《工程地質(zhì)與地基基礎(chǔ)：第7章 天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工程地質(zhì)與地基基礎(chǔ)：第7章 天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計（103頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第7 7章章 天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計Carl Terzaghi7.1 概述概述前面幾章為土力學(xué)問題，7、8章為基礎(chǔ)問題，9章是關(guān)于地基處理的。地基基礎(chǔ)設(shè)計必須結(jié)合工程地質(zhì)條件、建筑材料及施工技術(shù)等因素，將上部結(jié)構(gòu)、地基、基礎(chǔ)綜合考慮，使基礎(chǔ)工程安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、施工方便。目前，大多數(shù)基礎(chǔ)型式從施工的角度并不存在太大的困難，關(guān)鍵在于安全可靠和經(jīng)濟合理。n本章主要介紹根據(jù)基礎(chǔ)的受力特性及構(gòu)造特點劃分的淺基本章主要介紹根據(jù)基礎(chǔ)的受力特性及構(gòu)造特點劃分的淺基礎(chǔ)的類型、淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算、淺基礎(chǔ)的設(shè)計方法及減小礎(chǔ)的類型、淺基礎(chǔ)的設(shè)計計算、淺基礎(chǔ)的設(shè)計方法及減小地基不均勻沉降

2、危害的主要措施地基不均勻沉降危害的主要措施n掌握淺基礎(chǔ)設(shè)計計算方法；掌握淺基礎(chǔ)設(shè)計計算方法；n了解減小地基沉降危害的主要措施。了解減小地基沉降危害的主要措施。n地基基礎(chǔ)設(shè)計的原則地基基礎(chǔ)設(shè)計的原則安全可靠安全可靠 經(jīng)濟合理經(jīng)濟合理 技術(shù)先進技術(shù)先進 便于施工便于施工n地基基礎(chǔ)設(shè)計的一般要求地基基礎(chǔ)設(shè)計的一般要求基礎(chǔ)要有足夠的強度、剛度和耐久性基礎(chǔ)要有足夠的強度、剛度和耐久性地基要有足夠的承載力、不產(chǎn)生過大變形和足夠的穩(wěn)定性地基要有足夠的承載力、不產(chǎn)生過大變形和足夠的穩(wěn)定性a.承載力：承載力：b.變形：變形：c.穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：地基基礎(chǔ)設(shè)計考慮的主要因素地基基礎(chǔ)設(shè)計考慮的主要因素(1)建筑基礎(chǔ)所

3、用的材料及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式；建筑基礎(chǔ)所用的材料及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式；(2)基礎(chǔ)的埋置深度；基礎(chǔ)的埋置深度；(3)地基土的承載力；地基土的承載力；(4)基礎(chǔ)的形狀和布置，以及與相鄰基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物和基礎(chǔ)的形狀和布置，以及與相鄰基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物和地下管道的關(guān)系；地下管道的關(guān)系；(5)上部結(jié)構(gòu)類型、使用要求及對不均勻沉降的敏感性；上部結(jié)構(gòu)類型、使用要求及對不均勻沉降的敏感性；(6)施工期限、施工方法及所需的施工設(shè)備等。施工期限、施工方法及所需的施工設(shè)備等。下臥層下臥層地基與基礎(chǔ)D埋深埋深D q=D q=D D均布荷載均布荷載持力層（受力層）持力層（受力層）地地基基基礎(chǔ)FG主要受力層天然地基：地基范圍內(nèi)的土

4、層都是好土層（一般fa150kpa），基礎(chǔ)直接埋置在未經(jīng)加固的天然地層之上。D D好土層好土層人工地基：若天然的地基很弱，不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載的要求，則地基要事先經(jīng)過人工加固后再修建基礎(chǔ)。這樣的地基稱為人工地基。軟土軟土n深基礎(chǔ)：基礎(chǔ)的埋置深度超過基礎(chǔ)的埋置深度超過5 5米米，要采用特殊的方法、裝備施工，要采用特殊的方法、裝備施工，或者基礎(chǔ)的埋置深度大于基礎(chǔ)的寬度，在設(shè)計中必須考慮基或者基礎(chǔ)的埋置深度大于基礎(chǔ)的寬度，在設(shè)計中必須考慮基坑側(cè)壁摩擦力的影響。這樣的基礎(chǔ)稱之為坑側(cè)壁摩擦力的影響。這樣的基礎(chǔ)稱之為深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)。如如樁基、樁基、沉井沉井。淺基礎(chǔ):(1)埋深小于埋深小于5m的柱基或墻基；的

5、柱基或墻基；(2)埋深小于基礎(chǔ)寬度的筏埋深小于基礎(chǔ)寬度的筏基、箱基；基、箱基；(3)不考慮側(cè)面摩擦力。用一般方法、工藝施工。不考慮側(cè)面摩擦力。用一般方法、工藝施工。樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)新加坡發(fā)展銀行,四墩,每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高大直徑鉆孔樁大直徑鉆孔樁風(fēng)化砂巖及粉砂巖風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖不風(fēng)化泥巖樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)方案組合原則：造價低原則：造價低 易施工易施工 安全合理安全合理 技術(shù)先進技術(shù)先進天然地基天然地基人工地基人工地基深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)方案方案選擇選擇n基礎(chǔ)類型地基基礎(chǔ)類型淺淺基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)設(shè)計計步步驟驟No結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和環(huán)境資料結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和環(huán)境

6、資料基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型與布置方案基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型與布置方案確定地基承載力特征值及修正值確定地基承載力特征值及修正值變形和穩(wěn)定驗算變形和穩(wěn)定驗算基礎(chǔ)設(shè)計圖、施工圖、預(yù)算書基礎(chǔ)設(shè)計圖、施工圖、預(yù)算書確定持力層、基礎(chǔ)埋深確定持力層、基礎(chǔ)埋深確定基礎(chǔ)的初步尺寸確定基礎(chǔ)的初步尺寸基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計 根據(jù)天然地基上淺基礎(chǔ)的受力特點和構(gòu)造特點可將淺基礎(chǔ)分為兩大類：淺基礎(chǔ)分類淺基礎(chǔ)分類7.27.2淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的類型剛性基礎(chǔ):通常由磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的基礎(chǔ)。設(shè)計要求：發(fā)生在基礎(chǔ)內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過其材料強度設(shè)計值，可通過限制基礎(chǔ)外伸寬度與基礎(chǔ)高度的比值來實現(xiàn)。

7、在寬高比的限制下，基礎(chǔ)相對高度一般較大，幾乎不會發(fā)生彎曲變形，此類基礎(chǔ)習(xí)慣上稱之為剛性基礎(chǔ)。應(yīng)用范圍：剛性基礎(chǔ)可用于六層和六層以下（三合土基礎(chǔ)不宜超過四層）柔性基礎(chǔ):即鋼筋混凝土基礎(chǔ)。特點：具有較好的抗剪能力和抗彎能力。設(shè)計要求：采用擴大基礎(chǔ)底面積的方法來滿足地基承載力的要求，但不必增加基礎(chǔ)的埋深；選擇合適的基礎(chǔ)材料、高度與配筋來滿足基礎(chǔ)抗剪和抗彎要求。種類：獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)等。淺基礎(chǔ)分類淺基礎(chǔ)分類n1.無筋擴展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析 n材料共同特點：n具有較好的抗壓性能具有較好的抗壓性能n抗拉、抗彎、抗剪強度很低抗拉、抗彎、抗剪強度很低n n受力與破壞：受力與破壞：受力

8、與破壞：受力與破壞：倒置短懸臂梁彎拉破倒置短懸臂梁彎拉破壞（見圖）壞（見圖）n 強度保證：強度保證：強度保證：強度保證：限制基礎(chǔ)臺階寬高比，限制基礎(chǔ)臺階寬高比，限制基礎(chǔ)臺階寬高比，限制基礎(chǔ)臺階寬高比，增大剛度。增大剛度。增大剛度。增大剛度。n n設(shè)計要求設(shè)計要求設(shè)計要求設(shè)計要求：基礎(chǔ)臺階寬高比小于允基礎(chǔ)臺階寬高比小于允基礎(chǔ)臺階寬高比小于允基礎(chǔ)臺階寬高比小于允許寬高比。許寬高比。許寬高比。許寬高比。無筋擴展基礎(chǔ)的受力示意圖允許寬高比：允許寬高比：允許寬高比：允許寬高比：b b2 2/HH0 0=tantan 如圖，基礎(chǔ)高度：如圖，基礎(chǔ)高度：如圖，基礎(chǔ)高度：如圖，基礎(chǔ)高度：剛性角，與材料和荷載剛性

9、角，與材料和荷載有關(guān)，有關(guān)，b0bb1h1H0b2無筋擴展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析 寬高比淺基礎(chǔ)分類淺基礎(chǔ)分類剛性基礎(chǔ)臺階寬高比允許值：基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)材料材料標(biāo)號材料標(biāo)號臺階寬高比允許值臺階寬高比允許值 PK100100100 PK200200 200b/6）下基底壓力計算示意圖b力矩作用方向基礎(chǔ)底面邊長當(dāng)偏心距eb/6時(如圖)，pkmax應(yīng)按下式計算：式中l(wèi)垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；a合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離。7.4.3地基承載力特征值fakn地基承載力特征值含義：n發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設(shè)計值，因此,地基承載力特征值實質(zhì)上是地基容許承載力。n地基承載力特征值可由荷載試

10、驗或其他原位測試、公式計算并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗定。n確定方法：n1、按靜荷載試驗方法確定；n2、根據(jù)土的強度指標(biāo)計算；n3、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗法；n4、根據(jù)規(guī)范表格確定。一、現(xiàn)場載荷試驗確定承載力特征值fak地基承載力計算地基承載力計算千千斤斤頂頂荷載板荷載板一、現(xiàn)場載荷試驗一、現(xiàn)場載荷試驗ps曲線確定曲線確定fak地基承載力計算地基承載力計算（1）當(dāng)）當(dāng)ps曲線上有明顯的曲線上有明顯的比例界限時，取該比例界限比例界限時，取該比例界限所對應(yīng)的荷載值；所對應(yīng)的荷載值；（2）當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比）當(dāng)極限荷載小于對應(yīng)比例界限的荷載值的例界限的荷載值的2倍時，取倍時，取極限荷載值的一半；極限荷載值的一半；(3)不

11、能按上述兩款要求確定時，當(dāng)壓板面積為不能按上述兩款要求確定時，當(dāng)壓板面積為0.250.5m2，可取可取s/b=0.010.015所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載所對應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。量的一半。優(yōu)缺點:應(yīng)力影響深度有限,只為（12）b，只能反映持力層的承載力間接原位測試的方法間接原位測試的方法平板載荷試驗是直接測定地基承載力的原位測試方法，而其他平板載荷試驗是直接測定地基承載力的原位測試方法，而其他的原位測試方法，如靜力觸探、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等不的原位測試方法，如靜力觸探、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等不能直接測定地基承載力，但是可以將其結(jié)果與各地區(qū)的載荷實能直接測定

12、地基承載力，但是可以將其結(jié)果與各地區(qū)的載荷實驗結(jié)果相比較，積累一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，間接地確定地基承載力。驗結(jié)果相比較，積累一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，間接地確定地基承載力。這種方法在中國已有豐富經(jīng)驗，在工程建設(shè)中應(yīng)用較廣泛。但這種方法在中國已有豐富經(jīng)驗，在工程建設(shè)中應(yīng)用較廣泛。但是當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計等級為甲級和乙級時，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)實驗成果是當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計等級為甲級和乙級時，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)實驗成果綜合分析，不宜單獨使用。綜合分析，不宜單獨使用。二、根據(jù)土的強度理論計算確定fa=Mbb+Md md+Mcckfa:承載力特征值修正值此公式的計算值與以前介紹的p1/4=NB/2+Nq d+Ncc的計算值基本一樣，形式變化而已基

13、礎(chǔ)寬度b大于6m按6m計算，砂土小于3m按3m計算，先初步估計b,b為基礎(chǔ)短邊地基承載力計算地基承載力計算bl三、根據(jù)三、根據(jù)規(guī)范規(guī)范承載力表確定承載力表確定89年的年的地基規(guī)范地基規(guī)范：根據(jù)大量試驗資料及建筑實踐經(jīng)驗綜合確定各種土的承載力，制訂表格。設(shè)計者按土的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，依據(jù)表格確定地基承載力基本值。02年的年的地基規(guī)范地基規(guī)范：取消了74年和89年的地基承載力表，允許各地根據(jù)自己的情況，制定地方性的建筑地基規(guī)范，確定地基承載力表等參數(shù)。實際上，將全國統(tǒng)一的地基承載力表地域化。四、地基承載力特征值的修正(7.11)修正后的地基承載力特征值；,從原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力

14、特征值。例例71 某柱基礎(chǔ)底面尺寸為某柱基礎(chǔ)底面尺寸為3.0m 4.8m，埋置，埋置深度為深度為d=2.0m，場地上土層分布如圖，場地上土層分布如圖6-23所示，所示，持力層地基承載力特征值持力層地基承載力特征值fk=176kNm2，試確，試確定持力層地基承載力特征值的修正值定持力層地基承載力特征值的修正值f。解解 該持力層為該持力層為e0.85及及IL 2.5m，且符合，且符合 要求要求:可不進行穩(wěn)定驗算可不進行穩(wěn)定驗算對條形基礎(chǔ)對條形基礎(chǔ):對矩形基礎(chǔ)對矩形基礎(chǔ):變形驗算的選擇變形驗算的選擇（1 1）與柔性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征）與柔性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征 通常柔性結(jié)構(gòu)指排架結(jié)構(gòu)，一般在低

15、、中壓縮性地基上不通常柔性結(jié)構(gòu)指排架結(jié)構(gòu)，一般在低、中壓縮性地基上不會產(chǎn)生沉降破壞，但在高壓縮性地基上應(yīng)注意下列變形特征：會產(chǎn)生沉降破壞，但在高壓縮性地基上應(yīng)注意下列變形特征：砌體墻填充的邊排柱（尤其是端部抗風(fēng)柱）砌體墻填充的邊排柱（尤其是端部抗風(fēng)柱）-驗算驗算沉降差沉降差 單層排架柱基（尤其是多跨排架的中排柱基）驗算單層排架柱基（尤其是多跨排架的中排柱基）驗算沉降量沉降量 對有橋式吊車的廠房，應(yīng)對有橋式吊車的廠房，應(yīng)限制相鄰柱基限制相鄰柱基沉降差沉降差引起的吊車引起的吊車軌道面的軌道面的傾斜傾斜，以防導(dǎo)致吊車滑行或卡軌。，以防導(dǎo)致吊車滑行或卡軌。（2 2）與敏感性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征）與敏

16、感性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征 所謂敏感性結(jié)構(gòu)指對不均勻沉降敏感的框架結(jié)構(gòu)和砌體承所謂敏感性結(jié)構(gòu)指對不均勻沉降敏感的框架結(jié)構(gòu)和砌體承重結(jié)構(gòu)。由于一般砌體的抗拉、抗剪強度較低，在地基不均勻重結(jié)構(gòu)。由于一般砌體的抗拉、抗剪強度較低，在地基不均勻變形影響下，易沿縱墻開裂破壞；而框架結(jié)構(gòu)則主要是由于相變形影響下，易沿縱墻開裂破壞；而框架結(jié)構(gòu)則主要是由于相鄰柱基的不均勻沉降在上部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大次應(yīng)力，使強度超鄰柱基的不均勻沉降在上部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大次應(yīng)力，使強度超過安全儲備而破壞。因此：過安全儲備而破壞。因此：砌體承重結(jié)構(gòu)砌體承重結(jié)構(gòu)-驗算驗算局部傾斜局部傾斜 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)-驗算相鄰柱基的驗算相鄰柱基的沉

17、降差沉降差 （3 3）與剛性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征）與剛性結(jié)構(gòu)有關(guān)的地基變形特征 所謂剛性結(jié)構(gòu)指高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)物。所謂剛性結(jié)構(gòu)指高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)物。高聳結(jié)構(gòu)和長高比很小的高層建筑，地基變形的主要特征高聳結(jié)構(gòu)和長高比很小的高層建筑，地基變形的主要特征 是建筑物的整體是建筑物的整體傾斜傾斜；對地基較均勻、且無相鄰荷載影響的高聳結(jié)構(gòu)，則注意控對地基較均勻、且無相鄰荷載影響的高聳結(jié)構(gòu)，則注意控 制制沉降量沉降量。高聳及高層建筑容易產(chǎn)生傾斜的主要原因是地基不均勻及高聳及高層建筑容易產(chǎn)生傾斜的主要原因是地基不均勻及相鄰建筑影響，此外這類結(jié)構(gòu)受水平荷載大、重心高，容易重相鄰建筑影響，此外這類結(jié)構(gòu)受水平

18、荷載大、重心高，容易重心偏移引起偏心力矩而影響傾覆穩(wěn)定性，故傾斜允許值隨高度心偏移引起偏心力矩而影響傾覆穩(wěn)定性，故傾斜允許值隨高度增加而遞減。增加而遞減。沉降觀測與地基變形值的預(yù)估沉降觀測與地基變形值的預(yù)估沉降觀測目的沉降觀測目的u 通過對觀測結(jié)果的分析通過對觀測結(jié)果的分析 來驗證計算方法；來驗證計算方法；u 可預(yù)測沉降發(fā)展的趨勢可預(yù)測沉降發(fā)展的趨勢 及時采取處理措施。及時采取處理措施。預(yù)估預(yù)估施工期間施工期間使用期間使用期間變形值變形值 便于預(yù)留便于預(yù)留建筑物有關(guān)部建筑物有關(guān)部 分間凈空分間凈空 預(yù)估地基預(yù)估地基 變形值變形值考慮考慮 土的土的壓縮性壓縮性多層建多層建筑在施筑在施工期間工期間

19、完成的完成的沉降量沉降量u 砂土砂土-80%以以上上 u 低壓縮性土低壓縮性土 5080%u 中壓縮性土中壓縮性土 2050%u 高壓縮性土高壓縮性土 520%變形不滿足時的措施變形不滿足時的措施1)適當(dāng)調(diào)整基底尺寸適當(dāng)調(diào)整基底尺寸(改變基底附加壓力改變基底附加壓力);2)適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)埋深適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)埋深;3)改用其它基礎(chǔ)型式改用其它基礎(chǔ)型式;4)采用人工地基處理方案采用人工地基處理方案;5)從建筑從建筑結(jié)構(gòu)及施工等方面采取措施以防止地結(jié)構(gòu)及施工等方面采取措施以防止地 基不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)造成的損害?；痪鶆虺两祵ι喜拷Y(jié)構(gòu)造成的損害。7.6 7.6 無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計 剛性基礎(chǔ)

20、：剛性基礎(chǔ)：指用抗壓性能好而抗拉、抗剪性能較差的材料建造的基礎(chǔ)。要求：除保證地基承載力和變形滿足要求，尚應(yīng)保證基礎(chǔ)本身材料不發(fā)生強度破壞。方法：對于剛性基礎(chǔ)，為保證基礎(chǔ)不因受過大的沖切應(yīng)力或剪應(yīng)力而破壞，把基礎(chǔ)的寬高比限制在一定的容許值內(nèi)（表7.1，P283）若不能滿足寬高比，可調(diào)整高度或改用鋼筋砼基礎(chǔ)。n進行剛性基礎(chǔ)設(shè)計時先選擇合適的基進行剛性基礎(chǔ)設(shè)計時先選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度礎(chǔ)埋置深度d,并按構(gòu)造要求初步選定并按構(gòu)造要求初步選定基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度H，然后根據(jù)地基承載力要，然后根據(jù)地基承載力要求初步確定基礎(chǔ)寬度求初步確定基礎(chǔ)寬度b，再按剛性角的，再按剛性角的要求進一步驗算基礎(chǔ)的寬度：要求進一步

21、驗算基礎(chǔ)的寬度：b b0+2h tg Fll0b0bbth基礎(chǔ)高度的確定基礎(chǔ)高度的確定單獨無筋擴展基礎(chǔ)單獨無筋擴展基礎(chǔ)b b0+2h tg l l 0+2h tg 滿足滿足d h+0.1m確定確定h=45o(1:1)30o(1:2)7.7 7.7 擴展基礎(chǔ)設(shè)計擴展基礎(chǔ)設(shè)計 一、適用范圍：上部結(jié)構(gòu)荷載較大，偏心荷載，承受彎矩，水平荷載一、適用范圍：上部結(jié)構(gòu)荷載較大，偏心荷載，承受彎矩，水平荷載的建筑物的建筑物二、二、擴展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求擴展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求1、一般要求、一般要求（1）基礎(chǔ)邊緣高度：錐形不小于）基礎(chǔ)邊緣高度：錐形不小于200mm，臺階形為，臺階形為300500mm（2）基底墊層：）基底

22、墊層：100mm厚厚C10素混凝土墊層素混凝土墊層（3）鋼筋：）鋼筋：10以上，間距以上，間距100 200mm 混凝土保護層：不小于混凝土保護層：不小于40mm（無墊層不小于（無墊層不小于70mm）（4）混凝土等級：不小于）混凝土等級：不小于C20。2、柱下獨立基礎(chǔ)、柱下獨立基礎(chǔ)（1）伸出插筋和柱錨固）伸出插筋和柱錨固（2）插筋下端設(shè)置箍筋）插筋下端設(shè)置箍筋3、墻下條形基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)（1）h300mm（2）分布筋）分布筋8300mm（3）錐形邊緣）錐形邊緣200mm，坡度不大于，坡度不大于1：3。三、擴展基礎(chǔ)計算設(shè)計內(nèi)容：選擇基底埋深：計算基礎(chǔ)底面所需要的面積A，確定底面尺寸；確定基礎(chǔ)高

23、度：1）對于柱下擴展基礎(chǔ)，驗算柱與基礎(chǔ)和基礎(chǔ)變階處得抗沖切能力；2）對于墻下條形擴展基礎(chǔ)，驗算墻與基礎(chǔ)和基礎(chǔ)變階處的抗剪切能力?；A(chǔ)底板的彎矩計算，基礎(chǔ)底板配筋；施工圖。埋置深度和平面尺寸的確定方法剛性基礎(chǔ)相同（1）基礎(chǔ)底板厚度）基礎(chǔ)底板厚度 柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)的底板厚度（即基礎(chǔ)高度）柱下鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)的底板厚度（即基礎(chǔ)高度）主要由受沖切承載力計算決定。主要由受沖切承載力計算決定。對矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗算柱與基礎(chǔ)對矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力；交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力；受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算：受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算：

24、沖切破壞錐體最不利沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度一側(cè)計算長度作用在沖切面上的地基凈反力作用在沖切面上的地基凈反力基礎(chǔ)有效高度基礎(chǔ)有效高度（2 2）基礎(chǔ)底板配筋）基礎(chǔ)底板配筋基礎(chǔ)底板的配筋，應(yīng)按受彎承載力確定。對于柱下單獨內(nèi)力基礎(chǔ)底板的配筋，應(yīng)按受彎承載力確定。對于柱下單獨內(nèi)力采用簡化計算方法計算：采用簡化計算方法計算：即將單獨基礎(chǔ)的底板視為嵌固在柱子邊或基礎(chǔ)變階處（階梯形基礎(chǔ)）即將單獨基礎(chǔ)的底板視為嵌固在柱子邊或基礎(chǔ)變階處（階梯形基礎(chǔ)）2 2、偏心荷載作用：、偏心荷載作用：對于偏心荷載，將公式中的Ps以Ps,max代替，偏安全。0.70.74.452.397.305.452.391.957）0

25、.378m378mm378mm423mm7.3145mm45mm7.417.8&7.9 7.8&7.9 柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)由梁及其伸出的底板組成，如下圖。由梁及其伸出的底板組成，如下圖。7.10 7.10 筏板基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)，用鋼筋混凝土做成的連續(xù)整片基礎(chǔ)，俗稱“滿堂紅”。應(yīng)用范圍筏板基礎(chǔ)可減小基底壓力并能比較有效地增強基礎(chǔ)的整體性。筏板基礎(chǔ)在構(gòu)造上好像例置的鋼筋混凝土樓蓋，并可分為平板式圖79(a)和梁板式因7.9b)二種。構(gòu)造要求7.11箱型基礎(chǔ)簡介有較大的剛度和整體性，820層常采用構(gòu)造要求構(gòu)造要求1)箱基高h=(1/81/12)H震區(qū)不宜小于1/

26、10Hn且不宜小于箱長1/8及3.0m2)布置:平面簡單對稱、平面形心宜與豎向荷載重心重合（偏心距不宜大于0.1W/A其中W基底抵抗矩、A基底面積），同一單元內(nèi)不應(yīng)局部采用箱基（否則會產(chǎn)生不均勻沉降）。底板厚不宜小于300mm，頂板厚不宜小于150mm；外墻厚不宜小于250mm（擋土、防滲），內(nèi)墻厚不宜小于200mm。地基計算地基計算（承載力、變形）P、Pmax、Pmin按淺基礎(chǔ)的方法計算，但應(yīng)扣除浮力的作用（地下水位下）中心荷載下偏心荷載作用下n第三式若不滿足可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)布置，以改變M7.12 7.12 地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作的概念概念n1基本概念n工程中把

27、上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基作為離散的獨立結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析。n事實上地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者是相互聯(lián)系成整體來承擔(dān)荷載而發(fā)生變形的，三者都按各自的剛度對變形產(chǎn)生相互制約，從而使整個體系的內(nèi)力(包括柱腳和基底反力)和變形(包括地基變形)發(fā)生變化。n合理的力學(xué)分析方法合理的力學(xué)分析方法n地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個條件。按三者共同作用的原則進行整體的相互作用分析。n故需要：能反映結(jié)構(gòu)影響的分析理論；便于計算的有效方法；反映土變形特征的地基計算模型及參數(shù)。n直至20世紀(jì)60年代后期，隨電算技術(shù)的發(fā)展及土應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系的深入探討，相互作用的研究才得以開展并受到重視?，F(xiàn)狀基于相互作用的分

28、析還處于研究階段，剛性基礎(chǔ)、擴展基礎(chǔ)仍采用常規(guī)簡化法設(shè)計，彈性地基梁板的分析理論(文克勒模型等)僅考慮地基與基礎(chǔ)的相互影響，還未涉及上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。盡管如此，掌握地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互作用的基本概念將有助于了解各類基礎(chǔ)的性能、正確選擇地基基礎(chǔ)方案、評價地基基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計與實際之間的可能差異、理解影響地基特征變形容許值的因素和采取防止不均勻沉降損害的措施等有關(guān)問題，因而，在設(shè)計實踐中，設(shè)計者可以運用基于相互作用分析的“概念設(shè)計概念設(shè)計”方法對上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)的設(shè)計結(jié)果進行合理調(diào)整。2相對剛度的影響在上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基的共同作用中，起重要影響的是：“上部結(jié)構(gòu)十基礎(chǔ)”與地基之間的剛度比，稱為“相

29、對剛度”。對這一問題的考慮，首先看兩種極端情況：一是相對剛度為零，二是相對剛度趨于無窮大圖739(a)。a、當(dāng)結(jié)構(gòu)相對剛度為零，即所謂“結(jié)構(gòu)絕對柔性”，上部結(jié)構(gòu)不對地基變形產(chǎn)生影響。實際工程中，沒有絕對柔性結(jié)構(gòu)，而以屋架柱基礎(chǔ)為承重體系的木結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)與之接近，故稱這兩種結(jié)構(gòu)為“柔性結(jié)構(gòu)”。b、結(jié)構(gòu)相對剛度趨于無窮大，即所謂“結(jié)構(gòu)絕對剛性”，如按上部結(jié)構(gòu)剛度為無窮大時的柱下條形基礎(chǔ)，柱底相當(dāng)于基礎(chǔ)梁的不動鉸支座，沉降發(fā)生時柱底總在一直線上，即柱底處地基變形相等。上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)總體有彎曲趨勢，但在柱間，即力學(xué)意義上的支座之間卻因地基反力作用產(chǎn)生了類似于連續(xù)梁的彎曲，這就是所謂的局部彎曲。實際工

30、程中，體型簡單、長高比很小，采用框架剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)的高層建筑及煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)物基本屬此情況，故也稱之為“剛性結(jié)構(gòu)”。c、砌體承重結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，因有一定的相對剛度，稱之為結(jié)構(gòu)相對剛性或彈性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對地基不均勻沉降反應(yīng)靈敏。例如，有一定相對剛度的框架結(jié)構(gòu)，一方面可調(diào)整地基不均勻沉降，但在調(diào)整的同時，也引起結(jié)構(gòu)中的附加應(yīng)力，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形乃至開裂，因此，也有將之稱為敏感性結(jié)構(gòu)。在上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用下，相對剛度有限的結(jié)構(gòu)的變形與內(nèi)力，可視作整體彎曲與局部彎曲的疊加圖7.39(c)。n7.13 7.13 地基基礎(chǔ)方案比較和改善的措施地基基礎(chǔ)方案比較和改善的措施地基不均

31、勻沉降產(chǎn)生的原因：地基不均勻沉降產(chǎn)生的原因：1地質(zhì)條件：會引起較大的沉降和差異沉降。地質(zhì)條件：會引起較大的沉降和差異沉降。2上部結(jié)構(gòu)荷載的不均勻：如相鄰部分之間層高相差懸殊等原因，會造成上部結(jié)構(gòu)荷載的不均勻：如相鄰部分之間層高相差懸殊等原因，會造成上部結(jié)構(gòu)荷載分布不均勻，引起地基的不均勻沉降。上部結(jié)構(gòu)荷載分布不均勻，引起地基的不均勻沉降。3鄰近建筑物的影響：附近建筑物會在建筑物的一側(cè)引起較大的附加應(yīng)力，鄰近建筑物的影響：附近建筑物會在建筑物的一側(cè)引起較大的附加應(yīng)力，使建筑物地基產(chǎn)生不均勻沉降。使建筑物地基產(chǎn)生不均勻沉降。4其他原因：如建筑物一側(cè)大面積堆載、開挖深基坑等也會引起建筑物地其他原因：

32、如建筑物一側(cè)大面積堆載、開挖深基坑等也會引起建筑物地基的不均勻沉降?；牟痪鶆虺两?。7.13.2減輕不均勻沉降危害的措施一、建筑措施一、建筑措施(1)建筑物體型力求簡單建筑物體型力求簡單平面形狀簡單平面形狀簡單,如用如用 一一 字形建筑物；字形建筑物；立面體型變化不宜過大立面體型變化不宜過大,砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不宜超過砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不宜超過 12 層。層。(2)控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻二層以上的砌體承重房屋，當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過二層以上的砌體承重房屋，當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過 120mm 時時,長高比不宜大長高比不宜大于于2.5；對于平面簡單、內(nèi)

33、外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長高比的限制可放寬；對于平面簡單、內(nèi)外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長高比的限制可放寬至不大于至不大于3.0。盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通，縮小橫墻的間距。盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通，縮小橫墻的間距。(3)控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距同期建造的兩相鄰建筑之間的影響，特別是當(dāng)兩建筑物輕同期建造的兩相鄰建筑之間的影響，特別是當(dāng)兩建筑物輕(低低)重重(高高)差別太差別太大時，輕者受重者的影響更甚；大時，輕者受重者的影響更甚；原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。(4)設(shè)置沉降縫設(shè)置沉降縫平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折

34、部位；平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位；建筑物的高度或荷載突變處；建筑物的高度或荷載突變處；長高比較大的建筑物適當(dāng)部位；長高比較大的建筑物適當(dāng)部位；地基土壓縮性顯著變化處；地基土壓縮性顯著變化處；建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ)包括基礎(chǔ))類型不同處；類型不同處；分期建造房屋的交界處。分期建造房屋的交界處。(5)調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高根據(jù)預(yù)估沉降，適當(dāng)提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高；根據(jù)預(yù)估沉降，適當(dāng)提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高；將相互有聯(lián)系的建筑物各部分包括設(shè)備中預(yù)估沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)將相互有聯(lián)系的建筑物各部分包括設(shè)備中預(yù)估沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高；提高；建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的

35、凈空建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的凈空；有管道穿過建筑物時，應(yīng)留有足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接有管道穿過建筑物時，應(yīng)留有足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭。頭。(1)減輕建筑物自重減輕建筑物自重減輕墻體重量：選擇輕型高強墻體材料，如：輕質(zhì)高強混凝土墻板、各種空心減輕墻體重量：選擇輕型高強墻體材料，如：輕質(zhì)高強混凝土墻板、各種空心砌塊、多孔磚及其他輕質(zhì)墻等，都能不同程度地達到減少自重的目的。砌塊、多孔磚及其他輕質(zhì)墻等，都能不同程度地達到減少自重的目的。選用輕型結(jié)構(gòu)：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。選用輕型結(jié)構(gòu)：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。減少基礎(chǔ)

36、和回填土重量：首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(chǔ)，例如：鋼筋混凝土減少基礎(chǔ)和回填土重量：首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(chǔ)，例如：鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等；如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時，底層可考慮獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等；如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時，底層可考慮用架空層代替室內(nèi)厚墻填土。用架空層代替室內(nèi)厚墻填土。(2)設(shè)置圈梁：在基礎(chǔ)頂面附近、門窗頂部樓面處設(shè)置圈梁，每道圈梁應(yīng)盡量貫通設(shè)置圈梁：在基礎(chǔ)頂面附近、門窗頂部樓面處設(shè)置圈梁，每道圈梁應(yīng)盡量貫通外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻，并在平面內(nèi)形成閉合的網(wǎng)狀系統(tǒng)。外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻，并在平面內(nèi)形成閉合的網(wǎng)狀系統(tǒng)。(3)減小或調(diào)整基

37、底附加壓力減小或調(diào)整基底附加壓力設(shè)置地下室、或半地下室、架空層，以挖除的土重去補償設(shè)置地下室、或半地下室、架空層，以挖除的土重去補償(抵消抵消)一部分甚至一部分甚至全部的建筑物重量，達到減小沉降的目的。全部的建筑物重量，達到減小沉降的目的。改變基底尺寸：按照沉降控制的要求改變基底尺寸：按照沉降控制的要求,選擇和調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸，針對具體工選擇和調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸，針對具體工程的不同情況考慮，盡量做到有效又經(jīng)濟合理。程的不同情況考慮，盡量做到有效又經(jīng)濟合理。(4)增強上部結(jié)構(gòu)剛度或采用非敏感性結(jié)構(gòu)增強上部結(jié)構(gòu)剛度或采用非敏感性結(jié)構(gòu)根據(jù)地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的概念，上部結(jié)構(gòu)的整體剛度很大時，能

38、調(diào)根據(jù)地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的概念，上部結(jié)構(gòu)的整體剛度很大時，能調(diào)整和改善地基的不均勻沉降。在設(shè)計中合理設(shè)計上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度整和改善地基的不均勻沉降。在設(shè)計中合理設(shè)計上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度,地基不地基不均勻沉降均勻沉降(相當(dāng)于支座位移相當(dāng)于支座位移)所產(chǎn)生的附加應(yīng)力是完全可以承受的。所產(chǎn)生的附加應(yīng)力是完全可以承受的。因此，上部結(jié)構(gòu)的選型和處理對地基不均勻沉降的影響很大，結(jié)構(gòu)造型一定要明因此，上部結(jié)構(gòu)的選型和處理對地基不均勻沉降的影響很大，結(jié)構(gòu)造型一定要明確，各部分要相互統(tǒng)一，剛則剛，柔則柔，切忌確，各部分要相互統(tǒng)一，剛則剛，柔則柔，切忌 藕斷絲連藕斷絲連 。二、結(jié)構(gòu)措施三、施工措施（1

39、）合理安排施工程序。當(dāng)擬建的相鄰建筑物之間輕）合理安排施工程序。當(dāng)擬建的相鄰建筑物之間輕(低低)重重(高高)懸殊懸殊時，一般應(yīng)按先重后輕的程序施工時，一般應(yīng)按先重后輕的程序施工;有時還需要在重建筑物竣工后歇一段有時還需要在重建筑物竣工后歇一段時間后再建造輕的鄰近建筑物時間后再建造輕的鄰近建筑物(或建筑物單元或建筑物單元)。當(dāng)高層建筑的主、裙樓。當(dāng)高層建筑的主、裙樓下有地下室時下有地下室時,可在裙樓相交的裙樓一側(cè)適當(dāng)位置可在裙樓相交的裙樓一側(cè)適當(dāng)位置(一般是跨度處一般是跨度處)設(shè)置設(shè)置施工后澆帶施工后澆帶,同樣以先主樓后裙樓的施工順序同樣以先主樓后裙樓的施工順序,減輕不均勻沉降的影響。減輕不均勻

40、沉降的影響。（2）在軟弱土地基礎(chǔ)上，在已建房屋周圍和在建房屋外，都應(yīng)避免長時）在軟弱土地基礎(chǔ)上，在已建房屋周圍和在建房屋外，都應(yīng)避免長時間堆放大量集中的地面荷載間堆放大量集中的地面荷載,以免引起新、舊房屋的附加沉降。以免引起新、舊房屋的附加沉降。（3）細粒土尤其是淤泥及淤泥質(zhì)土的結(jié)構(gòu)性很強，施工時應(yīng)盡可能地保）細粒土尤其是淤泥及淤泥質(zhì)土的結(jié)構(gòu)性很強，施工時應(yīng)盡可能地保持地基土的原狀結(jié)構(gòu)。在開挖基坑時，可暫不挖到基底標(biāo)高，保留約持地基土的原狀結(jié)構(gòu)。在開挖基坑時，可暫不挖到基底標(biāo)高，保留約 200mm，等基坑內(nèi)基礎(chǔ)砌筑或澆筑時再挖，如槽底已擾動等基坑內(nèi)基礎(chǔ)砌筑或澆筑時再挖，如槽底已擾動,可先挖去擾可先挖去擾動部分動部分,再用砂、碎石等回填處理。再用砂、碎石等回填處理。7.13.3補償性基礎(chǔ)設(shè)計減輕自重，加大埋深。假使基礎(chǔ)有足夠埋深，使得基底實際壓力（扣除地下水的浮托力）等于該處原有土體自重壓力，亦即開挖基坑移去的土體重量，補償（替換）了建筑物（含基礎(chǔ)及復(fù)土）的全部重量，這樣就不會改變地基內(nèi)原有的應(yīng)力狀態(tài)，無須擔(dān)心會有沉降和剪切破壞問題。補償性基礎(chǔ)欠補償P00全補償P00超補償P00上述設(shè)想理論上成立，但須面對2個問題：*實體基礎(chǔ)，挖去土重不夠補償基礎(chǔ)及其上之重；*施工有一個過程，外荷產(chǎn)生的基底壓力與原有自重應(yīng)力不可能直接及時替換產(chǎn)生變形強度問題。