第二章 天然地基的浅基础设计原理 ppt课件

1、第二章 天然地基上的浅根底设计原理根底工程设计包括根底设计和地基设计，根底设计包括根底方式的选择、根底埋深的选择及根底底面积确实定、根底内力和断面计算等内容；地基设计包括地基承载力确实定、地基变形计算、地基抗滑及抗倾覆等。天然地基上浅根底设计的步骤：1、掌握拟建场地的工程地质条件和地基勘察资料。2、选择根底资料和根底类型。3、确定根底的埋置深度。4、确定地基土的承载力。5、确定根底的底面尺寸，假设持力层中有脆弱下卧层尚需根据验算脆弱下卧层的承载力。6、根底构造设计7、根据规范要求，验算地基的变形。8、对建在斜坡或有程度荷载作用的建筑物，验算其抗倾覆及抗滑移稳定性。9、绘制根底施工图，编写施工阐

2、明。第二节 天然地基上浅根底的类型、构造和适用条件一、浅根底的分类u单独根底u结合根底u条形根底按受力性能 分类u刚性根底u柔性根底按构造 分类l十字交叉l筏板l箱形按资料分类u砖根底u毛石根底u灰土及三合土根底u砼及毛石砼根底u钢筋砼根底砖根底细部构造砖根底细部构造(a)二一间收 (b)二皮一收一按资料分类1、砖根底、砖根底砖根底：低层建筑墙下根底。砌筑方便，强度低、抗砖根底：低层建筑墙下根底。砌筑方便，强度低、抗冻性差。冻性差。 MU10砖砖 M5砂浆砂浆大放脚大放脚2、毛石根底：较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。、毛石根底：较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。200 400 M5砂浆砂浆

3、MU20毛石毛石 MU20毛石；毛石； M5砂浆砂浆2、毛石根底 毛石根底毛石根底3、三合土根底、三合土根底 石灰、砂、碎砖或碎石，按体积比为1:2:4 或 1:3:6配成，常用于地下水位较低的四层及四层以下的民用建筑工程中 石灰和土(粘性土)按其体积比为3:7或2:8，灰土根底适用于地下水位较低，五层及五层以下的混合构造房屋和墙承重的轻型工业厂房。4、灰土根底、灰土根底5、混凝土和毛石混凝土根底、混凝土和毛石混凝土根底混凝土根底的强度、耐久性、抗冻性都较好。砼与毛石砼根底：性均较好，适于荷载大及地下水位以砼与毛石砼根底：性均较好，适于荷载大及地下水位以下构造。掺入片石要求：占体积下构造。掺入

4、片石要求：占体积2030%，尺寸，尺寸300mm 。掺入毛石掺入毛石 节约水泥节约水泥柱下砼根底柱下砼根底墙下砼根底墙下砼根底单独根底 上述根底，设计时必需保证其拉、剪应力不超越相应资料强度设计值这种保证是经过对根底构造的限制来实现的。6、钢筋混凝土根底、钢筋混凝土根底 钢筋混凝土根底强度大，具有良好的抗弯性能，在一样条件下，根底的厚度较薄。建筑物的荷载较大或土质较脆弱时，常采用这类根底。适宜于“宽基浅埋情况。柱下钢筋混凝土单独根底柱下钢筋混凝土单独根底柱下钢筋混凝土单独根底柱下钢筋混凝土单独根底独立根底钢筋混凝土条形根底钢筋混凝土条形根底1、柱下单独根底、柱下单独根底柱根底主要类型。依资料，

5、常采用砖石、混凝土和钢筋混凝土等。2、墙下单独根底、墙下单独根底当上层土质松散，而在不深处有较好的土层时，为了节省根底资料和减少开挖土方量而采用的一种根底方式。条形根底是指根底长度远大于其宽度的一种根底方式。1、墙下条形根底、墙下条形根底 承重墙根底的主要方式，常用砖、毛石、三合土和灰土建造。当上部构造荷重较大而土质较差时，可采用混凝土或钢筋混凝土建造。2、柱下钢筋混凝土条形根底、柱下钢筋混凝土条形根底地基脆弱而荷载较大。荷载较大的高层建筑。结合根底结合根底柱下十字交叉根底柱下十字交叉根底柱柱根底底板根底底板梁梁地基脆弱而荷载又很大，采用十字形根底仍不能满足要求或相邻基槽间隔很小时。结合根底结

6、合根底筏形根底板式与梁板式筏形根底板式与梁板式梁梁柱柱底板底板 箱形根底是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交叉的内外隔墙构成。 具有很大的整体刚度。 根底中空部分可作地下室，与实体根底相比可减小基底压力。 适于高层建筑物的根底。箱形根底由底板、墙和顶板构成箱基，整体性更好由底板、墙和顶板构成箱基，整体性更好底板底板外墙外墙内墙内墙结合根底箱形根底二、根底方案选用二、根底方案选用v在进展根底设计时，普通遵照无筋扩展根底柱下独立根底柱下条形根底交叉条形根底筏形根底箱形根底的顺序来选择根底方式。可参照下表情况进展选择。结构类型岩土性质与荷载条件适宜的基础类型多层砖混结构土质均匀，承载力高，无软弱下卧层，

7、地下水位以下，荷载不大（5层以下建筑）无筋扩展基础土质均匀性较差，承载力较低，有软弱下卧层，基础需浅埋。墙下条形基础或交叉梁基础荷载较大，采用条形基础面积超过建筑物投影面积的50%墙下筏形基础框架结构（无地下室）土质均匀，承载力较高，荷载相对较小，柱网分布均匀柱下独立基础土质均匀性较差，承载力较低，荷载较大，采用独立基础不能满足要求。柱下条形基础或交叉梁基础土质不均匀，承载力低，荷载大，柱网分布不均匀，采用条形基础面积超过建筑物投影面积的50%筏形基础全剪力墙，10层以上住宅结构地基土层较好，荷载均匀分布墙下条形基础当上述条件不能满足时墙下筏形基础或箱形基础框架、剪力墙结构（有地下室）可采用天

8、然地基时筏形基础或箱形基础原那么： 在保证平安可靠的前提下，尽量浅埋，但不应浅于0.5m。 根底顶面低于设计地面至少0.1米，以防止根底外露。 根据实践情况，选择良好的土层作为根底持力层，减小根底尺寸，减少土方开挖，使基础的造价最低。下卧层持力层受力层持力层受力层FGd埋深应选好土层作为持力层。1、假设表层土好、下层土软，根底应尽量浅埋。2、假设表层土软、下层土好，如图。应详细分析H软土好土H5米，采用深基3、位于边坡坡顶上的建筑物、位于边坡坡顶上的建筑物要求：条基：d(3.5ba)tg矩形根底：d(2.5ba)tg(11)(12)条件：坡高h8m，坡角45o、b3m4、地下水位、地下水位(1

9、)尽量将根底置于地下水位以上。(2)防止流砂；(3)防止地基因挖土减压而隆起开裂； 应控制承压含水层顶面的有效应力大于0。v对埋藏有承压含水层的地基对埋藏有承压含水层的地基,确定根底埋深时，必确定根底埋深时，必需控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆需控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆起开裂。要求基底至承压含水层顶间保管土层厚起开裂。要求基底至承压含水层顶间保管土层厚度槽底平安厚度度槽底平安厚度h0为：为： 00whhkh承压水位高度从承压含水层顶面算起0基底至承压含水层顶范围内土的加权平均重度k系数，普通取1.0，对宽基坑取0.7高层建筑荷载大，风和地震等程度作用大：天然地基根底最小

10、埋深不少于建筑地面高度的/15；桩根底那么要求不少于1/18。对于水塔与烟囱等挺拔构筑物还要演算抗倾覆的稳定性。对于高压输电塔，需求有较大埋深满足抗拔力。 为了保证相邻原有建筑物在施工期间的平安和正常运用, 普通可以浅于或等于原建筑物根底埋深。如必需深与等于原建筑物根底埋深，可以控制两根底的净距应不小于它们地面高差的12倍。 如上述条件满足不了，必需采用施工措施。有：分段开挖、支撑、地下延续墙、对原建筑物根底进展托换等处置。 A、主要指高层与非高层之分。B、根底构造，针对根底类别、用途等。五、地基土冬胀的影响五、地基土冬胀的影响1. 冻胀危害地下一定范围内，土层的温度随气候而变化，在冰地下一定

11、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，水因温度降低而冻冷地域，冬季地表附近土层中，水因温度降低而冻结。土冻结后，含水量添加，体积膨胀，地面隆起结。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。春季气温上升土层解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，而含水量显著添加，土的强冻，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。冻胀和融陷都是不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，就将产生难以预均匀的。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，影响建筑物的正常

12、运用，甚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。至导致建筑物破坏。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。根底埋深根底埋深根底埋深根底埋深冰椎冰椎 根底埋深根底埋深 根底埋深根底埋深2. 地基土的冻胀性分类地基土的冻胀性分类 新规范新规范不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，特强冻胀特强冻胀 土类，冻前天然含水量，冻结期间地下土类，冻前天然含水量，冻结期间地下水位距冻结面的最小间隔，平均冻胀率水位距

13、冻结面的最小间隔，平均冻胀率冻胀率冻胀率：地面最大冻胀量：地面最大冻胀量/设计冻深设计冻深(%)Z0规范冻深多年实测最大冻结深度的平规范冻深多年实测最大冻结深度的平均值均值, 夏季地面开场往下算。夏季地面开场往下算。 北京北京 1.0m，哈尔滨，哈尔滨 2.0m，满洲里，满洲里 2.5m地基土的冻胀性分类地基土的冻胀性分类土的土的名称名称冻前天冻前天然含水然含水量量（%）冻结期间地下水位冻结期间地下水位距冻结面的最小距距冻结面的最小距离离hw(m)平均冻胀率平均冻胀率（%)冻胀冻胀等级等级冻胀冻胀类别类别碎（卵）石、砾、碎（卵）石、砾、粗、中砂（粒径粗、中砂（粒径小于小于0.075mm0.07

14、5mm颗颗粒含量大于粒含量大于15%15%），细砂），细砂（粒径小于（粒径小于0.075mm0.075mm颗粒含颗粒含量大于量大于10%10%）121.01.0不冻胀不冻胀1.013.5弱冻胀弱冻胀12181.01.03.56冻胀冻胀180.50.5612强冻胀强冻胀粉砂粉砂141.01.0不冻胀不冻胀1.013.5弱冻胀弱冻胀3. 思索冻胀的根底埋深思索冻胀的根底埋深dmin zd hmaxZd 设计冻深；设计冻深；hmax基底下残留基底下残留冻土层最大厚度冻土层最大厚度ZdZ0dmin室内地面室内地面hmax季节性冻土的设计冻深季节性冻土的设计冻深zdzd按下式计算：dozszwzezz设

15、计设计冻深冻深规范冻深规范冻深m。系。系采用在地面平坦、裸采用在地面平坦、裸露、城市之外的空阔露、城市之外的空阔场地中不少于已场地中不少于已10年年实丈量最大冻深的平实丈量最大冻深的平均值。无实测资料时，均值。无实测资料时，按按“中国季节性冻土规中国季节性冻土规范冻深线图采用范冻深线图采用土的类别对冻土的类别对冻深的影响系数深的影响系数土的冻涨性对冻土的冻涨性对冻深的影响系数深的影响系数环境对冻环境对冻深的影响深的影响系数系数 地基承载力是保证地基强度和稳定的条件下，建地基承载力是保证地基强度和稳定的条件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基接受荷载的筑物不产生过大沉降和不均匀沉降的地基接

16、受荷载的才干。才干。 地基承载力特征值地基承载力特征值确定地基承载力的方法：确定地基承载力的方法：1、载荷实验确定；2、实际公式计算；3、静力触探确定；4、建筑阅历确定。静载实验一、载荷实验确定一、载荷实验确定 1承压板；2千斤顶 3百分表；4平台 5支墩 ； 6堆载载荷实验是一种原位测试技术，经过一定面积的承压板向地基逐级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征即ps曲线，从而确定地基土的承载力及其沉降值。浅层平板载荷实验要点浅层平板载荷实验要点 :1 1、地基土浅层平板载荷实验可适用于确定浅部地基土层的、地基土浅层平板载荷实验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板

17、面积不应承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应小于小于0.250.25，对于软土不应小于，对于软土不应小于0.50.5。2 2、实验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应坚、实验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应坚持实验土层的原状构造和天然湿度。宜在拟试压外表用粗持实验土层的原状构造和天然湿度。宜在拟试压外表用粗砂或中砂层找平，其厚度不超越砂或中砂层找平，其厚度不超越20mm20mm。一、载荷实验确定地基承载力一、载荷实验确定地基承载力3 3、加荷分级不应少于、加荷分级不应少于8 8级。最大加载量不应小于设计要求的级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。两倍。4 4、每级

18、加载后、每级加载后, ,按间隔按间隔1010、1010、1010、1515、15min15min，以后为每隔，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在延续两小时内，每小时的沉降半小时测读一次沉降量，当在延续两小时内，每小时的沉降量小于量小于0.1mm0.1mm时，那么以为已趋稳定时，那么以为已趋稳定, ,可加下一级荷载。可加下一级荷载。5 5、当出现以下情况之一时，即可终止加载：、当出现以下情况之一时，即可终止加载： (1).(1).承压板周围的土明显地侧向挤出；承压板周围的土明显地侧向挤出； (2).(2).沉降沉降s s急骤增大，荷载急骤增大，荷载- -沉降沉降(p-s)(p-s)曲线出现现陡

19、降段；曲线出现现陡降段； (3).(3).在某一级荷载下，在某一级荷载下，2424小时内沉降速率不能到达稳定；小时内沉降速率不能到达稳定； (4).(4).沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.060.06。 当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。载。 一、载荷实验确定地基承载力一、载荷实验确定地基承载力v对密实砂土、硬塑粘性土等低紧缩性土，其ps曲线上通常有较明显的起始直线段和极限值,呈急进型破坏的“陡降型。v对于松砂、可塑性粘土等中、高紧缩性土,其ps曲线上无明显转机点，呈渐进型

20、破坏的“缓变型。6、利用载荷实验成果ps曲线按下述规定确定地基承载力特征值：1当ps曲线上有明显的比例界限p1时，取该比例界限所对应的荷载作为地基承载力特征值。2当极限荷载pu能确定且pu2p1时，取极限荷载值的一半作为地基承载力特征值。3当不能按上述两种方法确定时，假设承压板面积为0.250.5m2时，可取s/b=(0.010.015)bb为承压板的宽度或直径所对应的荷载值作为地基承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。对同一土层，应选择三个以上的实验点，当实验实测值的极差不超越其平均值的30%时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fakv上述12两条规定主要是相应ps曲线为“陡降型的情

21、况，思索到低紧缩性土的承载力特征值普通由强度控制，故规定以直线段末点所对应的压力值比例界限作为承载力特征值，对少量呈“脆性破坏的土，p1和pu很接近，故当pu2p1时取pu/2作为承载力特征值。第3条主要相应于ps曲线为“缓变型的情况，由于中高紧缩性土的沉降量较大，其承载力特征值普通受允许沉降量控制，因此取沉降量 s=(0.010.015b所对应的荷载为承载力特征值。 参照p1/4的承载力实际公式，根据土的抗剪强度目确实定地基承载力特征值：abdmc kfM b MdM c式中：b 根底底面宽度，大于6m时按6m思索；对于砂土，小于3m时按3m思索；Mb、Md、Mc 承载力系数，按k值查书表1

22、-14；k、Ck、 基底下一倍基宽深度内土的内摩擦角、粘聚力和重度的规范值，地下水位以下土的重度取浮重度。偏心距偏心距e0.033b (b为偏心方向根底边为偏心方向根底边长长)二、按实际公式计算二、按实际公式计算1、静力触探、静力触探2、规范贯入实、规范贯入实验验次要建筑物，慎重实验阐明，地基承载力不仅与土的性质有关，还与根底的大小、外形、埋深等条件有关，采用载荷实验及其他原位测试、阅历方法等确定地基承载力特征值时，是对应于根底宽度 b3m、埋深d0.5m的条件下的值，而实践中建筑物面积、埋置深度及影响深度与载荷实验承压板面积和测试深度差别很大。因此当根底宽度大于3m或埋深大于0.5m时，除岩

23、基外，从载荷实验或其他原位测试、阅历方法等确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正修正公式：(3)(0.5)aakbd mffr br d修正后的修正后的地基承载地基承载力特征值力特征值地基承载力地基承载力特征值特征值分别为根底宽度和埋深的地分别为根底宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底基承载力修正系数，按基底下土的类别取值。下土的类别取值。基底持力层土的重度，基底持力层土的重度，地下水位以下取浮重度地下水位以下取浮重度根底底面以上埋深根底底面以上埋深范围内土的加权平范围内土的加权平均重度，地下水位均重度，地下水位以下取浮重度以下取浮重度载荷实验、原位实验、阅历值式中：fa 修正后的地基承载力

24、特征值(kPa)；fak 地基承载力特征值(kPa)；b，d 根底宽度和埋深的承载力修正系数，按相应土类查表确定；四、承载力特征值的修正四、承载力特征值的修正 基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)；b 根底底面宽度(m)，当基底宽小于3m取3m思索，大于6m按6m思索；m 根底底面以上土的加权平均重度(iimihhi、hi分别为第i层土的重度和厚度)，地下水位以下用浮重度(kN/m3);四、承载力特征值的修正四、承载力特征值的修正d 根底埋置(m)，普通自室外地面标高算起。在填方整平地域，可自填土地面标高算起，但填土在上部构造施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采

25、用箱形根底或筏基时，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，应从室内地面标高算起。第五节 根底底面尺寸确实定(即地基承载力验算)地基承载力验算地基承载力验算持力层地基承载力验算持力层地基承载力验算脆弱下卧层地基承载力验算脆弱下卧层地基承载力验算必需进展验算必需进展验算有必要时有必要时进展验算进展验算中心荷载以柱根底为例以柱根底为例1 1底面积底面积A A确实定确实定* *荷载荷载Fk+Gk Gk=AFk+Gk Gk=AG Gd,d, G G是根底加回填土容重是根底加回填土容重=20KN/m3=20KN/m3* *承载力特征值承载力特征值fafa暂不做宽度修正暂不做宽度修正*基底

26、面积aakff (0.5)dmd dfFAAfAdFGakaGk 一、基底尺寸确定GkFkkaPf 矩形根底：kaGFblAfr d 需先选定b(或l)，或l/b 条形根底：沿长度(l)方向取1m, 故：1kaGFbAfr d 方形根底：kaGFbAfr d一、根底底面尺寸确实定一、根底底面尺寸确实定偏心荷载以柱下独立根底为例以柱下独立根底为例1 1按中心受荷确定基底面积按中心受荷确定基底面积A0A0(2)思索偏心影响大小，将A0扩展10%40%，得：A=(1.11.4) A0， 初步确定b和l，根据A进展地基承载力验算。0kaGFAfdFKeFK+GKMKpkmaxpkminFkGkMkVk

27、lemaxminkkkkkFGMpl bW216Wble l/6ae3ae采用不对称柱采用不对称柱v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。部分脱开。v要求要求3a 0.75b，即脱开面积小于，即脱开面积小于25%v不满足时不满足时*添加添加Av*添加添加b, 减少减少l, A不变不变max232kkkFGple b6le 初步确定了埋深和尺寸后初步确定了埋深和尺寸后,需求一系列验算需求一系列验算二、地基持力层承载力验算二、地基持力层承载力验算 1. 承载力的设计值确实定承载力的设计值确实定 b6m 按按6m计算计算

28、, b3m 按按3m计算计算 aakff (3)(0.5)bdmbd v根据初步确定的埋深根据初步确定的埋深d与与b，确定宽深修正后的，确定宽深修正后的fav(1)中心荷载中心荷载v(2)偏心荷载偏心荷载v v v kkkaFGpfAmaxminkkkkkFGMpl bW216Wblmax1.2kapfmin0kp2.根底的验算根底的验算blkapfe l/6小结：小结：3、验算、验算:Pk fakaGFAfr dfa=fak + br(b3) + drm(d0.5)试算步骤按地基强度条件：1. 先求A中；2. A偏=(1.11.4)A中；3. 修正否？4. 验算：pkmax 1.2fae l

29、/6宽度修正反复13步A偏YesNopk fa二偏心荷载作用下根底底面积确实定二偏心荷载作用下根底底面积确实定【 例】某厂房墙下条形根底，上部轴心荷载F k =180kN/m，埋深1.1m；持力层及基底以上地基土为粉质黏土，m=19.0 kN/m3；e =0.80，IL=0.75， fak=200kPa，地下水位位于基底处。试确定所需根底宽度。 【解答】(1)确定地基承载力特征值kaG1800.92218.220 1.1Fbmmfd-取取b =1mb =1m。 (2)(2)计算条形根底宽度计算条形根底宽度由于由于IL=0.750.85 IL=0.750.85 ，e=0.800.85e=0.80

30、0.85，查表可得：，查表可得：b=0.3b=0.3，d=1.6d=1.6；假设假设b3mb3m，有，有2(0.5)2001.6 19.0/(1.10.5)218.2aakdmffdkPakNmmkPa (3)(3)地基承载力验算地基承载力验算 p k = F k/A +G d =180kN/1m1m+20 kN/m31.1m=202 kPa fa=218.2 kPa满足要求满足要求 【例】知厂房根底上的荷载见图，持力层及基底以上地基土为粉质黏土，=19 kN/m3，地基承载力fak=230 kPa，试设计矩形根底底面尺寸。 【解答】(1)按轴心荷载初步确定根底底面积22k0aG1800220

31、8.7269.520 1.8FAmmfd-思索偏心荷载的影响，将思索偏心荷载的影响，将A0A0增大增大40%40%，即，即A =1.4 A0=1.4A =1.4 A0=1.48.7 m2=12.18 m28.7 m2=12.18 m2，设长宽比设长宽比n=l/b=2n=l/b=2，那么，那么A =lb=2b2A =lb=2b2， 取取b=2.6m l= 2b=2b=2.6m l= 2b=22.6=5.2m2.6=5.2m。先确定地基承载力特征值，假设先确定地基承载力特征值，假设 b3m b3m根根据据e=0.73e=0.73，IL=0.75IL=0.75，查，查 表可得：表可得：b=0.3b=

32、0.3，d=1.6d=1.6，故，故fa = fak+bb-3+dmd-0.5 =230 kPa +0+1.619kN/m3(1.8-0.5)m=269.5 kPa12.182.472Abmn(2)计算基底最大压力计算基底最大压力p kmaxG k= G Ad=20 kN/m32.6m5.2m1.8m=487 kN基底处竖向力合力基底处竖向力合力: : F k +G kF k +G k1800 kN+220 kN +487 kN =2507 1800 kN+220 kN +487 kN =2507 kN kN Mk950 kNm+220 kN0.62m+180 kN(1.8-0.6)m=130

33、2kNm 偏心距偏心距 k0kk1302/25070.52/60.87MemmlmFG所以，偏心力作用点在根底截面内。所以，偏心力作用点在根底截面内。 基底最大压力为基底最大压力为 kPakPaWMAGFp7 .296)6/2 . 56 . 213022 . 56 . 22507(2kkkmaxk及根底及回填土重及根底及回填土重基底处总力矩基底处总力矩: :为了添加抗弯刚度，将根底长边平行于弯矩作用方向，那么根底底面抗弯刚为了添加抗弯刚度，将根底长边平行于弯矩作用方向，那么根底底面抗弯刚度度62blW 62 . 56 . 22=11.27m3(3)地基承载力验算地基承载力验算 p kmax=2

34、96.71.2fa1.2269.5 kPa =323.4 kPa满足要求满足要求 p k= F k/lb=2507/(5.22.6) kPa =185.4 kPafa=269.5 kPa满足要求满足要求所以，根底采用所以，根底采用5.2m5.2m2.6m2.6m，底面尺寸是适宜的。，底面尺寸是适宜的。在成层地基中，有时在持力层以下有高紧缩性的土层，将在成层地基中，有时在持力层以下有高紧缩性的土层，将此土层称为脆弱下卧层。此土层称为脆弱下卧层。此时，除进展持力层地基承载力验算，还必需对脆弱下此时，除进展持力层地基承载力验算，还必需对脆弱下卧层进展验算，要求作用在脆弱下卧层顶面处的附加应卧层进展验

35、算，要求作用在脆弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超越它的承载力特征值力与自重应力之和不超越它的承载力特征值,即：即： Pz为相应于荷载效应规范组合时，脆弱下卧层顶面处附加应力为相应于荷载效应规范组合时，脆弱下卧层顶面处附加应力特征值；特征值； Pcz为脆弱下卧层顶面处土的自重应力特征值；为脆弱下卧层顶面处土的自重应力特征值； az为脆弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。为脆弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。三、脆弱下卧层承载力验算三、脆弱下卧层承载力验算zczazppf关于附加应力关于附加应力Pz的计算，的计算，提出了按分散角原理的简化计算方法。提出了按分散角原理

36、的简化计算方法。当持力层与脆弱下卧层的紧缩当持力层与脆弱下卧层的紧缩模量比值模量比值Es1/Es23时，对矩时，对矩形和条形根底，假设基底处的形和条形根底，假设基底处的附加应力附加应力(p0=pk-md)向下传向下传送时按某一角度送时按某一角度向外分散分向外分散分布于较大的面积上，根据基底布于较大的面积上，根据基底与脆弱下卧层顶面处分散面积与脆弱下卧层顶面处分散面积上的附加应力相等的条件，可上的附加应力相等的条件，可得：得：压力分散角法计算土中附加应力矩形根底条形根底脆弱下卧层验算的要务虚质上是保证了上覆持力层不脆弱下卧层验算的要务虚质上是保证了上覆持力层不发生冲剪破坏。如脆弱下卧层不满足要求

37、，可思索增发生冲剪破坏。如脆弱下卧层不满足要求，可思索增大根底底面积、改动根底埋深，甚至改用地基处置或大根底底面积、改动根底埋深，甚至改用地基处置或深根底的设计方案。深根底的设计方案。式中式中 、b-分别为矩形根底底面的长度和宽度，分别为矩形根底底面的长度和宽度， pk -基底的平均压力设计值，基底的平均压力设计值， pc-基底处土的自重应力规范值，基底处土的自重应力规范值， z-基底至脆弱下卧层顶面的间隔，基底至脆弱下卧层顶面的间隔， -地基压力分散角，可按表地基压力分散角，可按表117采用。采用。l【例】如下图中柱根底荷载规范值【例】如下图中柱根底荷载规范值Fk=1100KNFk=1100

38、KN，Mk=140KN.mMk=140KN.m；假；假设根底底面尺寸设根底底面尺寸L Lb=3.6mb=3.6m2.6m2.6m，试根据图中资料验算基底面积，试根据图中资料验算基底面积能否满足地基承载力要求。杂填土以下为地下水能否满足地基承载力要求。杂填土以下为地下水持力层承载力设计值持力层承载力设计值: :316.5 1.2(1910)0.813.5/2.0mrKN m6 . 1, 3 . 0db【解】【解】1、持力层承载力验算、持力层承载力验算埋深范围内的土的加权平均重度埋深范围内的土的加权平均重度由粉质粘土由粉质粘土e=0.8,IL=0.82查表得查表得:aak=135+0+1f.6 1

39、3.5 (2-0.5)=167.f (3)(k0. )4 Pa5bdmbd 根底及回填土重根底及回填土重(0.8m在地下水中在地下水中)-(20 1.2100.8)3.62.6300KGGAdKN 持力层承载力验算：持力层承载力验算：1403.60.10.6110030066kkkkMLmmeFG1100300149.6167.43.6 2.6kkkaFGpKPafKPaAmaxa66 0.1(1)149.6 (1)3.6174.53KPa50KPaakfKPa0,1.0bd85+1.0 10.8 (5-0.5)=133.6KPaazf127.53,2.5ssEE30.5 2.6zb23()3

40、.6 2.6 (149.6 13.5 2)36.27(2)(2)(3.62 323 )(2.62 323 )kmzoolb pr dKPalztgbztgtgtg 5436.2790.27133.6czzazKPafKPa2、脆弱下卧层强度验算、脆弱下卧层强度验算脆弱下卧层顶面处自重应力脆弱下卧层顶面处自重应力脆弱下卧层顶面以上土的加权平均重度脆弱下卧层顶面以上土的加权平均重度由淤泥粘土由淤泥粘土查表得地基压力分散角查表得地基压力分散角查表得查表得脆弱下卧层顶面处的附加应力脆弱下卧层顶面处的附加应力【例】某柱下单独根底，荷【例】某柱下单独根底，荷载与地基情况如图示，试确载与地基情况如图示，试确

41、定根底底面尺寸。定根底底面尺寸。Fk=800kNGkVk=15kN0.0000.30080013003500Mk=200kNm填土填土=16Es=2.5MPa粘土粘土=18.5kN/m3 Es=10MPa fak=175kPab=0.3、d=1.6 淤泥质土淤泥质土 w=45% Es=2.0Mpa fak=85kPa b=0、d=1.0【解】【解】选择持力层，如图示。选择持力层，如图示。求修正后的地基求修正后的地基承载力特征值：承载力特征值：假定假定b3m，那么，那么kPa)(48.195) 5 . 03 . 1 (166 . 1175) 5 . 0() 3(mdbaka dbff 初步估算基

42、底面积初步估算基底面积首先按轴心受压估算首先按轴心受压估算 A0)m(8 . 445. 12048.1958002Gak0 dfFA 验算地基承载力验算地基承载力kN)(62.16745. 14 . 37 . 120 dAGGk M=200+150.8=212 (kNm)m)(22.062.167800212 FMekPa)(4 .232kPa)(5 .102)61(maxkminkkk leAGFpppkmax=232.4 kPa1.2fa=234.6 kPapk=(pkmax+ pkmin)/2=167.5 kPa fa=195.48 kPa满足要求，故基底尺寸满足要求，故基底尺寸b=1.7m， l=3.4m适宜。适宜。脆弱下卧层验算脆弱下卧层验算下卧层地基承载力特征值修正下卧层地基承载力特征值修正下卧层埋深：下卧层埋深：d+z=4.8m下卧层顶面上土的加权平均重度：下卧层顶面上土的加权平均重度：)kN/m(82.17) 5 . 33 . 1 () 5 . 35 .183 . 116()()(321 zdzdmz kPa)(6 .161)5 . 08 . 4(82.170 . 185)5 .