基础工程-第七章-浅基础设计-2019ppt课件

1、根底工程根底工程主讲教师：张成兴主讲教师：张成兴土木工程学院土木工程学院School of Civil EngineeringSchool of Civil Engineering第七章第七章 浅根底根底浅根底根底7.1 7.1 地基根底设计的根本原那么地基根底设计的根本原那么7.2 7.2 浅根底的类型浅根底的类型7.3 7.3 根底埋置深度的选择根底埋置深度的选择7.4 7.4 地基承载力地基承载力7.5 7.5 根底底面尺寸确实定根底底面尺寸确实定7.6 7.6 地基变形验算地基变形验算7.7 7.7 扩展根底设计扩展根底设计7.8 7.8 柱下钢筋混凝土条形根底设计柱下钢筋混凝土条形根

2、底设计7.9 7.9 筏型根底设计筏型根底设计7.10 7.10 减轻不均匀沉降损失的措施减轻不均匀沉降损失的措施7.1 7.1 地基根底设计的根本原那么地基根底设计的根本原那么一、地基、根底的类型一、地基、根底的类型 u通常把支承根底的土体或岩体称为地基。u根底是将构造接受的各种作用传送到地基上的构造组成部分。浅根底浅根底 深根底深根底天然地基天然地基 人工地基人工地基差别：施工方法及设计原那么下卧层下卧层地基与根底地基与根底D持力层受力层持力层受力层地基地基根底FG天然地基天然地基人工地基：加固上部土层，提高承载力。人工地基：加固上部土层，提高承载力。软土软土大直径钻孔桩大直径钻孔桩风化砂

3、岩及粉砂岩风化砂岩及粉砂岩部分风化及部分风化及不风化泥岩不风化泥岩深根底：新加坡开展银行,四墩, 每墩直径7.3m。将荷载传送到下部好土层,承载力高。桩根底桩根底 天然地基上的浅根底，构造比较简单，最为经济，天然地基上的浅根底，构造比较简单，最为经济，如能满足要求，宜优先选用。如能满足要求，宜优先选用。1天然地基上的浅根底；天然地基上的浅根底；2人工地基上的浅根底；人工地基上的浅根底；3天然地基上的深根底天然地基上的深根底(桩根底等桩根底等)。二、地基根底方案二、地基根底方案三、天然地基上浅根底设计的内容和普通步骤：三、天然地基上浅根底设计的内容和普通步骤：n充分掌握拟建场地的工程地质条件和地

4、质勘察资料；充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料；n综合思索选择根底类型和平面布置方案；综合思索选择根底类型和平面布置方案；n选择地基持力层和根底埋置深度；选择地基持力层和根底埋置深度；n确定地基承载力；确定地基承载力；n按地基承载力包括持力层和脆弱下卧层确定根底底面尺寸；按地基承载力包括持力层和脆弱下卧层确定根底底面尺寸；n进展必要的地基稳定性和变形验算；进展必要的地基稳定性和变形验算；n进展根底的构造设计；进展根底的构造设计；n绘制根底施工图，并提出必要的技术阐明。绘制根底施工图，并提出必要的技术阐明。四、概率极限设计方法与极限形状设计原那么四、概率极限设计方法与极限形状设计原那么

5、 以构造的可靠度目的或失效概率来度量构造的以构造的可靠度目的或失效概率来度量构造的可靠度，并且建立构造可靠度与构造极限形状方程关系，可靠度，并且建立构造可靠度与构造极限形状方程关系，这种设计方法就是以概率论为根底的极限设计方法，简这种设计方法就是以概率论为根底的极限设计方法，简称概率极限设计方法。称概率极限设计方法。 整个构造或构造的一部分构件超越某一特定形整个构造或构造的一部分构件超越某一特定形状就不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定形状状就不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定形状称为该功能的极限形状。称为该功能的极限形状。 承载力极限形状：这种极限形状对应于构造或构件承载力极限形状

6、：这种极限形状对应于构造或构件到达最大承载力或不适于继续承载大变形。整体剪切到达最大承载力或不适于继续承载大变形。整体剪切破坏破坏 正常运用极限形状：这种极限形状对应于构造或构正常运用极限形状：这种极限形状对应于构造或构件到达正常运用或耐久性能的某项规定限值。地基变件到达正常运用或耐久性能的某项规定限值。地基变形形五、地基根底设计的根本原那么五、地基根底设计的根本原那么 根据地基复杂程度，建筑物规模和功能特征以及由于地根据地基复杂程度，建筑物规模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，基问题能够呵斥建筑物破坏或影响正常运用的程度， 将地基根底设计分为甲级，乙级和丙级三

7、个将地基根底设计分为甲级，乙级和丙级三个设计等级。设计等级。防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的平安度。够的平安度。 为了保证建筑物的平安和正常运用，根据建筑物的平安等为了保证建筑物的平安和正常运用，根据建筑物的平安等级和长期荷载作用下地基变形对上部构造的影响程度，地基根级和长期荷载作用下地基变形对上部构造的影响程度，地基根底设计和计算应该满足下述三项根本原那么：底设计和计算应该满足下述三项根本原那么：u各建筑物均应满足地基承载力计算要求；各建筑物均应满足地基承载力计算要求；u对基坑工程、经常受程度荷载作用的高层建筑，挺拔构造对基坑工程、

8、经常受程度荷载作用的高层建筑，挺拔构造和挡土墙；和挡土墙；u建筑在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物。建筑在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物。p对地下水埋藏较浅，建筑地下室；对地下水埋藏较浅，建筑地下室；p地下构筑物存在上浮问题。地下构筑物存在上浮问题。稳定性验算稳定性验算抗浮验算抗浮验算2.2.控制地基的变形量，使之不超越建筑物的地基特征变形允许控制地基的变形量，使之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构造的损坏或影响建筑物的正常运值，以免引起根底和上部构造的损坏或影响建筑物的正常运用功能和外观。用功能和外观。u地基承载力特征值小于地基承载力特征值小于130kPa130kPa，

9、且体型复杂的建筑；，且体型复杂的建筑；u在根底上及其附近由地面堆载或相邻根底荷载差别较大，能够引起在根底上及其附近由地面堆载或相邻根底荷载差别较大，能够引起地基产生过大的不均匀沉降；地基产生过大的不均匀沉降；u脆弱地基上大建筑物存在偏心荷载时；脆弱地基上大建筑物存在偏心荷载时；u相邻建筑间隔相邻建筑间隔 过近，能够发生倾斜时；过近，能够发生倾斜时；u地基有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。地基有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。地基变形计算地基变形计算设计等级为甲级、乙级的建筑物均应进展地基变形设计验算设计等级为甲级、乙级的建筑物均应进展地基变形设计验算3. 3. 根底

10、的资料，方式，尺寸和构造能顺应上部构造、符合根底的资料，方式，尺寸和构造能顺应上部构造、符合运用要求，满足上述地基承载力稳定性和变形要求外，运用要求，满足上述地基承载力稳定性和变形要求外，还应满足根底构造的强度、刚度和耐久性的要求。还应满足根底构造的强度、刚度和耐久性的要求。规范值规范值六、关于荷载取值的规定六、关于荷载取值的规定设计值设计值计算根底内力、配筋：根本组合设计值，荷载分项系数为计算根底内力、配筋：根本组合设计值，荷载分项系数为1.21.4，与混凝土设计规范相顺应，经过增大荷载，与混凝土设计规范相顺应，经过增大荷载来提高平安度。来提高平安度。计算挡土墙土压力：根本组合，荷载分项系数

11、为计算挡土墙土压力：根本组合，荷载分项系数为1.0，平安度通，平安度通 过平安系数来反映，例如：过平安系数来反映，例如： 抗滑移平安系数抗滑移平安系数Ks抗滑力抗滑力/滑移力滑移力1.3计算基底面积：规范组合规范值，没有荷载分项系数。不计算基底面积：规范组合规范值，没有荷载分项系数。不增大荷载，由于地基承载力已具有足够的平安度。增大荷载，由于地基承载力已具有足够的平安度。 例：例：pkfa=pu/K=pu/2计算沉降：准永久组合，不计风荷载和地震作用。计算沉降：准永久组合，不计风荷载和地震作用。7.2 7.2 浅根底的类型浅根底的类型 在天然地基上，埋置深度小于在天然地基上，埋置深度小于5 5

12、米的普通根底柱基米的普通根底柱基或墙基以及埋置深度虽超越或墙基以及埋置深度虽超越5 5米，但小于根底宽度的大米，但小于根底宽度的大尺寸根底如箱形根底，在计算中根底的侧面摩擦力不尺寸根底如箱形根底，在计算中根底的侧面摩擦力不用思索，统称为天然地基上的浅根底。用思索，统称为天然地基上的浅根底。A、按资料：刚性根底和柔性根底B、按方式：1、单独根底 2、条形根底 3、十字交叉根底 4、筏板根底 5、箱型根底墙下砖砌条形根底墙下条形根底刚性根底，大放脚无筋扩展根底1、刚性根底：、刚性根底： 指受压极限强度较大，而受弯、受拉极限强度较小的资料所建造的根底。2、柔性根底：、柔性根底： 指钢筋混凝土根底。利

13、用其抗弯、抗拉性能。不受台阶宽高比限制，可宽基浅埋。一、无筋扩展根底一、无筋扩展根底 无筋扩展根底系指用砖、毛石、混凝土、毛石混凝无筋扩展根底系指用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土、灰土和三合土等资料组成的墙下条形根底或柱下独土、灰土和三合土等资料组成的墙下条形根底或柱下独立根底，多适用于多层民用建筑和轻型厂房。立根底，多适用于多层民用建筑和轻型厂房。 无筋扩展根底设计时，必需规定根底资料强度及质量、限制台阶宽高比、无筋扩展根底设计时，必需规定根底资料强度及质量、限制台阶宽高比、控制建筑物层高和一定的地基承载力。控制建筑物层高和一定的地基承载力。taniibH见表见表7.37.3 砖根底是工程中最

14、常见的一种无筋扩展根底，普通做成砖根底是工程中最常见的一种无筋扩展根底，普通做成台阶式，俗称大放脚。其砌筑方式有两种，一是台阶式，俗称大放脚。其砌筑方式有两种，一是“二皮一收二皮一收，另一种是，另一种是“二一间隔收二一间隔收但须保证底层为两皮砖，即但须保证底层为两皮砖，即120mm120mm。两种方法都满足台阶宽高比要求，。两种方法都满足台阶宽高比要求， “ “二一间隔收二一间隔收较节省资料。较节省资料。 为了保证砖根底的砌筑质量，并能起到平整和维护基为了保证砖根底的砌筑质量，并能起到平整和维护基坑作用，砖根底施工时，经常在砖根底底面以下先做垫层，坑作用，砖根底施工时，经常在砖根底底面以下先做

15、垫层，垫层资料可选用灰土，三合土和混凝土。垫层每边伸出根垫层资料可选用灰土，三合土和混凝土。垫层每边伸出根底底面底底面50-100mm50-100mm，厚度普通为，厚度普通为100mm100mm。设计时，普通作为。设计时，普通作为构造垫层，不作为根底构造部分思索，因此垫层的宽度和构造垫层，不作为根底构造部分思索，因此垫层的宽度和高度都不计入根底的底部宽度高度都不计入根底的底部宽度b b和埋深和埋深d d之内。之内。 有时，无筋扩展根底是由两种资料叠合组合，如上层有时，无筋扩展根底是由两种资料叠合组合，如上层砖砌体，下层混凝土。下层混凝土的高度假设在砖砌体，下层混凝土。下层混凝土的高度假设在20

16、0mm200mm以以上，符合台阶宽高比要求，那么混凝土层作为根底构造部上，符合台阶宽高比要求，那么混凝土层作为根底构造部分思索。分思索。二、扩展根底二、扩展根底 当根底荷载较大，地质条件较差时，根底底面尺寸也将当根底荷载较大，地质条件较差时，根底底面尺寸也将扩展，为了无筋扩展根底的宽高比要求，相应的根底埋深增扩展，为了无筋扩展根底的宽高比要求，相应的根底埋深增大，往往会给设计时根底布置和地基持力层选择，施工时基大，往往会给设计时根底布置和地基持力层选择，施工时基坑开挖和排水带来不便，并且能够提高工程造价。此外，无坑开挖和排水带来不便，并且能够提高工程造价。此外，无筋扩展根底存在着用料多、自艰苦

17、等缺陷。此时，可以思索筋扩展根底存在着用料多、自艰苦等缺陷。此时，可以思索采用钢筋混凝土资料筑造的根底，适用于采用钢筋混凝土资料筑造的根底，适用于“宽基浅埋宽基浅埋的场的场所采用。所采用。 扩展根底系指柱下钢筋混凝土独立根底和墙下钢筋混凝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。土条形根底。独立根底独立根底特点：柱根底中最常用和最经济的方式。特点：柱根底中最常用和最经济的方式。条型根底条型根底Strip foundation特点：根底抗剪刚度较大，调整不均匀沉降，将所接受的荷载较为均匀分布到整个基底面积上。 条形根底是指根底长度远远大于其宽度的一种根底方条形根底是指根底长度远

18、远大于其宽度的一种根底方式，按上部构造方式，可以分墙下条形根底和柱下条形根底式，按上部构造方式，可以分墙下条形根底和柱下条形根底两种。墙下条形根底有无筋和配筋的条形根底两种。墙下无两种。墙下条形根底有无筋和配筋的条形根底两种。墙下无筋扩展根底在砌体构造中得到广泛运用。当上部墙体荷重较筋扩展根底在砌体构造中得到广泛运用。当上部墙体荷重较大而土质较差时，可思索采用大而土质较差时，可思索采用“宽基浅埋宽基浅埋的墙下钢筋混凝的墙下钢筋混凝土条形根底。普通做成板式无肋式，但当根底延伸方向土条形根底。普通做成板式无肋式，但当根底延伸方向的墙上荷载及地基土的紧缩性不均匀时，为了加强根底的整的墙上荷载及地基土

19、的紧缩性不均匀时，为了加强根底的整体性和纵向抗弯才干，减小不均匀沉降，常采用带肋的墙下体性和纵向抗弯才干，减小不均匀沉降，常采用带肋的墙下钢筋混凝土条形根底。钢筋混凝土条形根底。 在钢筋混凝土框架构造中，当地基脆弱而荷载较在钢筋混凝土框架构造中，当地基脆弱而荷载较大时，假设采用扩展根底，能够因根底底面积很大而大时，假设采用扩展根底，能够因根底底面积很大而使根底边缘相互接近甚至重叠，为添加根底的整体性使根底边缘相互接近甚至重叠，为添加根底的整体性并方便施工，可将同一排的柱根底连通成为柱下钢筋并方便施工，可将同一排的柱根底连通成为柱下钢筋混凝土条形根底。假设仅是相邻柱相连，又称为结合混凝土条形根底

20、。假设仅是相邻柱相连，又称为结合根底或双柱结合根底。根底或双柱结合根底。柱下条形根底柱下条形根底十字交叉根底交梁根底十字交叉根底交梁根底柱下:土质差,或荷载很大,四面单独根底相互相连。作用： 可调整两个方向的不均匀沉降。纵向条形根底纵向条形根底横向条形根底横向条形根底筏形根底筏形根底能跨越地下浅层小洞穴和部分脆弱层；提供比较宽阔的地下运用空间；满足不允许出现不均匀沉降的要求。 筏形根底多用于框架构造、框架剪力墙构造、剪力墙筏形根底多用于框架构造、框架剪力墙构造、剪力墙构造等高层建筑，亦可用于砌体构造，我国南方某些城市构造等高层建筑，亦可用于砌体构造，我国南方某些城市在多层砌体住宅根底中采用筏形

21、根底，并直接建筑在地表在多层砌体住宅根底中采用筏形根底，并直接建筑在地表土层，称为无埋深深筏基。在北方运用时，必需思索能否土层，称为无埋深深筏基。在北方运用时，必需思索能否满足抗冰冻与采暖要求。满足抗冰冻与采暖要求。满堂红满堂红箱型根底箱型根底由筏、墙和顶板构成箱，整体性更好底板底板外墙外墙内墙内墙壳体根底壳体根底 烟囱、水塔、贮仓、中小型高炉等各类筒形构筑物根烟囱、水塔、贮仓、中小型高炉等各类筒形构筑物根底的平面尺寸较普通独立根底大，为节约资料，同时使根底的平面尺寸较普通独立根底大，为节约资料，同时使根底构造有较好的受力特性，常将根底做成壳体方式，称为底构造有较好的受力特性，常将根底做成壳体

22、方式，称为壳体根底。其常用方式有正圆锥壳、壳体根底。其常用方式有正圆锥壳、M M型组合壳、内球外锥型组合壳、内球外锥组合壳等。组合壳等。 据统计，该根底类型可比普通梁、板式钢筋混凝土根据统计，该根底类型可比普通梁、板式钢筋混凝土根底减少混凝土用量底减少混凝土用量50%50%左右，节约钢筋左右，节约钢筋30%30%以上，具有良好以上，具有良好的经济效果。但施工时修筑土胎的技术难度大，易受气候的经济效果。但施工时修筑土胎的技术难度大，易受气候的影响，布置钢筋及浇捣混凝土施工困难，较难实行机械的影响，布置钢筋及浇捣混凝土施工困难，较难实行机械化施工。化施工。 岩层锚杆根底适用于直接建在基岩岩层锚杆根

23、底适用于直接建在基岩上的柱基，以及接受拉力或程度力较大上的柱基，以及接受拉力或程度力较大的建筑物根底。锚杆根底应与基岩连成的建筑物根底。锚杆根底应与基岩连成整体，并应符合以下要求：整体，并应符合以下要求：1. 1. 锚杆孔直径，宜取锚杆直径的锚杆孔直径，宜取锚杆直径的3 3倍，倍，但不应小于一倍锚杆直径加但不应小于一倍锚杆直径加50mm50mm。 2. 2. 锚杆插入上部构造的长度，应符合锚杆插入上部构造的长度，应符合钢筋的锚固长度要求；钢筋的锚固长度要求； 3. 3. 锚杆宜采用热轧带肋钢筋，水泥砂锚杆宜采用热轧带肋钢筋，水泥砂浆强度不宜低于浆强度不宜低于30MPa30MPa，细石混凝土强，

24、细石混凝土强度不宜低于度不宜低于C30C30。灌浆前应将锚杆孔清。灌浆前应将锚杆孔清理干净。理干净。岩层锚杆根底岩层锚杆根底1 1、根底埋置深度、根底埋置深度 是指根底底面至地面普通指设计地面的间隔是指根底底面至地面普通指设计地面的间隔 。2 2、根底埋深选择的意义、根底埋深选择的意义 根底埋置深度的大小对于建筑物的平安和正常运根底埋置深度的大小对于建筑物的平安和正常运用；根底施工技术措施；施工工期；工程造价影响很大。用；根底施工技术措施；施工工期；工程造价影响很大。对高层稳定、滑移的影响；地基强度、变形的影响；根底对高层稳定、滑移的影响；地基强度、变形的影响；根底由于冻胀或水影响下的耐久性。

25、设计时必需综合思索建筑由于冻胀或水影响下的耐久性。设计时必需综合思索建筑物本身条件如运用条件，构造方式，荷载大小和性质物本身条件如运用条件，构造方式，荷载大小和性质以及所处的环境如地质条件，气候条件，临近建筑物的以及所处的环境如地质条件，气候条件，临近建筑物的影响等。影响等。3 3、根底埋深选择的原那么、根底埋深选择的原那么 在保证建筑物平安、稳定、耐久运用的前提下，在保证建筑物平安、稳定、耐久运用的前提下，擅长从实践出发，抓住其中起决议作用的一两种要素，尽擅长从实践出发，抓住其中起决议作用的一两种要素，尽量浅埋的原那么，合理选择根底埋置深度，以便节省投资，量浅埋的原那么，合理选择根底埋置深度

26、，以便节省投资，方便施工。除基岩外，普通不宜小于方便施工。除基岩外，普通不宜小于0.50.5米。另外，根底顶米。另外，根底顶面应低于室外设计地面面应低于室外设计地面100mm100mm以上，以防止根底外露。以上，以防止根底外露。7.3 根底埋置深度确实定一、影响根底埋深的要素一、影响根底埋深的要素 1 1、建筑构造条件与场地环境条件：、建筑构造条件与场地环境条件：A A、类型主要指高层与非高层之分。、类型主要指高层与非高层之分。B B、根底构造，针对根底类别、用途等。、根底构造，针对根底类别、用途等。2 2、根底上荷载大小及性质：、根底上荷载大小及性质：A A、荷载大小与地基承载力间的关系导致

27、持力层选择发生变化。、荷载大小与地基承载力间的关系导致持力层选择发生变化。B B、建筑物类型不同，其所受荷载性质发生变化，从而对根底、建筑物类型不同，其所受荷载性质发生变化，从而对根底埋深产生影响。埋深产生影响。( (高层建筑：程度力作用；砖窑：高温作用；高层建筑：程度力作用；砖窑：高温作用；冷库：低温作用；受动力荷载根底：对持力层土要求，不宜为冷库：低温作用；受动力荷载根底：对持力层土要求，不宜为饱和疏松的粉细砂饱和疏松的粉细砂) )。A、工程地质条件不同，根底的埋深有较大差别，要合理选择持力层以保证建筑物的平安和经济性。B、土层不均匀时可分段采用不同埋深。对建于边坡上的根底如以下图，其埋深

28、应满足下式：tanabd取3.5m条形根底)或2.5m矩形或圆形根底3 3、工程地质条件、工程地质条件84532.5Hmbmam适用条件4 4、水文地质条件、水文地质条件A A、尽量将根底置于地下水位以、尽量将根底置于地下水位以上；上；B B、防止流砂、管涌等灾祸；、防止流砂、管涌等灾祸；C C、防止地基因挖土减压而隆起、防止地基因挖土减压而隆起开裂；开裂；D D、对埋藏有承压水层的地基应、对埋藏有承压水层的地基应控制承压含水层顶面的有效应力控制承压含水层顶面的有效应力大于零。大于零。1 1220Wzzh 00whhk基底至承压含水层顶间保管土层厚度槽底平安厚度0h对于埋置于可冻胀土中的根底，

29、其最小埋深应由下式确定：(GB50007-2019zd设计冻深；hmax基底下允许残留冻土层的最大厚度。5 5、地基土冻胀和融陷条件、地基土冻胀和融陷条件maxdminhzd0dzszwzezz0z规范冻深：系采用在地面平坦、裸露、城市之外的空阔场地中不少于10年实测最大冻深的平均值。zszwze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。冻胀性；根底方式；基底平均压力；采暖情况。7.4 7.4 地基承载力地基承载力 为了满足地基强度和稳定性的要求，设计时必需控制根为了满足地基强度和稳定性的要求，设计时必需控制根底底面最大压力不得大于某一界限值，按照不同的设计思

30、想，底底面最大压力不得大于某一界限值，按照不同的设计思想，可以从不同的角度控制平安准侧的界限值可以从不同的角度控制平安准侧的界限值- -地基承载力。地基承载力。总平安系数设计原那么总平安系数设计原那么允许承载力设计原那么允许承载力设计原那么概率极限形状设计原那么概率极限形状设计原那么总平安系数设计原那么：将平安系数作为控制设计的总平安系数设计原那么：将平安系数作为控制设计的规范，在设计表达式中出现极限承载力的设计方法，规范，在设计表达式中出现极限承载力的设计方法，称为总平安系数设计原那么。其设计表达式为：称为总平安系数设计原那么。其设计表达式为：uppK允许承载力设计原那么：将满足强度和变形两

31、个根本允许承载力设计原那么：将满足强度和变形两个根本要求作为地基承载力控制设计规范。其设计表达式为：要求作为地基承载力控制设计规范。其设计表达式为： pp 地基承载力特征值含义既为在发扬正常运用功地基承载力特征值含义既为在发扬正常运用功能时所允许采用的抗力设计值。因此，地基承载力特能时所允许采用的抗力设计值。因此，地基承载力特征值本质上就是地基允许承载力。征值本质上就是地基允许承载力。1 1原位实验法：载荷实验、规范贯入实验、静力触原位实验法：载荷实验、规范贯入实验、静力触探等。要进展修正；探等。要进展修正；2 2规范公式计算法，不做宽度深度修正；规范公式计算法，不做宽度深度修正；3 3静力触

32、探实验法；静力触探实验法；4 4根据阅历确定允许承载力，做宽度深度修正。根据阅历确定允许承载力，做宽度深度修正。地基承载力确实定方法地基承载力确实定方法1. 1. 经过公式计算经过公式计算 要求较高：要求较高：f = Pcr 普通情况下：普通情况下：f = P1/4 或或 P1/3 在中国在中国取取P1/4P1/4或者：或者： 用极限荷载计算：用极限荷载计算：f = Pu / K K-平安系数平安系数太沙基：太沙基：K3.0斯凯普顿：斯凯普顿：K=1.11.5汉森公式：汉森公式：K 2.0K=2.2.经过载荷实验确定经过载荷实验确定 有明显直线段：有明显直线段：fak = Pcr 加载到破坏且

33、加载到破坏且 Pu / 2 Pcr Pu / 2 Pcr ： 不能满足上述要求时：不能满足上述要求时：123SP0比比例例界界限限极极限限荷荷载载PcrPuPS曲线曲线临临塑塑荷荷载载fak = Pu / 2 取某一沉降量对应的荷载，但其值取某一沉降量对应的荷载，但其值不能大于最大加载量的一半不能大于最大加载量的一半3.3.按土的抗剪强度目确实定按土的抗剪强度目确实定 当荷载偏心距当荷载偏心距e0.033be0.033bb b为偏心方向根底边长时，为偏心方向根底边长时，以浅根底的临界荷载以浅根底的临界荷载p1/4p1/4为根底的实际公式计算地基承载力为根底的实际公式计算地基承载力特征值：特征值

34、：abdmc kfM b MdM cfa 土的抗剪强度目确实定的地基承载力特征值；Mb、Md、Mc 承载力系数可根据k查表7.9得到)；地基土的重度，地下水位以下取浮重度；d根底埋置深度(m)，从室外地面标高计算；m根底底面以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度；b 根底底面宽度，大于6m时，按6m取值，对于砂土小于 3m时按3m取值；ck 基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力规范值4. 4. 按地基规范承载力确定按地基规范承载力确定 规定：当规定：当b b3m3m或或d d0.5m0.5m，地基承载力特征值应该，地基承载力特征值应该进展修正进展修正. .fa 修正后的地基承载力特征值；fak 地

35、基承载力特征值，根据强度目确实定；b、 d根底宽度和埋深的地基承载力修正系数；(3)(0.5)aakbdmffbd 阐明：阐明： 规定地基承载力特征值还可以由载荷实规定地基承载力特征值还可以由载荷实验或其它原位测试、并结合工程阅历等方法综合确定验或其它原位测试、并结合工程阅历等方法综合确定b b 根底底面宽度根底底面宽度m m，大于，大于6m6m时，按时，按6m6m取值，小于取值，小于3m3m时按时按3m3m取值。取值。7.5 7.5 根底底面尺寸确实定根底底面尺寸确实定 确定根底底面尺寸时，首先应满足地基承载力要求，包确定根底底面尺寸时，首先应满足地基承载力要求，包括持力层土的承载力计算和脆

36、弱下卧层的验算。其次，对部括持力层土的承载力计算和脆弱下卧层的验算。其次，对部分建构筑物，仍需思索地基变形的影响，验算建构分建构筑物，仍需思索地基变形的影响，验算建构筑物的变形特征，并对根底底面尺寸作必要的调整。筑物的变形特征，并对根底底面尺寸作必要的调整。一、地基承载力计算一、地基承载力计算 1、按持力层的承载力确定根底、按持力层的承载力确定根底底面积底面积 2、脆弱下卧层的承载力验算、脆弱下卧层的承载力验算持力层1 1、按地基持力层的承载力计算基底尺寸、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计时，先选定埋深设计时，先选定埋深d d并初步选择基底尺寸，并初步选择基底尺寸，求得持力层承载力设计值

37、求得持力层承载力设计值fa fa ，再按以下条件验算并调，再按以下条件验算并调整尺寸直至满足设计要求。整尺寸直至满足设计要求。1对于中心受压根底对于中心受压根底akfP GF矩形根底矩形根底条形根底条形根底留意：留意： 1、d为根底平均埋深；为根底平均埋深； 2、地基承载力设计值计算中暂不思索宽度修正。、地基承载力设计值计算中暂不思索宽度修正。AGFPkkkAdGkGdfFAkGadfFbkGa1对于中心受压根底对于中心受压根底akfP 涉及到fa的宽度修正 1、先假定b3m，不做宽度修正。 2、假设b3m，那么再思索宽度修正。1对于中心受压根底对于中心受压根底2对于偏心受压根底：对于偏心受压

38、根底：同时满足：同时满足：akfP akmax2 . 1fPPkmax相应于荷载效应规范组合时，根底底面边缘的最大压力值。算法：算法：1、按中心受压计算，求出、按中心受压计算，求出A0；2、令、令A=1.11.4A0；3、验算能否满足、验算能否满足Pmax1.2fa 假设不满足，再适当调整，再验算，直到满足为止。假设不满足，再适当调整，再验算，直到满足为止。2对于偏心受压根底：对于偏心受压根底：当地基受力层范围内存在脆弱下卧层时，还必需对下卧层进展验算。azczzf2 tan2 tankmzlb pdlzbz应力分散角表应力分散角表7.192 2、脆弱下卧层的承载力验算、脆弱下卧层的承载力验算

39、对于条形根底对于条形根底azczzf2 tankmzb pdbz2 2、脆弱下卧层的承载力验算、脆弱下卧层的承载力验算根底底面尺寸确定例题一根底底面尺寸确定例题一0.000m-0.300m1.0mVk0.7mMk0.6mFk条件：某粘性土重度条件：某粘性土重度18.2kN/m3,18.2kN/m3,孔隙比孔隙比e e0.70.7，液性，液性指数指数ILIL0.750.75，地基承载力特征值，地基承载力特征值fakfak220kPa220kPa。现建。现建筑一外柱根底，作用在根底顶面的轴心荷载筑一外柱根底，作用在根底顶面的轴心荷载FkFk830kN830kN， MkMk200kN 200kN m

40、 m ， VkVk20kN,20kN,根底埋深自室外地面起根底埋深自室外地面起算为算为1.0m1.0m，室内地面高出室外地面，室内地面高出室外地面0.3m0.3m，试确定矩，试确定矩形根底底面宽度。形根底底面宽度。解：解：1先地基承载力特征值深度修正先地基承载力特征值深度修正(0.5)220 1.6 18.2 (1.00.5)235aakdmffdkPa 孔隙比孔隙比e0.7，液性指数，液性指数IL0.75的粘性土，的粘性土， d1.62初步确定根底底面尺寸初步确定根底底面尺寸28301.21.24.523520 1.15kaGFAmfd计算计算Gk时的根底埋深时的根底埋深d1.0+1.3/2

41、1.15m埋深范围内无地下水，埋深范围内无地下水，hw0假设假设l/b=2.0b=1.5ml=3.0m因因b3m，不用进展承载力，不用进展承载力宽度修正宽度修正3计算基底平均压力和最大压力计算基底平均压力和最大压力基底处总竖向力基底处总竖向力83020 1.5 3.0 1.15933.5kNkN基底处的总力矩基底处的总力矩200200.6212kMkN m偏心距偏心距/212/933.50.227 (/60.5 )kkeMNmlm基底平均压力值基底平均压力值/933.5/(1.5 3.0)207.4235kkapNAkPafkPa基底处最大和最小压力基底处最大和最小压力maxmin6933.5

42、6 0.227(1)(1)1.5 3.03301.61.2282113.30kkkaNepAlkPafkPakPa4调整底面尺寸再进展计算调整底面尺寸再进展计算基底处总竖向力基底处总竖向力kNNk8 .94715. 12 . 36 . 120830基底处的总力矩基底处的总力矩mkNMk2126 . 020200偏心距偏心距)5 . 06/(224. 08 .947/212/mlmNMekk基底平均压力值基底平均压力值kPafkPaANpakk2351 .185)2 . 36 . 1/(8 .947/基底处最大和最小压力基底处最大和最小压力maxmin6947.86 0.224(1)(1)1.6

43、 3.23.2262.91.2282107.40kkkaNepAlkPafkPakPa（均满足要求）取取b=1.6mb=1.6m， l=3.2ml=3.2m 如下图，柱下独立根底因受相邻建筑如下图，柱下独立根底因受相邻建筑限制，设计成梯形底面，假设持力层限制，设计成梯形底面，假设持力层地基承载力特征值地基承载力特征值fafa205kPa 205kPa 。试。试进展承载力验算。进展承载力验算。解：底面积解：底面积A=2x2.5+1.2x2.5=8m211112.02.52.51.22.52.522231.098iiiA xxAm 212.52.5 1.091.41xxm基底面积形心至外墙的间隔基

44、底面积形心至外墙的间隔 和形心和形心至根底另一边缘间隔至根底另一边缘间隔 分别用分别用x1x1和和x2x2表示，计算如下：表示，计算如下：根底底面尺寸确定例题二根底底面尺寸确定例题二222233442.04 2.0 4.44.42.53.9736362.04.4aabbIhmab 基底对形心轴线的惯性矩为：基底对形心轴线的惯性矩为：竖向荷载偏心引起的弯矩为：竖向荷载偏心引起的弯矩为：1(0.9)12001.090.9228kkMFxkN m根底及回填土重：根底及回填土重：20 1.5 8240kGGdAkN 基地平均压力：基地平均压力：1200240180205()8kkkaFGpkPafkP

45、aA满足基底最大压力为：基底最大压力为：max12281801.093.972431.21.2205246()kkkaMppxIkPafkPa满足基底最小压力为：基底最小压力为：min22281801.41990()3.97kkkMppxkPaI满足阅历算基底尺寸满足持力层承载力要求。阅历算基底尺寸满足持力层承载力要求。知如下图的某矩形根底，试计算该根底底面尺寸荷载均为规知如下图的某矩形根底，试计算该根底底面尺寸荷载均为规范值。范值。N=450kNV=20kNM=70kNmP=60kN0.32m0.6m1.0m2.5m3/6 .18mkN3/8 .19mkNsat90. 0ekPaEs7500

46、kPafak200淤泥质粘淤泥质粘性土性土3/3 .17mkNkPaEs2500kPafak80根底底面尺寸确定例题三根底底面尺寸确定例题三解：解：1求地基承载力特征值求地基承载力特征值(3)(0.5)aakbdmffbd 20001.0 18.6 (1.60.5)220.5afkPa对于对于e=0.9的粘性土，的粘性土， d1.02确定根底底面尺寸确定根底底面尺寸20450602.78220.520 1.6aGNPAmfd思索荷载偏心影响，将基底面积增大思索荷载偏心影响，将基底面积增大20，那么基底，那么基底面积面积A1.2A0=3.34m2假设假设l/b=1.5b=1.49ml=2.24m

47、取取b=1.5m取取l=2.3m3计算基底平均压力和最大压力计算基底平均压力和最大压力基底处总竖向力基底处总竖向力4506020 2.3 1.5 1.6620.4NkN基底处的总力矩基底处的总力矩mkNM 6 .10932. 0600 . 12070偏心距偏心距/109.6/ 620.40.176 (/ 60.383 )eMNmlm基底平均压力值基底平均压力值kPafkPaANpak5 .2158 .179)5 . 13 . 2/(4 .620/ 基底处最大和最小压力基底处最大和最小压力maxmin262.51.2264.66620.46 0.176(1)(1)2.3 1.52.394.60a

48、kkkPafkPaNepAlkPa4脆弱下卧层验算脆弱下卧层验算先计算脆弱下卧层顶面处的先计算脆弱下卧层顶面处的地基承载力特征值：地基承载力特征值：z(3)(0.5)80 1.0 13.23 (4.1 0.5)127.6aakbdmffbdkPa 0.61.02.54.1dm0 . 1 d 23 3218.6 1.69.8 2.513.23/4.1mkN m脆弱下卧层顶面处的自重压力值：脆弱下卧层顶面处的自重压力值：18.6 1.69.8 2.554.26czkPa1()(2 tan )(2 tan )2.3 1.5(179.8 18.6 1.6)(1.522.5tan23 )(2.322.5

49、tan23 )32.32kmzlb pdbzlzkPa54.2632.3286.58(127.6zczazkPafkPa，满足）N=450kNV=20kNM=70kNmP=60kN0.32m0.6m1.0m2.5m3/6 .18mkN3/8 .19mkNsat90. 0ekPaEs7500kPafak200淤泥质粘淤泥质粘性土性土3/3 .17mkNkPaEs2500kPafak80刚性条形根底设计n知某承重墙厚知某承重墙厚240mm，根底埋置深度，根底埋置深度0.8m，pk900 三级台阶三级台阶双向布筋双向布筋插筋插筋45ob0h0h0bh0h0l0l对危险部位对危险部位进展冲切验算进展冲

50、切验算目的：目的：冲切验算冲切验算控制扩展控制扩展根底的高根底的高度度M2 2、柱下钢筋砼独立根底设计、柱下钢筋砼独立根底设计 抗弯验算抗弯验算抗弯验算抗弯验算控制扩展控制扩展根底的配根底的配筋筋2 2、柱下钢筋砼独立根底设计、柱下钢筋砼独立根底设计 抗冲切验算与根底高度确定抗冲切验算与根底高度确定45oh0h0aclpn为地基净反力为地基净反力Al为红色阴影面积为红色阴影面积am冲切锥的中线冲切锥的中线Fl VFl = pn AlV = 0.7hp ftamh0其中：其中：中心荷载中心荷载1、中心荷载作用、中心荷载作用h0h0acbch0h0bh0h0acpn()/ 2mtbaaa 抗冲切验

51、算与根底高度确定抗冲切验算与根底高度确定45oh0h0aclpn为地基净反力为地基净反力Al为红色阴影面积为红色阴影面积Fl VFl = pn AlV = 0.7hp ftamh0其中：其中：中心荷载中心荷载1、中心荷载作用、中心荷载作用h0h0acbch0h0bpj 抗冲切验算与根底高度确定抗冲切验算与根底高度确定1、中心荷载作用、中心荷载作用h01a1b1当根底剖面为阶梯形时：当根底剖面为阶梯形时： 还应验算变台阶处的有效还应验算变台阶处的有效高度高度h01。验算方法：验算方法： 与上述根本一样，仅需与上述根本一样，仅需将上述公式中的将上述公式中的bc和和ac分别换成变形阶处台阶尺分别换成

52、变形阶处台阶尺寸寸b1和和a1即可。即可。 1、中心荷载作用、中心荷载作用 根底底板配筋根底底板配筋 两个方向都要配受力钢筋钢筋面积按两个方向的最大弯矩分别计算： -截面截面 2224nIccpMlabb,00.9Is IyMAh f-截面截面 2224nIIccpMbbla,00.9IIs IIyMAh fIIIIII偏心受荷时：偏心受荷时：45obch0h0bh0h0acl偏心荷载偏心荷载原理同中心受压原理同中心受压M1 1、根底底板厚、根底底板厚度度基底净反力以基底净反力以pn,max替代替代pn,0,max61nneFplbl,0nMeF2 2、根底底板配筋、根底底板配筋 基底净反力以

53、基底净反力以pn,max+pn,I)/2或或pn,max+pn,II)/2 替代替代 pn【例【例7-107-10】设计例】设计例7-47-4的框架柱下单独根底。作用在柱底的荷的框架柱下单独根底。作用在柱底的荷载效应根本组合设计值：载效应根本组合设计值：F=950KNF=950KN，M=108KNmM=108KNm，V=18KNV=18KN。资。资料选用：料选用：C20C20混凝土，混凝土，HPB235HPB235钢筋钢筋【解】【解】1 1计算基底净反力计算基底净反力 偏心距偏心距 根底边缘的最大和最小净反力根底边缘的最大和最小净反力 ,010818 0.60.125950nMemF,0,ma

54、x,min69506 0.125(1)(1)2.4 1.62.4324.7kPa170.1kPannneFplbl2根底高度采用阶梯形根底根底高度采用阶梯形根底a柱边根底截面柱边根底截面I-I截面抗冲切验算截面抗冲切验算初步选择根底高度初步选择根底高度h=600mm，从下至上分，从下至上分350mm、250mm两个台阶。两个台阶。h0=550mm有垫层有垫层2.4 ,1.6 ,0.3 ,0.4tcclm bm abm ammammhabot4 . 16 . 140. 155. 023 . 02取npmax,np因偏心受压因偏心受压, , 取取300 140085022tbmaaammatacb

55、cII冲切力：冲切力：抗冲切力：抗冲切力：2,max00()()2222cclnablbFph bh22.40.41.60.3324.7(0.55) 1.6(0.55)203.542222kN300.70.7 1.0 1.10 100.85 0.55360203.54,hptmf a hkNkN可以(b)变阶处变阶处III-III截面抗冲切验算：截面抗冲切验算：11010.8 ,1.2 ,35050300tabm am hmm0120.820.301.401.6 ,tahmm1.40bam取maaabtm1 . 124 . 18 . 02ata1b1IIIIII冲切力：冲切力： 抗冲切力：抗冲

56、切力：211,max0101()()2222lnablbFphbh22.41.21.60.8324.7(0.30) 1.6(0.30)152.612222kN=3010.70.7 1.0 1.10 101.1 0.3254.1152.61,hptmf a hkNkN可以,maxnp,Inp,IIInp,minnpnp(3)配筋计算配筋计算 选用选用HPB235钢筋钢筋,(a)根底长边方向根底长边方向 -截面截面(柱边柱边) 柱边净反力柱边净反力 =260.3kPa 悬臂部分净反力平均值：悬臂部分净反力平均值： 弯距：弯距：2/210mmNfy,I,min,max,min()2cnnnnlapp

57、ppl2.40.4170.1(324.7170.1)22.4,max,11()(324.7260.3)292.522nn IppkPa,max,21()() (2)242nn IccppMlabb21292.5 (2.40.4) (2 1.60.3)170.624kN m62,0170.6 1016410.90.9210 550Is IyMAmmf h- 截面截面(变阶处变阶处)1,min,max,min()2n IIInnnlappppl2.4 1.2170.1(324.7 170.1)286.12 2.4kPa,max,2111()() (2)242nn IIIppMlabb21324.7

58、286.1()(2.41.2)(2 1.60.8)73.3242kN m62,0173.3 1012920.90.9210 300IIIs IIIyMAmmf h22,16931641比较和，应按配筋，实际配11 14，。s Is IIIs IsAAAAmmmmb根底短边方向根底短边方向 因该根底受单向偏心荷载作用，所以，在根底短边方向的因该根底受单向偏心荷载作用，所以，在根底短边方向的基底反力可按均匀分布计算。基底反力可按均匀分布计算。 取取 与长边方向的配筋计算方法一样，可得与长边方向的配筋计算方法一样，可得-截面柱边截面柱边的计算配筋值的计算配筋值 ；-截面变阶处的计算配筋截面变阶处的计算配筋值值 ，因此按，因此按 在短边方向在短边方向2.4m宽内配筋。但是，不宽内配筋。但是，不能符合构造要求。能符合构造要求。,max,min11()(324.7170.1)247.422nnnpppkPa2,871.5s IIAmm2,689s IVAmm, s IIA21020.5实际按构造配筋 10200(即13 10)，。sAmm浅根底的设计浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工浅根底的施工