天然地基浅基础ppt课件

1、天然地基上的浅根底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人工地基：经过地基处置后才满足建筑物地基要求的土层。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，根底埋置深度小于5m5m的普的普

2、通根底通根底 ( (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，但小于根底宽度的大尺寸的根底但小于根底宽度的大尺寸的根底( (如箱形根如箱形根底底) )。 天然地基：建筑物荷载不大或地基土强度较高时，天然天然地基：建筑物荷载不大或地基土强度较高时，天然土层不需求经过特殊处土层不需求经过特殊处 理就可接受建筑物荷重的地基。理就可接受建筑物荷重的地基。天然地基上的浅根底：天然地基上，根底埋置深度小于天然地基上的浅根底：天然地基上，根底埋置深度小于5m5m的普通根底的普通根底( (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，但小于根底宽度的大尺寸的

3、根底小于根底宽度的大尺寸的根底( (如箱形根底如箱形根底) )。 在选择地基根底类型时，主要思索两个方面的要素：在选择地基根底类型时，主要思索两个方面的要素： 一、建筑物的性质一、建筑物的性质( (包括它的用途、重要性、构外包括它的用途、重要性、构外型式、荷载性质和荷载大小等型式、荷载性质和荷载大小等) )； 二、地基的地质条件二、地基的地质条件( (包括土层的分布、土的性质包括土层的分布、土的性质和地下水等和地下水等) )。地基根底的设计等级 GB500072019根据地基复杂程度、建筑物规那么和功能特征，以及由于地基问题能够呵斥建筑物破坏或影响正常运用的程度，将地基根底设方案分为三个设计等

4、级 。浅根底的设计规定地基根底的设计与计算应满足承载力极限形状和正常运用极限形状，其规定为：(1)根底有应足够的强度、刚度与耐久性。 (2)地基应具有足够的强度和稳定性。规范要求各级建筑物地基均应进展承载力计算；对经常接受程度荷载作用的高层建筑和挺拔构造，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，以保证地基在防止整体剪切破坏方面有足够的平安贮藏。(3)地基应满足变形方面的要求。设计等级为甲级、乙级的建筑物，应按地基变形设计；建筑物情况和地基条件复杂的丙级建筑物地基尚应做变形验算，以保证建筑物不因地基沉降影响正常运用。荷载取值规定 地基根底设计时,所采用的荷载效应最不利组合与

5、相应的抗力限值应按以下规定：按地基承载力确定根底底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至根底或承台底面上的荷载效应应按正常运用极限形状下荷载效应的规范组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。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合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载才干极限形状下荷载效应的根本组合，但其分项系数均为1.0荷载取值规定 在确定根底或桩台高度、支挡构造截面计算、根底或支挡构造内力确定配筋和验算资料强度时，上部构造传来的荷载效应组合和相应的

6、基底反力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。当需求验算根底裂痕宽度时，应按正常运用极限形状荷载效应规范组合。 根底设计平安等级、构造设计运用年限、构造重要性系数应按有关规范的规定采用，但构造重要性系数0不应小于1.0。地基根底设计内容和普通步骤 (1)选择根底的资料、类型，确定平面布置；(2)选择根底的埋置深度，即确定地基持力层；(3)确定地基承载力特征值；(4)根据传至根底底面上的荷载效应和地基承载力特征值，确定根底底面积；(5)根据传至根底底面上的荷载效应进展相应的地基验算(变形和稳定性验算)；(6)根据传至根底底面上的荷载效应确定根底构造尺寸，进展必要的构造计算

7、；(7)绘制根底施工图。 假设地基中有脆弱土层存在(通常指承载力低于100kPa的土层)，不适于做天然地基上的浅根底时，常用以下3种方法处理： 1加固脆弱土层，提高土层的承载力，再把根底做在经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。 地基根底类型 2在地基中打桩，把建筑物支撑在桩承台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种根底叫做桩根底 3 把根底做在地基深处在承载力较高的土层上。埋置深度大于5m或大于根底宽度，在计算根底时应该思索根底侧壁摩擦力的影响。这类根底叫做深根底。地基根底类型二、地基的极限形状设计二、地基的极限形状设计 根据根据(GBJ 789)(以下简称以下简称)，

8、为保证建筑物的平安运用，地基必需满足两种极限形状的要求，即：为保证建筑物的平安运用，地基必需满足两种极限形状的要求，即： 1.承载力极限形状承载力极限形状 p f式中：式中：p 根底底面处的平均压力设计值，根底底面处的平均压力设计值，kPa；在；在p的计算中，所的计算中，所采用的荷载是荷载的根本组合设计值。采用的荷载是荷载的根本组合设计值。 f 地基承载力设计值，地基承载力设计值，kPa。 2.正常运用极限形状正常运用极限形状 s s式中：式中：s 建筑物地基的变形建筑物地基的变形;在在s的计算中，应采用荷载的长期效应的计算中，应采用荷载的长期效应组合不计入风荷载和地震荷载，且荷载用规范值；组

9、合不计入风荷载和地震荷载，且荷载用规范值；s 建筑物地建筑物地基的变描画许值。基的变描画许值。 从外表来看，地基的极限形状设计与构造物的极限形状设计完全一样。旨先从外表来看，地基的极限形状设计与构造物的极限形状设计完全一样。旨先满足承载力极限形状，保证地基的稳定，其次满足正常运用极限形状，符合变形满足承载力极限形状，保证地基的稳定，其次满足正常运用极限形状，符合变形的要求。的要求。 但从已有大量地基事故分析阐明，绝大多数事故是由于地基变形过大和不但从已有大量地基事故分析阐明，绝大多数事故是由于地基变形过大和不均匀沉降所呵斥的。根据地基载荷实验和地基承载力实际可知，随着荷载的添加，均匀沉降所呵斥

10、的。根据地基载荷实验和地基承载力实际可知，随着荷载的添加，地基先产生压密变形，再产生部分剪切破坏，最后产生整体剪切破坏。而且代表地基先产生压密变形，再产生部分剪切破坏，最后产生整体剪切破坏。而且代表压密变形阶段的界限压力，即临塑荷载压密变形阶段的界限压力，即临塑荷载pcrpcr远小于整体剪切破坏的极限荷载远小于整体剪切破坏的极限荷载pupu。这。这就是说地基在充分发扬其承载力以前，通常都产生较大的变形，影响建筑物的正就是说地基在充分发扬其承载力以前，通常都产生较大的变形，影响建筑物的正常运用，即地基设计本质上是受变形所控制。常运用，即地基设计本质上是受变形所控制。 承载力特征值的含义与资料强度

11、计算值的内涵完全不一样。首先，地基土体的承载才干f 值不是土的强度，其值不仅与土的性质有关，而且与荷载的分布范围以及作用的深度等要素有关；其次，f 值在很大程度上依然是反映建筑物对变形的限制。如上所述，地基发生失稳破坏的情况极为少见。变形验算的本质是控制地基内不要出现过大的塑性区，以免变形迅速开展，导致地基失稳。由此可见，地基的极限形状分析实践上是以验算变形为中心的分析。这点与构造的极限分析有所不同。 三、地基的验算要求三、地基的验算要求 按由于地基的缘由呵斥建筑物破坏后果的严重性，按由于地基的缘由呵斥建筑物破坏后果的严重性，将建筑物分成将建筑物分成3个平安等级，并相应地规定验算要求。个平安等

12、级，并相应地规定验算要求。不同的平安等级地基的验算要求不同的平安等级地基的验算要求 1.一级建筑物和下表所列范围以外的建筑物以及虽属于下表一级建筑物和下表所列范围以外的建筑物以及虽属于下表以内的建筑，但符合如下规定之一项者，均应进展地基变形验算，以内的建筑，但符合如下规定之一项者，均应进展地基变形验算，即除了应该满足承载力极限形状的要求外，还应满足正常运用极即除了应该满足承载力极限形状的要求外，还应满足正常运用极限形状的要求。限形状的要求。 (1).地基承载力规范值小于地基承载力规范值小于130kPa且体型复杂的建筑；且体型复杂的建筑； (2).在根底上及其附近有地面堆载或相邻根底荷载差别较大

13、，在根底上及其附近有地面堆载或相邻根底荷载差别较大，引起地基不均匀沉降时；引起地基不均匀沉降时； (3).脆弱地基上的相邻建筑物间隔过近，能够发生倾斜时；脆弱地基上的相邻建筑物间隔过近，能够发生倾斜时； (4).地基内有厚度较大或厚度不均的填土，其自重固结未完成地基内有厚度较大或厚度不均的填土，其自重固结未完成时。时。 2.不属于上述范围内的二级建筑物和三级建筑物只需求验不属于上述范围内的二级建筑物和三级建筑物只需求验算地基承载力，可不再进展变形验算，即满足地基承载力的要求算地基承载力，可不再进展变形验算，即满足地基承载力的要求也就满足了变形的要求。也就满足了变形的要求。 3.对于经常受程度荷

14、载作用的水工建筑物，挡土构造、高层对于经常受程度荷载作用的水工建筑物，挡土构造、高层建筑、挺拔构造，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还应验建筑、挺拔构造，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还应验算地基的稳定性。算地基的稳定性。四、浅根底设计内容及步骤四、浅根底设计内容及步骤 天然地基上浅根底的设计内容和顺序如下：天然地基上浅根底的设计内容和顺序如下： 1.阅读和分析建筑物场地的地质勘察资料和建筑物的设计资料，阅读和分析建筑物场地的地质勘察资料和建筑物的设计资料，进展相应的现场勘察和调查；进展相应的现场勘察和调查； 2.选择根底的构造类型和建筑资料；选择根底的构造类型和建筑资料； 3.选择持力

15、层，决议适宜的根底埋置深度；选择持力层，决议适宜的根底埋置深度； 4.根据地基的承载力和作用在根底上的荷载，计算根底的初步根据地基的承载力和作用在根底上的荷载，计算根底的初步尺寸；尺寸； 5.进展地基计算，包括地基持力层和脆弱下卧层进展地基计算，包括地基持力层和脆弱下卧层(假设存在假设存在)的的承载力验算承载力验算，以及按规定需求进展的变形验算，根据验算结果修正根底尺寸；，以及按规定需求进展的变形验算，根据验算结果修正根底尺寸； 6.进展根底的构造和构造设计；进展根底的构造和构造设计； 7.绘制根底的设计图和施工图；绘制根底的设计图和施工图； 8.编制工程预算书和工程设计阐明书。编制工程预算书

16、和工程设计阐明书。浅根底：扩展根底浅根底：扩展根底 延续根底延续根底扩展根底：无筋扩展根底扩展根底：无筋扩展根底 钢筋混凝土扩展根底钢筋混凝土扩展根底浅根底分类浅根底分类浅根底的类型和根底资料浅根底的类型和根底资料 一、浅根底的构造类型一、浅根底的构造类型 根底的作用就是把建筑物的荷载平安可靠地传给地基，保证地基不会根底的作用就是把建筑物的荷载平安可靠地传给地基，保证地基不会发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发扬地基的承载才干；因此，发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发扬地基的承载才干；因此，根底的构造类型必需根据建筑物的持点根底的构造类型必需根据建筑物的持点(构外型式荷载性质

17、和大小等构外型式荷载性质和大小等)和地和地基土层的情况来选定，浅根底根底的根本构造类型分以下四种：基土层的情况来选定，浅根底根底的根本构造类型分以下四种： 1.单独根底：柱的根底普通都是单独根底。单独根底：柱的根底普通都是单独根底。 2.条形根底：墙的根底通常是延续设置生长条形，称为条形根底；条形根底：墙的根底通常是延续设置生长条形，称为条形根底； 假设柱子的荷载较大而土层的承载才干又较低，做单独根底需求很大的面积，在这种情况也可采用柱下条形根底，甚至柱下的交叉梁根底。相反当建筑物较轻，作用于墙上的荷载不大，根底又需求做在较深处的好土层上时，做条形根底能够不经济，这时可以在墙下加一根过梁，将过

18、梁支在单独根底上，称为墙下单独根底。 3.筏形根底和箱形根底 当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较脆弱，用单独根底或条形根底都不能满足地基承载力的要求时，或者地下水位年年在地下室的地坪以上，为了防止地下水渗入室内时，往往需求把整个房屋底面(或地下室部分)做成一片延续的钢筋混凝土板，作为房屋的根底、称为筏形根底。为了添加根底板的刚度，以减小不均匀沉降，高层建筑物往往把地下室的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一同构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形构造，称为箱形根底。4.壳体根底壳体根底 为改善根底的受力性能，而做成各种方式的壳体，称为壳体根底。壳体构为改善根底的受力性能，而做成各种方式的壳体，称

19、为壳体根底。壳体构造内主要是轴向压力，可以充分发扬钢筋和混凝土资料的受力特点，具有节省造内主要是轴向压力，可以充分发扬钢筋和混凝土资料的受力特点，具有节省资料、降低造价、加快施工速度等优点。资料、降低造价、加快施工速度等优点。 挺拔建筑物，如烟囱、水塔、电视塔等根底常做成壳体根底。挺拔建筑物，如烟囱、水塔、电视塔等根底常做成壳体根底。 二、刚性根底和扩展根底 1.刚性根底由砖、砌石、素混凝土和灰土等资料做成满足刚性角要求的根底称为刚性根底。任务条件：像个倒置的两边外伸的悬臂梁。这种构造受力后，在靠柱边、墙边或断面高度忽然变化的台阶边缘处容易产生弯曲破坏。为了防止弯曲破坏。对于用砖、砌石、素混凝

20、土和灰土等抗拉性能很差的资料所做成的根底，要求根底有定的高度，使弯曲所产生的拉应力不会超越资料的抗拉强度。控制方法：使根底的外伸长度bt和根底高度h的比值不超越规定的允许比值。刚性角：允许的刚性角：允许的bt/h值相应的角度值相应的角度。满足刚性角要求的根底，各台阶的满足刚性角要求的根底，各台阶的内缘应落在墙边或柱边铅垂线成内缘应落在墙边或柱边铅垂线成 角角的斜线上。的斜线上。hbttan运用范围运用范围刚性根底用于刚性根底用于6层和层和6层以下的普通民层以下的普通民用建筑和承重墙的轻型厂房，超越此范围用建筑和承重墙的轻型厂房，超越此范围时，必需验算根底强度，三合土的根底不时，必需验算根底强度

21、，三合土的根底不宜用于宜用于4层以上的建筑。层以上的建筑。2.扩展根底扩展根底 当根底的高度不能满足刚性角要求时，可以做成钢筋混凝土根底。柱下钢筋混凝当根底的高度不能满足刚性角要求时，可以做成钢筋混凝土根底。柱下钢筋混凝土独立根底和墙下钢筋混凝土条形根底，统称为扩展根底。土独立根底和墙下钢筋混凝土条形根底，统称为扩展根底。三、根底资料三、根底资料根底埋在土中、经常受潮，容易受侵蚀，而且它是建筑物的隐蔽部分，破坏了根底埋在土中、经常受潮，容易受侵蚀，而且它是建筑物的隐蔽部分，破坏了不容易发发现，也不容易修复，所以必需保证根底的资料有足够的强度。不容易发发现，也不容易修复，所以必需保证根底的资料有

22、足够的强度。1.砖砖 根底所用的砖和砂浆的标号，根据地基土的潮湿程度和地域的冰冷程度根底所用的砖和砂浆的标号，根据地基土的潮湿程度和地域的冰冷程度而有不同的要求。此外，用石灰及砂所制成的灰砂砖和其他轻质砖均不得用于根而有不同的要求。此外，用石灰及砂所制成的灰砂砖和其他轻质砖均不得用于根底。底。2.石料石料 料石料石(经过加工，外形规那么的石块经过加工，外形规那么的石块)、毛石和大漂石有相当高的强度和、毛石和大漂石有相当高的强度和抗冻性，抗冻性，是根底的良好资料。是根底的良好资料。3.混凝土混凝土 混凝土的耐久性、抗冻性和强度都比砖好，且便于机械化施工和预混凝土的耐久性、抗冻性和强度都比砖好，且

23、便于机械化施工和预制，可建造比砖和砌石有较大的刚性角的根底。因此，同样的根底宽度，用混凝制，可建造比砖和砌石有较大的刚性角的根底。因此，同样的根底宽度，用混凝土时，根底的高度可以小一些。但是混凝上根底造价稍高，耗水泥量较大，较多土时，根底的高度可以小一些。但是混凝上根底造价稍高，耗水泥量较大，较多用于地下水位以下的根底及垫层。标号普通采用用于地下水位以下的根底及垫层。标号普通采用C7.5C10。为节约水泥用量，可。为节约水泥用量，可以在混凝上中掺入以在混凝上中掺入2030毛石，称为毛石混凝土。毛石，称为毛石混凝土。4.钢筋混凝土钢筋混凝土 钢筋混凝土具有较强的抗弯、抗剪才干，是质量很好的根底资

24、钢筋混凝土具有较强的抗弯、抗剪才干，是质量很好的根底资料。用于荷载大、土质脆弱的情况或地下水位以下的扩展根底、筏形根底、箱形料。用于荷载大、土质脆弱的情况或地下水位以下的扩展根底、筏形根底、箱形根底和壳体根底。对于普通的钢筋混凝土根底，混凝土的标号应不低于根底和壳体根底。对于普通的钢筋混凝土根底，混凝土的标号应不低于C15。壳。壳体根底的混凝土标号应不低于体根底的混凝土标号应不低于C20。5.灰土灰土 我国在我国在1000多年以前就采用灰土作为根底垫层，效果很好。根底砌体多年以前就采用灰土作为根底垫层，效果很好。根底砌体下部受力不大时，也可以利用灰土替代砖、石或混凝土。作为根底资料用的灰土，下

25、部受力不大时，也可以利用灰土替代砖、石或混凝土。作为根底资料用的灰土，普通为三七灰土，即用三分石灰和七分粘性土普通为三七灰土，即用三分石灰和七分粘性土(休积比休积比)拌匀后分层夯实。假设在灰拌匀后分层夯实。假设在灰土中参与适量的水泥做成三合土，可以有更高的强度和抗水性。土中参与适量的水泥做成三合土，可以有更高的强度和抗水性。根底的埋置深度根底的埋置深度 根底底面埋在地面根底底面埋在地面(普通指设计地面普通指设计地面)下的深度，称为根底的下的深度，称为根底的埋置深度。为了保证根底平安，同时减少根底的尺寸，要尽量把埋置深度。为了保证根底平安，同时减少根底的尺寸，要尽量把根底放在良好的上层上。但是根

26、底埋置过深不但施工不方便，并根底放在良好的上层上。但是根底埋置过深不但施工不方便，并且提高根底的造价。且提高根底的造价。 合理的埋置深度选择原那么：在保证平安可靠的前提下，尽合理的埋置深度选择原那么：在保证平安可靠的前提下，尽量浅埋。但不应浅于量浅埋。但不应浅于0.5m，由于表土普通都松软，易受雨水及，由于表土普通都松软，易受雨水及外界影响，不宜作为根底的持力层。另外，根底顶面应低于设计外界影响，不宜作为根底的持力层。另外，根底顶面应低于设计地面地面100mm以上防止根底外露，蒙受外界的破坏。以上防止根底外露，蒙受外界的破坏。 影响根底埋置深度的要素很多，其中最主要的有以下几方面：影响根底埋置

27、深度的要素很多，其中最主要的有以下几方面：一、建筑物的用途、构造类型和荷载性质与大小一、建筑物的用途、构造类型和荷载性质与大小 根底的埋置深度首先决议于建筑物的用途、如有无地下室、根底的埋置深度首先决议于建筑物的用途、如有无地下室、设备根底和地下设备，根底的型式和构造条件。对于由砖石资料设备根底和地下设备，根底的型式和构造条件。对于由砖石资料砌筑的刚性根底，因要满足刚性角的构造要求，根底埋深就由根砌筑的刚性根底，因要满足刚性角的构造要求，根底埋深就由根底构造高度决议。因地基条件或运用上的要求，根底埋置深度有底构造高度决议。因地基条件或运用上的要求，根底埋置深度有不同时，应将根底做成台阶形，由浅

28、到深逐渐过渡不同时，应将根底做成台阶形，由浅到深逐渐过渡,台阶高宽比台阶高宽比例为例为1:2。二、相邻建筑物根底的影响二、相邻建筑物根底的影响假设与临近建筑物的间隔很近时，假设与临近建筑物的间隔很近时，为保证相邻原有建筑物的平安和正常运为保证相邻原有建筑物的平安和正常运用。根底理设深度宜浅于或等于相邻建用。根底理设深度宜浅于或等于相邻建筑物的埋置深度。假设根底深于原有建筑物的埋置深度。假设根底深于原有建筑物根底时，要使二根底之间坚持一定筑物根底时，要使二根底之间坚持一定间隔，其净距间隔，其净距L普通为相邻两根底底面高普通为相邻两根底底面高差差H的的12倍。以免开挖基坑时，坑壁倍。以免开挖基坑时

29、，坑壁塌落，影响原有建筑物地基的稳定。如塌落，影响原有建筑物地基的稳定。如不能满足这一要求时，应采取施工措施，不能满足这一要求时，应采取施工措施，如分段施工、设暂时加固支撑或板桩支如分段施工、设暂时加固支撑或板桩支撑等。撑等。对荷载较大的高层建筑和对不均匀沉降要求严厉的建筑物设计中，为减少沉降，获得较大的承载力，需把根底埋置在较深的良好土层上。此外，接受程度荷载较大的根底，应有足够大的埋置深度，以保证地基的稳定性。三、工程地质和水文地质条件三、工程地质和水文地质条件直接支承根底的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。为了保证直接支承根底的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。为了保证建筑物

30、的平安必需根据荷载的大小和性质给根底选择可靠的持力层。上层土的承载力建筑物的平安必需根据荷载的大小和性质给根底选择可靠的持力层。上层土的承载力大于下层土时，尽能够取上层土作为持力层，以减少根底的埋深。大于下层土时，尽能够取上层土作为持力层，以减少根底的埋深。当上层土的承载力低于下层土时，假设取下层土为持力层，所需的根底底面积较当上层土的承载力低于下层土时，假设取下层土为持力层，所需的根底底面积较小、但根底埋深较大，假设取上层土为持力层，那么情况适相反。哪一种方案较好，小、但根底埋深较大，假设取上层土为持力层，那么情况适相反。哪一种方案较好，要从施工难易、资料用量等方面作方案比较后才干一定。当根

31、底存在脆弱下卧层时，要从施工难易、资料用量等方面作方案比较后才干一定。当根底存在脆弱下卧层时，根底宜尽量浅埋，以便加大基底至脆弱层的间隔。根底宜尽量浅埋，以便加大基底至脆弱层的间隔。根底应尽量埋置在地下水位以上，防止施工时要进展基槽排水。假设地基中有承压水存在，那么要校核开挖基槽后，承压水层以上的基底隔水层能否会因承压力水的浮托作用而发生流土破坏的危险。要思索地下水对根底资料的腐蚀作用。四、地基冻胀和融陷条件四、地基冻胀和融陷条件 地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，在冰冷地域，冬季地表附近土层中，水因温度降在冰冷地域，冬季地表附近土层中，水因温度降

32、低而冻结。土冻结后，含水量添加，体积膨胀，低而冻结。土冻结后，含水量添加，体积膨胀，地面隆起这种景象称为土的冻胀景象。春季气温地面隆起这种景象称为土的冻胀景象。春季气温上升土层解冻，冻土层体积减少，而含水量显著上升土层解冻，冻土层体积减少，而含水量显著添加，土的强度大幅度下降而产生融陷景象。冻添加，土的强度大幅度下降而产生融陷景象。冻胀和融陷都是不均匀的。假设基底下面有冻土层，胀和融陷都是不均匀的。假设基底下面有冻土层，就将产生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑就将产生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑物的正常运用，甚至导致建筑物破坏。物的正常运用，甚至导致建筑物破坏。 对于埋置于可冻胀土中的

33、根底，其最小埋深对于埋置于可冻胀土中的根底，其最小埋深dmin应由下式确定应由下式确定式中式中 zo(规范冻结深度规范冻结深度)；t(采暖对冻深的影响采暖对冻深的影响系数系数)和和dfr(残留冻土层厚度残留冻土层厚度)。 规定对于冻胀地基规定对于冻胀地基上的建筑物应采取防冻害措施。上的建筑物应采取防冻害措施。frtdzd0min一、地基承载力验算一、地基承载力验算 1.持力层的承载力验算持力层的承载力验算 直接支承根底的地基土层称为持力层。对于一切等级的建筑物都必需进展直接支承根底的地基土层称为持力层。对于一切等级的建筑物都必需进展地基承载力验算。当根底只接受轴心荷载时，要求满足式地基承载力验

34、算。当根底只接受轴心荷载时，要求满足式pk fa式中式中 pk 根底底面的压力。基底压力均简化为按直线分布，用资料力学方法根底底面的压力。基底压力均简化为按直线分布，用资料力学方法求得求得式中式中 Fk 相应荷载效应规范组合时，上部构造传至根底顶面竖向力，相应荷载效应规范组合时，上部构造传至根底顶面竖向力，kN； Gk 根底自重和根底上的土重，根底自重和根底上的土重，kN； A 根底底面积，根底底面积，m2。地地 基基 计计 算算 采用极限形状设计方法，结合地基土的特点和长期积累的工程采用极限形状设计方法，结合地基土的特点和长期积累的工程阅历，地基计算包括地基承强力验算、地基变形验算、地基稳定

35、阅历，地基计算包括地基承强力验算、地基变形验算、地基稳定验算三个方面内容。验算三个方面内容。kkkFGpA 当根底受偏心荷载作用时，除要求满足上式外，还应满足式中 pmax 根底底面边缘最大压力值，kPa； pmin 根底底面边缘最小压力值，kPa； M 作用于根底底面的力矩值，kNM； W 根底底面的抵抗矩，m3； e 偏心矩，m。maxmaxmin1.2kkkkkkpfpFGMpAW 当偏心矩eb6时，pmin0，根底底面与地基土脱开。这种情况下，基底压力pmax可表示为：式中 l 垂直于力矩方向的根底底面边长，m； a 合力作用点至根底底面最大压力边缘的间隔，m。 pmin /pmax

36、值过小，表示基底压力分布很不均匀，容易引起过大的不均匀沉降应尽量防止。对高层建筑的箱形和筏形根底。要求pmin 0。假设思索地震组合，那么允许根底底面可以部分与地基土脱开，但零应力区的面积不应超越根底底面积的25，即3a 0.75b 。max2()3kFGpla 2.地基承载力设计值地基承载力设计值 地基承载力设计值是满足土的强度条件和变形要求时的地基单位面积上的地基承载力设计值是满足土的强度条件和变形要求时的地基单位面积上的承载才干。因此承载力验算可以以为是控制地基中塑性区域的开展以免导致地承载才干。因此承载力验算可以以为是控制地基中塑性区域的开展以免导致地基失稳。基失稳。 地基承载力特征值

37、确定方法：地基承载力特征值确定方法： 1按按提供的承载力表，由室内土工实验和原位提供的承载力表，由室内土工实验和原位测试目确实定地基承载力特征值测试目确实定地基承载力特征值fak。 2按土的抗剪强度目的，以实际公式按土的抗剪强度目的，以实际公式fa=Mbb+Md0d+Mcck 计算地计算地基承载力设计值基承载力设计值fa。 地基承载力设计值确定地基承载力设计值确定 fafak b (b3)d (d0.5)式中式中 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，kPa； fak 地基承载力特征值，地基承载力特征值，kPa； 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，基底以下土的天然

38、容重，地下水位以下用浮容重，kNm3； b 根底宽度，当宽度小于根底宽度，当宽度小于3m时按时按3m计，大于计，大于6m时按时按6m计；计； d 根底埋置深度根底埋置深度m；普通根底自室外地面标高起算。在填方整；普通根底自室外地面标高起算。在填方整平地域，可自填土面标高算起，平地域，可自填土面标高算起， 但填土在上部构造施工完成后进展，应但填土在上部构造施工完成后进展，应从天然地面标高算起。从天然地面标高算起。 对于地下室，如采用箱形根底或筏基时，根底埋对于地下室，如采用箱形根底或筏基时，根底埋置深度自室外地面标高算起，当采用独立根底或条形根底时应从室内地置深度自室外地面标高算起，当采用独立根

39、底或条形根底时应从室内地面标高算起。面标高算起。 地下室的外墙根底埋深，可按下式计算地下室的外墙根底埋深，可按下式计算 d=(d1+d2)/2。在其他情况下，。在其他情况下，从室内地面标高起算；从室内地面标高起算； b、d 根底宽度和埋置深度的承载力修正系数。根底宽度和埋置深度的承载力修正系数。 二、中心荷载作用下根底的计算二、中心荷载作用下根底的计算 在根底的设计中，通常假定根底底面压力是直线在根底的设计中，通常假定根底底面压力是直线分布，受中心荷载作用时，那么为均匀分布，根底采分布，受中心荷载作用时，那么为均匀分布，根底采用对称方式，使荷载作用线经过基底形心。用对称方式，使荷载作用线经过基

40、底形心。计算步骤如下：计算步骤如下： (一一) 计算根底底面积计算根底底面积A (矩形矩形)或根底底面宽度或根底底面宽度b (条条形、正方形形、正方形) 中心荷载作用下的根底，按承载力设计值计算，中心荷载作用下的根底，按承载力设计值计算，应满足条件：应满足条件： 初步估算时，可假定根底与土的平均容重初步估算时，可假定根底与土的平均容重 为为19.6kN/m3(工程计算中，常简化取为工程计算中，常简化取为 20 kN/m3) 即即GG dA。在实践计算时。在实践计算时G那么为根底自重的设计值那么为根底自重的设计值和根底上土重的规范值，地下水位以下部分均用浮容和根底上土重的规范值，地下水位以下部分

41、均用浮容重计算。重计算。kGkaFAdpfA kaGkaGkaGFbfdFbfdFAfd条形基础方形基础矩形基础 三、偏心荷载作用下根底的计算 偏心荷载作用下，根底底面的尺寸普通用逐次渐近法进展计算。计算步骤如下： 1.先不思索偏心，用条形根底公式或矩形根底公式计算出根底的底面积A1 (对于单独根底)或根底宽度b1(对于条形根底)。 2.根据偏心大小，把底面积A1(或b1)适当提高1040，作为偏心荷载作用下根底底面积(或宽度)的第一次近似值，即：A(1.11.4)A1 3.按假定的根底底面积A，用下式计算基底的最大和最小的边缘压力。 如不满足要求，或应力过小，地基承载力未能充分发扬，应调整根

42、底尺寸，直到既满足要求又能发扬地基承载力为止。 根底高度确实定方法与受中心荷载作用的方法一样。 假设地基中有脆弱下卧层时，应进展脆弱下卧层的承载力验算。假设建筑物属于必需进展变形验算的范围，应按要求进展变形验算。必要时还要对尺寸进展调整，并重新进展各项验算。maxmaxminmaxmin1 () 1.22kkkkakakpFGMppfpfpAW验算地基承载力 3. 脆弱下卧层承载力验算脆弱下卧层承载力验算 持力层以下存在承载力明显低于持力层的土层，持力层以下存在承载力明显低于持力层的土层，称为脆弱下卧层。假设脆弱下卧层埋藏不够深，分称为脆弱下卧层。假设脆弱下卧层埋藏不够深，分散到下卧层的应力大

43、于下卧层的承载力时，地基依散到下卧层的应力大于下卧层的承载力时，地基依然有失效的能够，因此需求进展脆弱下卧层的承载然有失效的能够，因此需求进展脆弱下卧层的承载力验算。力验算。 当地基受力层范围内有脆弱下卧层时，应按下当地基受力层范围内有脆弱下卧层时，应按下式验算：式验算： pzpczfaz 式中式中 pz脆弱下卧层顶面处的附加压力设计值；脆弱下卧层顶面处的附加压力设计值； pcz脆弱下卧层顶面处土的自重压力规范值；脆弱下卧层顶面处土的自重压力规范值； faz 脆弱下卧层顶面处经深度修正后地基承脆弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力设计。载力设计。 当持力层与下卧脆弱土层的紧缩模量比值大于或当持

44、力层与下卧脆弱土层的紧缩模量比值大于或等于等于3时，对条形根底和矩形根底，时，对条形根底和矩形根底， pz值可按简化公值可按简化公式计算。式计算。()2 tan()(2 tan )(2 tan )cozcozb ppbzlb pplzbz条形基础矩形基础自重应力规范值 附加压力设计值 Es1/Es2 pzpczfaz ()2 tan()(2 tan )(2 tan )cozcozb ppbzlb pplzbz条形基础矩形基础自重应力规范值 附加压力设计值 Es1/Es2 三、地基稳定性验算三、地基稳定性验算 对经常受程度荷载作用的高层建筑和挺拔构造以及建在斜坡上的建筑物，尚应验算地对经常受程度

45、荷载作用的高层建筑和挺拔构造以及建在斜坡上的建筑物，尚应验算地基地稳定性。基地稳定性。 地基稳定性可用圆弧滑动面法进展验算。稳定平安系数为最危险的滑动面地基稳定性可用圆弧滑动面法进展验算。稳定平安系数为最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值，其值应符合下式要求：上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值，其值应符合下式要求： 假设思索深层滑动时，滑动面可为脆弱土层界面，即为一平面时，稳定平安系数应提假设思索深层滑动时，滑动面可为脆弱土层界面，即为一平面时，稳定平安系数应提高高1.3。 位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的根底底面边长小于或等于位于稳定土坡

46、坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的根底底面边长小于或等于3m时，时，其根底底面外边缘线至坡顶的程度间隔应符合下式要求，但不得小于其根底底面外边缘线至坡顶的程度间隔应符合下式要求，但不得小于2.5m。 当边坡坡角大于当边坡坡角大于45o 、坡高大于、坡高大于8m时，时，尚应进展坡体稳定性验算。尚应进展坡体稳定性验算。2 . 1滑动力矩抗滑力矩K tan5 . 2 tan5 . 3 dbadba矩形基础条形基础二、地基变形验算二、地基变形验算 建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许直。建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许直。地基变形必需满足地基变形必需满足 s s 1.地基变形量计算

47、地基变形量计算 采用规范提供的分层总和法。参见土力学中的论述。采用规范提供的分层总和法。参见土力学中的论述。 2.地基的允许变形地基的允许变形(参见书参见书p47) 3.地基变形特征可分为地基变形特征可分为 沉降量、沉降差、倾斜、部分倾斜沉降量、沉降差、倾斜、部分倾斜 沉降量指根底某一点的沉降量，通常指根底中点的沉降量。沉降量假设过大，将影响建筑物的正常运用，如呵斥室内外上下水管、煤气管道的断裂等等。 沉降差普通指相邻柱基中点的沉降量之差。相邻柱基沉降差过大，就会导致上部构造产生额外的应力，严重时，建筑物将发生裂痕、倾斜甚至破坏。对于框架构造和排架构造，设计时应由相邻柱基的沉降差控制。 倾斜指

48、根底倾斜方向两端点的沉降差与其间隔的比值。对于挺拔构造及长高比很小的高层建筑，其地基的主要特征变形是建筑物的整体倾斜。 部分倾斜指砌体承重构造沿纵墙610m内根底两点的沉降差与其间隔的比值。墙体部分倾斜大时，将会使其挠曲变形、开裂，影响正常运用。 对于不同建筑物应选用对其影响最大的地基变形特征作为地基允许变形的控制根据。对于砌体承重构造应由部分倾斜控制；对于框架构造和单层排架构造应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和挺拔构造应由倾斜值控制。 由砖、毛石、灰土、混凝土等资料按台阶逐级向下扩展(大放脚)构成的无筋扩展根底，也称为刚性根底。 其优点是施工技术简单，资料可就地取材。造价低廉，在

49、地基条件答应的情况下，是多层民用建筑和轻型厂房适用的浅根底类型。 刚性根底所用资料的抗压强度较高，抗拉、抗剪强度低，稍有挠曲变形，根底内拉应力就会超越资料的抗拉强度而产生裂痕。无筋扩展根底 为保证根底不发生弯曲破坏或剪切破坏，通常都是限制台阶的宽高比以满足一定的刚度和强度要求，即满足如下要求：22tanbh式中: 无筋扩展根底的刚性角，而tan即为台阶宽高比的允许值。002tanbbH根底底面宽度b应符合下式要求： 采用无筋扩展根底的钢筋混凝土柱其柱脚高度h1 不得小于b1并不应小于300mm 且不小于20d(d 为柱中的纵向受力钢筋的最大直径)当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求

50、时可沿程度方向弯折弯折后的程度锚固长度不应小于10d 也不应大于20d。 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层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，计算根底底面积和根底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。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 根底的受力情况可分四种，普通房屋建筑物的根底主根底的受力情况可分四种，普通房屋建筑物的根底主要是接受竖向

51、荷要是接受竖向荷载。程度荷载如土压力、风压力等所占的比例很小。作用载。程度荷载如土压力、风压力等所占的比例很小。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、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楼面荷载和根底的自重(包括根底台阶上的填土包括根底台阶上的填土)等。活荷等。活荷载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进展。载应按规范折减。荷载的计算方法应按规范要求进展。 二二 确定刚性根底的高度确定刚性根底的高度 刚性根底在宽度确定后刚性根底在宽度确定后(满足承载力满足承载力要求要求)，应该按刚性角的要求，确定刚性，应该按刚性角的要求，确定刚性根底的

52、高度。根底的高度。 假设墙或柱的宽度为假设墙或柱的宽度为bo，根底的宽，根底的宽度为度为b，刚根底两侧的外伸长度为，刚根底两侧的外伸长度为bt(bbo)/2，按刚性角的要求，按刚性角的要求:)(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、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。确定构造尺寸时最主刚性根底经常做成台阶形断面，有时

53、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合理，便于施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。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种，一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种，一种按台阶的宽高比为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底打两厚的素混凝土垫层。对于低层房屋也可在槽底打两步步(300mm)三七

54、灰土，替代混凝土垫层。三七灰土，替代混凝土垫层。 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，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) 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

55、以做成台阶形或梯形断面。做成台阶形时，总高度在350 mm 以以内作一层台阶；总高度为内作一层台阶；总高度为350mmH900mm时，作成二层台阶；总高度大于时，作成二层台阶；总高度大于 900mm时、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。所以用灰土。由于基槽边角处灰土不容易夯实。所以用灰土根底

56、时，实践的施工宽度应该比计算宽度每边各放出根底时，实践的施工宽度应该比计算宽度每边各放出50mm以上。以上。 某砖混构造山墙根底，传到根底顶面的荷载，室内外高差为0.45m，墙厚0.37m，地质条件如例图所示，试设计条形根底。【例题3-5】 某砖混构造山墙根底，传到根底顶面的荷载，室内外高差为0.45m，墙厚0.37m，地质条件如例图所示，试设计条形根底。【例题3-5】扩展根底的设计 扩展根底系指柱下钢筋混凝土独立根底和墙下钢筋混凝土条扩展根底系指柱下钢筋混凝土独立根底和墙下钢筋混凝土条形根底。形根底。 特点：不受刚性角的限制，设计上可以做到宽基潜埋，充特点：不受刚性角的限制，设计上可以做到宽

57、基潜埋，充分利用表层好土层作为持力层。与刚性根底相比，混凝土根底分利用表层好土层作为持力层。与刚性根底相比，混凝土根底具有较大的抗拉、抗弯才干，能接受较大的竖向荷载和弯矩。具有较大的抗拉、抗弯才干，能接受较大的竖向荷载和弯矩。广泛运用在单层和多层构造中。广泛运用在单层和多层构造中。扩展根底的构造要求锥形根底的边缘高度不宜小于锥形根底的边缘高度不宜小于200mm；阶梯形根底的每阶高度宜为；阶梯形根底的每阶高度宜为300。垫层的厚度不宜小于垫层的厚度不宜小于70mm； 垫层混凝土强度等级应为垫层混凝土强度等级应为C10。扩展根底底板受力钢筋的最小直径不宜小于扩展根底底板受力钢筋的最小直径不宜小于1

58、0mm ；间距不宜大于；间距不宜大于200mm。也不宜小于。也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形根底纵向分布钢筋的直。墙下钢筋混凝土条形根底纵向分布钢筋的直径不小于径不小于8mm 间距不大于间距不大于300mm ；每延米分布钢筋的面积应不小于受力；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋维护层的厚度不小于。当有垫层时钢筋维护层的厚度不小于40mm； 无垫层时无垫层时不小于不小于70mm。混凝土强度等级不应低于混凝土强度等级不应低于C20。扩展根底的构造要求 当柱下钢筋混凝土独立根底当柱下钢筋混凝土独立根底的边长和墙下钢筋混凝土条的边长和墙下钢筋混凝土条形

59、根底的宽度大于或等于形根底的宽度大于或等于2.5m 时，底板受力钢筋的长时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的度可取边长或宽度的0.9 倍并倍并宜交错布置。宜交错布置。扩展根底的构造要求钢筋混凝土条形根底底板在钢筋混凝土条形根底底板在T 形及十字形交接处，底板形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度主要受力方向底板宽度1/4 处。在拐角处底板横向受力处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。钢筋应沿两个方向布置。钢筋混凝土单独根底 单独根底的构造

60、计算主要包括冲切、部分受压计算(当根底混凝土强度小于柱时)和受弯。由冲切强度条件控制柱边处根底高度和变阶处高度；由根底底板弯矩决议配筋量。钢筋混凝土单独根底钢筋混凝土单独根底ApFhbfFjlmtl06 . 01 1根底高度确实定根底高度确实定 根底在柱荷载作用下，假设沿柱周边的根底高度根底在柱荷载作用下，假设沿柱周边的根底高度不够，就会发生冲切破坏，即沿柱边不够，就会发生冲切破坏，即沿柱边4545方向斜面拉方向斜面拉裂。为保证根底不发生冲切破坏，必需使冲切面外的裂。为保证根底不发生冲切破坏，必需使冲切面外的地基净反力产生的冲切荷载应小于或等于冲切面上混地基净反力产生的冲切荷载应小于或等于冲切