地基基础施工设计

1地基基基基础础的的设设计计原原则则21.地基基基基础础设设计计原原则则内容容提提要要1.1概述述1.2地基基基基础础设设计计原原则则1.3地基基常常见见类类型型1.4常用用基基础础类类型型1.5地基基-基础础-上部部结结构构共共同同工工作作概概念念31.地基基基基础础设设计计原原则则基础础工工程程设设计计目目的的设计计等等级级设计计状状况况基础础工工程程设设计计任任务务基础础结结构构作用用效效应应分析析基础础结结构构抗力力及其其他他性性能能分分析析1.1概述述41.地基基基基础础设设计计原原则则设计计等等级级（（安安全全～～等等））土木木工工程程结结构构设设计计时时，，根根据据结结构构破破坏坏可可能能产产生生的的后后果果（（危危及及人人的的生生命命，，造造成成经经济济损损失失，，产产生生社社会会影影响响等等））的的严严重重性性，，采采用用不不同同的的安安全全等等级级，，见见书书P6-7相关关表表格格，，其其中中地地基基基基础础设设计计分分甲甲、、乙乙、、丙丙三三个个等等级级。。1.1概述述5地基基基基础础设设计计等等级级《建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范》61.地基基基基础础设设计计原原则则设计计状状况况设计计工工作作寿寿命命：在在设设计计规规定定的的期期限限内内，，结结构构或或结结构构构构件件只只需需进进行行正正常常的的维维护护便便可可按按其其预预定定的的目目的的使使用用，，而而不不需需进进行行修修理理加加固固，，（（见见表表1-6）。。设计计状状况况：根根据据具具体体的的基基础础安安全全等等级级，，结结构构设设计计工工作作寿寿命命分分类类。。持久久状状况况：：在结结构构使使用用过过程程中中一一定定出出现现，，其其持持续续期期很很长长的的状状况况。。持持续续期期一一般般与与设设计计工工作作寿寿命命为为同同一一数数量量级级。。需承承载载能能力力极极限限和正常常使使用用极极限限状状态态设设计计。。短暂暂状状况况：在在结结构构施施工工和和使使用用过过程程中中出出现现概概率率较较大大，，而而与与设设计计工工作作寿寿命命相相比比，，持持续续期期很很短短的的状状况况，，如如施施工工和和维维修修等等。。需承承载载能能力力极极限限可正常常使使用用极极限限状状态态设设计计。。偶然然状状况况：：在结结构构使使用用过过程程中中出出现现概概率率很很小小，，且且持持续续期期很很短短的的状状况况，，如如火火灾灾，，爆爆炸炸、、撞撞击击等等。。需承承载载能能力力极极限限可不不按按正常常使使用用极极限限状状态态设设计计。。1.1概述述基础础工工程程设设计计目目的的？？71.地基基基基础础设设计计原原则则设计计任任务务基础础结结构构作用用效效应应分析析确定定由由于于地地基基反反力力、、上上部部结结构构荷荷载载作作用用在在基基础础结结构构上上的的作作用用效效应应。。即即基基础础结结构构内内力力：：弯弯矩矩、、剪剪力力、、轴轴力力等等。基础础结结构构抗力力及其其他他性性能能分分析析根据据拟拟定定的的基基础础截截面面进进行行基基础础结结构构抗抗力力及及其其它它性性能能的的分分析析，，确确定定基基础础结结构构截截面面的的承承受受能能力力及及其其性性能能。。（按按两两种种极极限限状状态态、、最最不不利利荷荷载载组组合合））。。1.1概述述81.地基基基基础础设设计计原原则则概率率极极限限设设计计法法与与极极限限状状态态设设计计原原则则概率率极极限限设设计计法法极限限状状态态地基基基基础础设设计计原原则则地基基基基础础设设计计资资料料地基基基基础础设设计计基基本本规规定定1.2地基基基基础础设设计计原原则则91.地基基基基础础设设计计原原则则概率率极极限限设设计计法法与与极极限限状状态态设设计计原原则则概率率极极限限设设计计法法概率率极极限限设设计计法法：：又又称称可可靠靠性性分分析析设设计计。。可靠靠性性含含义义：：就就是是指指系系统统在在规规定定的的时时间间内内,在规规定定的的条条件件下下完完成成预预定定功功能能的的概概率率。。系系统统不不能能完完成成预预定定功功能能的的概概率率即即是是失效效概概率率。这这种种以以统统计计分分析析确确定定的的失失效效概概率率来来度度量量系系统统可可靠靠性性的的方方法法即即为为概概率率极极限限设设计计方方法法。。1.2地基基基基础础设设计计原原则则101.地基基基基础础设设计计原原则则概率率极极限限设设计计法法与与极极限限状状态态设设计计原原则则极限状状态：：整个结结构或或结构构构件件超过过某一一特定定状态态不能能满足足设计计规定定的某某一功功能要要求，，此特特定状状态称称为该该功能能的极极限状状态。。分两两类:详见p8承载能能力极极限状状态：：这这种极极限状状态对对应于于结构构或结结构构构件达达到最最大承承载能能力或或不适适于继继续承承载的的变形形或变变位的的状态态。指指结构构强度度不足足或失失稳。。正常使使用极极限状状态：：这这种极极限状状态对对应于于结构构或结结构构构件达达到正正常使使用或或耐久久性能能的某某项限限值的的状态态。1.2地基基基础设设计原原则111.地基基基础设设计原原则概率极极限设设计法法与极极限状状态设设计原原则地基基基础设设计原原则p<fa原则（承载载力验验算——基础底底面的的压力力小于于地基基的承承载力力特征征值）），各各级级建筑筑均应应进行行承载载力计计算，，防止止地基基土体体剪切切破坏坏；经经常承承受水水平荷荷载的的高层层建筑筑、构构筑物物以及及基坑坑工程程的稳稳定性性验算算s<[s]原则（变形形验算算——地基及及基础础的变变形值值小于于建筑筑物要要求的的沉降降值）需按基基本规规定验验算基础结结构强强度、、刚度度和耐耐久性性满足足要求求另外力力求灾灾害荷荷载（（地震震，风风载等等）时时，经经济损损失最最少。。1.2地基基基础设设计原原则121.地基基基础设设计原原则地基基基础设设计资资料上部结结构资资料：按行业相关规规范计计算的的传至至基础础顶面面的荷载（包括括轴力力、剪剪力和和弯矩矩）。。岩土工工程勘勘察资资料(见书)：重视验验槽工工作。。原位测测试资资料:地基承承载力力、单单桩竖竖向承承载力力以及及地基基压缩缩模量量和变变形模模量的的原位位测试试报告告等。。1.2地基基基础设设计原原则13地基、、基础础、上上部结结构的的常规规分析析简图图上部结构构(墙、柱柱)与基础相连系系，基基础底底面直直接与与地基相接触触，三三者组组成一一个完完整的的体系系，在在接触触处传传递荷荷载，，若若将将三者者在界界面处处分开开，满满足静静力平平衡条条件，，141.地基基基础设设计原原则地基基基础设设计基基本规规定（按照基基本规规定遵遵循原原则设设计）⑴所有有建筑筑物的的地基基计算算均应应满足足承载载力计计算的的有关关规定定；⑵甲级级、乙乙级建建筑物物、均均应按按地基基变形形设计计；⑶表1-8所列范范围内内的丙丙级建建筑物物可不不作变变形验验算，，如有有下列列情况况之一一时，，仍应应作变变形验验算：：1)地基承承载力力特征征值小小于130kPa，且体体型复复杂的的建筑筑；2)在基础础上及及其附附近有有地面面堆载载或相相邻基基础荷荷载差差异较较大，，可能能引起起地基基产生生过大大的不不均匀匀沉降降时；；3)软弱地地基上上的建建筑物物存在在偏心心荷载载时；；4)相邻建建筑距距离过过近，，可能能发生生倾斜斜时；；5)地基内内有厚厚度较较大或或薄不不均的的填土土，其其自重重固结结未完完成时时。⑷对经经常受受水平平荷载载作用用的高高层建建筑、、高耸耸结构构和挡挡土墙墙等，，以及及建造造在斜斜坡上上或边边坡附附近建建筑物物和构构筑物物，尚尚应验验算其其稳定定性；；⑸基坑坑工程程应进进行稳稳定性性验算算；⑹当地地下水水埋藏藏较浅浅，建建筑地地下室室或地地下构构筑物物存在在地下下室上上浮问问题时时，尚尚应进进行抗抗浮验验算。。1.2地基基基础设设计原原则151.地基基基础设设计原原则基础工工程设设计基础工工程设设计前前：根根据前前述““地基基基础础设计计基本本规定定”，，对地地基的的强度、、变形形、稳稳定性性进行验验算。。基础内内力计计算：：是根根据基基础顶顶面作作用的的荷载载，基基础底底面土土体的的反力力作为为外荷荷载，，运用用静力力学、、结构构力学学的方方法求求解而而进行行。。基础顶顶面作作用的的荷载载分析析：要要考虑虑多种种荷载载同时时作用用在基基础顶顶面的的荷载载组合合，又又要按按承载载力极极限状状态和和正常常使用用状态态分别别进行行组合合，并并取各各自的的最不不利组组合进进行设设计计计算。。设计计时所所采用用的荷荷载效效应最最不利利组合合与相相应的的抗力力或限限值应应符合合前述述相应应规范范的有有关规规定。。荷载效效应组组合的的规定定：（（见书p14）1.2地基基基础设设计原原则161.地基基基础设设计原原则1.2地基基基础设设计原原则荷载效效应组组合——补充1）基本组组合是属于于承载载力极极限状状态设设计的的荷载载效应应组合合，它它包括括以永永久荷荷载效效应控控制组组合和和可变变荷载载效应应控制制组合合，荷荷载效效应设设计值值取两两者的的大者者，两两者中中的分分项系系数(γ)取值不不同。。2）标准组组合（（Ψc）是属于于正常常使用用极限限状态态设计计的荷荷载效效应组组合。。标准准组合合在某某种意意义上上与过过去的的短期期效应应组合合相同同，主主要用用来验验算一一般情情况下下构件件的挠挠度、、裂缝缝等使使用极极限状状态问问题。。（5％左右右）3)准永久久组合合（Ψq）也是属属于正正常使使用极极限状状态设设计的的荷载载效应应组合合。在在某种种意义义上与与过去去的长长期效效应组组合相相同，，其值值等于于荷载载的标标准值值乘以以准永永久值值系数数。它它考虑虑了可可变荷荷载对对结构构作用用的长长期性性。在在设计计基准准期内内，可可变荷荷载超超越荷荷载准准永久久值的的概率率在50％左右右。准准永久久组合合常用用于考考虑荷荷载长长期效效应对对结构构构件件正常常使用用状态态影响响的分分析中中。最为典典型的的是：对于于裂缝缝控制制等级级为2级的构构件，，要求求按照照标准准组合合时，，构件件受拉拉边缘缘混凝凝土的的应力力不超超过混混凝土土的抗抗拉强强度标标准值值，在在按照照准永永久组组合时时，要要求不不出现现拉应应力。。17－可变荷荷载Qi的组合合值系系数，，按现现行《建筑结构构荷载载规范范》GB50009规定取取值。。正常使使用极极限状状态下下荷载载效应应的标标准组组合Sk为：式中SGk－按永久久荷载标标准值Gk计算的荷荷载效应应值；SQik－按可变变荷载标标准值Qik计算的荷荷载效应应值；荷载效应应的准永永久组合合值Sk应用下式式表示:－准永久值值系数按按现行《建筑结构构荷载规规范》GB50009的规定取取值。荷载效应应组合一一般规定定1.2地基基础础设计原原则18－永久荷载载的分项项系数按按GB50009的规定取取值；对由永久久荷载效效应控制制的基本本组合，，也可采采用简化化规则，，荷载效效应基本本组合的的设计值值按下式式确定：：承载能力力极限状状态下由由可变荷荷载效应应控制的的基本组组合设计计值应用用下式表表达式中R－结构构构件抗力力的设计计值按有有关建筑筑结构设设计规范的规规定确定定；Sk－荷载效效应的标标准组合合值。－第i个可变荷荷载分项项系数按按GB50009的规定取取γ0荷载效应应组合一一般规定定1.2地基基础础设计原原则191.地基基础础设计原原则1.2地基基础础设计原原则基础顶面面作用的的最不利利荷载组组合柱控制截截面上最最不利内内力的类类型为⑴+Mmax及相应的的N、V；⑵⑵-Mmax及相应的的N、V⑶Nmax及相应的M、V；⑷⑷Nmin及相应的M、V对于大偏心受受压的情况，，当弯矩M相等或相近时时，轴力愈小小所需配筋愈愈多，对于小小偏心受压的的情况，当弯弯矩M相等或相近时时，轴力愈大大所需配筋愈愈多；不论是是大偏心受压压还是小偏心心受压的情况况，当轴力N相等或相近时时，弯矩M愈大所需配筋筋愈多；为了施工的简简便以及为了了避免施工过过程中可能出出现的错误起起见，框架柱柱通常采用对对称配筋。此此时，第（l）、（2）两组最不利利内力组合可可合并为弯矩矩绝对值最大大的内力|Mmax|及相应的轴力力N、V。201.地基基础设计计原则(1)按地基承载力力确定基础底底面积及埋深深或按单桩承承载力确定桩桩数时，传于于基础或承台台底面上的荷荷载效应应按按正常使用极极限状态下荷荷载效应的标准组合。相应的抗力力应采用地基基承载力特征征值或单桩承承载力特征值值。(2)计算地基变形形时，传至基基础底面上的的荷载效应应应按正常使用用极限状态下下荷载效应的的准永久组合，不应计入风风荷载和地震震作用。相应应的限值应为为地基变形允允许值。(3)计算挡土墙土土压力、地基基或斜坡稳定定及滑坡推力力时，荷载效效应按承载能能力极限状态态下荷载效应应的基本组合合，但其荷载载分项系数为为1.0。(4)在确定基础或或桩台高度、、支挡结构截截面、计算基基础或支挡结结构内力、确确定配筋和验验算材料强度度时，上部结结构传来的荷荷载效应组合合和相应的基基底反力，应应按承载能力力极限状态下下荷载效应的的基本组合，采用相应的的荷载分项系系数。(5)当需要验算基基础裂缝宽度度时，应按正正常使用极限限状态荷载效效应标准组合。(6)结构重要性系系数γ0取值不应小于于1.0。1.2地基基础设计计原则设计时所采用用的荷载效应应最不利组合合与相应的抗抗力或限值应应符合相应规规范的有关规规定：21211.地基基础设计计原则1.3地基类型天然地基土质地基岩石地基特殊土地基人工地基复合地基221.地基基础设计计原则1.3地基类型天然地基土质地基：土质地基一一般是指成层层岩石以外的的各类土，，基本分为碎石土、砂土土、粉土和粘粘性土几大类。碎石土和砂土土：划分应符符合表1-9、表1-10的规定。粉土：粒径大大于0.075mm的颗粒不超过过全部质量50％，且塑性指指数等于或小小于10的土。粘性土：当塑塑性指数大于于10，且小于或等等于17时，应定为粉粉质粘土；当当塑性指数大大于17时，应定为粘粘土。土质地基下限限值：竖向向压应力值等等于0.1σcz时某一深度。。土质地基优点：处于地壳的的表层，施工工方便，基础础工程造价较较经济，是房房屋建筑，中中、小型桥梁梁、涵洞、水水库、水坝等等构筑物基础础经常选用的的持力层。231.地基基础设计计原则1.3地基类型天然地基岩石地基：当岩层距地表表很近，或构构筑物荷载通通过基础底面面传给土质地地基，地基土土体承载力、、变形验算不不能满足相关关规范要求时时，则必需选选择岩石作为为基础的持力力层，就称该该地基为岩质质地基。例如如我国南京长江大桥桥的桥墩基础，，三峡水库大坝坝的坝基基础等等。分类：根据风风化程度岩石石分为未风化化、微风化、、中等风化、、强风化、全全风化。不等等的风化等级级对应不同的的承载能力。。优点；它们具具有足够的抗抗压强度，颗颗粒间有较强强的连接，基基本属于连续续介质。它较较土粒堆积而而成的松散介介质的力学性性能优越许多多。硬质岩石石的饱和单轴轴极限抗压强强度可高达60MPa以上，软质岩岩石的数值也也在5MPa不等。其数量量级与土质地地基的kPa单位相比，可可认为扩大10倍以上，当岩层埋深浅浅，施工方便便时，它应是是最先首选的的基础工程持持力层。主要不良地质质现象：1、岩溶2、滑坡3、危岩和崩塌塌4、泥石流5、采空区6、地面沉降7、地震效应8、活动断裂。。241.地基基础设计计原则1.3地基类型天然地基特殊土地基：：由于生成时时不同的地理理环境、气候候条件、地质质成因以及次次生变化等原原因，使一些些土类具有特特殊的成分、、结构和工程程性质。通常常把这些具有有特殊工程性性质的土类称称为特殊土。。特殊土种类类很多，大部部分都具有地地区特点，故故又有区域性性特殊土之称称。分类：p16-18湿陷性黄土、、膨胀土地地基、冻土地地基（有的伴伴有盐渍冻土土）、红粘土土。工程特性：触触变性、流变变性、高压缩缩性、低强度度、低透水性性、不均匀性性。251.地基基础设计计原则1.3地基类型人工地基—若天然地基软软弱，一般指指软土地基,承载力和变形形不能满足设设计要求时，，需对其进行行加固处理的的(如置换、夯实实、挤密、排排水固结、加加筋和化学处处理等方法等等处理)地基。软粘土:土质地基中含含水量大于液液限，孔隙比比e≥1.5或1.0≤e<1.5的新近沉积粘粘性土,为淤泥、淤泥泥质粘土、淤淤泥质粉质粘粘土、淤泥混混砂、泥炭及及泥炭质土，，具有强度低低、压缩性高高、透水性差差、流变性明明显和灵敏度度高等特点，，都称之为软软粘土.261.地基基础设计计原则1.3地基类型复合地基—在软土地基或或松散地基（（回填土、杂杂填土、松软软砂）中设置置由散体材料料（土、砂、、碎石）等或或弱胶结材料料（石灰土、、水泥土等））构成加固桩桩柱体（亦称称增强体），，与桩间土一一起共同承受受外荷载，这这类由两种不不同强度的介介质组成的人人工地基，称称为复合地基基。复合地基的桩桩柱体与桩基基础的桩区别别:前者是人工地地基的组成部部分，起加固固地基的作用用,桩柱体与土土协调变形形，共同受受力，两者者是彼此不不可分割的的整体。后后者将结构构荷载传递递给深部地地基土层，，桩可单独独承受外荷荷载，由刚刚度大的材材料组成且且与承台或或上部结构构作刚性连连接。置换作用:桩柱体通过过排水、挤挤土或原位位搅拌等方方式，使一一部分地基基土被置换换为或转变变成具有较较高强度和和刚度的增增强体，这这种作用称称为置换作作用。挤密作用：：在成桩过过程中砂石石桩的排水水作用，石石灰桩的膨膨胀吸水作作用对桩间间土形成侧侧向挤压作作用使土质质得以改善善，这种作作用称之为为挤密作用用。271.4基础类型浅基础深基础基础分类按材料分类按构造分类按受力性能分类桩基础沉井基础沉箱基础地下连续墙281.4基础类型浅基础：≤5m，施工一般般采用敞开开挖基坑修修筑基础的的方法，故故亦称为明明挖基础。。设计计算算时可以忽略基础侧侧面土体对对基础的影影响，基础结构构形式和施施工方法也也较简单。。天然地基基浅基础由由于埋深浅浅，结构形形式简单，，施工方法法简便，造造价也较低低，因此是是建筑物(最)常用的基础础类型。深基础：>5m考虑侧面土土体对基础础的影响，，需要特殊殊工艺施工工技术。29按材料分类砖基础片石基础砼及片石砼基础钢筋砼基础灰土及三合土基础单独基础联合基础条形基础按构造分类十字交叉筏板箱形按受力性能分类刚性基础柔性基础浅基础分类类301.地基基础设设计原则柱下单独基基础墙下单独基基础十字交叉梁基础础梁板或平板板式筏形基础础柱下条形基基础墙下条形基基础桩基础沉井基础沉箱基础1.4基础类型箱形基础311.地基基础设设计原则图1.1柱下单独基基础1.4基础类型柱下单独基基础:是柱基础的的最经济型型式,有无筋和配配筋两种32墩下刚性扩扩大基础墩下单独基基础:是墩基础的的最经济型型式,有无筋和配配筋两种331.地基基础设设计原则图1.2墙下单独基基础1.4基础类型341.地基基础设设计原则图1.3柱下条形基基础1.4基础类型特点：抗弯刚度度大，具有有调整不均均匀沉降的的能力。适用条件：地基较软软，分布不不均；基底底面积受相相邻建筑物物或设备基基础的限制制无法扩展展时；柱荷荷载差异大大，以致基基底面积扩扩大使其彼彼此接近或或相碰时。。351.地基基础设设计原则图1.4墙下无筋扩扩展条形基基础1.4基础类型墙下条形基基础是墙基基础的最经经济型式：：有无筋和和配筋两种种，设于砖砖墙或剪力力墙下。36挡土墙下条条形基础柱下加腋条条形基础1.4基础类型在桥梁条形形基础中，，一般是做做成刚性基基础，个别别的也可做做成柔性基基础。371.地基基础设设计原则图1.5十字交叉梁梁基础1.4基础类型特点：抗弯刚度度大，具有有调整不均均匀沉降的的能力。适用条件：地基较软软，分布不不均；基底底面积受相相邻建筑物物或设备基基础的限制制无法扩展展时；柱荷荷载差异大大，以致基基底面积扩扩大使其彼彼此接近或或相碰时。。38筏形基础是是指在建筑筑物的所有有柱墙下面面用钢筋混混凝土做一一块连续的的整片基础础，也称筏筏板基础，，俗称“满满堂红基础础”。有平平板式和梁梁板式。特点：基底面积积大。整体体性好，调调整不均匀匀沉降能力力强，抗震震性好适用条件：“硬壳层层“持力层层，较均匀匀软弱地基基上6层及其以下下承重横墙墙密集的民民用建筑。。1.4基础类型391.地基基础设设计原则图1.6箱形基础（由顶、底底板与内、、外墙等组组成、并由由钢筋砼整整浇而成空空间整体结结构）1.4基础类型特点：显著减少少基底压力力，降低基基础沉降，，抗震性能能好，钢筋筋水泥用量量较大，工工期长，造造价高，基基坑施工及及护壁，对对周围环境境影响适用条件：高层建筑筑401.地基基础设设计原则基桩直径2.2m,长度80m,钻孔长度近近90m1.4基础类型图1.7某公路大桥桥主桥南塔塔的桩基础础41411.地基基础设设计原则井筒状的结构物在井壁的围围护下从井井内挖土在自重作用下逐渐下沉沉封底封顶形形成的深基础1.4基础类型图1.8沉井基础42沉井施工主主要程序示示意图43地下连续墙墙施工过程程示意图沉箱基础现现在应用不不多，自己己看书44回顾顾天然地基：：没有经过过人为加固固处理的地地基人工地基：：需人工加加固的软弱弱地基浅基础：≤≤5m，用一般方方法、工艺艺施工深基础：(桩基、沉井井)，特殊工艺艺施工方案组合天然地基人工地基浅基础深基础方案选择造价低易施工安全合理技术先进451.地基基础设设计原则1.4基础类型常见浅基础础特点总结结单独基础柱柱下条条形基础筏筏形形和箱形基基础基底面积越越来越大、对上部结结构荷载的的扩散作用用越来越强强在相同的上上部结构荷荷载作用下下，基底压力和和基底附加加压力越来来越小，刚度越来越越大，可以以适应更软软弱的地基基，可以减减小地基的的沉降变形形在相同的地地基条件下下，可以承承受更大的的上部结构构荷载作用用设计计算方方法越来越越复杂，一一般情况下下工程造价价越来越高高46建筑物地点点的土质条条件和建筑筑物对不均均匀沉降的的敏感性不不同，需要要采取的地地基基础方方案不同。。(天然的或人人工地基、、不同类型型的基础））。如对于于单层装配配式工业厂厂房和油罐罐等，可采采用柔性基基础；对于于混合结构构和框架结结构等，可可采用有限限刚度基础础；对于筒筒仓结构、、高层建筑筑和桥梁墩墩台等，可可采用刚性性基础。基础方案与与考虑因素素地基基础设设计一般要要考虑以下下因素(下一章学习习)：(1)建筑基础所所用的材料料及基础的的结构形式式；(2)基础的埋置置深度；(3)地基土的承承载力；(4)基础的形状状和布置，，以及与相相邻基础、、地下构筑筑物、地下下管道的关关系(5)上部结构的的类型、使使用要求及及其对不均均匀沉降的的敏感性。。471.地基基础设设计原则图1-9共同工工作概概念地基基础上部结构图1.9不均匀沉降降引起砌体体开裂1.5地基、基础础与上部结结构共同工工作48上部结构、、基础和地地基共同作用的的概念上部结构(墙、柱)与基础相连系，基基础底面直直接与地基相接触，三三者组成一一个完整的的体系，在在接触处既既传递荷载载，又相互互约束和相相互作用。。若将三者在在界面处分分开，则不不仅各自要要满足静力力平衡条件件，还必须须在界面处处满足足变变形形协协调调、位移移连连续续条条件件。491.地基基基基础础设设计计原原则则1.5.1共同同工工作作的的概概念念———上部部结结构构刚刚度度的的影影响响上部部结结构构为为绝对对刚刚性性，将将约约束束基基础础变变形形，，这这种种情情况况，，基基础础犹犹如如支支承承在在把把柱柱端端视视为为不不动动铰铰支支座座上上的的倒倒置置连连续续梁梁，，以以基基底底反反力力为为荷荷载载，，仅仅在在支支座座间间产产生生局局部部弯弯曲曲。。上部部结结构构为为完全全柔柔性性，对对基基础础变变形形约约束束作作用用很很小小，，基基础础产产生生整整体体弯弯曲曲图1.11上部部结结构构刚刚度度影影响响示示意意图图501.地基基基基础础设设计计原原则则1.5.2地基基与与基基础础的的相相互互作作用用柔性性基基础础:随地地基基变变形形而而任任意意弯弯曲曲，，基基底底反反力力分分布布与与基基础础上上荷荷载载分分布布相相同同，，无无力力调调整整基基底底的的不不均均匀匀沉沉降降。。当荷荷载载均均匀匀分分布布时时，，反反力力也也均均匀匀分分布布，，而而地地基基变变形形不不均均匀匀，，呈呈中中间间大大两两侧侧递递减减的的凹凹曲曲变变形形。。显显然然，，要要使使基基础础沉沉降降均均匀匀．．则则荷荷载载与与地地基基反反力力必必须须按按中间间小小两两侧侧大大的的抛抛物物线线分布布。。图1.12柔性性基基础础511.地基基基基础础设设计计原原则则1.5.2地基基与与基基础础的的相相互互作作用用刚性性基基础础:在荷荷载载作作用用下下基基础础不不产产生生挠挠曲曲，，基基底底平平面面沉沉降降后后仍仍保保持持平平面面，，基基底底反反力力分分布布有有多多种种形形态态:当把把地地基基土土视视为为完完全全弹弹性性体体时时，，基基底底的的反反力力分分布布将将呈呈①①的的分分布布形形式式。。实际际的的地地基基土土仅仅具具有有很很有有限限的的强强度度，，基基础础边边缘缘处处的的应应力力太太大大，，土土要要屈屈服服以以至至发发生生破破坏坏，，部部分分应应力力将将向向中中间间转转移移，，于于是是反反力力的的分分布布呈呈②②即即马马鞍鞍形形的的分分布布。。就承承受受剪剪应应力力的的能能力力而而言言，，基基础础下下中中间间部部位位的的土土体体高高于于边边缘缘处处的的土土体体、、因因此此当当荷荷载载继继续续增增加加时时，，基基础础下下面面边边缘缘处处土土体体的的破破坏坏范范围围不不断断扩扩大大，，反反力力进进一一步步从从边边缘缘向向中中间间转转移移。。其其分分布布形形式式就就成成为为③③即即钟钟形形的的分分布布。。如果果地地基基土土是是无无粘粘性性土土，，没没有有粘粘结结强强度度，，且且基基础础埋埋深深很很浅浅，，边边缘缘处处土土体体所所受受的的压压力力几几乎乎可可以以不不计计，，该该处处土土不不具具有有强强度度，，也也就就不不能能承承受受任任何何荷荷载载，，因因此此反反力力的的分分布布就就可可能能成成为为④④即即抛抛物物线线的的分分布布。。图1.13刚性基础础52有限刚性性体：如果基础础不是绝绝对刚性性体而是是有限刚刚性体，，在上部部结构传传来荷载载和地基基反力共共同作用用下，基基础要产产生一定定程度的的挠曲，，地基土土在基底底压力作作用下产产生相应应的变形形。基底底反力的的分布形形状取决决于基础础与地基基的相对对刚度，，基础的的刚度愈愈大，地地基的刚刚度愈小小，则基基底反力力向边缘缘集中的的程度愈愈高。考虑上部部结构—基础—地基共同同作用分分析法基本原则则：要求考虑虑上部结结构、基基础和地地基的共共同作用用，使三三者之间间不仅要要满足静力力平衡条条件，而且必必须满足变形形协调条条件，以保证证建筑物物和地基基变形的的连续。。但这样样的设计计方法非非常复杂杂。53按静力平平衡条件件将上部部结构与与基础分分割开，，用结构构力学方方法求出出柱端作作用力，，并反向向作用加加于基础础上，并并选用合合适地基基土模型型。基础础成为放放在地基基模型上上的承载载结构。。基础—地基共同同作用必必须满足足两者变变形协调调的要求求。这类类方法的的计算结结果与实实际情况况仍然有有所差别别：不考虑上上部结构构的刚度度贡献，，导致地地基变形形量偏大大，因而而基础内内力也偏偏高，这这是偏于于安全方方面；没有考虑虑基础的的变形会会引起上上部结构构产生附附加应力力与变形形，这是是偏于不不安全方方面。因因此这类类方法较较适用于于上部结结构刚性