基础工程-浅基础设计(2)

1、浅基础设计（2）Shallow Foundation Design（2）天然地基浅基础设计n地质勘察，掌握地质资料n选择基础类型、建筑材料和平面布置方案n选择持力层和基础埋置深度n确定地基承载力n按地基承载力确定基础底面尺寸n地基稳定性和变形验算n进行基础结构设计n绘制基础施工图（一）（二）（三）（四）（五）（六）（二）基础埋置深度n埋置深度：基础底面至地面的距离 影响因素：n建筑结构与场地环境n工程地质条件n水文地质条件n地基冻融条件建筑结构与场地环境n建筑结构：基础形式、地下室、电梯、地下管道n结构物荷载大小和性质：风荷载、地震荷载n场地环境：原有建筑物的基础工程地质条件n持力层：直接支承

2、基础的土层n下卧层：持力层以下的土层n上层土的承载力能满足要求时，应选择浅埋；若其下有软弱土层时，应验算软弱下卧层的承载力。n当上层土的承载力低于下层土时，要综合考虑基础底面积与埋深的关系。地基土层的组成类型好土好土软土软土软土软土好土好土好土好土软土软土好土好土软土软土好土好土()tancba土坡坡顶处的基础埋深 3.52.5：（条形基础）， （矩形基础）水文地质条件n尽量置于地下水位以上n置于地下水位以下时，要考虑：n基坑排水、坑壁围护n涌土、流砂等情况n地下水的腐蚀作用；n上浮托力；n地下室防渗。h000whhkh 承压水位高度（从承压含水层顶算起）（m）0槽底安全厚度范围内土的加权平均

3、重度k 系数，一般取1.0，对宽基坑宜取0.7地基冻融条件n季节性冻土：冬季冻结、天暖解冻。n冻胀产生上抬力，基础可能被上抬；土层解冻时，土体软化，强度降低，地基产生融陷。n地基土依据冻前天然含水量，冻结期间地下水位和平均冻胀率（冻胀试验）可划分不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀。冻胀量原地面冻结线地下水位冻深冻层厚度0dzszwzezz dz式中：设计冻深(m)0zzszwze土的类别对冻深的影响系数土的冻胀性对冻深的影响系数环境对冻深的影响系数标准冻深(m)。系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不小少已10年实测最大冻深的平均值。无实测资料时，按建筑地基基础设计规范“中国季节性

4、冻土标准冻深线图”采用；季节性冻土的设计冻深n当建筑基础底面以下允许一定厚度的冻土层，可用：minmaxddzhmaxh为基础底面下允许残留冻土层的最大厚度残留冻土层 hmax原地面冻结线地下水位zd冻层厚度防冻害措施n在地下水位以上的基础基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不小于10cm。在地下水位以下的基础，可采用桩基础、自锚式基础(冻土层下有扩大板或扩底短柱)或采取其他有效措施。n选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。对低洼场地，宜在建筑物四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300一500mm。n防止雨水、地表水、乍产废水、生活污水浸入建筑地基，应设置排

5、水设施。在山区加没截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流。n在强冻胀性和特强冻胀性地基上其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁、并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。（三）地基承载力n地基承载力的设计原则n总安全系数设计原则n容许承载力设计原则n概率极限状态设计原则n总安全系数设计原则：uppK式中: p 基础底面的压力（kPa）; pu 地基极限承载力（kPa）; K 总安全系数n容许承载力设计原则： pp式中:p地基容许承载力（kPa）容许承载力设计原则是我国最常用的方法之一n概率极限状态设计原则建筑地基规范 为保证建筑物的安全使用，地基必须满足两种极限状态的要求：（1）承

6、载力极限状态：（2）正常使用极限状态apf ssp:基底平均压力设计值，fa：地基承载力设计值s：地基变形，s:地基容许变形 地基承载力设计值或特征值 ：在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值af确定地基承载力设计值n按土的抗剪强度指标确定n按地基载荷试验确定n按地基规范承载力表确定按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定n建筑地基规范abdmckfMbMdM c0.033eb1/412qcpbNqNcN荷载偏心距2-16n临塑荷载：n对一级建筑物，确定抗剪强度指标ck，fk，要求采取原状土样以三轴剪切试验测定；n确定抗剪强度指标ck，fk的试验方法必须和地基土的工作状态相适应；n仅适

7、用于e0.033b的情况，这是因为用该公式确定承载力时相应的理论模式是基底压力呈条形均匀分布;n按以上承载力确定基础底面尺寸后，还应进行地基变形特征验算；n当 ，增加b对地基承载力的提高无明显效果。0k按地基载荷试验确定按地基载荷试验确定规范要求对地基基础设计等级为甲级的建筑物采用荷载试验通过荷载沉降曲线来求地基承载力特征值(a) fak=p1 fak=pu/2 (pu=0.06岩石地基承载力特征值n岩石地基承载力特征值n极限荷载：规范规定的终止条件荷载时前一级nMin（极限荷载/3 ，比例界限荷载）n依据室内饱和单轴抗压试验确定arrkfffa 岩石地基承载力特征值（kPa)frk 岩石饱和

8、单轴抗压强度标准（kPa)r 折减系数。根据岩体完整程度等确定按地基规范承载力表确定n旧规范提供承载力表供查用n新规范将地基承载力地域化，取消承载力表，但允许制定地方性规范，确定地基承载力表1.建筑地基规范承载力表根据土的物理根据土的物理力学指标查表力学指标查表根据野外鉴别结果或标准根据野外鉴别结果或标准贯入、轻便触探试验查表贯入、轻便触探试验查表承载力基本值承载力基本值f0承载力标准值承载力标准值fk承载力设计值承载力设计值f统计学回统计学回归修正归修正基础深、基础深、宽休正宽休正地基承载力设计值n宽度和埋深修正a(3)(0.5)akbdmffbd 式中 fa地基承载力设计值，kPa fak

9、地基承载力标准值，kPa b、d分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土类查表2-15 基底持力层土的天然重度（地下水位以下的有效重度）， kN/m3 m基底以上埋深范围内土的加权平均重度（该范围内的土层处于水位以下部分有效重度参与加权平均）， kN/m3 b基础底面宽度，b6m时按6m计 d基础埋置深度，d2m， h3m， h/b4时 ) 3()2(22110hKbKssb基础验算底面的最小宽度或直径（m）粘性土地基承载力不考虑宽度修正,砂土：b10m，按10m修正h基础的埋置深度（m）1基底下持力层的容重（kN/m3）2基底以上土的容重（kN/m3）K1 K2 按持力层类确定的宽度和深度修正系数课堂习题1已知某拟建建筑物场地地质条件，第一层：杂填土，层厚1.0m，18kN/m3；第二层：粉质粘土，层厚 4.2m， 18.5kN/m3，e0.92，IL=0.94，地基承载力特征值fak=136kPa，试按以下基础条件分别计算修正后的地基承载力特征值：（1）基础底面为4.0m6.0m的矩形独立基础，埋深1.0m；（2）基础底面