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1、n7 7.1 .1 地基基础设计的要求地基基础设计的要求n7 7.2 .2 浅基础的类型浅基础的类型 n7 7.3 .3 基础埋置深度的确定基础埋置深度的确定n7 7. .4 4 浅基础设计浅基础设计n7 7. .5 5 减小不均匀沉降的措施减小不均匀沉降的措施第七章第七章 天然地基上浅基础设计天然地基上浅基础设计基础：基础：浅基础浅基础和和深基础深基础 地基：地基：天然天然地基和地基和人工人工地基地基 1 1、选择基础的材料和类型、选择基础的材料和类型2 2、选择基础的埋置深度、选择基础的埋置深度3 3、确定地基承载力、确定地基承载力4 4、根据地基承载力，确定基础的构造尺寸必要时进、根据地
2、基承载力，确定基础的构造尺寸必要时进行下卧层强度验算。行下卧层强度验算。5 5、进行必要的地基验算（包括变形与稳定性验算）、进行必要的地基验算（包括变形与稳定性验算）6 6、进行基础的高度设计、进行基础的高度设计7 7、基础细部和构造设计，绘基础施工图、基础细部和构造设计，绘基础施工图天然地基上浅基础设计的步骤：天然地基上浅基础设计的步骤：7 7.1 .1 地基基础设计的要求地基基础设计的要求n一、建筑物地基基础设计等级建筑物地基基础设计等级根根据据地基复杂程度地基复杂程度 建筑物规模和功建筑物规模和功能特征能特征 由于地基问题可由于地基问题可能造成建筑物破能造成建筑物破坏或影响其正常坏或影响
3、其正常使用的程度使用的程度 将地基将地基基础设基础设计分为计分为甲甲乙乙丙丙n二、地基基础设计的基本要求1、所有建筑物的地基均应满足承载力计算的有关规定、所有建筑物的地基均应满足承载力计算的有关规定 2、甲、乙级建筑物，均应验算地基变形、甲、乙级建筑物，均应验算地基变形3、表、表7-2所列范围内的丙级建筑物在某些情况下应进行变形验算所列范围内的丙级建筑物在某些情况下应进行变形验算4、对经常经受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建、对经常经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的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物
4、，尚应验算其稳定性。 5、地下水埋深较浅，存在地下室上浮问题时，应进行抗浮验算、地下水埋深较浅，存在地下室上浮问题时，应进行抗浮验算 6、所有建筑物的基础设计应满足相应的钢筋混凝土设计规、所有建筑物的基础设计应满足相应的钢筋混凝土设计规范、砌体结构设计规范等要求，保证基础有足够的强范、砌体结构设计规范等要求，保证基础有足够的强度、刚度和耐久性度、刚度和耐久性 7 .2 浅基础的类型浅基础的类型按照材料来分按照材料来分砖基础砖基础三合土基础三合土基础混凝土基础混凝土基础灰土基础灰土基础毛石基础毛石基础毛石混凝土基础毛石混凝土基础钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础刚性基础刚性基础柔性基础柔性基础 按结构
5、类型分类按结构类型分类独立基础独立基础条形基础条形基础十字形交叉基础十字形交叉基础箱形箱形 基础基础片筏片筏 基础基础柱下独立基础柱下独立基础墙下独立基础墙下独立基础墙下条形基础墙下条形基础 柱下条形基础柱下条形基础n一、砖基础一、砖基础 砖基础所用的砖，强度等级不低于砖基础所用的砖，强度等级不低于MU10，砂浆，砂浆不低于不低于M5。在地下水位以下或当地基土潮湿时，应。在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采用水泥砂浆砌筑。在砖基础底面以下，一般应先做采用水泥砂浆砌筑。在砖基础底面以下，一般应先做100mm厚的厚的C10或或C15的混凝土垫层的混凝土垫层 抗压性较好、抗拉、抗弯性较差抗压性较好、
6、抗拉、抗弯性较差 砖基础取材容易，应用广泛，施工工艺简单，一般砖基础取材容易，应用广泛，施工工艺简单，一般可用于可用于6层及层及6层以下的民用建筑和轻型厂房层以下的民用建筑和轻型厂房 n二、毛石基础二、毛石基础 由于毛石之间间隙较大，如果砂浆粘结由于毛石之间间隙较大，如果砂浆粘结的性能较差，则不能用于多层建筑，且不宜的性能较差，则不能用于多层建筑，且不宜用于地下水位以下。用于地下水位以下。 但毛石基础的抗冻性能较好，北方也用但毛石基础的抗冻性能较好，北方也用来作为来作为7层以下的建筑物基础。层以下的建筑物基础。 毛石基础剖面形状有阶梯形和梯形，每毛石基础剖面形状有阶梯形和梯形，每阶高度一般为阶
7、高度一般为300400mm。块石应竖砌、错。块石应竖砌、错缝，缝内砂浆应饱满。缝，缝内砂浆应饱满。n三、三合土基础三、三合土基础 三合土是由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或三合土是由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或碎石）加水混合而成。碎石）加水混合而成。 施工时石灰、砂、骨料按体积配合比为施工时石灰、砂、骨料按体积配合比为1：2：41：3：6拌和均匀后再分层夯实，每层虚铺约拌和均匀后再分层夯实，每层虚铺约220mm，夯至，夯至150mm，分层夯实而成。，分层夯实而成。 三合土基础在中国南方地区常用，三合土的三合土基础在中国南方地区常用，三合土的强度较低，一般只用于强度较低，一般只用于4层及层及4层以下
8、的民用建筑。层以下的民用建筑。其厚度不小于其厚度不小于300mm，宽度不小于，宽度不小于700mm。n四、灰土基础四、灰土基础 灰土是用石灰和土料配制而成的。石灰和灰土是用石灰和土料配制而成的。石灰和土料按体积配合比为土料按体积配合比为3：7或或2：8，拌和均匀后，拌和均匀后，在基槽内分层夯实。在基槽内分层夯实。 灰土基础宜在比较干燥的土层中使用，其灰土基础宜在比较干燥的土层中使用，其本身具有一定的抗冻性。在我国华北和西北地本身具有一定的抗冻性。在我国华北和西北地区，广泛用于区，广泛用于5层及层及5层以下的民用建筑。层以下的民用建筑。 厚度不小于厚度不小于300mm，条形基础宽度不小，条形基础
9、宽度不小于于600mm，独立基础不小于，独立基础不小于700mm。n五、混凝土和毛石混凝土基础五、混凝土和毛石混凝土基础 混凝土基础的抗压强度、耐久性和抗冻性混凝土基础的抗压强度、耐久性和抗冻性比较好，其强度等级一般为比较好，其强度等级一般为C15。 这种基础常用在荷载较大的墙柱处或位于这种基础常用在荷载较大的墙柱处或位于地下水位以下时。地下水位以下时。 如在混凝土基础中埋入体积占如在混凝土基础中埋入体积占25%30%的毛石（石块尺寸不宜超过的毛石（石块尺寸不宜超过300mm），即做），即做成毛石混凝土基础，可节省水泥用量。成毛石混凝土基础，可节省水泥用量。n六、钢筋混凝土基础六、钢筋混凝土基
10、础 钢筋混凝土是基础的良好材料，其强度、钢筋混凝土是基础的良好材料，其强度、耐久性和抗冻性都较理想。由于它承受力矩耐久性和抗冻性都较理想。由于它承受力矩和剪力的能力较好，故在相同的基底面积下和剪力的能力较好，故在相同的基底面积下可减少基础高度。因此常在建筑物荷载较大可减少基础高度。因此常在建筑物荷载较大或地基较软弱的情况下使用。或地基较软弱的情况下使用。n（一）、独立基础（一）、独立基础优点：强度高、抗冻性好、耐久性高优点：强度高、抗冻性好、耐久性高 通常柱基、高炉、烟囱、水塔基础都是单独通常柱基、高炉、烟囱、水塔基础都是单独基础。基础。 现浇柱的单独基础可做成阶梯形或锥形，预现浇柱的单独基础
11、可做成阶梯形或锥形，预制柱则采用杯形基础。杯形基础常用于装配式单制柱则采用杯形基础。杯形基础常用于装配式单层工业厂房。层工业厂房。 有时墙下采用单独基础，基础顶面架一根钢有时墙下采用单独基础，基础顶面架一根钢筋混凝土过梁，再在梁上砌砖墙。筋混凝土过梁，再在梁上砌砖墙。 墙下独立基础墙下独立基础n（二）、条形基础（二）、条形基础 一般墙基采用条形基础。墙下钢筋混凝一般墙基采用条形基础。墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式，但若地基土质土条形基础一般做成无肋式，但若地基土质不均匀，为了减小不均匀沉降，增强基础整不均匀，为了减小不均匀沉降，增强基础整体性，也可做成有肋式的条型基础。体性，也可做成有肋
12、式的条型基础。 柱下也可采用条形基础。当（柱下也可采用条形基础。当（1）柱荷载）柱荷载较大或地基条件较差，如采用单独基础，可能较大或地基条件较差，如采用单独基础，可能出现过大的沉降时。（出现过大的沉降时。（2）柱距较小而地基承）柱距较小而地基承载力较低，如采用单独基础，则相邻基础间的载力较低，如采用单独基础，则相邻基础间的净距很小且相邻荷载影响较大时。净距很小且相邻荷载影响较大时。墙下条形基础墙下条形基础柱下条形基础柱下条形基础n（三）、十字形交叉基础（三）、十字形交叉基础 当荷载较大，采用条形基础不满足当荷载较大，采用条形基础不满足地基承载力要求时，或者当地基松软且地基承载力要求时，或者当地
13、基松软且在两个方向分布不均时，可采用十字交在两个方向分布不均时，可采用十字交叉基础叉基础 ，这是一种较复杂的浅基础，造，这是一种较复杂的浅基础，造价比柱下条形基础高。价比柱下条形基础高。n（四）、筏形基础（高层建筑常用）筏形基础（高层建筑常用） 当柱下交叉梁基础面积占建筑物平面面积当柱下交叉梁基础面积占建筑物平面面积的比例较大，或者的比例较大，或者上部结构荷载大、地基软上部结构荷载大、地基软弱或地下防渗需要时弱或地下防渗需要时，可以在建筑物的柱、，可以在建筑物的柱、墙下方做成一块满堂的基础，即筏板基础。墙下方做成一块满堂的基础，即筏板基础。 优优点点：筏筏板板基基础础由由于于其其底底面面积积大
14、大，故故可可减减小小地地基基上上单单位位面面积积的的压压力力，同同时时也也可可提提高高地地基基土土的的承承载载力力，并并能能更更有有效效地地增增强强地地基基的的整整体体性，调整不均匀沉降。性，调整不均匀沉降。 分类：筏板基础在构造上好象倒置的钢筋混分类：筏板基础在构造上好象倒置的钢筋混凝土楼盖，并可分为平板式和梁板式两种凝土楼盖，并可分为平板式和梁板式两种 n（五）、箱形基础（五）、箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外墙组成的整体空间结构。横内外墙组成的整体空间结构。 优点：（优点：（1）箱形基础具有很大的抗弯刚）箱形基础具有很大的抗弯刚度，
15、整体性强，只能产生大致均匀的沉降或度，整体性强，只能产生大致均匀的沉降或整体倾斜，从而基本上消除了因地基变形而整体倾斜，从而基本上消除了因地基变形而使建筑物开裂的可能。（使建筑物开裂的可能。（2）箱形基础内的空）箱形基础内的空间常用作地下室。这一空间的存在，减少了间常用作地下室。这一空间的存在，减少了基础底面的压力基础底面的压力 缺点：箱形基础的钢筋、水泥用量很大，施缺点：箱形基础的钢筋、水泥用量很大，施工技术要求也高。工技术要求也高。n其他基础壳体基础 适用于水塔、中小型高炉等高耸的构筑适用于水塔、中小型高炉等高耸的构筑物的基础。壳体基础常用的结构形式为正圆物的基础。壳体基础常用的结构形式为
16、正圆锥壳、锥壳、M形组合壳和内球外锥组合壳三种。形组合壳和内球外锥组合壳三种。7.3 基础埋置深度的确定基础埋置深度的确定主要有主要有七个影七个影响因素响因素建筑物情况建筑物情况与场地有关的条件与场地有关的条件 地下水条件地下水条件作用于地基上荷载的大小和性质作用于地基上荷载的大小和性质 相邻建筑物的基础埋深相邻建筑物的基础埋深地基土冻胀和融陷的影响地基土冻胀和融陷的影响埋置深度：从室外地面标高到基础底面的距离埋置深度：从室外地面标高到基础底面的距离 土层的性质和分布土层的性质和分布n一、工程地质条件工程地质条件 当地基土当地基土上层较好上层较好、下层较软弱下层较软弱时，基础时，基础尽量尽量浅
17、埋浅埋。 当上层土软弱、下层土坚实时，需要视具当上层土软弱、下层土坚实时，需要视具体情况而定。（体情况而定。（1 1）上层软土较薄，可将基础）上层软土较薄，可将基础埋置于下层坚实土上；（埋置于下层坚实土上；（2 2）当上层软土较厚，）当上层软土较厚，可采用宽基浅埋或人工加固或采用桩基础可采用宽基浅埋或人工加固或采用桩基础n二、地下水位二、地下水位 基础应尽可能的埋置于地下水位之上（可基础应尽可能的埋置于地下水位之上（可避免涌土、流砂避免涌土、流砂 n三、建筑物的条件三、建筑物的条件1 1、建建筑筑物物有有地地下下室室时时，基基础础埋埋深深受受地地下下室室地地 面面标标高高的的影影响响。在在平平
18、面面上上有有仅仅局局部部有有地地下下室室时时，基础可按台阶形式变化埋深或整体加深基础可按台阶形式变化埋深或整体加深2 2、基基础础范范围围内内有有管管道道或或其其他他地地下下设设备备通通过过时时，基础顶板原则上应低于这些设施的底面基础顶板原则上应低于这些设施的底面 3 3、对于高层建筑，在抗震设防区，基础埋深、对于高层建筑，在抗震设防区，基础埋深要求不小于建筑物高度的要求不小于建筑物高度的1/151/15；位于基岩上的；位于基岩上的高层建筑，基础埋深应满足抗滑要求。高层建筑，基础埋深应满足抗滑要求。 n四、作用于地基上荷载的大小和性质四、作用于地基上荷载的大小和性质1 1、所所受受上上部部结结
19、构构荷荷载载较较大大时时，基基础础要要求求置置于于 较好的土层上；较好的土层上；2 2、所所受受水水平平向向荷荷载载较较大大或或受受上上拔拔力力时时，基基础础埋埋深必须加大深必须加大3 3、所所受受荷荷载载为为振振动动荷荷载载时时，不不宜宜选选用用易易液液化化的的土层作为持力层土层作为持力层 n五、相邻建筑物的基础埋深五、相邻建筑物的基础埋深1 1、一一般般新新建建筑筑物物的的基基础础埋埋深深不不宜宜大大于于原原有有建建筑筑物的基础埋深。物的基础埋深。 2 2、当新建筑物的基础埋深大于原有建筑物的、当新建筑物的基础埋深大于原有建筑物的基础埋深时，两基础间应足基础埋深时，两基础间应足 。 n六、
20、地基土冻胀和融陷的影响六、地基土冻胀和融陷的影响 在在季季节节性性冻冻土土地地区区进进行行基基础础埋埋深深设设计计时时，必必须须考考虑虑地地基基的的冻冻胀胀性性。对对于于冻冻胀胀土土，最最小小埋埋深深可按下式确定可按下式确定天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容：天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容： 1.选择基础的材料、类型和平面布置；选择基础的材料、类型和平面布置； 2.选择基础的埋置深度；选择基础的埋置深度； 3.确定地基承载力；确定地基承载力； 4.确定基础尺寸；确定基础尺寸； 5.进行地基变形与稳定性验算；进行地基变形与稳定性验算； 6.验算基底的合力偏心矩验算基底的合力偏心矩
21、;基础的抗滑动性和基础的抗滑动性和抗倾覆稳定性抗倾覆稳定性. 7 7.进行基础结构设计；进行基础结构设计； 8.绘制基础施工图，提出施工说明。绘制基础施工图，提出施工说明。 7.4 一般浅基础设计一般浅基础设计式中式中 pk相应于荷载效应标准组合时，相应于荷载效应标准组合时， 基础底面处的基础底面处的平均压力值平均压力值； fa修正后的地基承载力特征值修正后的地基承载力特征值。 1.当轴心荷载作用时当轴心荷载作用时一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸dfaFkA Gg g- -dfaFk
22、bGg g- -（矩形）（矩形）（条形）（条形）F Fk k相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础 顶面的竖向荷载。顶面的竖向荷载。GGk k基础自重和基础上的土重。基础自重和基础上的土重。AGkFkpk+ += =A A基础底面面积。基础底面面积。 基础平均埋深基础平均埋深基础平均埋深基础平均埋深式中：式中：式中：式中：某承重某承重墙下条形基下条形基础及地基情况如及地基情况如图所示，上所示，上部部结构构传来荷来荷载F=250kN/mF=250kN/m，试确定确定该基基础的的宽度度b b解：沿基解：沿基础长度方向取度方向取1m1m计算，即算，即=1
23、m=1m最后取模数，最后取模数，b=1.3mb=1.3m2.对于偏心受压基础对于偏心受压基础需满足的条件：需满足的条件：Pk faMMk k相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力 矩值。矩值。式中：式中：kpmax= =3laGk)2(Fk+afW2 . 1MK + +kpmax= =AGkFk+ +由：由：得：得：若：若：二、软弱下卧层的强度验算二、软弱下卧层的强度验算软弱下卧层顶面处软弱下卧层顶面处的附加应力设计值的附加应力设计值软弱下卧层顶面处软弱下卧层顶面处的自重应力设计值的自重应力设计值地基承载力设计值地基承载力设计值7.5 减小不均
24、匀沉降的措施减小不均匀沉降的措施n产生不均匀沉降的原因产生不均匀沉降的原因n不均沉降的危害不均沉降的危害n减小地基不均匀沉降的措施减小地基不均匀沉降的措施产生地基不均匀沉降的原因n地基不均匀地基不均匀n上部结构荷载差异较大上部结构荷载差异较大不均匀沉降往往使建筑物开裂、破坏或严重不均匀沉降往往使建筑物开裂、破坏或严重影响使用，特别是建于软弱和不均匀地基上影响使用，特别是建于软弱和不均匀地基上的建筑物，沉降量常常很大且不均匀，如果的建筑物，沉降量常常很大且不均匀，如果处理不好，很容易造成工程事故。处理不好，很容易造成工程事故。减小地基不均匀沉降的措施减小地基不均匀沉降的措施n建筑措施建筑措施（目
25、的：提高建筑物整体刚度）（目的：提高建筑物整体刚度）n结结构构措措施施（目目的的：减减少少基基底底附附加加压压力力、增增强结构整体刚度）强结构整体刚度）n施施工工措措施施（目目的的：减减少少施施工工对对不不均均匀匀沉沉降降的影响）的影响）建筑措施建筑措施建筑物体型应力求简单建筑物体型应力求简单平面简单、高度一致平面简单、高度一致控制建筑物的长高比控制建筑物的长高比3层及以上的房屋，长高比层及以上的房屋，长高比不宜大于不宜大于2.5;一般不宜大于一般不宜大于3合理布置纵横墙合理布置纵横墙避免纵墙开洞、转折、中断；使避免纵墙开洞、转折、中断；使纵墙尽量与横墙相连纵墙尽量与横墙相连设置沉降缝设置沉降
26、缝合理安排相邻建筑物之间的距离合理安排相邻建筑物之间的距离调整建筑物的某些标高调整建筑物的某些标高平面形状复杂的建筑物的转折处平面形状复杂的建筑物的转折处建筑物高度或荷载变化差异处建筑物高度或荷载变化差异处长高比过大的建筑物的适当部位长高比过大的建筑物的适当部位建筑结构或基础类型不同处建筑结构或基础类型不同处地基土的压缩性有显著变化处地基土的压缩性有显著变化处分期建造房屋的交接处分期建造房屋的交接处需设沉降缝的位置需设沉降缝的位置结构措施结构措施n减轻建筑物自重减轻建筑物自重n减少或调整基底的附加压力减少或调整基底的附加压力n加强基础整体刚度加强基础整体刚度 n增强建筑物的整体刚度和强度增强建
27、筑物的整体刚度和强度施工措施施工措施合理安排施工顺序合理安排施工顺序先先重重后后轻轻 先先高高后后低低 先先主体主体后后附属附属 对对于于淤淤泥泥等等软软粘粘土土地地基基，以以及及高高灵灵敏敏度度的的粘粘土土，施施工工时时注注意意不不要要扰扰动动其其原原状状结结构。构。对对于于小小型型建建筑筑物物地地基基开开挖挖时时，通通常常采采用用人工开挖；人工开挖；对对于于大大型型建建筑筑物物地地基基开开挖挖，先先采采用用机机械械开开挖挖，然然后后保保留留20203030cmcm的的原原土土，采采用用人人工工开开挖挖的的方方式式（一一方方面面减减少少地地基基扰扰动动，另一方面可以避免超开挖）另一方面可以避免超开挖）减少扰动减少扰动
