限荷载的垂直分量puv将随荷载合力P与铅直线的夹角的增大而减小。合力为倾斜荷载时，计算铅直向极限荷载puv的公式各项应分别乘以与荷载倾角有关的荷载倾斜因素ic、iq、ir。 地面倾斜地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计基底倾斜 若基础承受铅直向偏心荷载时，计算

9、极限荷载时应以有效宽度B、L来代替实际宽度B、L。 偏心荷载非均质地基容许承载力及安全系数（表3-7）地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计适用条件（4）斯凯普顿公式竖直向极限承载力地基承载力和安全系数 饱和软粘土地基（ ）；浅基础 ；矩形基础，宽长比修正。地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.2.1.2 3.2.1.2 按极限平衡区容许范围确定地基承载力按极限平衡区容许范围确定地基承载力（1）原理地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计图 塑性变形区的发展（2）地基承载力设计值公式（3-3）（3）适用条件：偏心距e0.033B地基与基础

10、地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.2.2 3.2.2 原位测试法原位测试法（1）标准贯入试验适用条件：中小型工程，B3m，Df 0.5m标准贯入击数地基承载力标准值/容许承载力修正（3-4）（2）静载荷试验地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.2.3 3.2.3 规范查表法规范查表法（1）适用范围：一般建筑物（2）地基承载力基本值（3）地基承载力标准值基本值回归修正系数（4）容许承载力（5）修正3.2.4 3.2.4 各级建筑物确定地基承载力的规定各级建筑物确定地基承载力的规定地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.3 3.3 地基和基

11、础类型及其选择地基和基础类型及其选择3.3.1 3.3.1 几类地基的特性简介几类地基的特性简介（1）一般粘性土地基土质均匀良好，地基承载力大于150kPa，可为天然地基注意软弱夹层和下卧砂性土层（2）软土地基软土基本性质变形是首要问题，强度、稳定性亦考虑一般需人工处理，为人工地基地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计（3）粉土和细砂地基注意液化和防渗进行人工处理（4）砂卵石地基基本性质渗漏和渗透变形整体稳定性地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.3.2 3.3.2 基础的主要类型基础的主要类型3.3.2.1 3.3.2.1 浅基础的类型浅基础的类型（1

12、）按基础埋深分类类浅基础深基础只需经过经过 挖槽、排水等普通施工程序建造，一般埋深小于基础宽础宽 度的基础础。采用桩桩、沉井等特殊施工方法和设备设备 建造，一般埋深大于基础宽础宽 度的基础础。地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计（2）按受力特征及刚度特征分类类无筋扩展基础刚性基础基础础材料具有较较好的抗压压性能，但抗拉、抗剪强度不高，应满应满 足材料刚刚性角的要求。扩展基础钢筋砼柱下独立和墙下条形基础材料为钢为钢 筋砼砼，抗弯和抗剪性能良好。（3）按基础材料分类类砖砖、三合土、灰土、毛石、砼砼等 无筋扩展基础、刚性基础钢筋砼基础扩展基础地基与基础地基与基础3 3 地基和基础

13、设计地基和基础设计（4）按基础构造分类类独立基础荷载较小、地基土性质较好分无筋扩展基础和扩展基础地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计条形基础础和十字交叉基础础柱荷载较大，地基承载力较低分刚性和钢筋混凝土条形基础分墙下条形基础和柱下条形基础地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计筏形基础础上部荷载较大，地基软弱或地下防渗时采用整体刚度好，能调整不均匀沉降，抗震性能较好如在深厚软土层中沉降较大，且亦倾斜地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计箱形基础础上部荷载较大，十字交叉基础无法满足要求，不宜采用桩基础时采用埋深大，为补偿基础刚度好、抗震性能好

14、施工技术高、耗材、基坑开挖量大地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计壳体基础础和反拱底板基础础利用砌体材料抗压强度高的特点施工技术要求高，适用范围受到限制地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计桩桩基础础沉井基础础3.3.2.2 3.3.2.2 深基础深基础地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.3.3 3.3.3 地基基础类型方案的选择地基基础类型方案的选择（1）优优先选选用天然地基上浅基础础（2）将上部结结构、基础础和地基三者作为为一个整体（3）进进行技术术、经济经济 、安全、可行性比较较地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和

15、基础设计3.4 3.4 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择3.4.1 考虑工程地质和水文地质条件基本原则则：尽量浅埋最小埋深0.5m（岩石地基除外）满满足地基稳稳定性和变变形要求选择选择 合适的地基持力层层：低压缩性均匀土层层：取满满足其它要求的最小值值高压缩性土层层：地基处处理后取值值或深基础础上软（2m）下硬土层层：同第2条上硬下软土层层：宽宽基浅埋地下水：浅埋，地下水位以上地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.4.2 3.4.2 满足建筑物使用功能及其荷载要求满足建筑物使用功能及其荷载要求地下室：受地下空间间控制大型设备：受管线线埋置影响水塔等：埋深大，满满足抗倾

16、稳倾稳 定性要求风、地震水平荷载：桩箱和桩筏基础不宜小于建筑物高度的1/181/20岩石地基上的高层建筑，埋深满足抗滑稳定要求地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.4.3 3.4.3 注意环境因素的影响注意环境因素的影响3.4.3.1 3.4.3.1 对相邻建筑物的影响对相邻建筑物的影响（1）基础础埋深小于相邻邻建筑物基础础埋深（2）增大距离（3）对邻对邻 近建筑物加固原有新建地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计3.4.3.2 3.4.3.2 冻胀和融陷的影响冻胀和融陷的影响（1）冻胀冻胀 、融陷和冻结冻结 深度（2）季节节性冻胀冻胀 土的基础础最小埋置深度（3-5）（3）季节节性冻胀冻胀 土的设计冻设计冻 深 ，环环境（村、镇镇、旷旷野，城市近郊，城市市区）对冻对冻 深的影响系数； ，土的冻胀冻胀 性对冻对冻 深的影响系数； ，土的类别对冻类别对冻 深的影响系数；式中， 为为基础础底面下允许许残留冻冻土层层的最大厚度； ，标标准冻冻深；地基与基础地基与基础3 3 地基和基础设计地基和基础设计（5）防冻冻害措施（特强、强冻胀冻胀 和冻胀冻胀 地