天然地基上浅基础设计课件

基础工程基础工程11天然地基上浅基础设计一、浅基础的基本类型按材料分类按结构型式及受力特点分类浅基础分类毛石基础砼及毛石砼基础钢筋砼基础灰土及三合土基础砖基础1天然地基上浅基础设计一、浅基础的基本类型按材料分类按基础材料砖石砌体混凝土和毛石混凝土钢筋混凝土灰土三合土抗冻性、强度一般，适宜于干燥且较温暖的地区砖的标号不低于MU7.5地下水位以上的毛石砌体采用混合砂浆砌置地下水位以下采用水泥砂浆砌置混凝土的强度、耐久性、抗冻性比较好为节约水泥，掺入毛石，配成毛石混凝土，强度仍比砖石砌体高混凝土的强度、耐久性、抗冻性都很好基础遇有侵蚀性地下水时，要严格选择混凝土成份耐久性良好，我国华北、西北地区广泛使用适用于5层及5层以下的民用建筑和小型砖墙承重的单层工业厂房石灰和土的体积比为3：7或2：8我国南方常采用，适用于四层及四层以下的民用建筑体积比——石灰：砂子：骨料为1：2：4或1：3：6强度与骨料有关，矿渣最好，有水硬性，砖石次之1.按基础材料分类按砖石砌体混凝土和钢筋混凝土灰土三合土抗冻性、强度一般，适宜砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。≥MU7.5砖M5砂浆大放脚砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。≥毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。≥MU20片石；M5砂浆毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。≥MU20砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积20~30%，尺寸≤300mm。掺入毛石节约水泥柱下砼基础墙下砼基础砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下2.按结构型式及受力特点分类（1）无筋扩展基础（刚性基础）特点：（1）由砖、石、灰土、素混凝土等抗拉强度很低的材料建造而成；（2）有基础台阶宽高比(刚性角)要求，在宽高比的限制下，基础相对高度一般较大，几乎不会发生弯曲变形。Fbth0适用条件：多层民用建筑和轻型厂房。2.按结构型式及受力特点分类（1）无筋扩展基础（刚性基础）特（2）扩展基础（钢筋混凝土基础）特点：（1）钢筋混凝土材料；（2）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求。适用条件：宽基浅埋。柱下独立基础（单独基础）:现浇台阶形基础、现浇锥形基础、预制柱下杯口基础。柱下独立基础墙下条形基础墙下条形基础（2）扩展基础（钢筋混凝土基础）特点：适用条件：宽基浅埋。柱结构柱基础底板配筋结构柱配筋现浇台阶形基础结构柱基础底板配筋结构柱现浇台阶形基础基础底板配筋结构柱配筋现浇锥形基础基础底板配筋结构柱现浇锥形基础柱下独立基础柱下独立基础预制柱下杯口基础预制柱下杯口基础墙翼板柱肋梁砼垫层墙下条形基础板式（无肋）梁式（带肋）墙翼板柱肋梁砼垫层墙下条形基础板式（无肋）梁式（带肋）

单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础联合组成的长条形连续基础。

十字交叉条形基础：在柱网下纵横两个方向用条形基础连接组合而成。特点：抗弯刚度大，具有调整不均匀沉降的能力。适用条件：地基较软且分布不均；基底面积受相邻建筑物基础的限制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面积扩大使其彼此接近或相碰时。

（3）柱下条形基础单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础天然地基上浅基础设计课件柱下条形基础柱下条形基础（4）筏形基础筏形基础：指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混凝土做一块连续的整片基础，也称筏板基础，俗称“满堂基础”。特点：基底面积大。整体性好，调整不均匀沉降能力强，抗震性好。适用条件：“硬壳层持力层”，较均匀软弱地基上6层及其以下承重横墙密集的民用建筑。筏形基础又分为平板式和梁板式。（4）筏形基础筏形基础：指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混天然地基上浅基础设计课件天然地基上浅基础设计课件（5）箱形基础箱形基础：是由钢筋混凝土顶板、底板、纵横交错的内外侧墙板组成的空间格构式整体结构。特点：显著减少基底压力，降低基础沉降，抗震性能好，钢筋水泥用量较大，工期长，造价高，需考虑基坑施工及护壁对周围环境影响。适用条件：高层建筑。（5）箱形基础箱形基础：是由钢筋混凝土顶板、底板、纵横交天然地基上浅基础设计课件基础设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的基础类型，一般从以下三方面考虑：满足地基承载力要求——第一功能要求，合理选择持力层、基础埋深，确定基础形式；满足建筑物变形要求——从建筑物、基础、地基的整体性与共同工作角度出发，根据荷载、地基情况，确定基础结构与构造形式；满足建筑物使用要求——从建筑物使用功能要求及建筑对地基变形要求考虑，如有地下室时，采用箱形与筏板基础较为合理。3.基础方案的比较与选择基础设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的二、浅基础的设计原则（一）地基基础设计等级《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定：（考虑地基、建筑物规模与功能）甲级：重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。乙级：甲、丙以外的工业与民用建筑。丙级：场地与地基条件简单、荷载分布均匀的7层及以下建筑、次要轻型建筑。二、浅基础的设计原则（一）地基基础设计等级《建筑地基地基计算内容建筑物类型地基承载力计算所有建筑物（甲、乙、丙级）地基变形计算设计等级为甲、乙及部分丙级建筑物地基稳定性计算经常受水平荷载的高层建筑物；高耸结构、挡土墙；建造在斜坡上或边坡附近的建筑物或构筑物；基坑工程抗浮验算当地下水埋藏较浅，建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题（二）地基基础设计规定地基计算内容建筑物类型地基承载力计算所有建（三）荷载效应组合及抗力限值规定1.设计方法允许（容许）承载力设计方法极限状态设计方法承载能力极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态——对于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载大变形，如地基失稳而破坏。正常使用极限状态——对于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值，如影响建筑物正常使用或外观的地基变形。（三）荷载效应组合及抗力限值规定1.设计方法允许（容许）承载2.荷载规定荷载分类永久荷载可变荷载偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力荷载的标准值荷载的准永久值《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）2.荷载规定荷载永久荷载可变荷载偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力荷载组合基本组合标准组合准永久组合荷载组合基本组合标准组合准永久组合类别标准值(kN/m2)组合值系数c准永久值系数q住宅、宿舍、办公室、教室、试验室2.00.70.40.5食堂、餐厅2.50.70.5礼堂、剧场影院3.00.70.3商店、车站机场大厅3.50.70.5健身房、舞台4.00.70.5书库、档案库4.50.90.8民用建筑楼面均布活荷载的代表值类别标准值组合值系数准永久值系数住宅、宿舍、办公室、教室、试3.荷载效应组合及抗力限值一般规定（1）按地基承载力确定基底面积、埋深及按单桩承载力确定桩数，荷载效应：按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。抗力用承载力特征值。（2）变形计算：正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计风载与地震作用。限值为地基变形允许值。（3）计算土压力、地基稳定性时，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数为1.0。（4）基础结构计算时，上部结构传来的荷载效应组合与地基反力，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。3.荷载效应组合及抗力限值一般规定（1）按地基承载力确正常使用极限状态荷载效应标准组合bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkminpk≤fa正常使用极限状态荷载效应准永久组合bp0s≤[s]正常使用极限状态bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkm三、地基设计地基设计主要内容：确定基础埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸；进行必要的变形及稳定性验算。三、地基设计地基设计主要内容：确定基础埋置深度；（一）基础埋置深度的确定定义：基础底面至设计地面的距离。

下卧层持力层（受力层）FG埋深d基础埋深d的取值：对于地下室，如采用箱形或筏形基础时，自室外标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。一般至室外标高算起；在填方整平地区，可至填土地面标高算起。（一）基础埋置深度的确定定义：基础底面至设计地面的距离。原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋。基本要求：（1）除岩石地基以外，d大于50cm（表土扰动，植物，冻融，冲蚀）；（2）基础顶距离表土大于10cm；（3）桥要求在冲刷深度以下。其它控制因素：工程地质条件与地下水与建筑物有关的条件场地环境条件地基冻融条件原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋。基本要求：1.与建筑物有关的条件（1）应满足使用功能和用途方面的要求如有地下室或半地下室的建筑，其埋深必须结合地下部分设计标高选定；地下管道应在基底以上，便于维修。1.与建筑物有关的条件（1）应满足使用功能和用途方面的要求（2）应满足地基承载力、变形和稳定性要求在抗震设防区，高层建筑荷载大，风和地震等水平作用大，除岩石地基外，筏形和箱形基础的埋深不宜小于建筑物地面高度的1/15。桩筏或桩箱基础的埋深（不计桩长）不宜小于桩长的1/18~1/20。对于水塔与烟囱等高耸构筑物需验算抗倾覆的稳定性。对于高压输电塔需要有较大埋深满足抗拔力的要求。（2）应满足地基承载力、变形和稳定性要求在抗震设防区地基土层组成类型A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；B:考虑人工地基，按最小埋深要求确定；C:地基土分为两层，上硬下软:硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋；硬土层厚度很薄时（≤1/4b)，按B情况考虑；硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。（1）工程地质条件2.工程地质与水文地质条件(A)(B)(C)好软软好地基土层A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；B:考虑人工地D:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m,埋于好土上；软土2~5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大埋于好土层；软土≥5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大可采用人工地基浅埋，荷载大应埋于好土层，或选其它基础方案。地基土层组成类型E:地基土由若干软硬交替土层组成，根据减少沉降与工程量原则，按上述方法确定。(D)(E)好软D:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m,埋于好土上；软土2尽量考虑将基础置于地下水位以上。埋在地下水位以下时，考虑：基坑排水、坑壁围护、保护地基土不受扰动出现涌土、流砂的可能性；地下室防渗；轻型结构物的上浮托力；地下水浮托力引起的基础底板内力的变化。承压含水层的地基，控制基坑开挖深度，防止基坑隆起开裂k一般取0.7~0.9。

（2）水文地质条件尽量考虑将基础置于地下水位以上。k一般取0.7~0.9。新建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物基础。当埋深大于原有建筑物基础时，两基础间应保持一定净距。

否则要求支护并且严格限制支护的水平位移：分段施工，设置临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。3.场地环境条件新建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物基础。3.场地环境条件季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的土层，在我国北方地区分布广泛。多年冻土：指连续保持冻结状态三年以上的土层，其性质较复杂，属特殊土地基。

冻胀：冻胀力，地面隆起

融陷：强度降低，建筑物下陷建筑物开裂损坏不均匀沉降4.地基冻融条件季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的土层，在Zddmin室内地面hmax冻胀土中基础埋深的要求:Zd——设计冻深，由标准冻深计算而得；hmax——基底下允许残留冻土层的最大厚度。Zddmin室内地面hmax冻胀土中基础埋深的要求:Zd——

地基承载力特征值fa——在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。要有一定的强度安全储备地基变形不应大于相应的允许值两个含义1.基本概念（二）地基承载力确定与验算满足建筑物正常使用极限状态下的地基土承载力地基承载力特征值fa——在保证地基稳定的条件下，使建ppc

SpuSⅠSⅡⅠ——压密阶段Ⅱ——局部塑性变形阶段Ⅲ——破坏阶段或α——地基允许变形值控制系数，地基承载力特征值表达式基础荷载与地基变形的关系：ppcSpuSⅠSⅡⅠ——压密阶段或α——地基允许变形值控2.地基承载力特征值的确定

按现场静载荷试验成果确定；

根据土的强度理论计算确定；

根据《规范》表格确定；

根据原位测试、室内试验成果并结合工程经验确定。2.地基承载力特征值的确定按现场静载荷试验成果确定；荷载试坑支墩次梁主梁承压板千斤顶百分表静载荷试验装置（1）按静载荷试验方法确定荷载试坑支墩次梁主梁承压板千斤顶百分表静载荷试验装置（1）按天然地基上浅基础设计课件低压缩性土高压缩性土

p~s曲线为“陡降型”；一般取“比例界限荷载pb”作为地基承载力特征值；对于“脆性破坏”地基，当pu<2pb时，取pu/2作为地基承载力特征值。

p~s

曲线为“缓变型”；地基承载力由变形控制；取s/b=0.01~0.015所对应的荷载作为地基承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。同一土层，试验点不少于3个，所得实测值极差不大于30%低压缩性土高压缩性土p~s曲线为“陡降型”；p~s地基承载力特征值的深宽修正：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，由原位试验（包括载荷试验）和经验公式等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：由于试验条件与实际的差异，结果需要进行基础宽度和埋深的承载力修正。地基承载力特征值的深宽修正：当基础宽度大于3m式中

fa——修正后的地基承载力特征值；

fak——地基承载力特征值，按原位试验和经验公式等方法确定的；

ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表；

γ——基底下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b——基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

γm——基础底面以上土的加权平均重度。式中

fa——修正后的地基承载力特征值；

fa公式中已经包含了基础宽度和埋深的影响；公式中的b是指基础的短边;该公式没有考虑变形的要求，需进行地基变形验算。1）按规范推荐的公式确定

当荷载的偏心距e≤l／30时，《地基规范》推荐采用下列理论公式直接计算地基承载力特征值：

注意：（2）根据土的抗剪强度指标确定公式中已经包含了基础宽度和埋深的影响；1）按规范推荐的公由理论公式计算出地基的极限承载力，引入安全系数或分项系数后可得到地基的容许承载力（承载力特征值）。安全系数通常可以取为2~3。2）根据地基极限承载力公式由理论公式计算出地基的极限承载力，引入安全系数或分项3.地基承载力验算1）持力层承载力验算中心荷载作用偏心荷载作用3.地基承载力验算1）持力层承载力验算中心荷载作用偏心荷载作2）软弱下卧层承载力验算式中

pcz——软弱下卧层顶面处自重应力；pz——软弱下卧层顶面附加应力；faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。p0θpzθpczzd2）软弱下卧层承载力验算式中pcz——软弱下卧层顶面处p条形基础矩形基础Es1／Es2z/b=0.25z/b=0.5036°23°510°25°1020°30°地基压力扩散角θ注：（1）Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；（2）当z/b＜0.25时，一般取θ=0°，必要时由试验确定；z/b＞0.5时，θ值不变。条形基础矩形基础Es1／Es2z/b=0.25z/b=0.5软弱下卧层强度不足应采取的措施:增大基础底面积；减小基础埋深；对软弱下卧层进行地基处理，用人工方法提高其承载力；变换地基持力层，或采用深基础避开软弱下卧层。软弱下卧层强度不足应采取的措施:增大基础底面积；（三）地基变形验算变形验算的要求:式中Δ——地基特征变形计算值；[Δ]——地基变形特征允许值。地基变形值∆的计算弹性理论公式法分层总和法规范推荐法（三）地基变形验算变形验算的要求:式中Δ——地基特征变形

地基变形特征（1）沉降量：基础某点的沉降值。

（2）沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差。（3）倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。（4）局部倾斜：砌体结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

地基变形特征的控制对象

（1）砖混结构：应控制局部倾斜值小于0.002~0.003。（2）排架结构：应控制柱基的沉降量和沉降差。（3）框架结构：应控制相邻柱基的沉降差。（4）多高层建筑：应控制倾斜值。（5）高耸结构物：应控制倾斜和沉降量。地基变形特征地基变形特征的控制对象地基变形特征值沉降量沉降差倾斜局部倾斜地基变形特征值沉降量沉降差倾斜局部倾斜室外设计地面天然地面室内设计地面室内外平均标高FkFk简化至平均标高外墙柱基内墙柱基（四）基础底面尺寸的确定1.作用在基础上的荷载（标准组合）屋面：恒载+活载+各层结构：恒载+活载+墙柱自重+基础自重室外设计地面天然地面室内设计地面室内外平均标高FkFk简化至2.中心荷载作用下的基础pkpk≤faFklb基础底面ddGk要求基底面积2.中心荷载作用下的基础pkpk≤faFklb基础底面ddG条形基础：取l=1m或一个开间为计算单元矩形基础：取l／b=n（n=1.5~2.0）方形基础条形基础：取l=1m或一个开间为计算单元矩形基础：基础底面面积确定步骤计算确定基础底面面积A根据A确定基础底面尺寸b>3m?确定基础底面尺寸l、b暂不考虑宽度修正中心荷载常用方形基础；矩形基础的长宽比一般取1~2。是否修正基础底面面积确定步骤计算确定基础底面面积A根据A确定基础底pkmax≤1.2fapk≤fa3.偏心荷载作用下的基础设计上一般pmin＞0要求pkmaxpkminddFkGkMkVklbe注意：基底压力pkmax、pkmin相差过大容易引起基础倾斜。pkmax≤1.2fapk≤fa3.偏心荷载作用下的基础设计基础底面面积确定步骤（——逐次渐近试算法）根据A′确定基础底面尺寸b>3m?确定基础底面尺寸l、b按中心荷载考虑计算得到的面积是否计算偏心距、基底压力pk≤fapkmax≤1.2fapkmin≥0校核修正调整尺寸否基础底面面积确定步骤（——逐次渐近试算法）根据A′确定基础四、无筋扩展基础设计（一）基本概念1.材料：砖、毛石、砼、毛石砼等。2.特点：由脆性材料构筑，抗压强度高，抗剪、抗弯强度低（亦称刚性基础）。3.受力与破坏：倒置短悬臂梁弯拉破坏。4.强度保证：控制基础截面的拉应力与剪应力不超过基础材料的抗拉、抗剪强度。一般可以通过控制材料强度等级和台阶的宽高比来实现。5.设计要求：基础台阶宽高比小于允许宽高比。四、无筋扩展基础设计（一）基本概念1.材料：砖、毛石αb0bb1h1H0b2（二）无筋扩展基础断面设计1.刚性角式中α——刚性角，与基底压力、基础材料有关；tanα——台阶允许宽高比。混凝土基础三合土基础αb0bb1h1H0b2（二）无筋扩展基础断面设计1.刚性角基础材料质量要求台阶高宽比的允许值pk≤100100<pk≤200200<pk≤300混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.251:1.50砖基础砖不低于MU10，砂浆不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基础砂浆不低于M51:1.251:1.50－灰土基础体积比为3：7或2：8的灰土，其最小干密度：粉土1.55t/m3粉质粘土1.05t/m3粘土1.45t/m31:1.251:1.50－三合土基础体积比为1：2：4～1：3：6（石灰：砂：骨料），每层约虚铺220mm，夯至150mm1:1.501:2.00－刚性基础台阶宽高比的允许值基础材料质量要求台阶FFFF安全不安全安全浪费FFFF安全不安全安全浪费2.计算公式αb0bb1h1H0b2当混凝土基础的基础底面的平均压力值pk超过300kPa时，还应按下式验算墙（柱）边缘或变阶处的受剪承载力：2.计算公式αb0bb1h1H0b2当混凝土基础的基3.构造要求h1——钢筋混凝土柱脚高度；d——柱中纵向受力钢筋的最大直径。采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱3.构造要求h1——钢筋混凝土柱脚高度；采用无筋扩展基础2404×602405×60两皮一收砌法二一间隔收砌法砖基础2404×602405×60两皮一收砌法二一间隔收砌法砖基80≤200400～600砖石基础两层毛石错缝砌筑无筋扩展基础可由两种材料叠合组成，但应对接触部分作抗压验算。80≤200400～600砖石基础两层毛石无筋扩展基础可由4.无筋扩展基础的设计计算步骤选择基础的材料和立面形式；选择地基持力层并确定基础的埋置深度；根据构造及建筑模数要求初步确定基础高度；根据地基承载力初步确定基础底面积并确定其尺寸；必要时计算地基基础的稳定性和沉降；验算基础的刚性角或台阶的宽高比；确定基础的细部尺寸并绘制结构图。4.无筋扩展基础的设计计算步骤选择基础的材料和立面形式；五、钢筋混凝土扩展基础设计扩展基础图扩展基础包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础两类。五、钢筋混凝土扩展基础设计扩展基础图扩展基础包括柱下（一）扩展基础特点1.适用范围扩展基础适用于上部结构荷载较大，有时为偏心荷载或承受弯矩、水平荷载的建筑物基础。在地基表层土质较好，下层土质软弱的情况，利用表层好土层设计浅埋基础，最适宜采用扩展基础（即所谓宽基浅埋）。（一）扩展基础特点1.适用范围F弯曲2121纯剪斜压2.扩展基础破坏形式冲切F弯曲2121纯剪斜压2.扩展基础破坏形式冲切（1）纯剪破坏纯剪切破坏即沿墙或柱子边缘以及基础变截面处产生竖向剪切破坏，在以往的钢筋混凝土结构设计中都要求对之进行验算，但近年来的钢筋混凝土构件实验表明受弯矩和剪力共同作用的构件，纯剪切破坏不起控制作用。（2）斜截面剪切破坏钢筋混凝土构件在弯、剪荷载共同作用下，其主要破坏形式是先在弯剪区域出现斜裂缝，随着荷载增加，斜裂缝向上扩展，未开裂部分的正应力和剪应力迅速增加，当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力，且大于钢筋混凝土的抗拉强度时，斜裂缝被拉断，出现斜拉破坏，在扩展基础中也称“冲切破坏”。（1）纯剪破坏纯剪切破坏即沿墙或柱子边缘以及基础变截扩展基础的冲切破坏

当组合不出现拉应力或者拉应力较小、压应力较大且超过混凝土的抗压强度时，混凝土被压碎，称为斜压破坏。在验算扩展基础的高度中，通常条形基础验算斜压破坏，而单独基础则验算冲切破坏。扩展基础的冲切破坏当组合不出现拉应力或者拉应力较小、（3）弯曲破坏这种破坏沿着墙边、柱边或台阶边发生，裂缝平行于墙或柱边。为防止这种破坏，要求基础各竖直截面上由于基底反力产生的弯矩M小于该截面的抵抗弯矩Mu。设计时据此确定基础的配筋。（3）弯曲破坏这种破坏沿着墙边、柱边或台阶边发生，裂（二）墙下钢筋混凝土条形基础设计1.构造要求

墙下条形基础一般采用梯形截面，边缘高度一般≥200mm，坡度i≤1:3。基础高度小于250mm时，也可做成等厚度板。

基础混凝土的强度等级不宜低于C20。

基底下宜设C10素混凝土垫层，厚度一般为100mm。

底板受力钢筋最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm和小于100mm。分布钢筋直径不小于8mm，间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10；

保护层厚度：有垫层时，不小于40mm，无垫层时，不宜小于70mm。（二）墙下钢筋混凝土条形基础设计1.构造要求墙下条形基当底板宽度大于等于2.5m，底板受力钢筋长度可取基础宽度的90%，并交叉布置。底板在T形或十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度的1/4处。拐角处的横向受力钢筋应沿两个方向布置。当底板宽度大于等于2.5m，底板受力钢筋长度可取基础宽度当地基软弱时，为了减小不均匀沉降的影响，基础截面可采用带肋梁的板，肋梁的纵向钢筋和箍筋按经验确定。当地基软弱时，为了减小不均匀沉降的影响，基础截面2.断面设计（1）基本原则墙下条基的内力计算一般按平面应变问题处理，可沿基础长度取1m作为计算区段；基础底板的高度应满足抗剪要求；基础底板的配筋应按抗弯计算确定；确定基础底面积时不应重复计算纵横基础交接处面积。内容：基础底面宽度、基础高度及基础底面配筋。2.断面设计（1）基本原则墙下条基的内力计算一般按平面应变（2）受力分析

倒置悬臂梁：墙下条基的受力情况如同一倒置的悬臂梁，受剪力V和弯矩M作用。基础产生向上的弯曲变形和错动变形趋势，故需一定的厚度和底板配筋。

地基净反力：基础高度确定、底板配筋，应采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力计算。pjbaⅠⅠ(b-a)/2F倒置悬臂梁（2）受力分析倒置悬臂梁：墙下条基的受力情况如同一倒置的悬危险截面：当墙体为混凝土材料时，验算截面在墙脚处；当墙体材料为砖墙且墙脚伸出不大于1/4砖长时，验算截面在墙面处。混凝土墙情况砖墙情况bb1ab1b危险截面：当墙体为混凝土材料时，验算截面在墙脚处；当墙体（3）地基净反力计算中心荷载作用偏心荷载作用（3）地基净反力计算中心荷载作用偏心荷载作用（4）剪力设计值、弯矩设计值的计算中心荷载作用a1——计算截面到基础边缘的距离。当墙体材料为混凝土时，a1=b1当墙体材料为砖墙时，a1=b1+0.06（4）剪力设计值、弯矩设计值的计算中心荷载作用a1——计算偏心荷载作用偏心荷载作用（5）基础底板厚度确定因墙下钢筋混凝土条形基础底板内不配箍筋和弯起钢筋，由地基反力所产生的剪力由混凝土承担，因此底板高度由混凝土的受剪承载力控制：（6）基础底板配筋计算（5）基础底板厚度确定因墙下钢筋混凝土条形基础底板内（三）柱下钢筋混凝土单独基础设计1.构造要求柱下独立基础除满足墙下钢筋混凝土条形基础的要求外，还需满足以下要求：

阶梯形基础每阶高度300~500mm；基础阶数可根据基础总高度H设置，当H≤500mm时，宜分为一级；500mm＜

H≤900mm，宜分为二级；H＞900mm时，宜分为三级。

锥形基础边缘高度不小于200mm，锥面坡度≤1：3，顶部每边沿柱边放出50mm。

底板受力钢筋根据底板内力按双向配置。（三）柱下钢筋混凝土单独基础设计1.构造要求柱下独立2.中心荷载作用下基础底板设计（1）底板厚度的确定柱与基础相连处局部受压，若基础高度不足，则容易产生冲切破坏。破坏特征是沿柱边或基础台阶变截面处产生近似于45°方向的斜拉裂缝，最后形成冲切破坏锥体。冲切破坏锥体2.中心荷载作用下基础底板设计（1）底板厚度的确定柱冲切验算基本原则：冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲切力不大于基础相应破坏面（破坏角锥体表面）上的混凝土抗冲切能力矩形基础一般沿柱短边一侧先发生冲切破坏。A1——冲切荷载作用的面积；pj——地基净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基净反力；βhp——受冲切承载力截面高度影响系数；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；h0——基础有效高度；冲切验算基本原则：冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲A1——冲切荷载作用的面积；bm——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽。bb——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长。A1——冲切荷载作用的面积；bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜A1、bm的计算：

当冲切破坏锥体底边落在基础底面积之内bbbh0h045°bt45°MFh0bmlA1A2ath0h0A1、bm的计算：当冲切破坏锥体底边落在基础底面积之内bb

当冲切破坏锥体底边落在基础底面积之外bbblh0h0bt45°MFh0A1A2bm当冲切破坏锥体底边落在基础底面积之外bbblh0h0bt4小结：基础高度确定方法一般采用试算法。即先假定某一基础高度，求得相应有效高度，然后采用适当公式验算。

对于阶梯形基础，还需对台阶变阶处进行冲切验算，验算时将前述验算公式中的柱边尺寸at、bt分别换成台阶的尺寸；

偏心荷载作用时，以pjmax代替pj；当基础底面全部落在45°冲切破坏锥体范围以内，底板成为刚性基础，无需进行冲切验算。MF小结：基础高度确定方法一般采用试算法。即先假定某一基础（2）基础底板配筋计算边比小于2，故为双向受弯。当弯曲应力超过了基础的抗弯强度时，就发生弯曲破坏。其破坏特征是裂缝沿柱角至基础角将基础底面分裂成四块梯形面积。故配筋计算时，将基础底板看成四块固定在柱边的梯形悬臂板。基础破坏特征研究：在地基净反力作用下，基础沿柱周边向上弯曲。一般矩形基础的长短（2）基础底板配筋计算边比小于2，故为双向受弯。当弯曲应力超按抗弯计算确定；独立柱基在地基净反力的作用下，两个方向均产生弯曲，需双向配筋；抗弯计算时，把基础看成是固定在柱边或变阶处的倒置梯形悬臂板，最大弯矩作用面在柱边或变截面处。当矩形基础台阶的宽高比≤2.5和轴心荷载作用时，任意截面弯矩可按下列公式计算:基础底板配筋计算按抗弯计算确定；基础底板配筋计算bcⅠⅡbaclⅠⅡpj配筋计算：阶梯形基础底板配筋，还需要计算变阶处的弯矩及钢筋用量，将台阶尺寸代替柱尺寸进行计算，比较后按大值分别对基础两个方向进行配筋。bcⅠⅡbaclⅠⅡpj配筋计算：阶梯形基础底板配筋，还需要bcbacla1a′b′pmaxpminpIⅠⅠⅡⅡ偏心荷载作用时，任意截面弯矩按下式计算：bcbacla1a′b′pmaxpminpIⅠⅠⅡⅡ偏心六、减少不均匀沉降危害的措施建筑措施体型简单设沉降缝结构措施减轻自重，如摩天大楼，钢结构采用筏基、箱基等整体性好的基础施工措施坑底土保护，坑底20cm保护层适当安排施工顺序六、减少不均匀沉降危害的措施建筑措施体型简单设沉降缝结构措施基础工程基础工程1021天然地基上浅基础设计一、浅基础的基本类型按材料分类按结构型式及受力特点分类浅基础分类毛石基础砼及毛石砼基础钢筋砼基础灰土及三合土基础砖基础1天然地基上浅基础设计一、浅基础的基本类型按材料分类按基础材料砖石砌体混凝土和毛石混凝土钢筋混凝土灰土三合土抗冻性、强度一般，适宜于干燥且较温暖的地区砖的标号不低于MU7.5地下水位以上的毛石砌体采用混合砂浆砌置地下水位以下采用水泥砂浆砌置混凝土的强度、耐久性、抗冻性比较好为节约水泥，掺入毛石，配成毛石混凝土，强度仍比砖石砌体高混凝土的强度、耐久性、抗冻性都很好基础遇有侵蚀性地下水时，要严格选择混凝土成份耐久性良好，我国华北、西北地区广泛使用适用于5层及5层以下的民用建筑和小型砖墙承重的单层工业厂房石灰和土的体积比为3：7或2：8我国南方常采用，适用于四层及四层以下的民用建筑体积比——石灰：砂子：骨料为1：2：4或1：3：6强度与骨料有关，矿渣最好，有水硬性，砖石次之1.按基础材料分类按砖石砌体混凝土和钢筋混凝土灰土三合土抗冻性、强度一般，适宜砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。≥MU7.5砖M5砂浆大放脚砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗冻性差。≥毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。≥MU20片石；M5砂浆毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。≥MU20砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下水位以下结构。掺入片石要求：占体积20~30%，尺寸≤300mm。掺入毛石节约水泥柱下砼基础墙下砼基础砼与片石砼基础：强度、耐久性和抗冻性均较好，适于荷载大及地下2.按结构型式及受力特点分类（1）无筋扩展基础（刚性基础）特点：（1）由砖、石、灰土、素混凝土等抗拉强度很低的材料建造而成；（2）有基础台阶宽高比(刚性角)要求，在宽高比的限制下，基础相对高度一般较大，几乎不会发生弯曲变形。Fbth0适用条件：多层民用建筑和轻型厂房。2.按结构型式及受力特点分类（1）无筋扩展基础（刚性基础）特（2）扩展基础（钢筋混凝土基础）特点：（1）钢筋混凝土材料；（2）要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求。适用条件：宽基浅埋。柱下独立基础（单独基础）:现浇台阶形基础、现浇锥形基础、预制柱下杯口基础。柱下独立基础墙下条形基础墙下条形基础（2）扩展基础（钢筋混凝土基础）特点：适用条件：宽基浅埋。柱结构柱基础底板配筋结构柱配筋现浇台阶形基础结构柱基础底板配筋结构柱现浇台阶形基础基础底板配筋结构柱配筋现浇锥形基础基础底板配筋结构柱现浇锥形基础柱下独立基础柱下独立基础预制柱下杯口基础预制柱下杯口基础墙翼板柱肋梁砼垫层墙下条形基础板式（无肋）梁式（带肋）墙翼板柱肋梁砼垫层墙下条形基础板式（无肋）梁式（带肋）

单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础联合组成的长条形连续基础。

十字交叉条形基础：在柱网下纵横两个方向用条形基础连接组合而成。特点：抗弯刚度大，具有调整不均匀沉降的能力。适用条件：地基较软且分布不均；基底面积受相邻建筑物基础的限制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面积扩大使其彼此接近或相碰时。

（3）柱下条形基础单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个单独基础天然地基上浅基础设计课件柱下条形基础柱下条形基础（4）筏形基础筏形基础：指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混凝土做一块连续的整片基础，也称筏板基础，俗称“满堂基础”。特点：基底面积大。整体性好，调整不均匀沉降能力强，抗震性好。适用条件：“硬壳层持力层”，较均匀软弱地基上6层及其以下承重横墙密集的民用建筑。筏形基础又分为平板式和梁板式。（4）筏形基础筏形基础：指在建筑物的所有柱墙下面用钢筋混天然地基上浅基础设计课件天然地基上浅基础设计课件（5）箱形基础箱形基础：是由钢筋混凝土顶板、底板、纵横交错的内外侧墙板组成的空间格构式整体结构。特点：显著减少基底压力，降低基础沉降，抗震性能好，钢筋水泥用量较大，工期长，造价高，需考虑基坑施工及护壁对周围环境影响。适用条件：高层建筑。（5）箱形基础箱形基础：是由钢筋混凝土顶板、底板、纵横交天然地基上浅基础设计课件基础设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的基础类型，一般从以下三方面考虑：满足地基承载力要求——第一功能要求，合理选择持力层、基础埋深，确定基础形式；满足建筑物变形要求——从建筑物、基础、地基的整体性与共同工作角度出发，根据荷载、地基情况，确定基础结构与构造形式；满足建筑物使用要求——从建筑物使用功能要求及建筑对地基变形要求考虑，如有地下室时，采用箱形与筏板基础较为合理。3.基础方案的比较与选择基础设计计算首先是进行方案比较，选择最适合工程实际的二、浅基础的设计原则（一）地基基础设计等级《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定：（考虑地基、建筑物规模与功能）甲级：重要的、30层以上高层、体型复杂、高低层差超10、对沉降有特殊要求、场地与地质条件复杂等。乙级：甲、丙以外的工业与民用建筑。丙级：场地与地基条件简单、荷载分布均匀的7层及以下建筑、次要轻型建筑。二、浅基础的设计原则（一）地基基础设计等级《建筑地基地基计算内容建筑物类型地基承载力计算所有建筑物（甲、乙、丙级）地基变形计算设计等级为甲、乙及部分丙级建筑物地基稳定性计算经常受水平荷载的高层建筑物；高耸结构、挡土墙；建造在斜坡上或边坡附近的建筑物或构筑物；基坑工程抗浮验算当地下水埋藏较浅，建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题（二）地基基础设计规定地基计算内容建筑物类型地基承载力计算所有建（三）荷载效应组合及抗力限值规定1.设计方法允许（容许）承载力设计方法极限状态设计方法承载能力极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态——对于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载大变形，如地基失稳而破坏。正常使用极限状态——对于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值，如影响建筑物正常使用或外观的地基变形。（三）荷载效应组合及抗力限值规定1.设计方法允许（容许）承载2.荷载规定荷载分类永久荷载可变荷载偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力荷载的标准值荷载的准永久值《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）2.荷载规定荷载永久荷载可变荷载偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力荷载组合基本组合标准组合准永久组合荷载组合基本组合标准组合准永久组合类别标准值(kN/m2)组合值系数c准永久值系数q住宅、宿舍、办公室、教室、试验室2.00.70.40.5食堂、餐厅2.50.70.5礼堂、剧场影院3.00.70.3商店、车站机场大厅3.50.70.5健身房、舞台4.00.70.5书库、档案库4.50.90.8民用建筑楼面均布活荷载的代表值类别标准值组合值系数准永久值系数住宅、宿舍、办公室、教室、试3.荷载效应组合及抗力限值一般规定（1）按地基承载力确定基底面积、埋深及按单桩承载力确定桩数，荷载效应：按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。抗力用承载力特征值。（2）变形计算：正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不计风载与地震作用。限值为地基变形允许值。（3）计算土压力、地基稳定性时，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数为1.0。（4）基础结构计算时，上部结构传来的荷载效应组合与地基反力，按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。3.荷载效应组合及抗力限值一般规定（1）按地基承载力确正常使用极限状态荷载效应标准组合bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkminpk≤fa正常使用极限状态荷载效应准永久组合bp0s≤[s]正常使用极限状态bpkpkmax≤1.2fapkmaxpkm三、地基设计地基设计主要内容：确定基础埋置深度；确定地基承载力特征值；确定基础底面尺寸；进行必要的变形及稳定性验算。三、地基设计地基设计主要内容：确定基础埋置深度；（一）基础埋置深度的确定定义：基础底面至设计地面的距离。

下卧层持力层（受力层）FG埋深d基础埋深d的取值：对于地下室，如采用箱形或筏形基础时，自室外标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。一般至室外标高算起；在填方整平地区，可至填土地面标高算起。（一）基础埋置深度的确定定义：基础底面至设计地面的距离。原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋。基本要求：（1）除岩石地基以外，d大于50cm（表土扰动，植物，冻融，冲蚀）；（2）基础顶距离表土大于10cm；（3）桥要求在冲刷深度以下。其它控制因素：工程地质条件与地下水与建筑物有关的条件场地环境条件地基冻融条件原则：在满足承载力的条件下尽量浅埋。基本要求：1.与建筑物有关的条件（1）应满足使用功能和用途方面的要求如有地下室或半地下室的建筑，其埋深必须结合地下部分设计标高选定；地下管道应在基底以上，便于维修。1.与建筑物有关的条件（1）应满足使用功能和用途方面的要求（2）应满足地基承载力、变形和稳定性要求在抗震设防区，高层建筑荷载大，风和地震等水平作用大，除岩石地基外，筏形和箱形基础的埋深不宜小于建筑物地面高度的1/15。桩筏或桩箱基础的埋深（不计桩长）不宜小于桩长的1/18~1/20。对于水塔与烟囱等高耸构筑物需验算抗倾覆的稳定性。对于高压输电塔需要有较大埋深满足抗拔力的要求。（2）应满足地基承载力、变形和稳定性要求在抗震设防区地基土层组成类型A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；B:考虑人工地基，按最小埋深要求确定；C:地基土分为两层，上硬下软:硬土层厚度满足要求时，尽量浅埋；硬土层厚度很薄时（≤1/4b)，按B情况考虑；硬土层厚度较薄时，可提高室外设计地面。（1）工程地质条件2.工程地质与水文地质条件(A)(B)(C)好软软好地基土层A:考虑荷载情况，按最小埋深要求确定；B:考虑人工地D:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m,埋于好土上；软土2~5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大埋于好土层；软土≥5m,轻型可浅埋软土上，荷载较大可采用人工地基浅埋，荷载大应埋于好土层，或选其它基础方案。地基土层组成类型E:地基土由若干软硬交替土层组成，根据减少沉降与工程量原则，按上述方法确定。(D)(E)好软D:地基土分为两层，上软下硬:软土≤2m,埋于好土上；软土2尽量考虑将基础置于地下水位以上。埋在地下水位以下时，考虑：基坑排水、坑壁围护、保护地基土不受扰动出现涌土、流砂的可能性；地下室防渗；轻型结构物的上浮托力；地下水浮托力引起的基础底板内力的变化。承压含水层的地基，控制基坑开挖深度，防止基坑隆起开裂k一般取0.7~0.9。

（2）水文地质条件尽量考虑将基础置于地下水位以上。k一般取0.7~0.9。新建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物基础。当埋深大于原有建筑物基础时，两基础间应保持一定净距。

否则要求支护并且严格限制支护的水平位移：分段施工，设置临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。3.场地环境条件新建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物基础。3.场地环境条件季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的土层，在我国北方地区分布广泛。多年冻土：指连续保持冻结状态三年以上的土层，其性质较复杂，属特殊土地基。

冻胀：冻胀力，地面隆起

融陷：强度降低，建筑物下陷建筑物开裂损坏不均匀沉降4.地基冻融条件季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替一次的土层，在Zddmin室内地面hmax冻胀土中基础埋深的要求:Zd——设计冻深，由标准冻深计算而得；hmax——基底下允许残留冻土层的最大厚度。Zddmin室内地面hmax冻胀土中基础埋深的要求:Zd——

地基承载力特征值fa——在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。要有一定的强度安全储备地基变形不应大于相应的允许值两个含义1.基本概念（二）地基承载力确定与验算满足建筑物正常使用极限状态下的地基土承载力地基承载力特征值fa——在保证地基稳定的条件下，使建ppc

SpuSⅠSⅡⅠ——压密阶段Ⅱ——局部塑性变形阶段Ⅲ——破坏阶段或α——地基允许变形值控制系数，地基承载力特征值表达式基础荷载与地基变形的关系：ppcSpuSⅠSⅡⅠ——压密阶段或α——地基允许变形值控2.地基承载力特征值的确定

按现场静载荷试验成果确定；

根据土的强度理论计算确定；

根据《规范》表格确定；

根据原位测试、室内试验成果并结合工程经验确定。2.地基承载力特征值的确定按现场静载荷试验成果确定；荷载试坑支墩次梁主梁承压板千斤顶百分表静载荷试验装置（1）按静载荷试验方法确定荷载试坑支墩次梁主梁承压板千斤顶百分表静载荷试验装置（1）按天然地基上浅基础设计课件低压缩性土高压缩性土

p~s曲线为“陡降型”；一般取“比例界限荷载pb”作为地基承载力特征值；对于“脆性破坏”地基，当pu<2pb时，取pu/2作为地基承载力特征值。

p~s

曲线为“缓变型”；地基承载力由变形控制；取s/b=0.01~0.015所对应的荷载作为地基承载力特征值，但不大于最大加载量的一半。同一土层，试验点不少于3个，所得实测值极差不大于30%低压缩性土高压缩性土p~s曲线为“陡降型”；p~s地基承载力特征值的深宽修正：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，由原位试验（包括载荷试验）和经验公式等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：由于试验条件与实际的差异，结果需要进行基础宽度和埋深的承载力修正。地基承载力特征值的深宽修正：当基础宽度大于3m式中

fa——修正后的地基承载力特征值；

fak——地基承载力特征值，按原位试验和经验公式等方法确定的；

ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表；

γ——基底下土的重度，地下水位以下取浮重度；

b——基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

γm——基础底面以上土的加权平均重度。式中

fa——修正后的地基承载力特征值；

fa公式中已经包含了基础宽度和埋深的影响；公式中的b是指基础的短边;该公式没有考虑变形的要求，需进行地基变形验算。1）按规范推荐的公式确定

当荷载的偏心距e≤l／30时，《地基规范》推荐采用下列理论公式直接计算地基承载力特征值：

注意：（2）根据土的抗剪强度指标确定公式中已经包含了基础宽度和埋深的影响；1）按规范推荐的公由理论公式计算出地基的极限承载力，引入安全系数或分项系数后可得到地基的容许承载力（承载力特征值）。安全系数通常可以取为2~3。2）根据地基极限承载力公式由理论公式计算出地基的极限承载力，引入安全系数或分项3.地基承载力验算1）持力层承载力验算中心荷载作用偏心荷载作用3.地基承载力验算1）持力层承载力验算中心荷载作用偏心荷载作2）软弱下卧层承载力验算式中

pcz——软弱下卧层顶面处自重应力；pz——软弱下卧层顶面附加应力；faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。p0θpzθpczzd2）软弱下卧层承载力验算式中pcz——软弱下卧层顶面处p条形基础矩形基础Es1／Es2z/b=0.25z/b=0.5036°23°510°25°1020°30°地基压力扩散角θ注：（1）Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；（2）当z/b＜0.25时，一般取θ=0°，必要时由试验确定；z/b＞0.5时，θ值不变。条形基础矩形基础Es1／Es2z/b=0.25z/b=0.5软弱下卧层强度不足应采取的措施:增大基础底面积；减小基础埋深；对软弱下卧层进行地基处理，用人工方法提高其承载力；变换地基持力层，或采用深基础避开软弱下卧层。软弱下卧层强度不足应采取的措施:增大基础底面积；（三）地基变形验算变形验算的要求:式中Δ——地基特征变形计算值；[Δ]——地基变形特征允许值。地基变形值∆的计算弹性理论公式法分层总和法规范推荐法（三）地基变形验算变形验算的要求:式中Δ——地基特征变形

地基变形特征（1）沉降量：基础某点的沉降值。

（2）沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差。（3）倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。（4）局部倾斜：砌体结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

地基变形特征的控制对象

（1）砖混结构：应控制局部倾斜值小于0.002~0.003。（2）排架结构：应控制柱基的沉降量和沉降差。（3）框架结构：应控制相邻柱基的沉降差。（4）多高层建筑：应控制倾斜值。（5）高耸结构物：应控制倾斜和沉降量。地基变形特征地基变形特征的控制对象地基变形特征值沉降量沉降差倾斜局部倾斜地基变形特征值沉降量沉降差倾斜局部倾斜室外设计地面天然地面室内设计地面室内外平均标高FkFk简化至平均标高外墙柱基内墙柱基（四）基础底面尺寸的确定1.作用在基础上的荷载（标准组合）屋面：恒载+活载+各层结构：恒载+活载+墙柱自重+基础自重室外设计地面天然地面室内设计地面室内外平均标高FkFk简化至2.中心荷载作用下的基础pkpk≤faFklb基础底面ddGk要求基底面积2.中心荷载作用下的基础pkpk≤faFklb基础底面ddG条形基础：取l=1m或一个开间为计算单元矩形基础：取l／b=n（n=1.5~2.0）方形基础条形基础：取l=1m或一个开间为计算单元矩形基础：基础底面面积确定步骤计算确定基础底面面积A根据A确定基础底面尺寸b>3m?确定基础底面尺寸l、b暂不考虑宽度修正中心荷载常用方形基础；矩形基础的长宽比一般取1~2。是否修正基础底面面积确定步骤计算确定基础底面面积A根据A确定基础底pkmax≤1.2fapk≤fa3.偏心荷载作用下的基础设计上一般pmin＞0要求pkmaxpkminddFkGkMkVklbe注意：基底压力pkmax、pkmin相差过大容易引起基础倾斜。pkmax≤1.2fapk≤fa3.偏心荷载作用下的基础设计基础底面面积确定步骤（——逐次渐近试算法）根据A′确定基础底面尺寸b>3m?确定基础底面尺寸l、b按中心荷载考虑计算得到的面积是否计算偏心距、基底压力pk≤fapkmax≤1.2fapkmin≥0校核修正调整尺寸否基础底面面积确定步骤（——逐次渐近试算法）根据A′确定基础四、无筋扩展基础设计（一）基本概念1.材料：砖、毛石、砼、毛石砼等。2.特点：由脆性材料构筑，抗压强度高，抗剪、抗弯强度低（亦称刚性基础）。3.受力与破坏：倒置短悬臂梁弯拉破坏。4.强度保证：控制基础截面的拉应力与剪应力不超过基础材料的抗拉、抗剪强度。一般可以通过控制材料强度等级和台阶的宽高比来实现。5.设计要求：基础台阶宽高比小于允许宽高比。四、无筋扩展基础设计（一）基本概念1.材料：砖、毛石αb0bb1h1H0b2（二）无筋扩展基础断面设计1.刚性角式中α——刚性角，与基底压力、基础材料有关；tanα——台阶允许宽高比。混凝土基础三合土基础αb0bb1h1H0b2（二）无筋扩展基础断面设计1.刚性角基础材料质量要求台阶高宽比的允许值pk≤100100<pk≤200200<pk≤300混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.251:1.50砖基础砖不低于MU10，砂浆不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基础砂浆不低于M51:1.251:1.50－灰土基础体积比为3：7或2：8的灰土，其最小干密度：粉土1.55t/m3粉质粘土1.05t/m3粘土1.45t/m31:1.251:1.50－三合土基础体积比为1：2：4～1：3：6（石灰：砂：骨料），每层约虚铺220mm，夯至150mm1:1.501:2.00－刚性基础台阶宽高比的允许值基础材料质量要求台阶FFFF安全不安全安全浪费FFFF安全不安全安全浪费2.计算公式αb0bb1h1H0b2当混凝土基础的基础底面的平均压力值pk超过300kPa时，还应按下式验算墙（柱）边缘或变阶处的受剪承载力：2.计算公式αb0bb1h1H0b2当混凝土基础的基3.构造要求h1——钢筋混凝土柱脚高度；d——柱中纵向受力钢筋的最大直径。采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱3.构造要求h1——钢筋混凝土柱脚高度；采用无筋扩展基础2404×602405×60两皮一收砌法二一间隔收砌法砖基础2404×602405×60两皮一收砌法二一间隔收砌法砖基80≤200400～600砖石基础两层毛石错缝砌筑无筋扩展基础可由两种材料叠合组成，但应对接触部分作抗压验算。80≤200400～600砖石基础两层毛石无筋扩展基础可由4.无筋扩展基础的设计计算步骤选择基础的材料和立面形式；选择地基持力层并确定基础的埋置深度；根据构造及建筑模数要求初步确定基础高度；根据地基承载力初步确定基础底面积并确定其尺寸；必要时计算地基基础的稳定性和沉降；验算基础的刚性角或台阶的宽高比；确定基础的细部尺寸并绘制结构图。4.无筋扩展基础的设计计算步骤选择基础的材料和立面形式；五、钢筋混凝土扩展基础设计扩展基础图扩展基础包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础两类。五、钢筋混凝土扩展基础设计扩展基础图扩展基础包括柱下（一）扩展基础特点1.适用范围扩展基础适用于上部结构荷载较大，有时为偏心荷载或承受弯矩、水平荷载的建筑物基础。在地基表层土质较好，下层土质软弱的情况，利用表层好土层设计浅埋基础，最适宜采用扩展基础（即所谓宽基浅埋）。（一）扩展基础特点1.适用范围F弯曲2121纯剪斜压2.扩展基础破坏形式冲切F弯曲2121纯剪斜压2.扩展基础破坏形式冲切（1）纯剪破坏纯剪切破坏即沿墙或柱子边缘以及基础变截面处产生竖向剪切破坏，在以往的钢筋混凝土结构设计中都要求对之进行验算，但近年来的钢筋混凝土构件实验表明受弯矩和剪力共同作用的构件，纯剪切破坏不起控制作用。（2）斜截面剪切破坏钢筋混凝土构件在弯、剪荷载共同作用下，其主要破坏形式是先在弯剪区域出现斜裂缝，随着荷载增加，斜裂缝向上扩展，未开裂部分的正应力和剪应力迅速增加，当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力，且大于钢筋混凝土的抗拉强度时，斜裂缝被拉断，出现斜拉破坏，在扩展基础中也称“冲切破坏”。（1）纯剪破坏纯剪切破坏即沿墙或柱子边缘以及基础变截扩展基础的冲切破坏

当组合不出现拉应力或者拉应力较小、压应力较大且超过混凝土的抗压强度时，混凝土被压碎，称为斜压破坏。在验算扩展基础的高度中，通常条形基础验算斜压破坏，而单独基础则验算冲切破坏。扩展基础的冲切破坏当组合不出现拉应力或者拉应力较小、（3）弯曲破坏这种破坏沿着墙边、柱边或台阶边发生，裂缝平行于墙或柱边。为防止这种破坏，要求基础各竖直截面上由于基底反力产生的弯矩M小于该截面的抵抗弯矩Mu。设计时据此确定基础的配筋。（3）弯曲破坏这种破坏沿着墙边、柱边或台阶边发生，裂（二）墙下钢筋混凝土条形基础设计1.构造要求

墙下条形基础一般采用梯形截面，边缘高度一般≥200mm，坡度i≤1:3。基础高度小于250mm时，也可做成等厚度板。

基础混凝土的强度等级不宜低于C20。

基底下宜设C10素混凝土垫层，厚度一般为100mm。

底板受力钢筋最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm和小于100mm。分布钢筋直径不小于8mm，间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10；

保护层厚度：有垫层时，不小于40mm，无垫层时，不宜小于70mm。（二）墙下钢筋混凝土条形基础设计1.构造要求墙下条形基当底板宽度大于等于2.5m，底板受力钢筋长度可取基础宽度的90%，并交叉布置。底板在T形或十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度的1/4处。拐角处的横向受力钢筋应沿两个方向布置。当底板宽