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1、基础工程基础工程-赵明华赵明华-章章基础结构构造要求基础结构构造要求基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择地基承载力的确定方法地基承载力的确定方法浅基础的设计计算（地基承载浅基础的设计计算（地基承载力与变形验算）力与变形验算）内容提要内容提要n无筋扩展基础（或刚性基础）无筋扩展基础（或刚性基础）由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由台阶的容许容许宽高比宽高比或或刚性角刚性角控制设计。控制设计。n钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）钢筋混凝土扩展基础（或柔性基础）
2、当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础筋混凝土材料做成的基础，如柱下钢筋混凝土独立基础如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础）。和墙下钢筋混凝土条形基础）。2.1 2.1 概概 述述2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求图图2-12-1图图2.1 2.1 刚性基础构造示意刚性基础构造示意 d柱中纵向钢筋直径柱中纵向钢筋直径n砖基础砖基础n毛石基础毛石基础n素混凝土基础素混凝土基础上述基础材料都要符合强上述基础材料都要符合强度等级要求度等级要求n灰土基础灰土基础石灰和土（粘性土）按其石灰和土（粘性土）
3、按其体积比体积比3：7或或2：8构成构成n三合土基础三合土基础由石灰：砂：碎砖（或碎由石灰：砂：碎砖（或碎石）按石）按1：2：41：3：6配成配成n刚性角刚性角(宽高比宽高比)：bi 任一台阶宽度任一台阶宽度(m);Hi 相应台阶高度相应台阶高度(m);tan 台阶宽高比的允许值，台阶宽高比的允许值，参照下述规范表格经验值选参照下述规范表格经验值选用用2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求基础材料质量要求台阶宽高比允许值pk100100pk200200pk300混凝土基础C15混凝土11.0011.0011.25毛石混凝土基础C15混凝土11.0011.2511.50砖基础砖
4、不低于MU10,M15砂浆11.5011.5011.50毛石基础M15砂浆11.2511.50灰土基础体积比为37或28的灰土，其最小干密度：粉土1.55 t/m3；粉质粘土：1.50 t/m3；粘土：1.45 t/m311.2511.50三合土基础体积比为124136（石灰砂骨料），每层约需铺220mm，夯至150mm11.5011.20刚性基础台阶宽高比允许值刚性基础台阶宽高比允许值图图2.2 2.2 砖基础剖面图砖基础剖面图（a a）“两皮一收两皮一收”砌法；（砌法；（b b）“二一间隔收二一间隔收”砌法砌法2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求n刚性基础的特点刚性基础
5、的特点稳定性好，施工简便稳定性好，施工简便用于用于6层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等；层的民用建筑、荷载较小的桥梁基础及涵洞等；n刚性基础的局限性刚性基础的局限性当基础承受荷载较大时，用料多、自重大，埋深也加大当基础承受荷载较大时，用料多、自重大，埋深也加大 2.1.1 2.1.1 刚性基础构造要求刚性基础构造要求2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础n 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用砌体承重墙体及挡土墙、涵洞下常采用 的基础形式的基础形式n 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础 建筑物中的柱、桥梁中的墩常用
6、基础形式建筑物中的柱、桥梁中的墩常用基础形式图图2.3 2.3 墙下钢筋混凝土扩展基础墙下钢筋混凝土扩展基础（a a）无肋；（）无肋；（b b）有肋）有肋2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求 锥形基础边缘高不宜锥形基础边缘高不宜200mm，坡度，坡度i1:3；小于；小于250mm时可时可做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为做成等厚板。阶梯形基础每阶高宜为300500mm。垫层厚度一般为垫层厚度一般为100mm。底板受力钢筋最小直径不宜底板受力钢筋最小直径不宜200mm和和100mm。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜。有垫层时混凝土的净保护层厚不宜40mm，无垫层
7、，无垫层时不宜时不宜70mm。纵向分布筋直径。纵向分布筋直径 8mm，间距，间距 300mm。混凝土强度等级不宜低于混凝土强度等级不宜低于C20。当地基软弱或承受差异荷载时，为增强基础的整体性和抗弯当地基软弱或承受差异荷载时，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。能力，可采用带肋基础。肋部纵向筋和箍筋按经验确定。根据经验根据经验,初选时基础的高度一般大于或等于初选时基础的高度一般大于或等于b/8。2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求图图2.4 2.4 柱下钢筋混凝土单独基础柱下钢筋混凝土单独基础（a a）台阶型；（）台阶
8、型；（b b）锥台型；（）锥台型；（c c）杯口型）杯口型2.1.22.1.2 钢筋混凝土扩展基础构造要求钢筋混凝土扩展基础构造要求2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择n持力层持力层直接支撑基础的土层直接支撑基础的土层n下卧层下卧层持力层以下的各土层持力层以下的各土层n选择基础埋置深度选择基础埋置深度也就是选择合适的也就是选择合适的地基地基持力层持力层持持 力力 层层下下 卧卧 层层图图2.5 2.5 基础埋置深度示意基础埋置深度示意n应考虑因素：应考虑因素：建筑结构条件与场地环境条件建筑结构条件与场地环境条件工程地质条件工程地质条件水文地质条件水文地质条件地基冻融条件地基冻融
9、条件2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择结构条件结构条件荷载大小荷载大小荷载性质荷载性质场地环境场地环境图图2.6 2.6 相邻基础埋深相邻基础埋深2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择建筑结构条件与场地环境条件建筑结构条件与场地环境条件2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择场地环境条件场地环境条件n若满足图示（若满足图示（b3m，a2.5m）则）则n条形基础条形基础n矩形基础矩形基础n不满足要求时，应进行地不满足要求时，应进行地基稳定性验算基稳定性验算d图图2.7 2.7 土坡坡顶处基础的埋深土坡坡顶处基础的埋深n地基由多层土组成，上好下软，基础应
10、尽量浅埋地基由多层土组成，上好下软，基础应尽量浅埋n地基上软下好，应具体分析，进行方案比较地基上软下好，应具体分析，进行方案比较n地基在水平方向倾斜较大时，基础埋深如图处理地基在水平方向倾斜较大时，基础埋深如图处理2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 工程地质条件工程地质条件图图2.8 2.8 台台 阶阶 形形 过过 渡渡 处处 理理2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 水文地质条件水文地质条件n遇水时，基底应尽量放在地下水位以上遇水时，基底应尽量放在地下水位以上n基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地下基底低于潜水面时，要考虑基坑排水、支护和地下水水质问题
11、水水质问题n若遇承压水时，应验算基坑的稳定性若遇承压水时，应验算基坑的稳定性n桥墩基础应埋置在最大冲刷线下一定深度桥墩基础应埋置在最大冲刷线下一定深度图图2.9 2.9 基坑下埋藏有承压含水层的情况基坑下埋藏有承压含水层的情况2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 水文地质条件水文地质条件n冻胀机理冻胀机理n冻胀现象冻胀现象n影响冻胀的因素（土类、地下水位及气温）影响冻胀的因素（土类、地下水位及气温）n冻融条件考虑冻融条件考虑先按规范进行地基土冻胀性的划分（五类），后再进行先按规范进行地基土冻胀性的划分（五类），后再进行最小埋深最小埋深dmin的计算的计算dmin=zdhmax
12、式中式中 hmax 基底下允许残留冻土层的最大厚度基底下允许残留冻土层的最大厚度 zd 设计冻深设计冻深2.2 2.2 基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择 地基冻融条件地基冻融条件 2.3 2.3 地基承载力地基承载力n定义：定义：地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载地基土单位面积上承受荷载的能力称为地基承载力力n三个问题三个问题 地基承载力的基本概念及基本验算地基承载力的基本概念及基本验算 影响地基承载力大小的因素影响地基承载力大小的因素 确定地基承载力的方法确定地基承载力的方法重点重点2.3 2.3 地基承载力地基承载力 建筑物因地基问题引起破坏的两种主要原因：建筑物因地基问题引起
13、破坏的两种主要原因：基础过大的沉降或沉降差基础过大的沉降或沉降差地基产生滑动破坏地基产生滑动破坏地基承载力设计原则n总总安全系数安全系数设计原则设计原则 n容许承载力设计原则，容许承载力设计原则，同时满足强度（同时满足强度（ps）条件）条件 n概率概率极限状态设计原则极限状态设计原则f fa a（特征值）（特征值）（特征值）（特征值）n建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范要求要求:p pk相应于荷载效应标准组合时基底平均压力相应于荷载效应标准组合时基底平均压力p pkmax相应于荷载效应标准组合时基底边缘最大压力相应于荷载效应标准组合时基底边缘最大压力 f fa 修正后的地基承载力特征值修
14、正后的地基承载力特征值n 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范要求要求：max基底最大压应力基底最大压应力 修正后的地基承载力容许值修正后的地基承载力容许值2.3 2.3 地基承载力地基承载力基本验算基本验算 影响因素：影响因素：n 地基土的成因与堆积年代地基土的成因与堆积年代n 地基土的物理力学性质地基土的物理力学性质n 地下水地下水n 上部结构情况上部结构情况冲（洪）积土冲（洪）积土坡积土坡积土 2.3 2.3 地基承载力地基承载力确定地基承载力的常用方法：确定地基承载力的常用方法：n按土的抗剪强度指标以理论公式计算按土的抗剪强度指标以理论公式计算n按现场载荷试验或其它原位
15、试验确定按现场载荷试验或其它原位试验确定n按有关规范提供的承载力或经验公式确定按有关规范提供的承载力或经验公式确定 原则：不过分严格，也不随意简化2.3 2.3 地基承载力地基承载力2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定n公式公式n来由来由 pu地基极限承载力，按魏锡克或汉森等地基极限承载力，按魏锡克或汉森等理论公式理论公式计算计算 A与土接触的有效基底面积与土接触的有效基底面积 A 基底面积基底面积 魏锡克公式：魏锡克公式：魏锡克公式：魏锡克公式：2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定2.3.1 2.3.1 按土的抗剪强度指标确定按
16、土的抗剪强度指标确定汉森汉森汉森汉森公式：公式：公式：公式：图图图图2.102.102.102.10 2.3.2 2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定图图2.11 2.11 载荷试验示意图（堆载）载荷试验示意图（堆载）规范规定规范规定甲级甲级甲级甲级必须进行必须进行该法优点：成果可靠该法优点：成果可靠该法缺点：费时、耗资该法缺点：费时、耗资2.3.2.3.2 按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定 同一土层参加统计的试验点不应少于三点，符合要求后，取同一土层参加统计的试验点不应少于三点，符合要求后，取该平均值作为地基承载力特征值该平均值作为地基承载力特征值fakn np-sp-s线有明显比例界限时线有明显比例界限时线有明显比例界限时线有明显比例界限时(密密密密砂、硬土砂、硬土砂、硬土砂、硬土)f fakak=p=p1 1n n极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且极限荷载能确定，且p pu u 2.02.0p p1 1时时时时,取取取取f fakak=0.50.5p pu un n当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定当不能按上述两点确定
