_天然地基浅基础设计ppt课件

1、第三章第三章天然地基上浅根底设计天然地基上浅根底设计天然地基上的浅根底地地 基：直接承托建筑物的场地土层。基：直接承托建筑物的场地土层。天然地基：不加处置直接用作建筑物地基的天然土层。天然地基：不加处置直接用作建筑物地基的天然土层。人工地基：经过地基处置后才满足建筑物地基要求的土层。人工地基：经过地基处置后才满足建筑物地基要求的土层。基基 础：建筑物在地面以下的构造部分。础：建筑物在地面以下的构造部分。持持 力力 层：直接与根底底面接触的土层。层：直接与根底底面接触的土层。下下 卧卧 层：持力层以下的其它土层。层：持力层以下的其它土层。浅浅 基基 础：天然地基上，根底埋置深度小于础：天然地基上

2、，根底埋置深度小于5m5m的普通根的普通根底底 ( (柱基或墙基柱基或墙基) )以及埋置深度超越以及埋置深度超越5m5m，但小，但小于根底宽度的大尺寸的根底于根底宽度的大尺寸的根底( (如箱形根底如箱形根底) )。 三三 浅根底设计浅根底设计天然地基上的浅根底设计天然地基上的浅根底设计Shallow foundation on natural Shallow foundation on natural groundgroundGB50007-2019GB50007-20193.1 地基根底分类、荷载计算地基根底分类、荷载计算3.2 地基设计承载力计算地基设计承载力计算3.3 刚性根底设计刚性根

3、底设计3.4 扩展根底设计扩展根底设计3.5 减轻建筑物不均匀沉降危害的措施减轻建筑物不均匀沉降危害的措施三三 浅根底设计浅根底设计地基根底设计计算应满足地基根底设计计算应满足1 防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有防止地基剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的平安度；足够的平安度；2 控制地基的特征变形量，不超越建筑物的控制地基的特征变形量，不超越建筑物的地基特征变形允许值，以免引起根底和上部地基特征变形允许值，以免引起根底和上部构造的损坏，或影响建筑物的运用功能和外构造的损坏，或影响建筑物的运用功能和外观；观；3应满足对根底构造的强度、刚度和耐久性应满足对根底构造的强度、刚度和耐久性的要求。的

4、要求。三三 浅根底设计浅根底设计3.1.1 地基根底的设计内容地基根底的设计内容1 选择根底资料、类型，确定平面布置；选择根底资料、类型，确定平面布置；2 选择根底埋深，即确定地基持力层；选择根底埋深，即确定地基持力层；3 确定地基承载力；确定地基承载力；4 根据地基承载力，确定基底面面积根底根据地基承载力，确定基底面面积根底尺寸，即地基承载力验算；尺寸，即地基承载力验算；5 地基验算变形和稳定性；地基验算变形和稳定性；6 确定根底尺寸根底的冲切验算；确定根底尺寸根底的冲切验算；7 根底的构造设计；根底的构造设计；8 绘制根底施工图；绘制根底施工图；3.1 地基根底分类与荷载计算地基根底分类与

5、荷载计算三三 浅根底设计浅根底设计No构造、地质和环境资料构造、地质和环境资料根底构造类型、建筑资料根底构造类型、建筑资料地基承载力、荷载和根底初步尺寸地基承载力、荷载和根底初步尺寸根底的构造和构造设计根底的构造和构造设计根底设计图、施工图、预算书根底设计图、施工图、预算书确定持力层、根底埋深确定持力层、根底埋深 验算承载力、变形和稳定验算承载力、变形和稳定三三 浅根底设计浅根底设计地基根底的设计等级 设计等级设计等级建筑和地基类型建筑和地基类型甲甲 级级重要的工业与民用建筑重要的工业与民用建筑3030层以上的高层建筑层以上的高层建筑休型复杂，层数相差超越休型复杂，层数相差超越1010层的高低

6、层连成一体建筑物层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物如地下车库、商场、运动场等大面积的多层地下建筑物如地下车库、商场、运动场等对地基变形有特殊要求的建筑物对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物包括高边坡复杂地质条件下的坡上建筑物包括高边坡对原有工程影响较大的新建建筑物对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的普通建筑物场地和地基条件复杂的普通建筑物位于复杂地质条件及软土地域的二层及二层以上地下室的基坑工程位于复杂地质条件及软土地域的二层及二层以上地下室的基坑工程乙乙 级级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙丙 级级场地和场基条

7、件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及场地和场基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及普通工业建筑物；次要的轻型建筑物普通工业建筑物；次要的轻型建筑物三三 浅根底设计浅根底设计3.1.2 地基根底分类地基根底分类(一一)天然地基与浅根底天然地基与浅根底浅根底 埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于根底宽度。两侧周围的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。天然地基 是不经过对地基土的处置人工地基 经过地基处置D D桩根底桩根底三三 浅根底设计浅根底设计下卧层地基与根底地基与根底D埋深D q = D均布荷载持力层受力层地基地基根底FG主要受力层三三 浅根底设计浅根底设计天然地

8、基 浅根底的分类1) 按根底埋深分 浅根底 深根底2) 按根底刚度分无筋扩展(刚性)根底扩展根底3) 按根底的构造方式分3.1.2 地基根底分类地基根底分类Shallow foundationRigid foundationSpread foundationMat foundationPile foundationIndividual footing(pad foundation) Strip footingCross strip footingBox foundation三三 浅根底设计浅根底设计2) 按根底刚度分按根底刚度分无筋扩展根底 Rigid foundation 砖、石、灰土，素混

9、凝土 资料抗拉强度很低,有根底台阶宽高比(刚性角)要求扩展根底(柔性根底)Spread foundation钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等构造要求0hbtgtF btb0h0F三三 浅根底设计浅根底设计b/2b/2d120120120606060b/2b/2120 60120d606060(a)等高切法等高切法 (b)二一间隔砌法二一间隔砌法砖根底砖根底 毛石根底毛石根底 无筋扩展根底-刚性根底 三三 浅根底设计浅根底设计l砖根底有等高砌法和二一间隔砌法两种,砖、石、砂浆资料的最低强度等级应符合表3-2的要求。l l毛石根底是用未经人工加工的石材和砂浆砌筑而成，能就地取材，价钱低，但施工

10、劳动强度大。毛石根底设计中，基底普通不设混凝土垫层 l三合土根底是用石灰、砂、碎砖或碎石三合一资料铺设、压密而成。其体积比普通按1 2 41 3 6配制；l灰土根底是用石灰和粘性土混合资料铺设、压密而成。其体积比常用3 7或2 8的比例配制， l荷载较大或位于地下水位以下时，可选用混凝土根底图 3-3 三 合 土 基 础bb/2db/2h12060b1/2b1/26060图 3-4 灰 土 基 础b/2bb/2hdb1/2b1/212060 6060图 3-5 混 凝 土 基 础混凝土根底混凝土根底 灰土根底灰土根底 三合土根底三合土根底 三三 浅根底设计浅根底设计3) 按根底的构造方式分类按

11、根底的构造方式分类1 单独根底单独根底: 柱下或墙下柱下或墙下,土质较好土质较好Individual footing, pad foundation独立根底的独立根底的主要受力层深度主要受力层深度 1.5b三三 浅根底设计浅根底设计2 2 条型根底条型根底墙下或柱下条形根底墙下或柱下条形根底, , 柱下柱下: :普通是土质差普通是土质差, ,两侧单两侧单独根底相连独根底相连Strip foundation条形根底的条形根底的主要受力层深度主要受力层深度 3.0b三三 浅根底设计浅根底设计3 3 十字交叉根底十字交叉根底柱下柱下: :土质更差土质更差, ,或荷载很大或荷载很大, ,四面根底相连四

12、面根底相连纵向条形根底纵向条形根底横向条形根底横向条形根底三三 浅根底设计浅根底设计4 片筏根底片筏根底土质更差土质更差, ,单独根底联成整体单独根底联成整体, ,游泳馆游泳馆, ,筏下有肋筏下有肋, ,板下处置板下处置三三 浅根底设计浅根底设计5 5 箱形根底箱形根底有筏、墙和顶板构成箱，整体性更好有筏、墙和顶板构成箱，整体性更好三三 浅根底设计浅根底设计6 6 壳体根底壳体根底三三 浅根底设计浅根底设计3.1.3 荷载计算荷载计算1 荷载种类荷载种类永久永久(恒恒)荷载荷载:(1)不随时间变化不随时间变化,(2)变化与变化与均值比可以忽略均值比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。单调变化并

13、趋于极值。可变可变(活活)荷载：变化与均值比不可以忽略荷载：变化与均值比不可以忽略偶尔偶尔(特殊特殊)荷载：在构造运用期间不一定荷载：在构造运用期间不一定出现，一旦出现其值很大，继续时间很短。出现，一旦出现其值很大，继续时间很短。三三 浅根底设计浅根底设计规范值规范值: :为设计基准期内最大荷载统计分布的为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，如均值特征值，如均值组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其组合值：对于可变荷载，组合超越概率与其出现概率一样出现概率一样频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的频遇值：对于可变荷载，超越概率为规定的较小比率较小比率准永久值：对于可变荷载，设计基准期内，准永

14、久值：对于可变荷载，设计基准期内，其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。3.1荷载计算荷载计算三三 浅根底设计浅根底设计2 荷载的代表值荷载的代表值3 荷载的设计值代表值荷载的设计值代表值分项系数分项系数4 荷载效应荷载效应上部构造上部构造F：构造自重：构造自重 屋面楼面荷载屋面楼面荷载 活活荷载荷载根底自重根底自重G：设计地面高程内外地面平：设计地面高程内外地面平均值均值F MFF HF MH普通为前两种情况，横向力不大，只做校核普通为前两种情况，横向力不大，只做校核荷载计算荷载计算三三 浅根底设计浅根底设计荷载计算荷载计算5 荷载组合极限形状设计时

15、，为保证构造可荷载组合极限形状设计时，为保证构造可靠性对于同时出现的各种荷载设计值的规定靠性对于同时出现的各种荷载设计值的规定根本组合：承载才干极限形状设计时，永久根本组合：承载才干极限形状设计时，永久作用与可变作用的组合分项系数作用与可变作用的组合分项系数规范组合：正常运用极限形状设计时，采用规范组合：正常运用极限形状设计时，采用规范值或组合值为荷载代表的组合规范值或组合值为荷载代表的组合准永久组合：正常运用极限形状设计时，对准永久组合：正常运用极限形状设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合三三 浅根底设计浅根底设计6 荷载取值规定：荷载取值规

16、定： l确定根底底面积及埋深时，传至根底底面上的荷确定根底底面积及埋深时，传至根底底面上的荷载效应应采用按正常运用极限形状下荷载效应的规载效应应采用按正常运用极限形状下荷载效应的规范组合值；范组合值；l l计算地基变形时，传至根底底面上的荷载效应应计算地基变形时，传至根底底面上的荷载效应应采用按正常运用极限形状下荷载效应的准永久组合采用按正常运用极限形状下荷载效应的准永久组合值，且不计入风荷载和地震作用；值，且不计入风荷载和地震作用； l验算地基稳定性时，传至根底底面上的荷载效应验算地基稳定性时，传至根底底面上的荷载效应应按承载才干极限形状下荷载效应的根本组合值；应按承载才干极限形状下荷载效应

17、的根本组合值；但其分项系数均为但其分项系数均为1.0； l确定根底高度、内力和验算资料强度时，传至根确定根底高度、内力和验算资料强度时，传至根底底面上的荷载效应应按承载力极限形状下荷载效底底面上的荷载效应应按承载力极限形状下荷载效应的根本组合值，采用相应的分项系数。应的根本组合值，采用相应的分项系数。 三三 浅根底设计浅根底设计 荷载计算荷载计算7荷载采用规范组合确定地基承载力荷载采用规范组合确定地基承载力niQikcikQGkSSSS21 荷载计算荷载计算SGK 永久荷载效应值永久荷载效应值SQiK 可变荷载效应值，可变荷载效应值，SQ1K 表示起控制的可变荷载表示起控制的可变荷载三三 浅根

18、底设计浅根底设计No构造、地质和环境资料构造、地质和环境资料根底构造类型、建筑资料根底构造类型、建筑资料地基承载力、荷载和根底初步尺寸地基承载力、荷载和根底初步尺寸根底的构造和构造设计根底的构造和构造设计根底设计图、施工图、预算书根底设计图、施工图、预算书确定持力层、根底埋深确定持力层、根底埋深 验算承载力、变形和稳定验算承载力、变形和稳定三三 浅根底设计浅根底设计3.2 地基设计计算地基设计计算下卧层持力层受力层持力层受力层FGD埋深三三 浅根底设计浅根底设计3.2.1 根底埋深根底埋深3.2.1 根底埋深确定根底埋深确定 一一 根底埋深确定的根本原那么根底埋深确定的根本原那么在满足承载力的

19、条件下尽量浅埋。省工省在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下根本要求：时省料，但是有如下根本要求： D大于大于50cm,表土扰动，植物，冻融，冲表土扰动，植物，冻融，冲蚀蚀 根底顶间隔表土大于根底顶间隔表土大于10cm，维护，维护 桥要求在冲刷深度以下桥要求在冲刷深度以下还有还有4项控制要素项控制要素:D大于大于10cm2 与建筑物有关的要求与建筑物有关的要求1 地基及地质水文条件地基及地质水文条件4 冻结深度冻结深度3 相邻建筑物根底的埋深相邻建筑物根底的埋深三三 浅根底设计浅根底设计二二 工程地质及地质水文条件工程地质及地质水文条件1 地下水位以上地下水位以上,否那么开挖降

20、水否那么开挖降水,费用大扰动；费用大扰动；2 土层分布情况：土层分布情况：(1) 浅根底还是深根底浅根底还是深根底(桩根底桩根底)(2) 天然还是人工地基天然还是人工地基(3) 假设是天然地基假设是天然地基,根底埋深确实定根底埋深确实定 根据土层分布根据土层分布3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计在满足其他在满足其他要求下尽量要求下尽量浅埋浅埋只需低层房只需低层房屋可用屋可用,否那否那么处置么处置尽量浅埋但尽量浅埋但是如是如h1太小太小就为就为IIh14 m 桩基桩基或处置或处置二二 工程地质及地质水文条件工程地质及地质水文条件好土好土 I II III IV好土好土软土软土

21、h1软土软土( (很很深深) )3.2.1 根底埋深根底埋深软土软土好土好土h1三三 浅根底设计浅根底设计三三 与建筑物有关的要求与建筑物有关的要求1 1 建筑功能：地下室，地下管道上下水，煤气电缆建筑功能：地下室，地下管道上下水，煤气电缆应在基底以上，便于维修应在基底以上，便于维修: :F3.2.1 根底埋深根底埋深2 2 荷载效应：荷载效应： 竖向荷载大，地震力和风力等程度荷竖向荷载大，地震力和风力等程度荷载作用大的高层建筑，根底埋深应适载作用大的高层建筑，根底埋深应适当增大，满足稳定性要求当增大，满足稳定性要求. . 3 3 设备条件：思索给排水、设备条件：思索给排水、供热等管道的标高供

22、热等管道的标高 三三 浅根底设计浅根底设计1 新旧相邻建筑物有一定新旧相邻建筑物有一定间隔，间隔，否那么要求支护，否那么要求支护，并且要严厉限制支护的程并且要严厉限制支护的程度位移，度位移，L/ H=12四四 相邻建筑物根底的埋深相邻建筑物根底的埋深LH3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计2 2 根底埋深不同时根底埋深不同时(1) (1) 主楼与裙房主楼与裙房 高度不同高度不同, ,分期施工设置后浇带分期施工设置后浇带四四 相邻建筑物根底的埋深相邻建筑物根底的埋深(2) 台阶式相连台阶式相连, 如山坡上的房屋如山坡上的房屋 或者验算边坡稳定性或者验算边坡稳定性L/ H=123

23、.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计五五 冻结深度冻结深度1 冻胀危害及机理1冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀) 翻浆,融陷,强度降低假设冻结深度大于融沉，称为永冻土3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计冻胀丘冻胀丘Pingo随冻结面向下开展，当冻结层上水的压力大随冻结面向下开展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便构于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便构成冻胀丘。成冻胀丘。3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计2 发生冻胀的条件发生冻胀的条件1 土的条件土的条件 普通是细颗粒土。普通是细颗粒土。 砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积

24、膨胀，孔砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不隙水排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。及时，冻胀也不明显。2 温度条件温度条件 低于冻结温度低于冻结温度3 水力条件水力条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计3 按冻胀的地基土分类按冻胀的地基土分类 五级五级不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀、特强不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀、特强冻胀冻胀3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计4 思索冻胀的根底埋深思索冻胀的根底埋深dmin z

25、d hmaxzd z0zs zsw zeZ0 规范冻深；规范冻深； hmax基底允许残留冻土层基底允许残留冻土层厚度厚度zs 、 zsw 、ze 土类别、土冻胀性、土类别、土冻胀性、环境的影响系数环境的影响系数ZdZ0dmin室内地面hmax3.2.1 根底埋深根底埋深三三 浅根底设计浅根底设计3.2.2 地基承载力确定地基承载力确定l1 静载实验；静载实验；l2 强度实际强度实际-规范规定的公式；规范规定的公式；l3 按动力、静力触探等方法确定；按动力、静力触探等方法确定；l4 阅历方法；阅历方法；千斤顶千斤顶荷载板荷载板3.2.2 地基承载力确定地基承载力确定三三 浅根底设计浅根底设计一一

26、 利用静载实验确定承载力的特征值利用静载实验确定承载力的特征值fak未修正未修正l取比例界限取比例界限pcr；l当当pu6m 按按6m, b/6, 此时此时pkminb/6, 此时此时pkmin0WMblGFpkk maxmin261blW akfp2 . 1max 0min kpblM3.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅根底设计浅根底设计ae3ae采用不对称柱采用不对称柱l实践基底与土之间不能传送拉应力，基底压应力分布如图。实践基底与土之间不能传送拉应力，基底压应力分布如图。一部分脱开。一部分脱开。l要求要求3a 0.75b，即脱开面积小于，即脱开面积小于25%l不满足时不满足时*添加添

27、加Al*添加添加b, 减少减少l, A不变不变3.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅根底设计浅根底设计l试算法步骤如下：试算法步骤如下： l1. 1.试估根底底面积试估根底底面积A A：l2.2.计算出计算出A A后，再取定后，再取定b b、l l的尺寸，的尺寸，l3.3.计算基底压力计算基底压力 l4.4.验算持力层承载力验算持力层承载力l按下式验算最大基底压力：按下式验算最大基底压力： dfFAGak).(4111blGFPkkk 平均压力平均压力)61(minmaxleblGFPkkkk 最大最小压力最大最小压力WMblGFPkkkkk minmax或或akfP2 . 1max 三三

28、浅根底设计浅根底设计试确定例图试确定例图3-2所示某框架柱下根底底面积尺寸所示某框架柱下根底底面积尺寸 l解解1 1试估根底底面积试估根底底面积 = 1 6 . 5 k N / m= 8 6 0 k N= 1 2 0 k N= 1 6 0 0 k N2.0m粉 质 粘 土 ：= 2 0 0 K P ae = 0 . 8 5= 1 8 . 0 k N / mfa k23Q填 土 ：1kkFMkMQkkkF3m.深度修正后的持力层承载力特征值：深度修正后的持力层承载力特征值： kPa7522475242005025160120050.).(.).(dffmdaka2125 . 90 . 22075

29、.2241600)4 . 11 . 1()4 . 11 . 1(mdfFAGak 由于力矩较大，底面尺寸可取由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取大些，取l=3.0m，b=4.0m。 三三 浅根底设计浅根底设计l2 2计算基底压力计算基底压力 kPa835831064321208603173kPa31732204316002./.minmaxWMPPdblFPkkkGkkn3 3验算持力层承载力验算持力层承载力 不满足kPa826982242121831082243173.kPa.maxKPafKPaPfKPaPakakn4 4重新调整基底尺寸，再验算，取重新调整基底尺寸，再验算，取b=4.5m

30、b=4.5m kPa22692112676108515865432120860kPa8224515822054316002./.maxakkakfkPaPPfKPaP则n所以所以 取取l=3.0ml=3.0m， b= 4.5m b= 4.5m，满足要求，满足要求 三三 浅根底设计浅根底设计二 脆弱下卧层承载力验算当持力层下有软土时，能够在此层当持力层下有软土时，能够在此层破坏，需求验算：破坏，需求验算：根底下土体受力：根底下土体受力：1 基底压力基底压力 pk=(Fk+Gk)/A 中心荷中心荷载载2 基底原自重应力基底原自重应力 cz3 基底附加压力基底附加压力 p0=pk- cF P-cdz

31、 c cz软土软土Es1Es23.2.4 承载力验算承载力验算三三 浅根底设计浅根底设计5 脆弱下卧层顶部附加应力计算脆弱下卧层顶部附加应力计算(矩形根底矩形根底)tan2)(tan2()( zlzbpblckz )(zdaczzf 3.2.4 承载力验算承载力验算分散角分散角 与与Es1/ Es2及及z/b有关，持力层太薄，不起作用，有关，持力层太薄，不起作用， 查表查表3-10，6 脆弱层承载力只做深度修正，不做宽度修正脆弱层承载力只做深度修正，不做宽度修正条基下附加应力条基下附加应力)tan2()( zbpblckz 7 验算公式验算公式:三三 浅根底设计浅根底设计某单独根底在荷载效应规

32、范组合时接受的竖向力值如例图某单独根底在荷载效应规范组合时接受的竖向力值如例图3-43-4所示。据持所示。据持力层承载力已确定基底面积力层承载力已确定基底面积 ，实验算脆弱下卧层的强，实验算脆弱下卧层的强度，如不满足可采取何措施？度，如不满足可采取何措施？ mmlb2 . 35 . 2 填 土 =16KN/m粉 质 粘 土 :例 图某 单 独 基 础 =19KN/mEs=6.8Mpafak=86kpaEs=2.1Mpa淤 泥 质 土 :解解1 1基底平均压力和平均附加压力：基底平均压力和平均附加压力： kPa8245122023521630 .dAFPGkkkPa4210 1212601951

33、168245 .dPPmok2 2脆弱下卧层承载力特征值：脆弱下卧层承载力特征值： 查表查表3-8，取承载力修正系数，取承载力修正系数d=1.0 kPa9146156596601865053126553101960195116018650.).(.)(.).(zdffmdakaz三三 浅根底设计浅根底设计3.2.4 承载力验算承载力验算3 3脆弱下卧层顶面处的压力脆弱下卧层顶面处的压力 kPa96653101960195116.)(.cz自重压力查表查表3-103-10，取，取 =23 =23 kPa9492353223235325223524210 22.)tan.

34、)(tan.(.)tan)(tan(zlzbblPokzkPa91468116949966.azczzfkPa 满足要求满足要求 对脆弱下卧层强度不满足的情况，可添加根底底面积以减小对脆弱下卧层强度不满足的情况，可添加根底底面积以减小P0k，；，；也可减小根底埋置深度也可减小根底埋置深度d，使，使p0k分散至脆弱下卧层顶面处的面积加分散至脆弱下卧层顶面处的面积加大。大。 三三 浅根底设计浅根底设计3.2.4 承载力验算承载力验算3.2.5 沉降验算沉降验算l地基特征变形地基特征变形l沉降量：根底某点的沉降值，沉降量：根底某点的沉降值，sl沉降差：根底两点或相邻柱基中点的沉降量之沉降差：根底两点

35、或相邻柱基中点的沉降量之差，差， s；l倾斜：根底倾斜方向两端点的沉降差与其间隔倾斜：根底倾斜方向两端点的沉降差与其间隔的比值的比值:l部分倾斜：砌体承重构造沿纵向部分倾斜：砌体承重构造沿纵向6-10m内根底内根底两点的沉降差与其间隔的比值两点的沉降差与其间隔的比值:3.2.5 沉降验算沉降验算 三三 浅根底设计浅根底设计3.2.5 沉降验算沉降验算l沉降要求沉降要求l甲级和乙级地基，在满足承载力要求外，还甲级和乙级地基，在满足承载力要求外，还要验算沉降要验算沉降;l表表3-12所列范围以外的丙级地基所列范围以外的丙级地基 ;l地基变形允许值与建筑构造方式有关，地基变形允许值与建筑构造方式有关

36、，表表3-113.2.5 沉降验算沉降验算地基特征变形验算公式：地基特征变形验算公式： ss 三三 浅根底设计浅根底设计3 沉降计算时的荷载沉降计算时的荷载计算地基变形时，传至根底底面上的荷载效应计算地基变形时，传至根底底面上的荷载效应应按正常运用极限形状下荷载效应的准永久组应按正常运用极限形状下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震荷载。合，不应计入风荷载和地震荷载。准永久组合准永久组合niQikqiGkSSS13.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅根底设计浅根底设计4 4 沉降计算沉降计算(1)根本原理根本原理:分层总和法分层总和法, 方法方法:土力学讲过的方法土力学讲过的方法,e-p,

37、logp, Es 规范为方便采用规范为方便采用“平均附加应力系数法平均附加应力系数法 有应力的量纲有应力的量纲 GB 50007-2019 表表K.0.1-2(2)计算最终沉降计算最终沉降S= Si 计算深度确定计算深度确定 s0.025SiiHees113.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅根底设计浅根底设计(3)地基最终沉降地基最终沉降S=sSs :沉降计算阅历系数沉降计算阅历系数,由于在前面计算中由于在前面计算中,忽略了侧向变形忽略了侧向变形及取样扰动及取样扰动s=1.40.2, (1)与土质软硬与土质软硬Es有关有关,是多层平均值是多层平均值;(2)与基底净附加应力与基底净附加应力p0/

38、fk的大小有关，的大小有关，3.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅根底设计浅根底设计5 5 沉降不满足时沉降不满足时, ,修正设计修正设计l增大尺寸增大尺寸(减少减少p0)l添加埋深添加埋深(减少减少p0),尤其添加地下室尤其添加地下室-补偿根底补偿根底l地基处置地基处置l调整荷载调整荷载3.2.5 沉降验算沉降验算三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计三三 浅根底设计浅根底设计一一 砖根底砖根底240560240560三三 浅根底设计浅根底设计二二 砖石根底砖石根底30030030080 150 150三三 浅根底设计浅根底设计三三 素混凝土根底素混凝土根底一层台阶一层台阶

39、120200240 60 170240 60 150 150两层台阶两层台阶三三 浅根底设计浅根底设计3.3.1 独立根底长和宽独立根底长和宽,高度确实定高度确实定独立无筋扩展根底，基底反力作用下，根底大独立无筋扩展根底，基底反力作用下，根底大放脚好像倒置的短悬壁板。为保证根底不放脚好像倒置的短悬壁板。为保证根底不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制台阶的宽高比，即根底刚性角台阶的宽高比，即根底刚性角确定确定b, l 和和hhbt tan =45o (1:1) 30o (1:2)表表3-13 3.3 刚性根底设计刚性根底设计要求确定的要求确定的blA, 结合

40、刚性角结合刚性角bb0+2h tan, l l0+2h tan满足满足d h+0.1m三三 浅根底设计浅根底设计Fll0b0bbth 采用无筋扩展根底的钢筋混凝土柱其柱脚高度采用无筋扩展根底的钢筋混凝土柱其柱脚高度h1 不不得小于得小于b1并不应小于并不应小于300mm 且不小于且不小于20d(d 为柱中的纵为柱中的纵向受力钢筋的最大直径向受力钢筋的最大直径)当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时可沿程度方向弯折弯折后的程固长度不满足锚固要求时可沿程度方向弯折弯折后的程度锚固长度不应小于度锚固长度不应小于10d 也不应大于也不应大于20d。 三三 浅根底

41、设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计 根底大放脚采用等高式或二一间隔式砌法，每收一次其两边各收1/4砖长。(a)、(b)灰土根底;(c)毛石根底;(d)毛石混凝土根底三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计无筋扩展根底设计无筋扩展根底设计 根底类型和埋置深度确定以后就可以根据地基土根底类型和埋置深度确定以后就可以根据地基土层的承载力和作用在根底上的荷载，计算根底底面积和层的承载力和作用在根底上的荷载，计算根底底面积和根底的高度。根底的高度。 一、作用在根底上的荷载计算一、作用在根底上的荷载计算 作用在根底底面

42、上的竖向荷载包括上部构造的自重、作用在根底底面上的竖向荷载包括上部构造的自重、屋面荷载、楼面荷载和根底的自重屋面荷载、楼面荷载和根底的自重(包括根底台阶上的填包括根底台阶上的填土土)等。活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范等。活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进展。要求进展。 三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计 二二 确定刚性根底的宽度、高度确定刚性根底的宽度、高度 )(tan21tan tan ; 200bbbhhbbbbttt基础的最小高度基础宽度 为了维护根底不受外力的破坏，根底的顶面必需埋在设计地面以下 100 150mm，所以根底的埋置深度众

43、必需大于根底的高度A加上维护层的厚度。不满足这项要求时，必需加大根底的埋深或者采取其他措施。三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计三、根底的构造三、根底的构造 刚性根底经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸刚性根底经常做成台阶形断面，有时也可做成梯形断面。确定构造尺寸时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必需经济时最主要的是要保证断面各处都能满足刚性角的要求，同时断面又必需经济合理，便于施工。合理，便于施工。 (一一) 砖根底砖根底 砖的尺寸规那么容易砌成各种外形的根底。砖根底大放脚的砌法有两砖的尺寸规那么容易砌成各种外形的根底。砖根底大

44、放脚的砌法有两种，一种按台阶的宽高比为种，一种按台阶的宽高比为1/1.5；另；另种按台阶的宽高比为种按台阶的宽高比为l/2。 在槽底可先浇注在槽底可先浇注100200mm厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打两步底打两步(300mm)三七灰土，替代混凝土垫层。三七灰土，替代混凝土垫层。 三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计 为防止土中水分沿砖根底上升、可在砖根底中，在室内地面以下50mm左右处铺设防潮层。防潮层可以是掺有防水剂的 l:3水泥砂浆，厚2030mm；也可以铺设沥青油毡。 (二) 砌石根底 砌石根底每台阶至少有两层砌石，

45、每个台阶的高度要求不小于 300 mm。为了保证上一层砌石的边能压紧下一层砌石的边块，每个台阶伸出的长度不应大于150mm，实践的刚性角小于允许的刚性角。因此往往要求根底要有比较大的高度。为了减少根底的高度，可以把断面做成梯形。 三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计 (三三) 素混凝土根底素混凝土根底 素混凝土根底可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在素混凝土根底可以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350 mm 以内作一层台阶；总高度为以内作一层台阶；总高度为350mmH900mm时，作成二层台阶；总高时，作成二层台阶；总高度大于度大于 900mm时

46、、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于时、作成三层台阶。每个台阶的高度不宜大于500mm。 (四四) 灰土根底灰土根底 灰土根底普通与砖、砌石、混凝土等资料配合运用，厚度通常用灰土根底普通与砖、砌石、混凝土等资料配合运用，厚度通常用300至至450 mm(2步或步或3步步)，台阶宽高比为，台阶宽高比为1/1.5。由于基槽边角处灰土不容易夯实。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土根底时，实践的施工宽度应该比计算宽度每边各放出所以用灰土根底时，实践的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm以上。以上。三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚性根底设计刚性根底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.3 刚

47、性根底设计刚性根底设计3.3.2 条基单位长度条基单位长度,确定根底宽度确定根底宽度FhdfFbbfdbFGakaGk bb0+2htan 确定确定h砖墙砖墙:承重墙承重墙b 6070cm, b0为为24,37,48cm 非承重墙非承重墙b 50cm3.3 刚性根底设计刚性根底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计扩展根底钢筋混凝土扩展根底钢筋混凝土l埋置深度和平面尺寸确实定方法一刚性根底一样埋置深度和平面尺寸确实定方法一刚性根底一样l可以利用钢筋受拉，根底高度较小可以利用钢筋受拉，根底高度较小. .F btb0h0F3.4 扩展根底设计扩展根

48、底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.4.1 扩展根底的构造要求 l锥形根底锥形根底 、台阶形根底、台阶形根底 尺寸尺寸3.4 扩展根底设计扩展根底设计i5 01 : 3h350900根底配筋交错布置表示图根底配筋交错布置表示图 杯口根底表示图杯口根底表示图 三三 浅根底设计浅根底设计l扩展根底底板受力钢筋布置表示扩展根底底板受力钢筋布置表示三三 浅根底设计浅根底设计l高杯口根底构造配筋表示高杯口根底构造配筋表示三三 浅根底设计浅根底设计3.4.2 扩展根底弯曲和冲切验算扩展根底弯曲和冲切验算1 扩展根底破坏方式扩展根底破坏方式3.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计2 冲切和

49、弯曲破坏的荷载冲切和弯曲破坏的荷载计算根底内力，确定配筋，验算资料强度时，上计算根底内力，确定配筋，验算资料强度时，上部构造的荷载效应按承载才干极限形状下荷载效部构造的荷载效应按承载才干极限形状下荷载效应的根本组合，采用相应的分项系数应的根本组合，采用相应的分项系数niQikciQikQQGkGSSSS21niQikciQiGkGSSS1(2)由永久荷载控制由永久荷载控制(1)由可变荷载控制由可变荷载控制3.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计分项系数分项系数永久荷载永久荷载 (1) 效应对于构造不利时效应对于构造不利时 由可变荷载控制由可变荷载控制 G1.2 由永久荷载控制

50、由永久荷载控制 G1.35可变荷载可变荷载Q1.00.9(2) 效应对于构造有利时效应对于构造有利时 G1.00.93.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.4.3 单独根底冲切破坏单独根底冲切破坏Fl=AlpjV=0.7hpftamh0Al为阴影面积为阴影面积am冲切梯形的中线冲切梯形的中线验算要求：验算要求： Fl V3.4 扩展根底设计扩展根底设计 hp 冲切截面高度影响冲切截面高度影响系数系数三三 浅根底设计浅根底设计3.4.3 单独根底冲切破坏单独根底冲切破坏am冲切破坏锥体最不冲切破坏锥体最不利一侧计算长度利一侧计算长度取梯形的中线取梯形的中线am=(at+ab

51、)/23.4 扩展根底设计扩展根底设计 hp -冲切截面高度影响系数，冲切截面高度影响系数，承台承台h 800mm, hp =1.0承台承台h2000mm, hp =0.9三三 浅根底设计浅根底设计3.4.3 单独根底冲切破坏单独根底冲切破坏am -冲切破坏锥体最冲切破坏锥体最不利一侧计算长度不利一侧计算长度取梯形的中线取梯形的中线am=(at+ab)/2at-冲切破坏锥体最不冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边利一侧斜截面的上边长。计算柱与根底交长。计算柱与根底交接处的冲切承载力时，接处的冲切承载力时，取柱宽；计算根底变取柱宽；计算根底变阶处冲切承载力时，阶处冲切承载力时，取上阶宽；取上阶宽；

52、3.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计3.4.3 单独根底冲切破坏单独根底冲切破坏am=(at+ab)/2ab-冲切破坏锥体最不冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在根底利一侧斜截面在根底底面积范围内的下边底面积范围内的下边长。冲切破坏锥体底长。冲切破坏锥体底面落在根底底面内时，面落在根底底面内时，即即lat+2h0取取ab= at+ 2h03.4 扩展根底设计扩展根底设计Al为阴影面积为阴影面积2)22()22(otolhallhhbA 三三 浅根底设计浅根底设计3.4.3 单独根底冲切破坏单独根底冲切破坏am=(at+ab)/2ab-冲切破坏锥体最不冲切破坏锥体最不利一侧斜截面

53、在根底利一侧斜截面在根底底面积范围内的下边底面积范围内的下边长。冲切破坏锥体底长。冲切破坏锥体底面落在根底面落在根底l方向底面方向底面外时，即外时，即at+2h0 l取取ab= l3.4 扩展根底设计扩展根底设计Al为阴影面积为阴影面积lhbbAotl)22( 三三 浅根底设计浅根底设计3.4 扩展根底设计扩展根底设计3.4.4 单单独独根根底底弯弯矩矩计计算算三三 浅根底设计浅根底设计恣意截面恣意截面I II I，IIIIIIII处的弯矩处的弯矩lppAGppalaMI)()2)(2 (121maxmax21)2)(2()(481minmax2AGppbbalMIIG-思索荷载分项系数的根底

54、自重及其上思索荷载分项系数的根底自重及其上的土自重。当荷载组合值由永久荷载控的土自重。当荷载组合值由永久荷载控制时，制时，G=1.35Gk，Gk为根底及其上土的为根底及其上土的规范自重。规范自重。 3.4 扩展根底设计扩展根底设计三三 浅根底设计浅根底设计l根底底板两个方向上的钢筋面积可近似按根底底板两个方向上的钢筋面积可近似按下式计算下式计算 3.4 扩展根底设计yosfhMA9 . 0 yosfdhMA)(9 . 0 三三 浅根底设计浅根底设计例：某多层框架构造柱例：某多层框架构造柱400600mm，配有，配有822纵向受力筋；相应于荷纵向受力筋；相应于荷载效应规范组合时柱传至地面处的荷载

55、值载效应规范组合时柱传至地面处的荷载值Fk=480kN，Mk=55kN.m，Qk=40kN，根底埋深，根底埋深1.8m，采用，采用C20混凝土和混凝土和HPB235级钢筋，设置级钢筋，设置C10厚厚100mm的混凝土垫层，知经深度修正后的地基承载力特征值的混凝土垫层，知经深度修正后的地基承载力特征值fa=145kPa，试设计该柱根底。，试设计该柱根底。 【解】【解】 1.确定根底底面积确定根底底面积 22 . 68 . 48 . 120145480)4 . 11 . 1()4 . 11 . 1(mdfFAGak 取，取， ml0 . 2 mb0 . 3 验算承载力验算承载力 kPafkPaWM

56、blGFPakkkkk1742 . 17 .733 .15833.421166/328 . 14055238 . 132204802minmax afkPaP 116满足要求满足要求 三三 浅根底设计浅根底设计2确定根底高度确定根底高度 思索柱钢筋锚固直线段长度：思索柱钢筋锚固直线段长度：30d+40砼维护层砼维护层700mm，拟取，拟取根底高度根底高度h=700mm，初步拟定采用二级台阶形根底，如例图，初步拟定采用二级台阶形根底，如例图3-6a所示。所示。 基底净反力基底净反力kPaWMblFPjj9 .502 .16515.571086/32)8 . 14855(35. 12348035.

57、 12minmax 式中式中1.35为规范值变为设计值的系数。为规范值变为设计值的系数。 (1).验算柱边冲切验算柱边冲切 mmmho66. 065545700 kNAPFjjl1 .175)02. 008. 1 (2 .165)66. 02 . 01 (2)66. 03 . 05 . 1 (2 .1652max kNFkNhaflomthp1 .1757 .53866. 0)66. 04 . 0(11000 . 17 . 07 . 0 满足要求满足要求 (2). 验算台阶处的冲切验算台阶处的冲切 mmh3054535001 kNApFjb5 .94)008. 058. 0(2 .165)31

58、. 06 . 01(2)31. 09 . 05 . 1(2 .1652max kNFkNhafbomthp5 .944 .360431. 0)31. 022 . 12 . 1(2/111000 . 17 . 07 . 0 满足要求满足要求 三三 浅根底设计浅根底设计3.根底底板配筋根底底板配筋 柱边弯矩如例图柱边弯矩如例图3-6(b) mkNlabbPPMttjIjI.3 .1504 . 476. 57 .284481)4 . 022()6 . 03)(5 .1192 .165(481)2()(48122max mkNbbalPPMttjj.1 .766 . 656. 21 .216481)6 . 032()4 . 02)(9 .502 .165(481)2()(48122minmax 1301012142106559 . 0103 .1509 . 026 配配每每mmmfhMAyoIs