基础工程交通

1、2022-3-812022-3-82q第一节第一节 概述概述q第二节第二节 基础工程设计基本原理基础工程设计基本原理q第三节第三节 浅基础的类型浅基础的类型q第四节第四节 基础的埋置深度基础的埋置深度q补充材料补充材料 地基承载力地基承载力(土质学与土力学土质学与土力学 第九章第九章)q第五节第五节 地基承载力的确定地基承载力的确定q第六节第六节 地基承载力的验算及基础底面尺寸的确定地基承载力的验算及基础底面尺寸的确定q第七节第七节 地基的变形验算地基的变形验算q第八节第八节 地基基础的稳定性验算地基基础的稳定性验算q第九节第九节 减轻不均匀沉降危害的措施减轻不均匀沉降危害的措施2022-3-

2、83第一节第一节 概述概述1. 浅基础的定义浅基础的定义l通常将基础的埋置深度小于基础最小宽度，且只通常将基础的埋置深度小于基础最小宽度，且只需经过挖坑、排水、浇筑基础等普通施工程序就需经过挖坑、排水、浇筑基础等普通施工程序就可建造的基础称为可建造的基础称为浅基础浅基础。 2. 浅基础的荷载传递浅基础的荷载传递 上部结构上部结构基础基础应力和变形应力和变形 地基地基荷载荷载基底压力基底压力2022-3-84天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础人工地基上的浅基础人工地基上的浅基础桩基础桩基础沉井基础沉井基础2022-3-853. 地基基础设计考虑的主要因素地基基础设计考虑的主要因素l基础设计时，

3、除须保证基础结构本身具有足够的基础设计时，除须保证基础结构本身具有足够的强度和刚度外，同时还须选择合理的基础尺寸和强度和刚度外，同时还须选择合理的基础尺寸和布置方案，使地基的反力和沉降在允许的范围之布置方案，使地基的反力和沉降在允许的范围之内。内。l基础设计基础设计包括包括地基与基础两部分，又常称为地基与基础两部分，又常称为地基地基基础设计基础设计。 2022-3-86第二节第二节 基础工程设计基本原理基础工程设计基本原理一、建筑结构荷载的有关概念一、建筑结构荷载的有关概念1、荷载的有关定义、荷载的有关定义(1)永久荷载永久荷载l 在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化在结构使用期间，其值

4、不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载，以能趋于限值的荷载，以G表示。表示。l 例如：例如： 结构自重结构自重 土压力土压力 正常稳定水位的水压力正常稳定水位的水压力2022-3-87(2)可变荷载可变荷载l 在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的荷载，以平均值相比不可忽略不计的荷载，以Q表示。表示。l 例如：例如： 楼面活荷载楼面活荷载 建筑物建筑物 屋面活荷载屋面活荷载 风荷载风荷载 雪荷载雪荷载 汽车荷载汽车荷载 桥梁桥面桥梁桥面

5、风荷载风荷载 雪荷载雪荷载2022-3-88(3)荷载效应荷载效应l 由荷载引起结构或结构构件的反应。由荷载引起结构或结构构件的反应。l 例如：结构内力例如：结构内力 结构变形结构变形 结构裂缝结构裂缝l永久荷载效应和可变荷载效应分别以永久荷载效应和可变荷载效应分别以SG、SQ表示。表示。(4)设计基准期设计基准期l 为确定可变荷载代表值而选用的为确定可变荷载代表值而选用的时间参数时间参数。2022-3-892、荷载的代表值、荷载的代表值l 荷载的代表值有多种，在地基基础计算中常用荷载的代表值有多种，在地基基础计算中常用的有以下三种。的有以下三种。(1)荷载的标准值荷载的标准值l 定义：为设计

6、基准期内最大荷载统计分布的特定义：为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，以下标征值，以下标K表示。表示。l 荷载标准值可以取均值或某个分位值。荷载标准值可以取均值或某个分位值。l 例如：对于结构自重，可按结构构件的设计尺例如：对于结构自重，可按结构构件的设计尺 寸乘以材料单位体积的自重；寸乘以材料单位体积的自重； 对于雪荷载，可按对于雪荷载，可按50年一遇的雪压乘以年一遇的雪压乘以 屋面积雪分布系数等。屋面积雪分布系数等。2022-3-810(2)荷载的准永久值荷载的准永久值l 对于可变荷载，在设计基准期内，其超越的总对于可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。时

7、间约为设计基准期一半的荷载值。l对于某一随时间而变化的荷载，如果设计基准对于某一随时间而变化的荷载，如果设计基准期是期是T，则在，则在T时间内大于和等于准永久值的时间时间内大于和等于准永久值的时间约为约为0.5T。l荷载的准永久值实际上是考虑了可变荷载作用荷载的准永久值实际上是考虑了可变荷载作用的时间间歇性和分布的不均匀性的一种折减。的时间间歇性和分布的不均匀性的一种折减。l例如，对于地基沉降计算，短时间的荷载不一例如，对于地基沉降计算，短时间的荷载不一定引起充分的沉降，这种情况下，可变荷载就应定引起充分的沉降，这种情况下，可变荷载就应该采用荷载的准永久值。该采用荷载的准永久值。2022-3-

8、811(3)荷载的组合值荷载的组合值l 对于可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基对于可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率准期内的超越概率(类似失效概率类似失效概率)，能与该荷载，能与该荷载单独出现时的效应概率趋于一致的荷载值；单独出现时的效应概率趋于一致的荷载值；l 使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。载值。l 两种或两种以上的可变荷载同时出现标准值的两种或两种以上的可变荷载同时出现标准值的概率很小，因此当结构承受两种或两种以上的可概率很小，因此当结构承受两种或两种以上的可变荷载时，应采用荷载的组合值。变荷载时，应采用荷载的组合

9、值。 2022-3-8123、荷载的设计值、荷载的设计值l 荷载代表值与荷载分项系数荷载代表值与荷载分项系数 的乘积称为荷载的设的乘积称为荷载的设计值。计值。4、荷载的组合、荷载的组合l 设计时为了保证结构的可靠性，需要确定同时作设计时为了保证结构的可靠性，需要确定同时作用在结构上有几种荷载、每种荷载采用何种代表值，用在结构上有几种荷载、每种荷载采用何种代表值，这一工作称为荷载组合或荷载效应组合。这一工作称为荷载组合或荷载效应组合。l 在地基基础设计中，一般有如下几种荷载组合：在地基基础设计中，一般有如下几种荷载组合：u标准组合标准组合Sk：按正常使用极限状态计算时，采用标按正常使用极限状态计

10、算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。准值或组合值为荷载代表值的组合。u准永久组合准永久组合Sk ：按正常使用极限状态计算时，对可按正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。u基本组合基本组合S ：按承载能力极限状态计算时，永久作按承载能力极限状态计算时，永久作用与可变作用的组合设计值。用与可变作用的组合设计值。 S =1.35Sk2022-3-813二、地基基础设计的技术要求及原则二、地基基础设计的技术要求及原则 地基基础设计必须满足的三个基本要求是：地基基础设计必须满足的三个基本要求是：l 地基强度要求地基强度要求l 地基

11、变形要求地基变形要求l 基础结构的强度、刚度及耐久性要求基础结构的强度、刚度及耐久性要求2022-3-814三、地基基础设计方法三、地基基础设计方法 1.地基的极限状态设计地基的极限状态设计为保证建筑物的安全使用，地基设计必须同时满为保证建筑物的安全使用，地基设计必须同时满足以下两种极限状态的要求：足以下两种极限状态的要求：l 正常使用极限状态或变形极限状态正常使用极限状态或变形极限状态l 承载能力极限状态或稳定极限状态承载能力极限状态或稳定极限状态2022-3-815 为地基广义变形值，可分为沉降量、沉降差、倾斜为地基广义变形值，可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等。和局部倾斜等。(1)正

12、常使用极限状态或变形极限状态正常使用极限状态或变形极限状态afp 正常使用极限的验算包括以下两部分正常使用极限的验算包括以下两部分l 验算地基变形量验算地基变形量，其验算通式为：，其验算通式为：式中式中 p作用于地基土上的平均总压力；作用于地基土上的平均总压力； f a地基容许承载力。地基容许承载力。l 验算地基变形状态，以不使地基中出现过大验算地基变形状态，以不使地基中出现过大塑性变形为原则，塑性变形为原则，一般采用容许承载力法进行一般采用容许承载力法进行验算验算，即：，即：2022-3-816 我国现行设计规范多数采用容许承载力方法，地我国现行设计规范多数采用容许承载力方法，地基容许承载力

13、可以由荷载试验、理论公式或规范推基容许承载力可以由荷载试验、理论公式或规范推荐的地基承载力表求得。荐的地基承载力表求得。 用载荷试验资料确定地基容许承载力，可取用载荷试验资料确定地基容许承载力，可取 ps 曲线上的第曲线上的第1拐点对应的压力。拐点对应的压力。 用理论公式确定地基容许承载力时，可以采用临用理论公式确定地基容许承载力时，可以采用临塑荷载公式或塑性区开展深度为基础宽度的塑荷载公式或塑性区开展深度为基础宽度的1/4的界的界限荷载限荷载 公式。公式。2022-3-817 我国我国建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)采用了地基承载力特征值的概念。采用了地基

14、承载力特征值的概念。 地基承载力特征值地基承载力特征值是指地基土压力是指地基土压力-变形曲线变形曲线(p-s曲线曲线)在线性变形范围内规定的变形所对应的压力值，在线性变形范围内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。其最大值为比例界限值。 地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、理论公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确理论公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。定。2022-3-818 承载能力极限状态一般采用安全系数法进行验算承载能力极限状态一般采用安全系数法进行验算:式中式中 p 作用于地基上的平均总压力，作用于地基上的平均总

15、压力，kPa； 地基极限承载力，地基极限承载力，kPa； K 安全系数。安全系数。 地基极限承载力地基极限承载力可以由载荷试验或理论公式求得：可以由载荷试验或理论公式求得：l 当用载荷试验资料确定地基极限承载力时，可取当用载荷试验资料确定地基极限承载力时，可取ps曲线上第曲线上第2拐点对应的压力。拐点对应的压力。l 当用理论公式确定地基极限承载力时，可用极限当用理论公式确定地基极限承载力时，可用极限荷载公式计算。荷载公式计算。Kfpuuf (2)承载能力极限状态或稳定极限状态承载能力极限状态或稳定极限状态2022-3-819结构的可靠度结构的可靠度设计是以概率理论为基础的极限状态设计是以概率理

16、论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限设计方法，也称设计方法，简称概率极限设计方法，也称可靠度设计可靠度设计方法方法。 结构的工作状态可以用结构的工作状态可以用荷载效应荷载效应S(指荷载在结构或指荷载在结构或构件内引起的内力或位移等构件内引起的内力或位移等)和和结构抗力结构抗力R(指抵抗破指抵抗破坏或变形的能力坏或变形的能力)的关系描述，令：的关系描述，令： Z=R-S l当当Z0时，抗力大于荷载效应，结构处于可靠状态；时，抗力大于荷载效应，结构处于可靠状态；l当当Z0时，抗力小于荷载效应，结构处于失效状态；时，抗力小于荷载效应，结构处于失效状态；l当当Z=0时，抗力等于荷载效应，结构处于极

17、限状态。时，抗力等于荷载效应，结构处于极限状态。2. 2.结构的可靠度设计结构的可靠度设计、2022-3-820 图图2-2中中f (Z)为为Z的概率密度函数，曲线下的阴影面的概率密度函数，曲线下的阴影面积表示积表示Z0的概率，称为的概率，称为失效概率失效概率，用，用Pf表示。表示。 令令 Z / Z ( Z为为Z的平均值，的平均值， Z 为为Z的标准差的标准差)， 也是一个反映失效概率的指标，称为也是一个反映失效概率的指标，称为可靠指标可靠指标。、失效概率失效概率2022-3-821可靠指标可靠指标 的作用类似于极限状态设计中的安全系的作用类似于极限状态设计中的安全系数数K，但两者的概念有明

18、显的不同。，但两者的概念有明显的不同。可靠指标可靠指标 与安全系数与安全系数K的区别：的区别：安全系数只决定于荷载效应和抗力的均值，而可靠安全系数只决定于荷载效应和抗力的均值，而可靠指标则不但决定于指标则不但决定于S和和R的均值，而且还与它们的概率的均值，而且还与它们的概率分布状况即离散程度有关。分布状况即离散程度有关。、mmSRK平均荷载效应平均抗力22222222211SRRmmSmmSRmmzmKKSRSRSRZ2022-3-822由于影响由于影响R和和S的因素很多，且缺乏统计资料，目前的因素很多，且缺乏统计资料，目前直接用概率分析方法计算结构的可靠度还较困难，一直接用概率分析方法计算结

19、构的可靠度还较困难，一般采用较为实用的方法，即将极限状态表达式般采用较为实用的方法，即将极限状态表达式R=S写写成成分项系数分项系数的形式：的形式：式中：式中：R抗力的设计值；抗力的设计值； S荷载的设计值；荷载的设计值； RK抗力标准值；抗力标准值； SK荷载效应标准值；荷载效应标准值； R抗力分项系数；抗力分项系数； S荷载效应分项系数。荷载效应分项系数。、KSKRSR2022-3-823l 容许承载力方法容许承载力方法l 安全系数方法安全系数方法l 分项系数方法分项系数方法地基基础设计中承载力验算的三种表达式地基基础设计中承载力验算的三种表达式按不同方法设计时，荷载的取值不同，承载力的确

20、按不同方法设计时，荷载的取值不同，承载力的确定方法不同，安全度控制的方法也不相同。定方法不同，安全度控制的方法也不相同。l容许承载力法和安全系数法所用的荷载都取标准值，容许承载力法和安全系数法所用的荷载都取标准值，荷载组合采用标准组合；而分项系数法是取荷载设计荷载组合采用标准组合；而分项系数法是取荷载设计值，荷载组合采用基本组合。值，荷载组合采用基本组合。l安全系数法和分项系数法所用的承载力都是极限承安全系数法和分项系数法所用的承载力都是极限承载力；而容许承载力法所用的承载力是容许承载力。载力；而容许承载力法所用的承载力是容许承载力。l 容许承载力法的安全度由容许承载力的取值来控制；容许承载力

21、法的安全度由容许承载力的取值来控制；而安全系数法和分项系数法则用安全系数或分项系数而安全系数法和分项系数法则用安全系数或分项系数取值来控制。取值来控制。2022-3-824四、四、建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范的基本规定的基本规定1.地基基础地基基础设计等级设计等级(GB 50007-2011)2022-3-8252. 地基基础设计所采用的荷载效应组合及相应的抗力地基基础设计所采用的荷载效应组合及相应的抗力限值规定限值规定地基基础设计应根据使用过程中可能同时出现的地基基础设计应根据使用过程中可能同时出现的荷载，按设计要求和使用要求，采用最不利的荷载荷载，按设计要求和使用要求，采用最不

22、利的荷载效应组合与相应的抗力限值应。效应组合与相应的抗力限值应。 在在建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)中：中：l 地基承载力验算采用容许承载力方法；地基承载力验算采用容许承载力方法；l 地基稳定性验算采用安全系数方法；地基稳定性验算采用安全系数方法；l 基础结构设计中的强度验算采用分项系数方法。基础结构设计中的强度验算采用分项系数方法。2022-3-826五、岩土工程勘察的要求五、岩土工程勘察的要求资料齐全的岩土工程勘察报告资料齐全的岩土工程勘察报告 地基评价：宜采用钻探取样、室内土工试验和触探，地基评价：宜采用钻探取样、室内土工试验和触探，并结合其它原位测

23、试方法进行。并结合其它原位测试方法进行。l 设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料。抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料。l 设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料。变形参数指标和触探资料。l 设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试验资料。钻探和土工试验资料。2022-3-827六、浅基础设计步骤六、浅基础设计步骤l 阅读和分析建筑场地的地质勘察资料和建筑物的阅读和分析建筑场地的地质勘察资料和

24、建筑物的设计资料，进行相应的现场勘察和调查；设计资料，进行相应的现场勘察和调查；l 选择基础的结构类型和建筑材料；选择基础的结构类型和建筑材料；l 选择持力层，决定合适的基础埋置深度；选择持力层，决定合适的基础埋置深度；l 确定地基的承载力；确定地基的承载力；l 根据地基的承载力和作用在基础上的荷载组合，根据地基的承载力和作用在基础上的荷载组合，初步确定基础的尺寸；初步确定基础的尺寸；l 根据地基基础设计等级进行必要的地基验算。依据根据地基基础设计等级进行必要的地基验算。依据验算结果，必要时需修改基础尺寸甚至埋置深度；验算结果，必要时需修改基础尺寸甚至埋置深度；l 进行基础结构设计及验算进行基

25、础结构设计及验算(第三章内容第三章内容)l 编制基础的设计和施工图纸。编制基础的设计和施工图纸。本本章章学学习习内内容容2022-3-828第三节第三节 浅基础的类型浅基础的类型 独立基础独立基础 条形基础条形基础(十字交叉条形基础十字交叉条形基础)按基础形状和大小分类按基础形状和大小分类 筏板基础筏板基础 箱形基础箱形基础 壳体基础壳体基础 无筋扩展基础无筋扩展基础(刚性基础刚性基础)按基础材料的性能分类按基础材料的性能分类 钢筋混凝土扩展基础钢筋混凝土扩展基础2022-3-829一、一、无筋扩展基础无筋扩展基础( (刚性基础刚性基础) ) 定义：定义：通常由砖、毛石、素混凝土或毛石混凝土、

26、通常由砖、毛石、素混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料建造的基础。灰土和三合土等材料建造的基础。 特点：特点：抗压性能较好，但抗拉、抗剪强度不高。抗压性能较好，但抗拉、抗剪强度不高。 设计要求：设计要求：l发生在基础内的拉应力和剪应力不超过其材料强度发生在基础内的拉应力和剪应力不超过其材料强度设计值。设计值。可通过限制基础外伸宽度与基础高度的比可通过限制基础外伸宽度与基础高度的比值来实现值来实现。l在宽高比的限制下，基础相对高度一般较大，几乎在宽高比的限制下，基础相对高度一般较大，几乎不会发生弯曲变形，此类基础习惯上称之为不会发生弯曲变形，此类基础习惯上称之为刚性基础刚性基础。2022-3-

27、830应用：应用：l无筋扩展基础可用于无筋扩展基础可用于6 6层和层和6 6层以下（三合土基础不层以下（三合土基础不宜超过宜超过4 4层）的民用建筑和轻型房。层）的民用建筑和轻型房。 l无筋扩展基础又可分为无筋扩展基础又可分为墙下条形基础墙下条形基础和和柱下独立柱下独立基础基础。 无筋墙下条形基础无筋墙下条形基础无筋柱下独立基础无筋柱下独立基础2022-3-831l在桥梁基础中，通常采用如图在桥梁基础中，通常采用如图2-5所示的刚性扩大所示的刚性扩大基础。基础。图图2-5 2-5 桥梁工程中常用的刚性扩大基础桥梁工程中常用的刚性扩大基础2022-3-832二、二、( (钢筋混凝土钢筋混凝土)

28、)扩展基础扩展基础 当刚性基础的尺寸不能同时满足地基承载力和基础当刚性基础的尺寸不能同时满足地基承载力和基础埋深的要求时，则需埋深的要求时，则需则需采用则需采用(钢筋混凝土钢筋混凝土)扩展基础扩展基础。 钢筋混凝土扩展基础具有较好的抗剪能力和抗弯能钢筋混凝土扩展基础具有较好的抗剪能力和抗弯能力，通常也称之为力，通常也称之为柔性基础柔性基础或或有限刚度基础有限刚度基础。 特点：特点：具有较好的抗剪能力和抗弯能力。具有较好的抗剪能力和抗弯能力。 设计要求：设计要求：采用扩大基础底面积的方法来满足地采用扩大基础底面积的方法来满足地基承载力的要求，但不必增加基础的埋深基承载力的要求，但不必增加基础的埋

29、深；选择合选择合适的基础材料、高度与配筋来满足基础抗剪和抗弯适的基础材料、高度与配筋来满足基础抗剪和抗弯要求。要求。钢筋混凝土扩展基础种类：钢筋混凝土扩展基础种类：主要是指主要是指钢筋混凝土钢筋混凝土独立基础、独立基础、钢筋混凝土条形基础钢筋混凝土条形基础。 2022-3-833基础底面形状：基础底面形状：l轴心受压柱下：一般为正方形轴心受压柱下：一般为正方形l偏心受压柱下：一般为矩形偏心受压柱下：一般为矩形 1. 1. 柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础 钢筋混凝土独立基础主要是指柱下单独基础。常见于钢筋混凝土独立基础主要是指柱下单独基础。常见于桥梁工程、工业厂房等。桥梁工程、工业

30、厂房等。 截面形式：截面形式：2022-3-834 2. 2. 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 横截面积根据受力条件可分为横截面积根据受力条件可分为不带肋不带肋和和带肋带肋两种。两种。 墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础 可看作是钢筋混凝土独可看作是钢筋混凝土独立基础的特例，其计算属于平面应变问题，只考虑立基础的特例，其计算属于平面应变问题，只考虑在基础横向受力发生破坏。在基础横向受力发生破坏。2022-3-835 当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的底面积不能承受上部结构荷载时，常把若干柱子的底面积不能承受上部结构荷载时

31、，常把若干柱子的基础连成一条，构成基础连成一条，构成柱下条形基础柱下条形基础。一个方向的单列柱基连在一起便成为一个方向的单列柱基连在一起便成为单向条形基单向条形基础础。 三、柱下钢筋混凝土条形基础三、柱下钢筋混凝土条形基础 2022-3-836 当单向条形基础的底面积仍不能承受上部结构荷当单向条形基础的底面积仍不能承受上部结构荷载时，可将纵横柱基础均连在一起，构成载时，可将纵横柱基础均连在一起，构成十字交叉十字交叉条形基础条形基础。十字交叉条形基础可承担十字交叉条形基础可承担1010层以下民用住宅。层以下民用住宅。2022-3-837 四、四、 筏板基础筏板基础当地基承载力低，而上部结构的荷重

32、又较大，以至于当地基承载力低，而上部结构的荷重又较大，以至于十字交叉条形基础仍不能提供足够的底面积来满足地十字交叉条形基础仍不能提供足够的底面积来满足地基承载力的要求时，可采用钢筋混凝土满堂基础，即基承载力的要求时，可采用钢筋混凝土满堂基础，即筏板基础筏板基础。2022-3-838 四、四、 筏板基础筏板基础筏板基础分为筏板基础分为平板式平板式和和梁板式梁板式两种类型。两种类型。 筏板基础可在筏板基础可在6 6层住宅中使用，也可在层住宅中使用，也可在5050层的高层建层的高层建筑中使用，如美国休斯敦市的筑中使用，如美国休斯敦市的5252层壳体广场大楼就是采层壳体广场大楼就是采用天然地基上的筏板

33、基础，它的厚度为用天然地基上的筏板基础，它的厚度为2.52m2.52m。l平板式筏基是一块等厚度（不得小于平板式筏基是一块等厚度（不得小于200mm200mm）的）的钢筋混凝土平板钢筋混凝土平板( (图图2-10a2-10a、b b) )；l 梁板式筏基是在筏板上沿柱轴纵横向设置基础梁梁板式筏基是在筏板上沿柱轴纵横向设置基础梁而形成而形成( (图图2-10c2-10c、d d) ) 。 2022-3-839箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙、内箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙、内隔墙组成，形成一个整体性好、空间刚度大的箱体。隔墙组成，形成一个整体性好、空间刚度大的箱体。 五、箱形基础

34、五、箱形基础2022-3-840箱形基础比筏板基础具有更大的抗弯刚度，可视箱形基础比筏板基础具有更大的抗弯刚度，可视为为绝对刚性基础绝对刚性基础。箱形基础的地下室被分割，空间较小，而筏板基箱形基础的地下室被分割，空间较小，而筏板基础的地下室空间则较大。础的地下室空间则较大。箱形基础埋深较深，基础空腹，卸除了基底处原箱形基础埋深较深，基础空腹，卸除了基底处原有的地基自重压力，因此大大地减小了作用于基础有的地基自重压力，因此大大地减小了作用于基础底面的附加应力，减少建筑物的沉降，这种基础又底面的附加应力，减少建筑物的沉降，这种基础又称之为称之为补偿基础补偿基础。箱形基础的材料消耗量较大，施工技术要

35、求高。箱形基础的材料消耗量较大，施工技术要求高。 五、箱形基础五、箱形基础2022-3-841常用于筒形构筑物（如烟囱、水塔、粮仓、中小常用于筒形构筑物（如烟囱、水塔、粮仓、中小型高炉等）的基础。型高炉等）的基础。主要有主要有MM型组合壳、正圆锥壳和内球外锥组合壳型组合壳、正圆锥壳和内球外锥组合壳三种形式。三种形式。壳体结构的内力主要是轴向压力，这就充分利用壳体结构的内力主要是轴向压力，这就充分利用了混凝土结构受压性能好的特点，因而具有材料了混凝土结构受压性能好的特点，因而具有材料省和造价低等优点。省和造价低等优点。六、壳体基础六、壳体基础2022-3-842第四节第四节 基础的埋置深度基础的

36、埋置深度 基础埋置深度基础埋置深度(简称埋深简称埋深): 基础底面到天然地面的垂直基础底面到天然地面的垂直距离。距离。v 确定浅基础埋深的原则确定浅基础埋深的原则：l 凡能浅埋的应尽量浅埋；凡能浅埋的应尽量浅埋；l 除岩石地基外除岩石地基外( (至少至少0.1m)0.1m)，最小埋深不宜小于最小埋深不宜小于0.5m0.5m；l 为保护基础，基础顶面一般不露出地面，要求为保护基础，基础顶面一般不露出地面，要求基础基础顶面低于室外设计地面至少顶面低于室外设计地面至少0.1m0.1m；l 水下基础考虑到水流冲刷的影响，应将基础埋置在水下基础考虑到水流冲刷的影响，应将基础埋置在冲刷深度以下；冲刷深度以

37、下；l 要求满足地基稳定性和变形条件。要求满足地基稳定性和变形条件。 基础埋深基础埋深2022-3-843 一、建筑物的用途及基础类型一、建筑物的用途及基础类型基础埋深的首先选择取决于基础埋深的首先选择取决于建筑物用途建筑物用途以及以及基础的形基础的形式和构造式和构造： l如果有地下室，则基础埋深受地下室空间高度的控制。如果有地下室，则基础埋深受地下室空间高度的控制。l当管道与基础相交时，基础埋深应低于管道。当管道与基础相交时，基础埋深应低于管道。l与基础刚度有关，刚性基础埋深要大于钢筋混凝土扩与基础刚度有关，刚性基础埋深要大于钢筋混凝土扩展基础。展基础。l当基础需有不同的埋深当基础需有不同的

38、埋深时，基础可做成台阶形时，基础可做成台阶形，由浅向深逐步过渡，由浅向深逐步过渡，台阶的高宽比一般为台阶的高宽比一般为1: 21: 2，如图，如图2-122-12所示。所示。2022-3-844二、荷载的大小和性质二、荷载的大小和性质 荷载的大小和性质不同，对持力层的要求也不同。荷载的大小和性质不同，对持力层的要求也不同。 对于作用有较大水平荷载的基础，应满足稳定性要对于作用有较大水平荷载的基础，应满足稳定性要求。求。l对于高层建筑对于高层建筑,基础埋深不宜小于建筑物高度的基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15。l烟囱、水塔等高耸构筑物的埋深应满足抗倾覆稳定性烟囱、水塔等高耸构筑物的埋深应满足抗

39、倾覆稳定性的要求。的要求。l位于岩石地基上的建筑物，基础埋深应满足抗滑稳定位于岩石地基上的建筑物，基础埋深应满足抗滑稳定性的要求。性的要求。 对于承受动力荷载的基础，不宜选择饱和疏松的粉对于承受动力荷载的基础，不宜选择饱和疏松的粉细砂作为持力层。细砂作为持力层。2022-3-845三、工程地质和水文地质条件三、工程地质和水文地质条件 根据工程地质条件选择合适的土层作为基础的根据工程地质条件选择合适的土层作为基础的持力持力层层，是确定基础埋深的重要因素。，是确定基础埋深的重要因素。l持力层：持力层：直接支撑基础的土层称为持力层。直接支撑基础的土层称为持力层。l下卧层：下卧层：持力层以下的各土层称

40、为下卧层。持力层以下的各土层称为下卧层。l软弱下卧层：软弱下卧层：其承载力明显小于持力层的下卧层。其承载力明显小于持力层的下卧层。 地基持力层应尽可能选择承载力高而压缩性小的土地基持力层应尽可能选择承载力高而压缩性小的土层，当持力层下存在软弱下卧层时，应同时考虑软弱层，当持力层下存在软弱下卧层时，应同时考虑软弱下卧层的强度和变形要求。下卧层的强度和变形要求。2022-3-846v考虑工程地质条件的基础埋深选：考虑工程地质条件的基础埋深选： 地基上部为软弱土层而下部为良好土层情况：地基上部为软弱土层而下部为良好土层情况：l当软弱土层厚度较小当软弱土层厚度较小(小于小于2m)时，宜选取下部良好时，

41、宜选取下部良好土层作为地基持力层；土层作为地基持力层；l当软弱土层厚度较大时，应从施工技术和工程造价当软弱土层厚度较大时，应从施工技术和工程造价等方面综合分析天然地基、人工地基或深基础形式等方面综合分析天然地基、人工地基或深基础形式的优劣，从中选出合适的基础形式和埋深。的优劣，从中选出合适的基础形式和埋深。 浅层土为良好的地基持力层而其下为软弱下卧层，此浅层土为良好的地基持力层而其下为软弱下卧层，此时基础应尽量浅埋，即采用所谓的时基础应尽量浅埋，即采用所谓的“宽基浅埋宽基浅埋”形式，形式，软弱下卧层的强度及沉降控制要求对基础埋深的确定影软弱下卧层的强度及沉降控制要求对基础埋深的确定影响很大。响

42、很大。 在整个压缩层范围内均为高压缩性的软弱土层，此时在整个压缩层范围内均为高压缩性的软弱土层，此时不宜采用天然地基作为持力层，可对天然地基进行地基不宜采用天然地基作为持力层，可对天然地基进行地基处理后，再考虑建筑功能和结构构造要求选定基础埋深。处理后，再考虑建筑功能和结构构造要求选定基础埋深。2022-3-847v考虑承压水情况的基础埋深选择：考虑承压水情况的基础埋深选择： 如果在持力层下埋藏有承压含水层时，选择基础埋如果在持力层下埋藏有承压含水层时，选择基础埋深必须考虑承压水的作用，以免在开挖基坑时，坑底深必须考虑承压水的作用，以免在开挖基坑时，坑底土被承压水冲破，从而引起突涌或流砂现象。

43、土被承压水冲破，从而引起突涌或流砂现象。2022-3-848v考虑河床冲刷深度的基础埋深选择：考虑河床冲刷深度的基础埋深选择： 对于桥墩基础或受到流水冲刷影响的建筑物基础：对于桥墩基础或受到流水冲刷影响的建筑物基础：l 为防止桥梁墩、台基础四周和基底以下土层被为防止桥梁墩、台基础四周和基底以下土层被水流淘空冲走导致坍塌，其埋置深度还应考虑河水流淘空冲走导致坍塌，其埋置深度还应考虑河床的床的冲刷深度冲刷深度，基础必须埋置在设计洪水的最大，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下一定的深度，以保证基础的稳定性。冲刷线以下一定的深度，以保证基础的稳定性。l 一般情况下，小型桥涵的基础底面应设置在设一般

44、情况下，小型桥涵的基础底面应设置在设计洪水冲刷线以下不少于计洪水冲刷线以下不少于1m。在天然河床上修建桥梁后，因桥墩台压缩过水断面在天然河床上修建桥梁后，因桥墩台压缩过水断面,致使单宽流量增加致使单宽流量增加,流速增大引起桥下河床普遍刷深。流速增大引起桥下河床普遍刷深。2022-3-849四、考虑相邻建筑物基础埋深的影响四、考虑相邻建筑物基础埋深的影响 如果新建的建筑物与已有的相邻建筑物距离过近，如果新建的建筑物与已有的相邻建筑物距离过近，为保证原有建筑物的安全和正常使用，为保证原有建筑物的安全和正常使用，新建建筑物的新建建筑物的基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的基础埋置深度基础埋深不宜深于相邻

45、原有建筑物的基础埋置深度。 如果新建建筑物的基础埋深深于相邻原有建筑物如果新建建筑物的基础埋深深于相邻原有建筑物的基础埋深，设计时应考虑与原有建筑物之间保持一的基础埋深，设计时应考虑与原有建筑物之间保持一定的距离，定的距离，一般取相邻两基础底面高差的一般取相邻两基础底面高差的1 12 2倍倍( (图图2-14)2-14)。 如不能满足上述如不能满足上述要求，则必须采取要求，则必须采取其它可靠的加固和其它可靠的加固和支护措施。支护措施。2022-3-850五、考虑地基土冻胀和融陷的影响五、考虑地基土冻胀和融陷的影响 在寒冷地区，地面下一定深度范围内的土会产生冻在寒冷地区，地面下一定深度范围内的土

46、会产生冻结，形成冻土。由于土在冻结时体积膨胀，产生结，形成冻土。由于土在冻结时体积膨胀，产生冻胀冻胀现象现象。 细粒土层（粘土、粉土、粉砂）有冻胀的特点。细粒土层（粘土、粉土、粉砂）有冻胀的特点。 如果基础埋置在冻结深度范围内，则在冬天因冻如果基础埋置在冻结深度范围内，则在冬天因冻胀而上抬，造成门窗不能开启，严重的甚至引起墙胀而上抬，造成门窗不能开启，严重的甚至引起墙体开裂。到了春夏季节，冻土溶化以后强度降低，体开裂。到了春夏季节，冻土溶化以后强度降低，产生产生融陷现象融陷现象，基础下陷。，基础下陷。为了防止冻胀和融陷产生的不利影响，必须将基础为了防止冻胀和融陷产生的不利影响，必须将基础埋置在冻结深度以下。埋置在冻结深度以下。 2022-3-851 根据土冻结持续时间，可分为根据土冻结持续时间，可分为季节性冻土季节性冻土和和多年冻土多年冻土两大类。两大类。l多年冻土多年冻土是指冻结状态