基础工程 天然地基上的浅基础设计的基本理论

根底工程

河北工业大学土木与交通学院

王贵君博士·教授

Email：1第2章天然地基上浅根底设计的根本理论22.1概述地基——受建筑物影响的那一局部地层称为地基〔支承根底的土体或岩体〕天然地基——不需人工处理就可以直接建造建筑物的地基称为天然地基人工地基——需经过人工处理后才能作为建筑物地基的称为人工地基3根底将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成局部浅根底与深根底埋深小于5m；或者埋深大于5m，但是埋深小于根底宽度——两侧〔四周〕的摩阻力忽略不计。反之那么称为深根底。浅根底可以采用比较简便的施工方法来建造；而深根底那么需要采用特殊施工方法〔钻孔灌注桩、压入桩、动力打入桩、帷幕、地下连续墙、沉井等〕和装备来建造。4根底的功能通过扩大根底底面积或深根底将上部结构荷载传递给地基土，满足地基土的承载力要求根据地基土的变形特征及上部结构的特点，利用根底所具有的刚度，调整地基的不均匀沉降，使上部结构不致产生过大的次生应力具有一定的抗滑和抗倾覆的作用具有减震的功能5地基根底方案天然地基上的浅根底天然地基上的深根底人工地基上的浅根底人工地基上的深根底天然地基人工地基浅基础深基础6地基根底设计时需考虑的因素根底所采用的材料、根底的结构类型根底埋置深度地基承载力根底的形状、平面布置方案，以及与相邻根底、地下构筑物和地下管道的关系上部结构的特点和要求，对不均匀沉降的敏感性施工期限、施工方法7地基根底设计步骤选择地基根底方案，确定根底类型〔包括材料和平面布置方式〕；确定根底埋置深度；确定持力层的承载力；根据持力层承载力计算根底底面尺寸；根据需要进行稳定性和变形验算；进行根底结构的设计；绘制根底施工图，提出施工说明。8地基根底设计根本原那么地基根底设计必须根据建〔构〕筑物的用途和平安等级、建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合施工条件以及工期、造价等各方面要求，合理选择地基根底方案，因地制宜、精心设计，以保证建〔构〕筑物的平安和正常使用。9地基根底设计根本原那么〔续〕〔1〕对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的平安度〔2〕应控制地基变形量，使之不超过建〔构〕筑物的地基变形允许值，以免引起根底不利截面和上部结构的损坏，或影响建〔构〕筑物的使用功能和外观〔3〕根底的型式、构造和尺寸，除应能适应上部结构、符合使用需要、满足地基承载力〔稳定性〕和变形要求外，还应满足对根底结构的耐久性的要求10地基根底设计等级建筑物的平安和正常使用，不仅取决于上部结构的平安储藏，更重要的是要求地基根底有一定的平安度。因为地基根底是隐蔽工程，所以不管地基或根底哪一方面出现问题或发生破坏均很难修复，轻者影响使用，重者还会导致建筑物破坏甚至酿成灾害，因此，地基根底设计在建筑物设计中举足轻重。根据地基根底损坏造成建筑物破坏后果〔危及人的生命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能性〕的严重程度，可将建筑物分为三个设计等级。11地基根底设计等级设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑30层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程开挖深度大于15m的基坑工程周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程乙级除甲、丙级以外的工业与民用建筑物除甲、丙级以外的基坑工程丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑；次要的轻型建筑物非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程12地基根底设计要求根据建筑物地基根底设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基根底设计应符合以下规定：〔1〕所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；〔2〕设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；〔3〕设计等级为丙级的建筑物如有以下情况之一时，仍应作变形验算：13地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；在根底上及其附近有地面堆载或相邻根底荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离近，可能发生倾斜时；地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。应进行变形验算的丙级建筑物14地基根底设计要求〔续〕〔4〕对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；〔5〕基坑工程应进行稳定性验算；〔6〕建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。15可不作变形验算的、设计等级为丙级的建筑物16根底上作用荷载为了按地某承载力确定根底底面积，必须分析传到根底底面上的各种根本组合的荷载。作用在建筑物根底上的荷载有四种情况。17荷载组成静荷载包括建筑物和根底的自重、固定设备的重量、土压力和正常稳定水位的水压力。它是引起根底沉降的主要因素。活荷载又分为普通活荷载和特殊荷载〔又称偶然荷载〕。由于特殊荷载〔例如地震作用、风力等〕发生的时机不多，作用的时间很短，故沉降计算只考虑普通活荷载。但在进行地基的稳定性验算时，那么要考虑特殊荷载。在进行地基根底设计时，应根据使用过程中可能同时出现的荷载，按设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效应(作用)组合。18作用效应组合取用原那么地基根底设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合以下规定：〔1〕按地基承载力确定根底底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至根底或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。〔2〕计算地基变形时，传至根底底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基变形允许值。旧新标准用词变化：荷载效应—作用效应；荷载效应的**组合—作用的**组合19作用效应组合取用原那么〔续〕〔3〕计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及根底抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的根本组合，但其分项系数均为1.0。〔4〕在确定根底或桩基承台高度、支挡结构截面、计算根底或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的根本组合，采用相应的分项系数；当需要验算根底裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下作用的标准组合。20作用效应组合取用原那么〔续〕

〔5〕根底设计平安等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关标准的规定采用，但结构重要性系数0不应小于1.0。21正常使用极限状态下，标准组合的效应设计值Sk=SGkSQ1kψc2SQ2k···········ψcnSQnk准永久组合的效应设计值Sk=SGkψq1SQ1kψq2SQ2k···········ψqnSQnk承载能力极限状态下，由可变作用控制的根本组合的效应设计值Sd=GSGkQ1SQ1kQ2ψc2SQ2k·······QnψcnSQnkSGk——永久作用标准值Gk的效应；SQik——第i个可变作用标准值Qik的效应；ψci——第i个可变作用Qi的组合值系数 0.7～0.9ψqi——第i个可变作用准永久值系数 0.3～0.8G——永久作用的分项系数 1.2/1.35Qi——第i个可变作用的分项系数 1.3/1.4查表22对永久作用控制的根本组合，也可采用简化规那么，根本组合的效应设计值Sd可按下式确定：Sd＝1.35Sk式中Sk——标准组合的作用效应设计值。23对于承载能力极限状态，应按荷载的根本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用以下设计表达式进行设计0Sd≤Rd式中0——结构重要性系数；Sd——荷载组合的效应设计值；Rd——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计标准的规定确定。荷载标准242.2浅根底的类型及其方案的选用根底类型较多，可以按埋深、受力特征、材料、构造等因素进行划分。常用的根底类型如后表所示。浅根底根据根底构造可以分为独立根底、条形根底、交叉梁根底、筏板根底、箱形根底、壳体根底等，按照根底受力及材料性能又可分为无筋扩展根底〔刚想根底〕、扩展根底〔柔性根底〕。25根底分类及定义分类依据名称定义基础埋深浅基础只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造的一般深度小于基底宽度的基础深基础采用桩、沉井等特殊施工方法建造的一般深度大于基底宽度的基础受力及刚度特征无筋扩展基础（刚性基础）由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。扩展基础(柔性基础)为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过向侧边扩展一定底面积的基础。基础材料砖基础用砖砌筑的刚性基础三合土基础用三合土建造的刚性基础灰土基础用灰土建造的刚性基础毛石基础用强度较高且未风化的毛石砌筑的刚性基础砼或毛石砼基础用混凝土或毛石混凝土砌筑的刚性基础钢筋混凝土基础用钢筋混凝土砌筑的基础基础构造独立基础柱下、塔下、筒式结构物下的单个基础条形基础墙下条形基础墙下的长条形基础柱下条形基础为减小基底压力而将柱下独立基础联成一起的条形基础交叉梁基础为减小基底压力而将柱下独立基础联成网格状的基础筏板基础墙下筏板基础大面积整体钢筋混凝土板式基础或梁板式基础柱下筏板基础箱形基础由钢筋混凝土顶板、底板、侧墙、内隔墙结构组成，具有一定高度的整体性基础，属于补偿性基础其他补偿性基础建在地面以下足够深度，挖除的基坑土重，可以明显减少由结构物引起的基底压力，从而减少建筑物沉降的基础26砖根底24024060560512012012060601205840840(a)“二一间隔收〞(b)“二皮一收〞27毛石根底28素混凝土根底(a)一个台阶(b)二个台阶(c)梯形截面29墙下钢筋混凝土扩展根底30扩展根底形式31柱下独立根底32柱下条形根底和交叉梁根底33筏板根底34箱形根底35壳体根底362.3根底埋置深度确实定1建筑物的用途〔有无地下室、设备根底和地下设施〕，根底的型式和构造在满足地基稳定和变形要求的前提下，根底宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层。除岩石地基外，根底埋深不宜小于0.5m天然地基上的箱形和筏形根底其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏根底的埋置深度〔不计桩长〕不宜小于建筑物高度的1/18。37根底最小埋置深度382作用在地基上的荷载大小和性质根底埋深应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其地基埋深应满足抗滑要求。地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：MR／Ms≥1.2式中MR——抗滑力矩；Ms——滑动力矩。39必须根据荷载的大小、性质与地层承载力及变形性质给根底选择可靠的持力层。根底宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。当根底埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。3工程地质和水文地质条件40地质构造与根底埋深41地下水位与根底埋深42基坑下有承压水层时的根底埋深k——系数，取0.7~1〔基坑宽时取小值〕43桥梁受冲刷时基底最小埋深桥梁类型最大冲刷深度（m）0<3≥3≥8≥15≥20一般桥梁1.01.52.02.53.03.5技术复杂，修复困难的特大桥及其它重要大桥1.52.02.53.03.54.044土坡坡顶处根底的最小埋深条形根底矩形根底45当存在相邻建筑物时，新建建筑物的根底埋深不宜大于原有建筑根底。当埋深大于原有建筑根底时，两根底间应保持一定净距，其数值应根据原有建筑荷载大小、根底形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。4相邻建筑物的根底埋深46相邻根底的埋置深度新建基础已建基础47季节性冻土地基的设计冻深zd按下式计算：zd＝z0ψzsψzwψzezd——设计冻深；z0——标准冻深；ψzs——土的类别对冻深的影响系数ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数ψze——环境对冻深的影响系数当建筑根底底面之下允许有一定厚度的冻土层，可用下式计算根底的最小埋深：dmin=zd-hmaxhmax——根底底面下允许残留冻土层的最大厚度。5地基土冻胀和融陷的影响48冰冻线与根底埋深49冻胀力的作用50冻胀、融陷对基底压力及变形的影响51地面下土的温度和冻胀量随深度的变化52z0——标准冻深53ψzs——土的类别对冻深的影响系数土的类别影响系数ψzs土的类别影响系数ψzs粘性土1.00中、粗、砾砂1.30细砂、粉砂、粉土1.20碎石土1.40土的类别对冻深的影响系数54ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数冻胀性影响系数ψzw不冻胀1.00弱冻胀0.95冻胀0.90强冻胀0.85特强冻胀0.80土的冻胀性对冻深的影响系数55地基土的冻胀性分类56ψze——环境对冻深的影响系数环境对冻深的影响系数

注：环境影响系数一项，当城市市区人口为20万~50万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50万小于或等于100万时，只计入市区影响；当城市市区人口超过100万时，除计入市区影响外，尚应考虑5km以内的郊区近郊影响系数。

周围环境影响系数ψze村、镇、旷野1.00城市近郊0.95城市市区0.9057hmax——根底底面下允许残留冻土层的最大厚度582.4地基承载力确实定原那么：地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。59载荷试验确定地基承载力特征值载荷试验单桩载荷试验地基载荷试验单桩竖向载荷试验单桩水平载荷试验天然地基载荷试验复合地基载荷试验浅层载荷试验深层载荷试验60天然地基浅层平板载荷试验?建筑地基根底设计标准?〔GB50007－2021〕试验要求试验终止条件地基极限承载力确实定地基承载力特征值确实定61s-t曲线和p-s曲线62公式计算确定地基承载力特征值用理论公式确定地基承载力特征值时，可用临塑荷载公式或塑性区开展深度为根底宽度的四分之一的临界荷载p1/4公式，也可以用各种理论公式计算极限承载力，再除以平安系数，得地基承载力特征值。63根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值——标准当荷载偏心矩e小于或等于0.033倍根底宽度时，可根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值：fa=Mbb+Mdmd+Mcck 式中，fa——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；Mb、Md、Mc——承载力系数；64b——根底底面宽度〔m〕，大于6m按6m考虑，对于砂土小于3m时按3m考虑；ck——基底下一倍短边宽深度范围内土的粘聚力标准值；——根底底面以下土的重度〔kN/m3〕，地下水位下取浮重度；m——根底底面以上土的加权平均重度〔kN/m3〕，位于地下水位以下的土层取有效重度。65Mb

b——滑动土体自重产生的抗力

Mc

ck——滑裂面上的粘聚力产生的抗力Md

m

d——覆盖荷载m

d产生的抗力

fa

=Mb

b+Md

m

d+Mc

ck

famdMc

ckMdmdMbb物理含义：66承载力系数Mb、Md、Mck(°)MbMdMc02468101214161800.030.060.100.140.180.230.290.360.431.001.121.251.391.551.731.942.172.432.723.143.323.513.713.934.174.424.695.005.31注：k——基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值。k(°)MbMdMc20222426283032343638400.510.610.801.101.401.902.603.404.205.005.803.063.443.874.374.935.596.357.218.259.4410.845.666.046.456.907.407.958.559.229.9710.8011.7367抗剪强度指标c、

标准值根据室内n组三轴压缩试验的结果，按以下公式计算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准差：——变异系数；——试验平均值；——标准差。68抗剪强度指标c、标准值〔续〕按以下公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数、c：标准值为

cm、m为试验平均值。69经验类比法确定地基承载力相邻场地、类似工程的成功经验，可以为确定地基承载力提供可靠的经验。70地基承载力的修正当根底宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)fa——修正后地基承载力特征值，kPa；fak——由载荷试验或其它原位测试、工程经验等方法确定的地基承载力特征值，kPa；b、d——根底宽度和埋深的地基承载力修正系数；——根底底面以下土的重度，kN/m3，地下水位下取浮重度；71b——根底底面的宽度〔m〕，当根底底面宽度小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值；m——根底底面以上土的加权平均重度，位于地下水位以下的土层取有效重度，kN/m3；d——根底埋置深度〔m〕，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形根底或筏基时，根底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。72承载力修正系数b、d注：1.强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值；其他状态下的岩石不修正；

2.地基承载力特征值按标准附录D深层平板载荷试验确定时d取0；3.含水比是指土的天然含水量与液限的比值；4.大面积压实填土是指填土范围大于两倍根底宽度的填土。土的类别b

d淤泥和淤泥质土01.0人工填土

e或IL大于等于0.85的粘性土01.0红粘土含水比w>0.8含水比

w≤0.800.151.21.4大面积压实填土压实系数大于0.95，粘粒含量c≥10%的粉土

最大干密度大于2100kg/m3的级配砂石001.52.0粉土粘粒含量c≥10%的粉土粘粒含量c<10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土

粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)

中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.473岩石地基承载力特征值对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算：fa=ψr·frkfa——岩石地基承载力特征值〔kPa〕；frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值〔kPa〕，按标准附录J确定；74ψr——折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地区经验确定。无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取0.2～0.5；对较破碎岩体可取0.l～0.2。注：1上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续；

2对于粘土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时，也可采用天然湿度的试样，不进行饱和处理。75影响地基承载力的因素1.土的物理力学性质，土的粘聚力c、内摩擦角和重度越大，地基承载力越大；2.根底底面宽度b增加，一般地基承载力增加，尤其是值较大时；3.根底埋深d增大，地基承载力增大；4.在其他条件相同的情况下，地基承受中心荷载作用时比承受偏心荷载作用时承载力大。762.5根底底面尺寸确实定77中心荷载作用中心荷载下，基底平均压力应不大于地基承载力特征值

fa——修正后的地基承载力特征值；pk——相应于荷载效应标准组合时，根底底面处的平均压力值。78中心荷载作用下基底平均压力的计算Fk——相应于荷载效应标准组合时传至根底顶面的竖向力值，kN；A——根底底面积，m2Gk——为根底自重和根底上土重，G——根底及其上土的平均重度，一般取G=20kN/m3，地下水位以下取浮重度；d——为埋深，m。79基底面积矩形根底：按上式算出A后，先选定b〔或l〕，即可算出l〔或b〕方形根底：条形根底沿根底长度方向取1m作为计算单元，故基底宽度为：80偏心荷载作用除应满足pkfa

外，尚应使最大基底压力小于1.2倍的地基承载力特征值

pkmax1.2fa

偏心荷载作用下基底最大、最小压力当el/6，eb/6时，81Wx=bl2/6，Wy=b2l/6，ex=Mkx/(Fk+Gk),ey=Mky/(Fk+Gk)Mk——相应于荷载效应标准组合时，作用于根底底面的力矩值；Wk——根底底面的抵抗矩；Pkmax——相应于荷载效应标准组合时，根底底面边缘的最大压力值；Pkmin——相应于荷载效应标准组合时，根底底面边缘的最小压力值。82当偏心距e＞b/6时，pkmax应按下式计算：l——垂直于力矩作用方向的根底底面边长；a——合力作用点至根底底面最大压力边缘的距离。83偏心荷载作用下，确定根底底面尺寸的步骤〔1〕按中心荷载的公式计算底面积A1〔或b1〕；〔2〕考虑偏心作用，把底面积A1〔或b1〕适当提高10%~40%，作为偏心荷载作用下根底底面积〔或宽度〕的第一次近似值，即A=〔1.1～1.4〕A184偏心荷载作用下，确定根底底面尺寸的步骤〔续〕〔3〕按假定的底面积A，按偏心受压计算基底的最大边缘压力pkmax和最小的边缘压力pkmin，判断是否满足以下两式:pk=(pkmaxpkmin)/2≤fapkmax≤1.2fa如不满足要求，或应力过小，使地基承载力未能充分发挥，应调整根底尺寸，直至既满足上式要求又能发挥地基承载力为止。85当地基受力层范围内有软弱下卧层时，要求软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不大于它的承载力特征值，按下式验算：

pz

pcz

≤faz

pz

——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值；

pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值；

faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。软弱下卧层验算扩散角法86软弱下卧层顶面附加应力计算

——压力扩散角法87条形根底

矩形根底b——矩形根底或条形根底底边的宽度；l——矩形根底底边的长度；pc——根底底面处土的自重压力值,kPa；z——根底底面至软弱下卧层顶面的距离；——地基压力扩散线与垂直线的夹角。88地基压力扩散角注：1.Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；

2.z/b<0.25时取

=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50时值不变；

3.z/b在0.25与0.50之间可插值使用。Es1/Es2z/b0.250.5035106°10°20°23°25°30°89【例】某柱根底地基为均质粘性土层；地基土的物理力学性质指标如右图所示结构传至根底顶面的荷载分别为：试确定该柱下独立根底的底面积和尺寸分析：此题属于偏心受压1.先确定地基承载力特征值特征值按根底埋深进行修正90土的类别

b

d淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土01.0红粘土含水比w

>0.8含水比w≤

0.800.151.21.4大面积压实填土压实系数大于0.95,粘粒含量c≥10%的粉土最大干密度大于2100kg/m3的级配砂石001.52.0粉土粘粒含量c10%的粉土粘粒含量c<10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.491922.根据中心受压持力层强度条件确定根底底板面积3.考虑偏心影响，将底板增大20%4.初步确定底板尺寸设935.验算地基持力层的强度条件Gk＝G

Ad=202.41.61.15=88.3kNpkmax=261.7kPa<1.2fa=1.2240=288.0kPapkmin=148.8Pa>0pk=(261.7+149)/2=205.3kPa<fa=240.0kPa〔适宜〕。94【例】某住宅承重墙厚240mm，地基土表层为杂填土，厚0.5m，重度17.2kN/m3。其下为粉质粘土，承载力特征值170kPa，重度18.0kN/m3，液性指数0.90，孔隙比0.88。地下水位在地表下0.8m处。上部墙体传来竖向荷载标准值190kN/m。确定根底底面尺寸；设计墙下刚性条形根底。95【解】(1)确定根底底面尺寸初步选定粉土层为持力层，埋深初取d=0.8m。埋深范围内土的加权平均重度由e=0.88、IL=0.90>0.85，查表10.11b=0，d=1.0。那么修正后的地基承载力特征值fa=170+1.017.5(0.8-0.5)=175.3kPa根底宽度b<3m，不需宽度修正。取b=1.2m。96〔2〕设计墙下刚性条形根底如果全部用砖根底做大放脚，根底埋深不满足要求。故采用素混凝土垫层上做砖大放脚。采用MU10砖和M5砂浆，C15素混凝土，厚300mm。基底压力查表10.4得混凝土台阶宽高比允许值为1.0，所以混凝土台阶最大缩进300mm。砖放脚所需阶数97相应的根底高度H=1202+60+300=600mm根底顶面埋深验算800-600=200mm>100mm〔适宜〕。根底宽度验算3002+240+606=1200mm恰好适宜。绘制根底施工图。如果竖向荷载标准值为200kN/m，结果会有何差异？b=1.4m，混凝土台阶高0.4m。98【解】(1)确定根底底面尺寸初步选定粉土层为持力层，埋深初步取d=0.8m。埋深范围内土的加权平均重度由e=0.88、IL=0.90>0.85，查表10.11b=0，d=1.0。那么修正后的地基承载力特征值fa=170+1.017.5(0.8-0.5)=175.3kPa根底宽度b<3m，不需宽度修正。取b=1.4m。99〔2〕设计墙下刚性条形根底如果全部用砖根底做大放脚，根底埋深不满足要求。故采用素混凝土垫层上做砖大放脚。采用MU10砖和M5砂浆，C15素混凝土，厚400mm。基底压力查表10.4，得混凝土台阶宽高比允许值为1.0，所以混凝土台阶最大缩进400mm。砖放脚所需阶数取n=3。100相应的根底高度H=1202+60+400=700mm根底顶面埋深验算800-700=100mm〔适宜〕。根底宽度验算4002+240+606=1400mm恰好适宜。绘制根底施工图。如果取基底宽度b=1.3m，会如何？101【例】柱根底荷载标准值Fk=1100kN，Mk=140kNm，根底底面尺寸3.6m2.6m，验算地基承载力。102【解】(1)持力层承载力验算埋深范围内土的加权平均重度由e=0.8、IL=0.82，查表10.11得b=0.3，d=1.6。那么修正后的地基承载力特征值fa=135+1.613.5(2-0.5)=167.4kPa根底及填土重Gk＝(201.2+100.8)3.62.6=299.5kN偏心距e=140/(1100+299.5)=0.10m基底平均压力pk=(1100+299.5)/(3.62.6)=149.5kPa<fa(适宜)基底最大最小压力103pkmax=174.4kPa<1.2fa=200.9kPa(满足)pkmin=124.6kPa>0(适宜)〔2〕软弱下卧层承载力验算软弱下卧层顶面处自重应力pcz=16.51.2+(19-10)3.8=54kPa此面以上土的加权平均重度z=54/5=10.8kN/m3由淤泥质土，查表10.11得d=1.0，那么修正后的软弱下卧层承载力特征值faz=85+1.010.8(5-0.5)=133.6kPa由Es1/Es2=7.5/2.5=3，z/b=3/2.6>0.5，查表10.12得压力扩散角=23104软弱下卧层顶面处的附加应力

pz

+pcz

=36.2+54=90.2kPa<faz=133.6kPa(满足)。1052.6地基变形验算建筑物地基变形计算值s应不超过相应的容许值[s]，即，

s

[s]106地基变形特征沉降量——指根底中心点的沉降值；沉降差——指相邻单独根底中心或根底两点的沉降量之差；倾斜——指单独根底倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；局部倾斜——指砌体承重结构沿纵墙6m~10m内根底两点的沉降差与其距离的比值。107地基变形特征的分类ss1s2s1s2s1s2lll沉降量沉降差倾斜局部倾斜108地基变形特征的控制对于长高比不太大的砌体承重结构房屋，导致局部出现斜裂缝，应由局部倾斜控制。对于高耸结构以及长高比很小的高层建筑，应由建筑物的整体倾斜值控制。框架结构主要因柱基的不均匀沉降使构件受剪扭曲而破坏，故要求验算框架结构相邻柱基的沉降差。对于以屋架、柱和根底为主体的排架结构，应该限制单层排架结构柱基的沉降量、相邻柱基的沉降差以及砖石墙砌体所填充的边排桩的沉降差。109建筑物地基变形的允许值

注：

1.本表数值为建筑物地基最终变形允许值；

2.有括号者仅适用于中压缩性土；

3.l为相邻柱基的中心距〔mm〕，Hg为自室外地面起算的建筑物高度〔m〕；

4.倾斜指根底倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比；

5.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6m～10m内根底两点的沉降差与其距离的比值。110建筑物地基变形的允许值〔续〕111地基变形的计算薄压缩层地基沉降

式中，h为薄压缩层厚度；e1为根据薄压缩层中部自重应力值cz〔即初始压力p1〕从土的压缩曲线上查得的相应的孔隙比；e2为根据自重应力值cz与压缩层内附加应力z之和〔即p2〕从土的压缩曲线上查得的相应的孔隙比，Es为薄压缩层土的压缩模量。112单向分层总和法?建筑地基根底设计标准?推荐的分层总和法

113地基土回弹变形量计算当建筑物地下室根底埋置较深时，需要考虑开挖基坑地基土的回弹，该局部回弹变形量可按下式计算：式中

sc为地基的回弹变形量；c为考虑回弹影响的沉降计算经验系数，c取1.0；pc为基坑底面以上土的自重压力(kPa)，地下水位以下应扣除浮力；Eci为土的回弹模量，按?土工试验方法标准?〔GB/T50123-1999〕确定。114地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：

MR／Ms≥

1.2

式中

MR——抗滑力矩；

Ms——滑动力矩。2.7地基稳定性验算115位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的根底底面边长小于或等于3m时，其根底底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合下式要求，但不得小于2.5m：条形根底矩形根底

a——根底底面外边缘线至坡顶的水平距离；b——垂直于坡顶边缘线的根底底面边长；d——根底埋置深度；——边坡坡角。116根底底面外边缘线至坡顶的水平距离条形根底矩形根底117当根底底面外边缘线至坡顶的水平距离不满足要求时，可根据基底平均压力确定根底距坡顶边缘的距离和根底埋深。当边坡坡角大于45、坡高大于8m时，尚应验算坡体稳定性。118根底抗浮稳定性验算对于简单的浮力作用情况，根底抗浮稳定性验算应满足式中Gk——建筑物自重及压重之和，kN；Nwk——浮力作用值，kN；Kw——抗浮稳定平安系数，一般取1.05。抗浮稳定性不满足设计要求时，可采用增加压重或设置抗浮构件等措施。在整体满足而局部不满足抗浮稳定性要求时，也可采用增加结构刚度的措施。1192.8减轻不均匀沉降危害的措施120一般原那么为减少不均匀沉降造成的危害，对于软弱或软硬不均地基上的建筑物，在选择地基根底方案时，可采取以下措施：〔1〕采用整体刚度较大的浅根底〔如柱下条形根底、筏基和箱基等〕；〔2〕采用桩根底及其它深根底；〔3〕对不良地基进行处理；〔4〕从地基、根底、上部结构相互作用的观点出发，在建筑、结构、施工方面采取措施〔应优先考虑〕。121建筑措施1.建筑物体型应力求简单在满足使用和其他要求的前提下，建筑体型应力求简单。当建筑体型比较复杂时，宜根据其平面形状和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分成假设干个刚度较好的单元；当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两单元必须连接时，应采用能自由沉降的连接构造。122砖承重结构房屋的沉降123E形平面建筑物的不均匀沉降124工字形建筑物的裂缝125单层厂房受生活间的影响126建筑物的长高比是建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度L与自根底底面标高算起的建筑物高度Hf之比。建筑物的长高比是作为砖墙承重结构物的刚度主要指标。长高比小，那么其整体刚度好，调整不均匀沉降的能力强。过长的建筑物，纵墙将会因较大挠曲出现开裂。2.控制长高比及合理布置墙体127

对于砌体承重结构的房屋，宜采用以下措施增强整体刚度和强度：〔1〕对于三层和三层以上的房屋，其长高比L/Hf宜小于或等于2.5；当房屋的长高比为2.5<L/Hf≤3.0时，宜做到纵墙不转折或少转折，并应控制其内横墙间距或增强根底刚度和承载力。当房屋的预估最大沉降量小于或等于120mm时，其长高比可不受限制。〔2〕墙体内宜设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁；〔3〕在墙体上开洞过大时，宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。128合理布置纵横墙是增强砌体结构房屋整体刚度的重要措施之一。因此，应尽量使内外纵墙贯穿，不转折或少转折，内横墙间距不宜过大，内横墙与纵墙的联结应牢靠，必要时还应增强根底的刚度和强度。129长高比过大〔7.6〕的建筑物纵墙开裂130

1313.设置沉降缝建筑物的以下部位，宜设置沉降缝：

〔1〕建筑平面的转折部位；

〔2〕高度差异或荷载差异处；

〔3〕长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位；〔4〕地基土的压缩性有显著差异处；〔5〕建筑结构或根底类型不同处；

〔6〕分期建造房屋的交界处。132沉降缝位置

133房屋沉降缝的宽度房屋层数沉降缝宽度(mm)二～三50～80四～五80～120五层以上不小于120134沉降缝构造

a〕、b〕适用于砌体结构房屋；c〕适用于框架结构房屋c)135沉降缝构造1364.控制相邻建筑物根底间的净距当两根底相邻过近时，由于地基附加应力扩散和叠加影响，会使两根底的沉降比各自单独存在时增大很多。因此，在软弱地基上，两建筑物根底间净距太小，相邻影响引起的附加不均匀沉降，可能造成建筑物的开裂或互倾：同期建造的两建筑物轻〔低〕重〔高〕差异较大时，轻者受重者影响较大；原有建筑物受临近新建重型或高大建筑物影响。137两石灰窑相对倾斜+32.4300.000-3.0308236391227北南138五层教学大楼对二层实验室的影响139七层大楼对附属锅炉房的影响140相邻建筑物根底间的净距(m)

被影响建筑

的长高比影响建筑的预估平均沉降量s

(mm)2.0≤L/Hf<3.03.0≤L/Hf<5.070~150160~250260~400>4002~33~66~99~123~66~99~12≥12注：1.表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度(m)；Hf为自根底底面标高算起的建筑物高度(m)；

2.当被影响建筑的长高比为1.5<L/Hf<2.0时，其间净距可适当缩小。141相邻高耸结构或对倾斜要求严格的构筑物的外墙间隔距离，应根据倾斜允许值计算确定。142建筑物的沉降改变了原有各组成局部的标高，严重时将影响建筑物的使用功能，应根据可能产生的不均匀沉降采取以下相应措施：

〔1〕室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量予以提高。建筑物各局部〔或设备之间〕有联系时，可将沉降较大者标高提高；〔2〕建筑物与设备之间，应留有净空。当建筑物有管道穿过时，应预留孔洞，或采用柔性的管道接头等。5.调整建筑物标高143结构措施1．减轻建筑物的自重在地基承受的荷载中，建筑物自重〔包括根底自重及上覆土重〕所占比例很大，民用建筑约占60%~70%，工业建筑约占40%~50%，故对软弱地基敏感的建筑物，应采取措施减轻自重，主要措施为：〔1〕减少墙体重量。应采用轻质高强墙体材料，如空心砌块、多孔砖、混凝土墙板等。此外，某些非承重墙可用轻质隔墙代替。1441．减轻建筑物的自重〔续〕〔2〕选用轻型结构。例如可采用预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构和各种轻型空间