地基基础 扩展基础

1、基基 础础 设设 计计 主讲：庄鹏主讲：庄鹏 第一章第一章 扩展基础扩展基础 1. 基础承受的荷载基础承受的荷载 a. 上部结构荷载上部结构荷载 b. 地基反力地基反力 2. 基础设计内容基础设计内容 a. 刚性基础：主要包括基础底面尺寸确定、基础刚性基础：主要包括基础底面尺寸确定、基础 的外伸宽度与基础高度的比值确定等；的外伸宽度与基础高度的比值确定等； b. 扩展基础：主要包括基础底面尺寸确定、截面扩展基础：主要包括基础底面尺寸确定、截面 高度确定和截面配筋计算等。高度确定和截面配筋计算等。 第一节第一节 概述概述 一、刚性基础的设计原则一、刚性基础的设计原则 使基础主要承受压应力，并保证

2、基础内产生的使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的 拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。 二、刚性基础的构造要求二、刚性基础的构造要求 1砖基础砖基础 砖：不低于砖：不低于MU7.5； 砂浆：不低于砂浆：不低于M2.5， 2毛石浆砌基础：毛石浆砌基础： 高度一般不小于高度一般不小于20cm。 3石灰三合土基础石灰三合土基础 配合比配合比(体积比体积比)为为1:2:4或或1:3:6； 在基槽内每层虚铺在基槽内每层虚铺22cm25cm，夯实至，夯实至l5cm。 第二节第二节 刚性基础刚性基础 4灰土基础灰土基础 常用的配合比常用的配合比(体积比体积比)

3、有有3:7和和2:8； 在基槽内每层虚铺在基槽内每层虚铺2225cm，夯实至，夯实至l5cm。 最小干密度要求为最小干密度要求为:粉土粉土15.5kN/m3，粉质粘土，粉质粘土15.0 kN/m3，粘土，粘土14.5 kN/m3。 5混凝土和毛石混凝土基础混凝土和毛石混凝土基础 混凝土基础：一般用混凝土基础：一般用C10以上的素混凝土做成。以上的素混凝土做成。 毛石混凝土基础：在混凝土基础中埋入毛石混凝土基础：在混凝土基础中埋入25%30% (体积比体积比) 的毛石形成，用于砌筑的石块直径不宜的毛石形成，用于砌筑的石块直径不宜 大于大于30cm。 三、刚性基础的设计计算步骤三、刚性基础的设计计

4、算步骤 l初步选定基础高度初步选定基础高度H a. 混凝土基础：高度不宜小于混凝土基础：高度不宜小于20cm，一般为，一般为30cm。 b. 石灰三合土基础和灰土基础石灰三合土基础和灰土基础 高度高度H应为应为l5cm的倍数。的倍数。 c. 砖基础砖基础 高度应符合砖的模数；高度应符合砖的模数； 布置基础剖面时，大放脚的每皮宽度布置基础剖面时，大放脚的每皮宽度b1和高度和高度h1值值: 标准砖宽度标准砖宽度b1和高度和高度h1分别为分别为60mm和和120mm。 八五砖宽度八五砖宽度b1和高度和高度h1分别为分别为55mm和和110mm。 无筋扩展基础构造示意（无筋扩展基础构造示意（d为柱中纵

5、筋直径）为柱中纵筋直径） 2基础宽度基础宽度b 的确定的确定 先根据地基承载力初步确定，再按下式验算先根据地基承载力初步确定，再按下式验算 b b0+2Htan 式中式中b0 基础顶面的砌体宽度；基础顶面的砌体宽度； H 基础高度；基础高度； tan 基础台阶宽高比的允许值，基础台阶宽高比的允许值， 称为刚性角，称为刚性角， tan = = b2/H可按有关表选用；可按有关表选用； b2 基础的外伸长度。基础的外伸长度。 如验算符合要求，则可以。否则应调整基础高度重新如验算符合要求，则可以。否则应调整基础高度重新 验算，或改用刚性角比较大的材料，直至满足要求验算，或改用刚性角比较大的材料，直至

6、满足要求 为止。如仍不能满足，需改用钢筋混凝土基础。为止。如仍不能满足，需改用钢筋混凝土基础。 3当刚性基础由不同材料叠合而成时，应对叠合部当刚性基础由不同材料叠合而成时，应对叠合部 分作抗压验算。分作抗压验算。 4对混凝土基础，当基础底面平均压力超过对混凝土基础，当基础底面平均压力超过300kPa 时，尚应对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算时，尚应对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算 ，验算公式如下，验算公式如下: V 0.7 hs ft A 式中式中V 剪力设计值；剪力设计值； h s 截面高度影响系数，截面高度影响系数， h 800mm时，取时，取800mm， h 2000mm时，取时，取

7、2000mm； A 台阶高度变化处的剪切断面面积。台阶高度变化处的剪切断面面积。 一、墙下钢筋混凝土条形基础的设计原则一、墙下钢筋混凝土条形基础的设计原则 基底宽度：根据地基承载力要求确定；基底宽度：根据地基承载力要求确定； 基础高度：由混凝土的抗剪切条件确定；基础高度：由混凝土的抗剪切条件确定； 基础底板受力钢筋：由基础验算截面的抗弯能力确基础底板受力钢筋：由基础验算截面的抗弯能力确 定。定。 二、基础截面的设计计算步骤二、基础截面的设计计算步骤 1地基净反力计算地基净反力计算 地基净反力：仅由基础顶面的荷载设计值所产生的地基净反力：仅由基础顶面的荷载设计值所产生的 地基反力，以地基反力，以

8、 pj 表示。表示。 第三节第三节 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 取沿墙长度方向取沿墙长度方向l=1m的基础分析的基础分析 中心荷载作用下中心荷载作用下 偏心受压计算简图偏心受压计算简图 中心受压计算简图中心受压计算简图 b F b F bl F p j = = = = = 1 偏心荷载（当偏心距偏心荷载（当偏心距e b/6） 2 max min 6 b M b F p j = = 式中式中F、M 上部结构传至上部结构传至 基础顶面的荷载设计值；基础顶面的荷载设计值； b墙下钢筋混凝土条形墙下钢筋混凝土条形 基础的宽度基础的宽度 。 2基础高度的确定基础高度的确定 基础验算截面

9、基础验算截面I的剪力设计值的剪力设计值VI 中心荷载中心荷载 F b b bpV I IjI = = = 中心受压计算简图中心受压计算简图 式中式中bI 验算截面验算截面I 距基础边距基础边 缘的距离。缘的距离。 混凝土墙体混凝土墙体 bI = (b a)/2 砖墙、墙脚伸出不大于砖墙、墙脚伸出不大于1/4砖砖 长时长时 bI = (b a)/2 +0.06m 偏心荷载偏心荷载 minImaxI I I 2 2 jj pbpbb b b V = = 偏心受压计算简图偏心受压计算简图 基础底板有效厚度基础底板有效厚度h0由混凝由混凝 土的抗剪切条件确定土的抗剪切条件确定 VI 0.7 hs ft

10、 h0 式中式中 hs由由h0确定。确定。 基础高度基础高度h 有垫层有垫层 h=h0 +40mm 无垫层无垫层 h=h0 +75mm 设计时，可初选基础高度设计时，可初选基础高度h=b/8。 3基础底板的配筋基础底板的配筋 中心和偏心荷载作用下，基础中心和偏心荷载作用下，基础 验算截面验算截面I的弯矩设计值的弯矩设计值 中心受压计算简图中心受压计算简图 每延米墙长受力钢筋面积每延米墙长受力钢筋面积 III 2 1 bVM= = 0 I s 0.9hf M A y = = 三、墙下条形基础的构造要求三、墙下条形基础的构造要求 基础边缘高度一般不宜小于基础边缘高度一般不宜小于200mm，坡度，坡

11、度i 1:3。 基础高度小于基础高度小于250mm时，也可做成等厚度板。时，也可做成等厚度板。 底板受力钢筋直径不宜小于底板受力钢筋直径不宜小于8mm，间距，间距100200mm。 纵向分布钢筋，直径纵向分布钢筋，直径 68mm，间距，间距 250300mm。 （a） 无肋式无肋式 （b）有肋式）有肋式 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 一、柱下独立基础的设计计算一、柱下独立基础的设计计算 （一）基础截面的抗冲切验算与基础高度的确定（一）基础截面的抗冲切验算与基础高度的确定 1中心荷载作用中心荷载作用 第四节第四节 柱下独立基础柱下独立基础 冲切破坏冲切破坏 冲切角锥体冲切角锥体

12、思路：先假设一个基础高度思路：先假设一个基础高度h，然后验算抗冲切能力。，然后验算抗冲切能力。 冲切强度计算：在柱与基础交接处及基础变阶处冲切强度计算：在柱与基础交接处及基础变阶处 Fl 0.7 h p ft bm h0 bm= (bt +bb) /2 Fl =pj Al 式中式中Fl底板承受的冲切力设计值；底板承受的冲切力设计值； h p受冲切承载力截面高度影响系数；受冲切承载力截面高度影响系数； h0 800mm时，取时，取1.0；h0 2000mm时，取时，取0.9; 其间按线性内插法取用；其间按线性内插法取用； h0 冲切破坏锥体的有效高度；冲切破坏锥体的有效高度； bm 冲切破坏锥体

13、最不利一侧计算长度；冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； 柱下独立基础的抗冲切验算柱下独立基础的抗冲切验算 Fl 0.7 h p ft bm h0 bm= (bt +bb) /2 Fl =pj Al bt 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长; 当计算柱与基础交接处时，取柱宽，即当计算柱与基础交接处时，取柱宽，即bt=b0； 当计算基础变阶处时，取上阶宽当计算基础变阶处时，取上阶宽; bb 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面 积范围内的下边长；积范围内的下边长； 当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计当冲切破坏锥体的底

14、面落在基础底面以内，计 算柱与基础交接处时，取柱宽加两倍基础有效高算柱与基础交接处时，取柱宽加两倍基础有效高 度，即度，即bb = b0+2h0；当计算基础变阶处时，取上阶；当计算基础变阶处时，取上阶 宽加两倍基础有效高度。宽加两倍基础有效高度。 当冲切破坏锥体的底面在当冲切破坏锥体的底面在b方向落在基础底面方向落在基础底面 以外，即以外，即b0+2h0 b时，时，bb = b； Al 冲切验算时取用的基底面积冲切验算时取用的基底面积。 Al计算方法如下（验算柱与基础交接处冲切强度时）计算方法如下（验算柱与基础交接处冲切强度时） （1）当）当b b0 +2h0时，冲切破坏锥体的底面落在基础时，

15、冲切破坏锥体的底面落在基础 底面范围之内底面范围之内 2 0 0 0 0 2222 = =h bb bh ll Al （2）当）当b b0 +2h0时，冲切破坏锥体的底面在时，冲切破坏锥体的底面在b方向落方向落 在基础底面范围之外在基础底面范围之外 bh ll Al = = 0 0 22 （3）当）当b b0 +2h0，l l0 +2h0时时 ，冲切破坏锥体的底面，冲切破坏锥体的底面 全部落在基础底面范围之外，则不会产生冲切破全部落在基础底面范围之外，则不会产生冲切破 坏，不必做冲切验算。坏，不必做冲切验算。 2偏心荷载作用偏心荷载作用 计算方法同中心荷载作用，仅需将计算方法同中心荷载作用，仅

16、需将pj以基底最大设以基底最大设 计净反力计净反力pjmax代替即可（偏于安全）。代替即可（偏于安全）。 3对阶梯形基础对阶梯形基础 （1）还应验算变阶处的有效高度）还应验算变阶处的有效高度h01。 （2）验算方法与上述基本相同，仅需将）验算方法与上述基本相同，仅需将b0和和l0分别换分别换 成变阶处相应的台阶宽度成变阶处相应的台阶宽度b1和长度和长度l1即可。即可。 （3）如果从柱边起的）如果从柱边起的45 斜截面线位于变阶处起的斜截面线位于变阶处起的45 斜截面线以外，则仅需进行变阶处验算，否则就斜截面线以外，则仅需进行变阶处验算，否则就 要进行柱与基础交接处以及变阶处的冲切验算。要进行柱

17、与基础交接处以及变阶处的冲切验算。 （二）基础内力计算和配筋（二）基础内力计算和配筋 1中心荷载作用内力计算中心荷载作用内力计算 l 方向方向 j pbbaM = =2 6 1 2 1I b方向方向 j pllbbM = =2 24 1 2 II 式中式中MI、MII任意截面任意截面I I 和和II II处的弯矩设计值；处的弯矩设计值； a1任意截面任意截面I I至基至基 底边缘的距离；底边缘的距离； b 、l 分别为截面分别为截面I I 和和II II的上边长。的上边长。 基础底板内力计算基础底板内力计算 l l0 b b0 2偏心荷载作用内力计算偏心荷载作用内力计算 当台阶的宽高比不大于当

18、台阶的宽高比不大于2.5及偏心距不大于及偏心距不大于 b/6 时时 l方向方向 b方向方向 Imax 2 1I 2 12 1 jj ppbbaM = = minmax 2 II 2 48 1 jj ppllbbM = = 3基础配筋计算基础配筋计算 底板长边和短边方向的受力钢筋面积底板长边和短边方向的受力钢筋面积AsI和和AsII 分别为分别为 0y I sI 0.9hf M A= = dhf M A = = 0y II sII 0.9 式中式中d钢筋直径。钢筋直径。 二、柱下独立基础的设计构造要求二、柱下独立基础的设计构造要求 1矩形独立基础底面的长边与短边的比值矩形独立基础底面的长边与短边的比值l/b，一般，一般 取取11.5。 2阶梯形基础每阶高度一般为阶梯形基础每阶高度一般为300500mm。 3锥形基础的边缘高度，一般不宜小于锥形基础的边缘高度，一般不宜小于200mm，也，也 不宜大于不宜大于500mm；锥形坡度；锥形坡度i 1:3；锥形基础的顶；锥形基础的顶 部每边宜沿柱边放出部每边宜沿柱边放出50mm，以便柱子支模。，以便柱子支模。 4基础混凝土的强度等级不宜低于基础混凝土的强度等级不宜低于Cl5。 5基底下宜设基底下宜设Cl0素混