天然地基浅基础设计2

1、 分析掌握拟建场地工程和水文地质条件分析掌握拟建场地工程和水文地质条件 合理选择地基持合理选择地基持力层力层、埋深、基础类型及平面布置埋深、基础类型及平面布置 修正地基承载力修正地基承载力fak得得fa 按地基承载力按地基承载力fa确定基础底面尺寸确定基础底面尺寸进行地基稳定性和变形验算；进行地基稳定性和变形验算； 基础结构的内力分析和截基础结构的内力分析和截面细部面细部构造设计构造设计 绘制施工图。绘制施工图。无筋扩展基础无筋扩展基础（墙下条形或柱下独立）扩展基础扩展基础（墙下条形或柱下独立,钢筋混凝土材料）其他其他（柱下条形基础，片筏基础，箱形基础等,钢筋混凝土材料）防止不均匀沉降措施防止

2、不均匀沉降措施; 构造构造：基础外伸台阶的宽度：基础外伸台阶的宽度b b和高度和高度h之比不超之比不超过所用材料要求容许值过所用材料要求容许值(刚性角的正切值刚性角的正切值)tan 一、无筋扩展基础设计一、无筋扩展基础设计（墙下条形、柱下独立）（墙下条形、柱下独立）结构特点结构特点： 优点：稳定性好，施工简便，能承受较大竖向荷载优点：稳定性好，施工简便，能承受较大竖向荷载 缺点：自重大；由于抗拉、剪力强度不高，基础底面向外扩缺点：自重大；由于抗拉、剪力强度不高，基础底面向外扩展的尺寸受限，不适合承载力低的地基展的尺寸受限，不适合承载力低的地基同时，基底面积、宽度或基底压力同时，基底面积、宽度或

3、基底压力p满足地基承载力满足地基承载力fa的要求：的要求：pfa砌筑材料砌筑材料：满足强度要求的：满足强度要求的,砖、毛石、砖、毛石、 素砼、片石砼、灰土素砼、片石砼、灰土受力特点受力特点：抗压性能好，抗拉抗剪强度不：抗压性能好，抗拉抗剪强度不高高tanhb钢筋混凝土柱当不满足当不满足 要求时，基础会破坏要求时，基础会破坏tanhb承重墙002tanHbb bb刚性材料基础传力扩散角度，它控制着安全条件下，刚性材料基础的宽高比h不安全正确不经济基础材料要求和适用范围基础材料要求和适用范围1.砖基础：砖基础：强度不低于强度不低于MU10，砂浆不低于，砂浆不低于M5，砌筑符合模，砌筑符合模数要求，

4、有两种砌筑方法：数要求，有两种砌筑方法：“两皮一收两皮一收”“”“二一间隔收二一间隔收”台阶台阶数数nbobo垫层垫层标准砖的模数尺寸：标准砖的模数尺寸：240 115 53mm两皮一收两皮一收二一间隔收二一间隔收满足刚性角要求，二一间隔收能减小基础高度满足刚性角要求，二一间隔收能减小基础高度基础宽度为砖尺寸的倍数，10mm灰缝垫层垫层垫层保证砖基础的砌筑质量材料：灰土、三合土或素混凝土尺寸：100、50混凝土混凝土砖200mmbd不作为施工垫层看待2.三合土基础：三合土基础：石灰石灰/砂砂/骨料骨料 体积比为体积比为1：2：4或或1：3：6，虚铺，虚铺220mm厚厚,夯至夯至150mm,高度

5、是高度是150mm的整数倍的整数倍3.毛石基础：毛石基础：未经加工的凿平的石材，每一台阶宜砌三皮以上，未经加工的凿平的石材，每一台阶宜砌三皮以上，伸出宽度不大于伸出宽度不大于200mm4.灰土基础：灰土基础：石灰：土料石灰：土料3：7或或2：8，虚铺与，虚铺与压实厚度同三合压实厚度同三合土基础土基础5.毛石混凝土毛石混凝土C15基础：基础：掺掺入不超过入不超过30%的毛石，粒的毛石，粒径不大于径不大于300mm虚铺虚铺220mm厚厚,夯至夯至150mm宽高比容许值tanC15混凝土C15不低于MU10.砂浆不低于M5台阶宽高比允许值台阶宽高比允许值tan 表表砂浆不低于M5表表7.7无筋扩展基

6、础构造无筋扩展基础构造根据：根据：tan2Hbb2=(b-b0)/2H基础高度：H混凝土200mmH三合土=150mm的整数倍H砖符合模数要求b、H、所需台阶数、所需台阶数n综合考综合考虑虑满足构造要求、承载力要求满足构造要求、承载力要求tan11hb例题7.5 设计承重墙下条形基础设计承重墙下条形基础6 . 13 . 0db1、持力层、持力层 埋深（初步埋深（初步1.0）2、 fa3、 基础底面尺寸基础底面尺寸4、 基础材料基础材料 混凝土混凝土+砖砖350mm混凝土基础宽高比混凝土基础宽高比1:15、 基础剖面尺寸基础剖面尺寸 宽度、高度、宽度、高度、 台阶数台阶数350承载力修正计算中的

7、d，天然地面；基础重量计算，d取平均埋深1.0m台阶数台阶数nb基础高度基础高度h0(二一间隔收二一间隔收)h0混凝土砖(基础顶面应底于设计外地面基础顶面应底于设计外地面0.1m以上以上)hb1比较：比较：,特点：特点：。形式分类形式分类（1）（2）按按柱与基础的施工方柱与基础的施工方法分法分：现浇的、非现浇的、非现浇的现浇的增加基础整体性，肋部配置纵向钢筋和箍筋 基底面积（同前） 构造上要求： 基础高度：抵抗冲切破坏验算 配筋计算：例题7.6： 一般构造要求一般构造要求1.锥形基础的边缘高度不宜小于锥形基础的边缘高度不宜小于200mm；阶形基础的每阶高度；阶形基础的每阶高度宜为宜为30050

8、0mm。2.垫层的厚度不宜小于垫层的厚度不宜小于70mm垫层垫层混凝土强度等级应不小于混凝土强度等级应不小于C103. 基础底板受力钢筋的最小直径基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于不宜小于10mm；间距不宜大；间距不宜大于于200mm，也不宜小于，也不宜小于100mm。基础宽度基础宽度 2.5m时，钢筋长度时，钢筋长度可减短可减短10%，并交错布筋。，并交错布筋。 钢筋保护层：有垫层不小于钢筋保护层：有垫层不小于40mm; 无垫层不小于无垫层不小于70mm4.钢筋混凝土强度等级不应小于钢筋混凝土强度等级不应小于C20。锥形锥形阶梯形阶梯形 200C10,70垫层垫层5.在在T形及十字形交接处，

9、底板的横向受力筋仅沿一个主要受力方形及十字形交接处，底板的横向受力筋仅沿一个主要受力方向布置，另一方向受力筋可布置到主要受力方向底板宽度向布置，另一方向受力筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处。处。拐角处横向受力筋拐角处横向受力筋沿两个方向布置沿两个方向布置基础底板厚度（基础底板高度）h及配筋As计算F（1）基础底板的高度或厚度）基础底板的高度或厚度h在柱荷载作用下，如果基础的高在柱荷载作用下，如果基础的高度（度（h、或、或ho或阶梯高度）不足，或阶梯高度）不足，基础就没有足够的抵抗柱边冲切基础就没有足够的抵抗柱边冲切力的能力，则将沿着柱边产生冲力的能力，则将沿着柱边产生冲切破坏，形成切破坏

10、，形成45度斜裂面角锥体。度斜裂面角锥体。h-h0基底钢筋的混凝土保护层h0基础有效高度基础满足抵抗冲切力的条件基础满足抵抗冲切力的条件 (矩形基础矩形基础) 基础的抗冲切能力= 不小于柱边冲切力F1，即：即：omthphaf7 . 0omthpjhafApF7 . 011地基净反力强度kPa冲切破坏锥体外侧地基净反力作用面积截面高度影响系数(h)0.9-1.0砼的抗拉强度设计值冲切破坏锥体的水平投影面积maxjjpblFp由此推出h0满足： （7.25）F不计基础自重A1jthptjthpttttpfalCpfalbblCCCaah7 . 017 . 01)()(2)(2122220方形基础

11、矩形基础系数具体设计时可根据构造要求初步选定一个基础高度值具体设计时可根据构造要求初步选定一个基础高度值h,取取ho=h-基础底面钢筋的混凝土保护层厚度基础底面钢筋的混凝土保护层厚度,进行验算进行验算当基础剖面为阶梯状时，应验算变阶处台阶的有效高度当基础剖面为阶梯状时，应验算变阶处台阶的有效高度ho1，满，满足上式要求，此时将足上式要求，此时将bt、at换为换为b1、a1即可即可h0满足：（7.31）沿柱子周边产生冲切破坏沿柱子周边产生冲切破坏（柱短边一侧更危险）（柱短边一侧更危险）从变阶处产生冲切破坏从变阶处产生冲切破坏验算有效高度验算有效高度h01 方法同方法同偏心荷载，基底净反力以偏心荷

12、载，基底净反力以pjmax代替代替pja1b1（7.25）（2）基础底板配筋面积）基础底板配筋面积As)()2)(2(121maxmax21lppAGppalaMIIIoyIIIsIIIhfMA9.0)2)(2() (481minmax2AGppbbalMIVoyIVsIVhfMA9.0计算任意截面弯矩(矩形基础台阶宽高比2.5，偏心距1/6基础宽)a1abp钢筋抗拉强度设计值基础底板受力钢筋面积最大弯矩截面的位置配筋面积As确定后如何计算所用的钢筋根数n和间距一根钢筋的横截面积一根钢筋的横截面积A：42A钢筋的直径所用的钢筋根数n=As/A1米长内米长内n根钢筋的间距根钢筋的间距=1000/

13、n 例题7.6 设计钢筋混凝土柱基础200161、基底面积（按正方形）2、基础有效高度3、基础设计尺寸4、基础底板配筋3003003.8m650 650 1200 650650（已修正）双向配筋筏形基础及箱形基础设计要点筏形基础及箱形基础设计要点 底面积较大或使用要求抗弯刚度大，整体性好，常用于高层建筑基础。筏形基础箱形基础构造要求1.力求减少偏心力求减少偏心尽量使平面形心与永久载荷重心重合尽量使平面形心与永久载荷重心重合2.砼的强度等级砼的强度等级C30C303.墙体厚度：墙体厚度：内墙厚内墙厚200mm;200mm;外墙厚外墙厚250mm250mm，墙内钢筋直，墙内钢筋直径不小于径不小于1

14、2mm,12mm,间距不大于间距不大于300mm300mm4.板厚：板厚：平板式不小于平板式不小于200mm，可按，可按50mm乘以层数设定，乘以层数设定，梁板式不小于板跨的梁板式不小于板跨的1/20，一般，一般200-400mm，由，由冲切和受剪冲切和受剪承受力验算承受力验算确定，确定，12层以上，不应小于层以上，不应小于400mm5.柱或墙与基础梁的连接柱或墙与基础梁的连接在连接处柱或墙至梁边缘的距离在连接处柱或墙至梁边缘的距离 50mm6.高层与群房之间：高层与群房之间：设设置沉降缝和后浇带。置沉降缝和后浇带。7.墙外回填土：墙外回填土：地下室地下室施工完毕后，及时进行施工完毕后，及时进

15、行基坑回填基坑回填8.配筋配筋：当筏板厚度大：当筏板厚度大于于200mm时，设筋直径时，设筋直径不小于不小于12mm、间距不、间距不大于大于300mm。筏板配筋筏板配筋率一般在率一般在0.50.51.01.0为宜为宜 。当板厚小于等于当板厚小于等于250mm250mm时，可选取时，可选取8 8250250；当板厚大于当板厚大于250mm250mm时，可时，可选取选取1010200200柱下条形基础 适用范围适用范围（1）地基软弱，承载力低，单柱荷载较大）地基软弱，承载力低，单柱荷载较大（2）荷载分布不均匀，有可能不均匀沉降，影响）荷载分布不均匀，有可能不均匀沉降，影响使用功能，为加强结构整体性

16、使用功能，为加强结构整体性 构造要求构造要求 计算计算基础高度：抗冲切和抗剪强度验算；底板横向配筋：翼板弯曲纵向受力钢筋：纵向弯矩分布十字交叉基础十字交叉基础：计算较复杂，一般简化。：计算较复杂，一般简化。把柱荷载分配到纵横两个方向的基础上，把柱荷载分配到纵横两个方向的基础上，分别按单向条形基础进行内力计算。分别按单向条形基础进行内力计算。减轻不均匀沉降的措施减轻不均匀沉降的措施墙体裂缝；梁板拉裂；构件损坏；墙体裂缝；梁板拉裂；构件损坏；影响正常使用。影响正常使用。 一、一、 建筑措施建筑措施 1、建筑建筑体型应力求简单。体型应力求简单。 2、控制建筑物长高比及合理布置纵横墙、控制建筑物长高比

17、及合理布置纵横墙。 3、合理设置沉降缝，、合理设置沉降缝， 4、控制相邻建筑基础间的净距。、控制相邻建筑基础间的净距。 5、调整建筑标高、调整建筑标高二、二、 结构措施结构措施1.减轻建筑物的自重减轻建筑物的自重以减小以减小基底压力，如基底压力，如采用轻型材料和轻型结构采用轻型材料和轻型结构2.设圈梁、地梁及构造柱设圈梁、地梁及构造柱以增强建筑物的整体刚度和强度。以增强建筑物的整体刚度和强度。3.减小或调整基底附加压力减小或调整基底附加压力如：如：1）设地下室、半地下室）设地下室、半地下室 ，2）增大基底尺寸）增大基底尺寸 4.采用非敏感性结构采用非敏感性结构如上部结构采用静定结构如上部结构采

18、用静定结构 三、施工措施三、施工措施1.按先重后轻、先高层后低层、先主楼后群楼顺序进按先重后轻、先高层后低层、先主楼后群楼顺序进行施工行施工。2.在已建成的轻型建筑物及在建工程四周，勿堆放大在已建成的轻型建筑物及在建工程四周，勿堆放大量建筑材料或弃土。量建筑材料或弃土。3.小结：浅基础的设计小结：浅基础的设计浅基础的设计内容、步骤浅基础的设计内容、步骤（1）分析掌握拟建场地的工程地质条件和水文地质条件；）分析掌握拟建场地的工程地质条件和水文地质条件；（2）根据上部结构的类型，荷载的性质、大小，建筑布）根据上部结构的类型，荷载的性质、大小，建筑布置和使用要求以及施工条件、材料供应等条件，选择基置

19、和使用要求以及施工条件、材料供应等条件，选择基础类型和平面布置方案；础类型和平面布置方案；（3）确定地基持力层和基础埋置深度；）确定地基持力层和基础埋置深度；（4）确定修正的地基承载力特征值）确定修正的地基承载力特征值；（5）按地基承载力（包括持力层和软弱下卧层）确定基）按地基承载力（包括持力层和软弱下卧层）确定基础底面尺寸；础底面尺寸；（6）进行必要的地基稳定性和特征变形验算；）进行必要的地基稳定性和特征变形验算；（7）进行基础的结构设计和构造设计）进行基础的结构设计和构造设计(剖面形式、宽高比、剖面形式、宽高比、有效厚度、配筋等有效厚度、配筋等)；（8 8）绘制基础施工图，并提出工程设计技

20、术说明）绘制基础施工图，并提出工程设计技术说明 基础埋深d确定及影响因素原则原则：(1)在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅在保证建筑物安全、稳定、耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。埋，以便节省投资，方便施工。(2)除基岩地基外，最小埋深不小于除基岩地基外，最小埋深不小于0.5米。另外，基础顶面应底于设计外地面米。另外，基础顶面应底于设计外地面0.1m以上，以避免基础以上，以避免基础外露。外露。因素因素（1）建筑物的用途、结构形式和荷载的性质与大小，（建筑物的用途、结构形式和荷载的性质与大小，（2）工）工程地质条件及水文地质条件，（程地质条件及水文地质条件，（3）相邻建筑物的基础埋深，）相邻建筑物的基础埋深，（4）地基冻融条件）地基冻融条件地基承载力特征值的确定、修正地基承载力特征值的确定、修正（1）确定方法：）确定方法：静载荷试验法静载荷试验法fak、理论公式计算法、理论公式计算法fa、经验法、经验法等，等， （2）修正：）修正： 5 . 03dbffmdbaka基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定（1）中心荷载下.dfFAGak， 。 blA0 . 20 . 1bldfFbGak条基其中地基承载力先取5 . 0dffmdaka