天然地基上浅基础设计课件(同名282)

项目2天然地基上的浅基础项目2天然地基上的浅基础【项目概述】浅基础是目前在建筑工程中最常见的一种基础类别，基础是建筑物的重要结构构件，基础工程的安全与否直接影响整个建筑物的安全；基础工程的造价、工期等在整个工程中也占有相当大的比重，因此作为隐蔽工程基础工程的设计施工显得尤为重要。本项目就从天然地基上的浅基础的类型选择、基础埋置深度、基础的设计方法步骤、以及如何减轻建筑物的不均匀沉降等方面做了详尽的介绍，为我们今后从事基础施工、基础验算、简单基础设计提供了知识依托和技术支撑，为我们更好的从事建筑工作打下牢固的基础。格式要一致。前后统一。首行空两字符，下同。项目2天然地基上的浅基础【项目目标】项目2天然地基上的浅基础2.1概述1.地基基础的重要性

在大自然中，我们都知道：“大树伤根则枯，无根即倒”。在工程中可以这样形容：地基基础就是建筑物的根基，若地基基础不稳固，必将危及整个建筑物的安全。地基基础的工程量、造价和施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，尤其是高层建筑或软弱地基，有的工程地基基础的造价甚至达到主体工程总造价的20%～30%。而且建筑物的基础是隐蔽工程，工程竣工验收时已经埋在地下，再次检验将会非常困难，甚至没法做到。由于地基基础的隐蔽性，就使得地基基础事故的某些预兆不易察觉，一旦出现问题，势必难以补救。同时作为承受建筑物所有上部荷载的地基基础，一旦发生强度破坏等问题，对建筑物造成的破坏也必将是毁灭性的，因此，应当充分认识地基基础设计、施工的重要性。项目2天然地基上的浅基础2.1概述2.地基基础的复杂性

建筑物的上部建筑和结构在各地大都可以通用，例如，有的住宅造型美观，平面布置合理、结构设计优良，可以买一套图纸到本单位使用，甚至在一个比较大的区域使用；但是地基各地千差万别，即使同一城市情况也很不相同，甚至在同一个居住区也有较大差别，也必须根据该建筑场地的具体情况，设计相应的地基基础工程：如有的地基坚实均匀，可以采用天然地基浅基础；有的地基上部软弱，下部坚实，可考虑用桩基础；有的地基软弱层很深，可采用人工加固地基处理方法；不仅如此，在同一个单体建筑场地平面范围也可能土质软硬不均，甚至存在故河道、古水井、坟墓、菜窖、下水道、暖气沟等旧结构物，这都需要单独给予特殊处理。因此直到目前，地基基础设计难以实现标准化，无法将通过获得一个建筑物的基础设计图纸后，原封不动地用到另一个建筑物上去。地基基础的设计施工呈现比较明显的复杂性。3.地基基础设计考虑因素

地基基础的设计不能孤立地进行，需要对建筑物上部结构和下部建筑场地条件，全面考虑，做到上下兼顾。(1)考虑建筑物上部结构的型式、规模、用途、荷载大小与性质、整体刚度，以及对不均匀沉降的敏感性；(2)研究建筑物下部工程地质条件、地层结构、各土层的物理力学性质、地基承载力，以及地下水位埋深与水质、当地冻土深度等因素，因地制宜地进行设计。2.1.2地基基础方案的类型

项目2天然地基上的浅基础2.1概述1.地基基础方案的类型

设计地基基础，第一步选择地基基础方案，如何选择应当有针对性。目前工程中常用的方案有4种类型，如图2.1所示。(1)天然地基上浅基础当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力，f>120kPa时，对于一般多层建筑，可将基础直接做在浅层天然土层上，称为天然地基上浅基础。（2）不良地基人工处理后的浅基础如遇建筑地基土层软弱，压缩性高，强度低，无法承受上部结构荷载时，需经过人工加固处理后作为地基，称为人工地基。（3）桩基础（4）其他深基础注意格式。单独另起一行。项目2天然地基上的浅基础2.1概述2.1.3天然地基上浅基础设计内容与步骤1.根据建筑物地基基础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，地基基础设计应符合下列规定：

(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有下列情况之一时应作变形验算：

①地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；

②在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；

③软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；

④相邻建筑距离近，可能发生倾斜时；

⑤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。

(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；项目2天然地基上的浅基础2.1概述2.1.3天然地基上浅基础设计内容与步骤2.设计中首先必须掌握拟建房屋场地的水文、工程地质条件和地基勘查资料，并且当地的工程材料、设备情况以及建设经验和施工技术水平等，在此基础上开展设计工作，具体设计内容和步骤如下：(1)初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；(2)确定基础的埋置深度d；(3)计算地基承载力标准值fk，以及经深度修正后的地基承载力f′；(4)根据作用在基础顶面荷载N和地基承载力f′，计算基础的底面积，并设计基础的长度与宽度。若基础宽度b>3m，则地基承载力还需进行宽度修正后的值fa，再次计算基础的最终底面积；(5)计算基础的内力，设计基础高度、剖面形状以及配筋等；以满足基础自身的强度、刚度和稳定性；(6)若地基持力层下部存在软弱土层时，则需验算软弱下卧层的承载力；(7)一级建筑物和部分二级建筑物应计算地基的变形；(8)基础细部结构和构造设计；(9)绘制基础施工图。如果步骤1～7中有不满足要求的情况时，可对基础设计进行调整，如采取加大基础埋置深度d或加大基础宽度b等措施，直到全部满足要求为止。项目2天然地基上的浅基础2.1概述2.1.3天然地基上浅基础设计内容与步骤【重点提示】1.按地基承载力确定基础底面积及埋深、按单桩承载力确定桩数时，传至基础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，传至基础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。3.在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、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基本组合，采用相应的分项系数；当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合。

4.基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数（γ0）不应小于1.0。项目2天然地基上的浅基础2.1概述2.1.4基础设计所需资料1.建筑场地的地形图；2.岩土工程勘察成果报告，岩土工程勘察报告应提供下列资料：

(1)有无影响建筑场地稳定性的不良地质作用，评价其危害程度；

(2)建筑物范围内的地层结构及其均匀性，各岩土层的物理力学性质指标，以及对建筑材料的腐蚀性；

(3)地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律，以及对建筑材料的腐蚀性；

(4)在抗震设防区应划分场地类别，并对饱和砂土及粉土进行液化判别；

(5)对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理、技术先进的设计方案建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议；

(6)当工程需要时，尚应提供：深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周边环境的影响；基坑施工降水的有关技术参数及地下水控制方法的建议；用于计算地下水浮力的设防水位；3.建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物布置与标高；4.建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深，地下管线分布；5.工程总投资与当地建筑材料供应情况；6.施工队伍技术力量与工期的要求。项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级1.岩土工程勘察的概念工程地质勘察指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的工程地质、水文地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土工程勘察是工程建设的-个重要环节。勘察成果是项目决策、设计和施工的重要依据，直接关系到工程建设的经济效益、环境效益和社会效益2.岩土工程勘察阶段的划分

岩土工程勘察是为工程设计和施工服务的，不同类型的工程由于其设计阶段划分不同，其岩土程勘察阶段的划分与要求也随之不同，不同行业依据不同规范勘察阶段的划分是不同的,见表所示。3.岩土工程勘察分级岩土工程的勘察分级是根据岩土工程的重要性(安全)等级、场地的复杂程度和地基的复杂程度划分的。以下是《岩土程勘察规范》(GB50021—2001)的规定。项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级(1)建筑物的重要性等级根据工程的规模和特征，以及由于岩土程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级，见表。主要考虑工程规模大小和特点以及其产生的后果项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级(2)场地的复杂程度划分根据场地的复杂程度，将场地分为三个等级，见表(3)地基等级划分根据地基的复杂程度，将地基分为三个等级，见表所示项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.1岩土工程勘察的概念和等级(4)岩土工程勘察等级划分国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)中，根据地基的复杂程度、场地的复杂程度和工程条件，把岩土工程勘察分为甲级、乙级和丙级三个等级。甲级在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。乙级除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。对于建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂等级和地基复杂等级均为三级时，岩土工程勘察等级为二级。4.岩土工程勘察的基本程序岩土工程勘察的基本程序包括编制勘察大纲，测绘与调查，现场勘探，野外测试，室内试验，长期观测与编写报告书等内容。由于勘察场地的复杂程度、建设工程的类别、设计阶段等不同，相应的勘察任务和内容的差异，所以勘察在某方面的内容就有所增减项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书1.岩土工程勘察报告的编制(1)成果报告的基本要求①岩工工程勘察报告所依据的原始资料，应进行整理、检查、分析，确认无误后方可使用。②岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。③岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写。(2)成果报告的编写要求①文字部分包括：勘察目的、任务要求和依据的技术标准；拟建工程概况；勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；

土和水对建筑材料的腐蚀性；.可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；

场地稳定性和适宜性的评价。岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施的建议。②任务需要时，可提交下列专题报告：岩土工程测试报告；岩土工程检验或监测报告；岩土工程事故调查与分析报告；岩土利用、整治或改造方案报告；专门岩土工程问题的技术咨询报告。③成果报告应附下列图件：勘探点平面布置图；工程地质柱状图；工程地质剖面图。④原位测试成果图表。⑤室内试验成果图表。当需要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书2.地基勘察报告的阅读阅读勘察报告书时，应熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标进而判断报告中的建议对拟建工程的适用性，做到正确使用勘察报告。对场地条件、拟建建筑物概况综合分析，设计施工中充分利用有利的工程地质条件，重点分析以下两个方面。项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.2岩土工程勘察报告书(1)场地稳定性评价对地质构造及地层成层条件，不良地质现象以及分布规律，危害程度和发展局势，特别是地质条件复杂地区应引起高度重视。关系到建设项目可行性中的选址问题，对场地有直接危害或潜在威胁地区，必须在其中较为稳定的地段在进行建筑时采取措施。(2)地基持力层的选择对不发生威胁场地稳定性建筑地段，在满足地基承载力和变形两个基本要求时，从地基—基础—上部结构相互作用出发，在熟悉场地条件的基础上，经过试算和方案比较，优先采用天然基础上浅埋基础方案，合理选择地基持力层。在应用勘察报告时，最重要的是注意所提供资料的可靠性，在使用报告过程中，注意发现问题，对有疑问的关键问题一定要查清，以便减少差错，发掘地基潜力，保证工程质量。项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽验槽是工程勘察的最后一个环节，也是基础和上部结构施工的第一道工序。验槽可能发现各种问题，包括意想不到的特殊问题，有时还需要进行补充勘察。验槽方法通常主要采用观察法为主，辅以夯、拍、或轻便触探、钎探等。以下介绍验槽的内容、要求、方法以及在施工中所遇到的一些情况及处理方法。1.验槽内容(1)首先检查基槽开挖的平面位置和尺寸与设计图纸是否相符，其次检查开挖深度、标高是否符合设计要求。(2)观察槽壁、槽底的土质类型、均匀程度，是否存在疑问土层，是否与勘察报告一致。(3)检验基槽中有无旧房基、古井、洞穴、古墓及其它地下掩埋物。(4)查基槽边坡外缘与附近建筑物的距离对建筑物稳定有无影响2.验槽方法(1)详细观察、描述槽壁、槽底岩土特性(2)分析钎探资料项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽3.验槽中地基问题的处理对于验槽中发现的地基问题，必需进行处理。处理对象为地基土以及基础与上部结构；处理原则为：首先使地基土各处的强度和变形趋于一致，使建筑物沉降均匀，若不能达到上述要求，则对基础尺寸、埋深或上部结构进行调整，使结构适应地基的不均匀性；地基处理方法分为整体处理和局部处理。(1)整体处理槽底全部为填土，或填土占大部分，天然土层零星分布其中，一般应全部清除，地下水位以上可采用2：8灰土，水位以下采用级配砂石或碎石屑分层回填夯实，或用人工级配砂石回填，也可将基础埋深适当加大。(2)局部处理

①松土坑（填土、墓穴等）的处理②大口井或土井的处理③局部硬土的处理④局部软土的处理⑤人防通道的处理⑥管道的处理项目2天然地基上的浅基础2.2岩土工程勘察与验槽2.2.3验槽(3)基础及结构措施

采取地基处理措施的同时，也可采取基础及结构措施，或单独采取基础和结构措施。例如清除填土层后不回填，而将基础埋深适当加大；独立柱基础，个别基础部位较硬或较软，可调整基础尺寸；基槽半边硬半边软，或半边为天然土层半边为回填土层，可在适当部位设置沉降缝或伸缩缝；局部回填之后，适当加强基础和上部结构的整体强度和刚度等。验槽与地基处理工作关系到建筑物的稳定与安全，技术人员个人也有重大的责任，千万不能忽视，不可私自处理，要做好验槽记录，各参加人员要签字，单位要盖章，处理要彻底时。只要验槽时认真观察，处理时掌握基本原则，平时不断积累经验，就能做好验槽工作。4.验槽过程的注意事项(1)验槽是一个重要的勘察或施工环节，不可轻视，更不可省略。(2)验槽实践性较强，应仔细观察、认真分析，做到具体问题具体分析，依据不同情况区别处理。(3)验槽时用的钎探应统一，排除人为因素。项目2天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类根据建筑物上部结构和工程地质、水文地质等条件的不同，浅基础为和上部结构以及地质状况相适应，就有了不同的结构形式，主要有以下6种：1.独立基础通常框架结构柱基、高炉、烟囱、水塔基础均为独立基础;有时墙下也采用独立基础，如在膨胀土地基上的墙基础，往往采用独立基础，并在独立基础顶面架一道钢筋混凝土过梁，再在过梁上砌砖墙标点问题需要老师检查是否有遗漏或不当之处图中字迹不清楚项目2天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类2.条形基础当基础的长度大于或等于10倍基础宽度时称为条形基础。条形基础设计时，可取长度方向1沿米按平面问题进行计算。通常砖混结构的墙基、挡土墙基础都是条形基础，如图2.4所示。如遇上部荷载较大，地基承载力较低时，排柱的独立基础互相靠近，为施工方便，可采用柱下条形基础。如图2.5所示。

图2.4墙下条形基础

图2.5柱下条形基础项目2天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类3.十字交叉基础遇上部荷载较大，采用条形基础不能满足地基承载力要求时，可采用十字交叉基础(即双向条形基础)，也有墙下十字交叉基础和柱下十字交叉基础之分；如图2.6和图2.7所示。

图2.6墙下十字交叉基础图2.7柱下十字交叉基础项目2天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类图2.8筏形基础4.筏形基础若上部荷载大、地基软弱或地下防渗需要时可采用筏形基础，俗称满堂基础。这种基础用钢筋混凝土材料做成连续整片，亦称为片筏基础。这种基础由于承载面积大，许多多层住宅大量采用这种基础形式，工程实际中甚至不需要挖除杂填土，可以做在地表杂填土上，经济、快速、效果较好，在工程中很受欢迎，在我国南京和苏州得到了广泛的应用。如图2.8所示。

图2.9箱形基础5.箱形基础高层建筑荷载大、高度大，按照地基稳定性的要求，基础埋置深度大，常采用箱形基础。这种基础由现浇的钢筋混凝土底板、顶板、纵横外墙与内隔墙组成箱形整体，如图2.9所示。这种基础的刚度大、整体性好，并可利用箱形基础的空间作为停车场、地下商场、文化活动厅、体育馆及储藏室、设备层等。根据建筑物高度对地基稳定性的要求和使用功能的需要，箱形基础的高度可设计一层或多层。2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类项目2天然地基上的浅基础2.3浅基础的类型2.3.1浅基础按照构造分类项目2天然地基上的浅基础6.壳体基础图2.10壳体基础如独立基础上部荷载较大时，可采用壳体基础结构型式，使原属梁板基础内力由弯矩为主，转化为轴力为主，通常可以节省混凝土量30％～50％。但由于壳体基础结构复杂，技术要求高，目前一般建筑公司施工质量难以保证，实际工程应用不多。壳体基础常用的三种结构型式，如图2.10所示

2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类根据基础的刚度不同可以把浅基础分为刚性基础和扩展（柔性）基础。1.刚性基础刚性基础是由砖、毛石、素混凝土和灰土等材料做成的基础。这类材料抗压强度较大，但不能承受拉力或弯矩。（1）刚性基础与刚性角当基础承受上部结构传来的荷载时，在地基反力的作用下，从受力分析中不难看出，基础下部挑出的部分相当于一个承受地基反力的悬臂梁，在基础内部将产生弯曲拉应力和剪应力，砖、毛石、素混凝土和灰土等材料抗压强度较大，但不能承受拉力或弯矩，即抗拉和抗剪强度并不高。要求基础必须具备一定的高度，同时基础挑出的长度不要太长。基础设计时可以通过限制基础的宽高比的方法，用来保证基础挑出部分不产生裂缝或破坏图2.11刚性基础受力破坏简图2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类在基础的设计时要求自上部砌体的边缘处的垂线与基底边缘的连线间的夹角α小于刚性角αmax。此时的基础的相对刚度都比较大，不需要配置钢筋，且基础几乎不发生挠曲变形，所以这种基础称为刚性基础。为施工方便，刚性基础通常做成台阶形。各级台阶的内缘与刚性角αmax的斜线相交，如图2.12(b)是安全的，若台阶拐点位于斜线之外，如图2.12(a)则不安全。斜线外的材料没有被利用，如图2.12(c)则不经济。（2）刚性基础的应用刚性基础技术简单、材料充足、造价低廉、施工方便，多层砌体结构应优先采用这种型式，但当建筑物上部荷载较大或地基承载力较低时，为保证地基基础的强度等要求，就需要扩大基础面积，由于宽高比的限制，有不得不增加基础的埋置深度，从而给施工带来不便，也会增加工程的造价和延长工期，因此刚性基础一般只用于六层及六层以下(三合土基础不宜超过四层)的民用建筑和砌体承重的厂房，随着建筑工程的不断发展，刚性基础的应用受到了很多的限制，应用正在逐渐减少。2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类2.扩展（柔性）基础2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类当基础的高度不能满足刚性角的要求时，可以将基础设计成钢筋混凝土基础，在基础内配置足够的钢筋来承受拉应力或弯矩，使基础在受弯时不致破坏。这种基础不受刚性角的限制，基础剖面可以做成扁平形状，用较小的基础高度把上部荷载传到较大的基础底面上去，以适应地基承载力的要求，如图2.13所示。这种由钢筋混凝土材料建造的基础称为扩展基础。与刚性基础相对应有时也称之为柔性基础。图2.13墙下钢筋混凝土扩展基础2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类(1)正是因为扩展基础的抗弯和抗剪性能好，基础自身强度高，基础的宽度可以不受基础宽高比高度的限制，从而可以设计的较宽且深度较小，因此对于重要的建筑物或利用地基表土硬壳层，设计宽基浅埋以解决存在软弱下卧层强度太低时，常采用钢筋混凝土扩展基础。(2)扩展基础的形式与构造扩展基础的底面向外扩展，一般来说基础外伸的宽度大于基础高度，基础材料承受拉力，最常用的材料就是钢筋混凝土，扩展基础适用于上部荷载大，尤其是受偏心荷载或承受弯矩作用、水平荷载的建筑物基础。扩展基础分为柱下独立基础和墙下条形基础两种类型，施工方法有现浇和预制两种，其形式如图2.14、2.15.、2.16所示图2.14现浇柱下独立基础图2.15现浇墙下条形基础图2.16预制柱下独立基础图中文字较小，建议图片放大图片挡住文字。一些类似问题需要老师检查完善(3)扩展基础的基本构造要求：①锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm，阶梯形基础的每阶高度宜为300~500mm；②基础垫层的厚度，宜为50～100mm，最常用的为100mm；③底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm钢筋保护层的厚度有垫层时不宜小于40mm，无垫层时不宜小于70mm；④混凝土强度等级不宜小于C20；详细构造要求可参考现行《建筑地基基础设计规范》中扩展基础部分。2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.2浅基础按照基础的刚度分类2.3.3对基础的材料的要求1.砖必须用页岩砖，灰砂砖与轻质砖均不得用于基础。一般地区稍湿地基，砖的强度等级不低于MU7.5；严寒地区饱和地基，砖的最低强度等级为MU20。通常应取比最低强度等级略高的强度等级。2.石料包括毛石、块石和经加工平整的料石，均应选用不易风化的硬岩石。石料的厚度不宜小于150mm。基础用的石料强度等级不低于MU20~MU30。2.3浅基础的类型项目2天然地基上的浅基础2.3.3对基础的材料的要求3.砂浆建筑工地普遍使用，问题最多。石灰、水泥混合砂浆不能用于含水饱和地基。水泥砂浆在很湿的或饱和的地基中最低强度等级为M54.混凝土：凝土的强度、耐久性与抗冻性都优于粘土砖，且刚性角大，便于机械化施工。但混凝土基础的水泥用量大，造价稍高，因此，混凝土常用于砖、石材料不满足刚性角要求的基础、地下水位以下的工程以及基础下找平的垫层。混凝土强度等级常用C15。体积大的混凝土基础，可以掺人20％～30％毛石，称毛石混凝土，以节约水泥。5.钢筋混凝土：这种材料不仅抗压而且具有抗弯与抗剪性能，是基础的最优材料。高层建筑、重型设备或软弱地基以及地下水位以下的基础，宜采用钢筋混凝土材料。钢筋按计算配置，混凝土强度等级不低于C20，目前最常用的混凝土强度等级为C30，壳体基础的混凝土强度等级不低于C25。需检验水泥的质量和工地存放及防水的措旋，严格按重量配合比制备混凝土。6.灰土：我国采用灰土作基础材料或垫层，已有一千多年历史，效果良好。中小工程可用灰土材料做基础，常用三七灰土(即体积比，三份石灰、七份粘性土)，搅拌均匀，分层压实。项目2天然地基上的浅基础2.4浅基础的埋置深度的确定基础的埋置深度，一般是指室外设计地面至基础底面的深度，简称埋深。基础为什么要有一定的埋置深度？首先是为了防止基础日晒雨淋、人来车往造成的基础损伤。因此通常基础埋深至少0.5m，同时基础上部至少在设计室外地坪下0.1~0.15m；基础的埋深牵扯到建筑物建成后的安全牢固、稳定耐久以及正常使用问题同时基础埋置深度对基础施工的技术措施、施工工期、工程造价也会有直接的影响，选择基础的埋深十分重要，，必须认真加以对待。如何确定基础的埋置深度呢？应综合考虑下列五个方面的影响2.4.1上部结构情况上部结构情况主要包括建筑物的用途、类型、规模、荷载大小与性质。首先三级工程、多层房屋基础尽量埋深浅，但要满足基础的构造要求，同时基础的顶部距离地面不小于10~15cm；高层建筑对不均匀沉降很敏感，要求基础埋置于坚实的地基土层上，为抗震稳定性要求基础的埋深不宜小于建筑物地面以上高度的1/15；如果建筑物有地下室（车库等）地下商店或人防设施时，基础埋深就要加深，一般不小于3m。遇到建筑物的各个部分使用要求不同，或地基土质变化大，可使建筑物各部分的基础埋深不同，但必须采取基础做成台阶形逐步过渡图2.17阶形基础项目2天然地基上的浅基础2.4浅基础的埋置深度的确定2.4.2工程地质条件工程地质条件往往对基础设计方案起着决定性的作用，应当选择地基承载力高的坚实土层做地基持力层，由此确定基础的埋置深度若上层土较厚，厚度达2～4m时。可考虑扩大基础底面面积，加强上部结构刚度，将基础做在软弱土上，对于重要的建筑物就要将建筑物基础置于下部坚实的土层上；如果上层软弱土很厚，厚度超过5m时，挖除软弱土工程量很大，施工困难，造价高，就要考虑是否可以设置地下室，或者采用人工加固等方法进行地基处理，亦或者采用桩基础等身基础。在这种情况，一般需要做多种方案，经过论证比较后才能确定最终的埋置深度。工程地质条件与基础埋深的关系实际工程中，常遇到地基上下各层土的承载力并不相同的情况。如果地基上层土较好，能够满足承载力要求，就选择该层土做持力层，基础可浅埋；若下层土为软弱土即承载力低于上层土（称为软弱下卧层）时，需要验算软弱下卧层强度。如果上层土软弱承载力低，下层土坚实承载力高，则需要区别对待，当软弱土较薄，厚度小于2m时，一般将软弱土挖除，将基础置于下层坚实土上，如图所示。图片不清楚2.4浅基础的埋置深度的确定项目2天然地基上的浅基础2.4.3水文地质条件地下水的情况与基础的埋置深度也有着密切的关系，通常基础尽量浅埋于地下水位之上，便于施工，如果不得已，基础埋深必须在地下水位以下，施工时必须采取排降水措施，对河边的基础，其埋深应在流水的冲刷作用深度之下。2.4.4冻结深度在寒冷地区应考虑季节性冻土的影响。季节性冻土是冬季冻结，夏季解冻的土层，一般为细粒土（如粉砂、粉土、粘性土）。当地面以下一定深度内途中的温度达到冰冻温度后，土中的自由水开始结冰，土层冻结，体积膨胀，产生冻胀力，称为冻胀，可使基础与墙面上升而开裂。春夏季节冻土融化解冻时，地基土强度降低，产生沉馅，称为融馅，造成基础的不均沉降。如果基础埋置在地基土的冻结深度内，由于地基土的反复冻融，往往会造成基础的冻胀与融沉事故，因此北方地区的基础埋深应该考虑当地冻深大小的因素。地基土冻结的危害2.4浅基础的埋置深度的确定项目2天然地基上的浅基础2.4.4冻结深度我国幅员辽阔，地理气候差异大，因此各地的冻结深度不一，应按当地实测资料确定，一般可在现行《建筑地基基础设计规范》查找。基础底面应埋在天然最大冻结线以下一定深度，对于可埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋深dmin应按下式确定：dmin=zd-hmax在冻胀、强冻胀和特强冻胀地基上采用防冻害措施时应符合下列规定：

1.对在地下水位以上的基础，基础侧表面应回填不冻胀的中、粗砂，其厚度不应小于200mm；对在地下水位以下的基础，可采用桩基础、保温性基础、自锚式基础（冻土层下有扩大板或扩底短桩），也可将独立基础或条形基础做成正梯形的斜面基础；

2.宜选择地势高、地下水位低、地表排水条件好的建筑场地。对低洼场地，建筑物的室外地坪标高应至少高出自然地面300mm~500mm，其范围不宜小于建筑四周向外各一倍冻深距离的范围；

3.应做好排水设施，施工和使用期间防止水浸入建筑地基。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水；

4.在强冻胀性和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制建筑的长高比；

5.当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙；2.4浅基础的埋置深度的确定项目2天然地基上的浅基础2.4.5场地条件和环境条件1.临近建筑物的影响当建筑场地临近已存在建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物基础，否则两基础之间的净距应大于两基础底面高差的1~2倍，以免开挖新基槽时危及原有基础的安全与稳定性，若不能满足此条件，应采取分段施工、做护坡桩或用沉井、地下连续墙结构以及加固原有基础等措施，一确保原有较浅基础的安全。2.靠近土坡若建筑场地靠近各种土坡，包括各种山坡、河岸、海滨、湖遍等，则基础埋深应考虑邻近土坡临空面的稳定性。L>(1~2)△H新建基础深于原建筑基础情形影响基础埋置深度的因素很多，对于某一具体工程来说，往往只是其中一、二种因素起决定性的作用，设计时必须从实际出发，抓住主要因素进行分析研究确定合理的埋置深度。项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算各类建筑的地基承受上部荷载的能力都有一定的限度，如果超过了此限度，则地基就可能发生事故，地基土所能提供的最大承受荷载的能力称为地基极限承载力。作用于地基表面单位面积上的压力称为基底压力。基底压力应小于或等于修正后的地基承载力的特征值，才能保证地基土不致发生强度破坏或产生超过建筑物所能容许的沉降。因此在工程中，对所有建筑物首先都必须进行地基承载力验算，地基承载力的确定，在地基基础的设计计算中是一个非常重要而复杂的问题，因为和其他建筑材料不同，地基的承载力不仅仅与地基土本身的物理状态和力学性质有关，而且还与基础的形式、底面尺寸的大小、基础的底面形状、基础的埋深、建筑类型、结构特点甚至施工速度快慢等有关，地基承载力的确定方法有很多，一般有实测数理统计法、现场荷载试验法、规范法、理论公式计算法和当地经验参考法等。2.5.1基本概念1.当地基同时满足强度和变形两个条件时，单位面积上所能承受的最大荷载称为地基承载力；工程中以fak表示地基承载力特征值，单位是kPa；由于基础的宽度较大（一般大于3m）时或者基础的埋置深度大于0.5m时，地基承载力需要根据实际进行基础宽度与深度的修正，承载力有相应的提高，地基的这种承载力我们称之为修正后的地基承载力特征值，用fa表示，以前的习惯称呼为地基承载力设计值。项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算2.5.1基本概念2.影响地基承载力大小的因素不同地区、不同成因、不同土质的地基承载力差别很大。例如淤泥、淤泥质土当天然含水量为75%左右时，地基承载力仅有40kPa左右，而密实的卵石则可高达800~1000kPa，相差巨大。影响地基承载力的因素主要有以下四个方面：(1)地基土的成因与堆积年代。通常风积土的承载力最小，坡积土次之，冲积土和洪积土的承载力较大。对于同类土而言，堆积年代越长久，承载力就越大。(2)地基土的物理力学性质。这是最重要的因素，一般来说，向碎石土和砂土，其粒径越大，孔隙比越小，即密实度越大，则地基承载力就较大；粉土和粘性土的含水量越大、孔隙比越大、即密实度越小，则地基承载力就较小；(3)地下水的影响。当地下水位上升，地基土受到水的浮力作用，土的天然重度变为浮重度，土的含水量也增高，则地基承载力降低；如果在湿陷性黄土地区，地下水的上升会导致地基湿陷；同时由于地下水位的升降随季节交替变化，膨胀土遇水膨胀，失水收缩，对地基承载力影响也很大。(4)建筑情况。基础宽度大，基础埋置深，地基承载力相应提高；上部结构刚度大，体型简单，对地基的不均匀沉降适应性强，地基承载力可以取一个较高的数值。2.5.2地基承载力的确定方法项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算1.原位平板载荷试验确定地基承载力对重要的甲级建筑，为进一步了解地基土的变形性能和承载能力，必须做现场原位荷载试验，以确定地基承载力。上述《建筑地基基础设计规范》提供的规范法中，如果对于成分或者结构很不均与的土层，如杂填土、裂隙土、风化岩等，难以取得原状土样，荷载试验的方法就显出他的技术优势，是其他方法难以取代的，事实上《建筑地基基础设计规范》所列的经验数值也是以静荷载试验结果为依据的。根据现场荷载试验，绘制荷载与沉降关系p—s曲线，如图2.23所示。(1)对于低压缩性土（如密实的砂土、硬塑粘土等），p—s曲线上有比较明显的比例极限ɑ时，取对应月ɑ点得比例极限荷载p0为地基承载力基本值f0，即f0=p0；如图（a）所示。(2)荷载小于对应比例界限的荷载值的2.0倍时，取极限荷载值的一半。(3)对于p—s曲线为缓变型，极限荷载不明显的地基，当试验用压板面积为0.25~0.5m2时，则由地基变形值来确定地基承载力，对低压缩性土和砂土，可取s=（0.01~0.015）b时，所对应的荷载p0.01~0.15作为地基承载力的基本值，即f0=p0.01~0.15，其中b为承压板的宽度或直径，如图(b)所示；对于中、高压缩性土，可取s=0.02b所对应的荷载p0.02作为地基承载力的基本值，即取f0=p0.02，如图(c)所示。(4)地基承载力特征值fak的确定。根据荷载试验确定的地基承载力的基本值f0，求地基承载力特征值fak，要求同一土层参加统计的试验点不应少于3个点；基本值f0的最大和最小值的极差，不能超过平均值的30%，然后取此平均值作为fak。2.5.2地基承载力的确定方法项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算通过荷载试验确定地基承载力2.5.2地基承载力的确定方法项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算(5)由于载荷实验板受加荷能力的限制，一般都小于实际基础的大小，因此，实验时影响深度较小，而在实际工程中，基础荷载的影响深度较大，将会更深，因此在工程中如果在荷载试验影响深度之下，如果存在软弱下卧层，而该下卧层又在基础影响深度范围之内，此时应该换大尺寸的载荷板进行试验，尺寸越接近基础尺寸就会更加接近实际情况。如为成层土，需要时可在不同深度的土层上做荷载试验，以了解各土层的承载力，特别是在持力层下有软弱下卧层时，也经常需要这样分层实验。如图2.24所示。通过荷载试验还可以求得土层的变形模量E0值，用以计算基础沉降量。(a)荷载试验(b)实际基础载荷板与基础荷载影响深度比较2.5.2地基承载力的确定方法项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算2.按理论公式计算地基承载力建国以来，根据大量的建筑工程实践经验、现场荷载试验、标准贯入试验、轻型动力触探、静力触探试验和室内土工试验等的数据，对相应的地基承载力进行统计、分析制定了该方法。(1)承载力特征值fak的确定方法。可以通过野外鉴别的方法，或者可以通过重型动力触探N63.5确定岩石和碎石土的承载力特征值fak；可以通过标准贯入试验锤击数N和轻便触探试验锤击数N10确定粉土和粘性土的地基承载力特征值fak；通过室内土工试验，依据土的物理、力学性质指标的平均值确定地基承载力基本值f0后，经过对f0进行回归系数修正后得到承载力特征值fak；①规范中，可以通过野外鉴别的方法，确定.承载力特征值fak②依据土的物理、力学性质指标的平均值确定地基承载力基本值f0后，经过对f0进行回归系数修正后得到承载力特征值fak③可以通过经过修正后的标准贯入试验锤击数N和轻便触探试验锤击数N10确定粉土和粘性土的地基承载力特征值fak2.5.2地基承载力的确定方法项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算④当前有关承载力的理论计算公式很多。这些理论公式都是建立在某些假设的基础上的，因此各有一定的适用范围。这里仅介绍《建筑地基基础设计规范》（GB0007-2011）推荐的承载力理论公式。对于竖向荷载偏心距

为偏心方向的基础底面尺寸，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力公式3.用静力触探法确定地基承载力近年来各国对静力触探实验极为重视，这是一种有发展前途的确定地基承载力的方法。在我国许多地区，静力触探实验发展很快，静力触探具有不用取土且快速、连续直接测出贯入阻力的优点。各地区通过相关分析对比，建立了不少地区性的承载力计算经验公式。4.凭建筑经验确定在拟建建筑物的临近地区，常有各种各样的不同时期建造的建筑物。调查这些已有建筑物的形式、构造特点、基底压力大小、基底土层情况以及这些建筑物是否有裂缝、倾斜和其他损坏现象，根据这些进行详细的分析和研究，对于新建建筑物地基土的承载力的确定，具有一定的参考价值。这种方法一般适用于荷载不大的中小型工程。项目2天然地基上的浅基础2.5地基承载力的确定与计算5.地基承载力特征值的修正当基础宽度大于

或埋置深度大于

时，从荷载试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正6.在工程实际中我们可以从地质勘查报告中获得到承载力特征值fak。项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算地基基础的设计主要应该从地基和基础两个方面入手，主要包括以下五个方面的内容。一是通过地基承载力强度条件进行基础底面面积（底面尺寸）的确定，这样保证了地基的安全性；二是通过构造措施或结构计算，保证基础本身的强度，以保证上部结构能通过基础将荷载可靠的传递给下面的地基；三如果地基有软弱下卧层，必须对基础的软弱下卧层进行验算，保证软弱下卧层的强度；四是进行基础变形的计算，保证基础的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等指标在允许的范围之内，以防止因为地基基础的变形过大影响建筑物的正常使用和安全；五对于受水平荷载的高层建筑和高耸结构、以及承受水压力和土压力的挡土墙、水坝、桥台，建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还需要对基础的稳定性进行验算。项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.1基础尺寸设计基础尺寸的设计，包括基础底面的长度l、宽度b和基础的高度h。根据已经确定的基础类型、埋置深度d，调整地基承载力特征值fa和作用在基础底面上的荷载值，进行基础尺寸设计。作用在基础底面上的荷载，一般包括竖向荷载(包括上部结构的自重以及使用中的各种恒荷载和活荷载，基础的自重等)，还有水平荷载(包括土压力、水压力和风荷载等)，以及力矩。荷载计算应该按照结构的荷载传递途径，自上而下，从屋面荷载开始计算，累计至设计地面；计算中注意根据荷载规范的规定进行荷载的取值和组合，同时注意据算单元的选取，对无门窗的墙，常取1m墙长为计算单元；有门窗的墙体，可取一开间长度为计算单元。1.基础底面尺寸的确定基础设计时，其上部传来得荷载有两种形态：轴心荷载作用和偏心荷载作用，他们的计算方法有所不同。如图所示。(1)轴心荷载作用下的计算强度条件：Pk≤fa；Nk+Gk)/A≤fa即（Nk+γGAd）/A≤fa可推得基础底面面积

轴心荷载基底面积项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.1基础尺寸设计

(2)偏心荷载作用下的计算工程实践中，由于偏心荷载的受力特点，使得基础传给基底的压力和地基的反力分布并不均匀，如下图所示。对于偏心荷载作用下的基础底面尺寸，很难象轴心荷载作用下那样用直接计算的方法的确定，一般我们用下面的试算法计算：①不考虑偏心荷载作用，只考虑轴向外力N的影响，按照轴心荷载的方法初步计算出基础地面面积A1或b1；②考虑偏心荷载的作用会造成基底最大压力的增大的不利作用，把按照轴心受力计算得到的底面积A1或者b1，适当提高10%~40%，作为偏心荷载作用下的基础底面面积或条形基础的宽度。当偏心荷载较大时可取较大值，40%，偏心荷载较小时可取10%；即A=（1.1~1.4）A1；

偏心荷载基础计算③按照假定的基础地面面积A，按照偏心受压计算出基底的最大压力Pkmax和最小的基底压力Pkmin，以及基底平均压力Pk，并判断是否满足偏心荷载作用下地基承载力强度条件。强度条件：Pk≤fa

Pkmax≤1.2fa项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.1基础尺寸设计当荷载偏心距e≥l/6时，此时基础会出现拉应力区，当然地基不会对基础施加拉力，部分基础会脱开地基，此时基底压力会重新分布，如图所示。此时Pkmax应按下式计算，④通过上述第一次计算，如果强度条件都满足，并且计算基底压力和地基承载力比较接近，说明基础的底面面积合适，就可以和轴心荷载作用下那样，根据所求出的基础底面面积A确定基础的长度l和宽度b；如果强度条件不满足，说明原先假定的基础底面面积a偏小，调整（增大）基础底面面积A后重复步骤③，直到满足强度条件；如果经过第一次或第二次试算后发现强度条件满足了，但是Pkmax较小，远远小于1.2fa，说明原先初定的基础底面面积A偏大，虽然安全但不经济，因此可以调整（减小）基础底面面积A；经过一次或多次计算，直到既能满足强度条件，同时又能发挥地基的承载力为止。偏心荷载作用下的基底压力项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.2刚性基础设计1.基础高度h的计算刚性基础的宽度b确定之后，应按照刚性角tgɑ的要求，就可以确定刚性基础的高度，如图所示b≤b0+2htgɑ可推导得出2.刚性基础的其他构造要求1)为保证基础不受外力（如人来车往、日晒雨淋等）的影响，基础的顶面必须埋在设计地面以下100mm~150mm，所以基础的埋置深度d必须大于基础的高度加上基础保护层的厚度，同时满足本教材前面2.4中关于基础埋置深度的规定；(2)对于柱下刚性基础对上部柱子放角，有具体的要求，以保证荷载传递的可靠性，同时防止基础出现局部受压破坏，如图所示。刚性基础高度确定柱下刚性基础构造图项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计扩展基础由于大多用钢筋混凝土材料，因此可以承受较大的拉应力，从而不受刚性角的限制，其基础底部虽然有着较大的向外延伸，而基础的高度却可以较小，使得扩展基础的应用有了独到的优势，是目前应用最广泛的浅基础形式之一。扩展基础在基础的底面尺寸根据地基的强度条件确定之后，主要还有扩展基础的构造要求和基础本身的强度、结构计算两个方面的工作。1.扩展基础的构造要求(1)锥形基础的边缘高度不宜小于200mm，且两个方向的坡度不宜大于1：3；阶梯形基础的每阶高度，宜为300mm～500mm；

(2)垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10；

(3)扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于8mm；间距不宜大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15%。当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于40mm；无垫层时不应小于70mm；

(4)混凝土强度等级不应低于C20；

(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置。项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计2.扩展基础的强度和结构计算扩展基础在上部竖向荷载N和弯矩M以及地基反力的作用下，在柱与基础交接处、台阶形基础的变阶处，基础的混凝土会受到冲切破坏的威胁，应该对该部位进行抗冲切破坏计算、同时注意基础的受剪切计算；如图所示。在地基反力的作用下，扩展出来的基础，从受力分析上看，近似一个悬臂构件，因此对底板必须进行抗弯计算；在必要时应进行基础的局部受压计算；最后根据《混凝土结构设计规范》对基础的底板进行结构配筋计算。基础冲切破坏示意图文字不清楚项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计(1)对柱下独立基础，当冲切破坏锥体落在基础底面以内时，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力；如图所示

(a)柱与基础交接处(b)基础变阶处(c)基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时基础受剪切承载力计算阶形基础的受冲切承载力截面位置柱下独立基础的受冲切承载力应按下列公式验算：Fl≤0.7βhpftamh0Fl=pjAl图片不清楚项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计(2)对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础，以及墙下条形基础，应验算柱（墙）与基础交接处的基础受剪切承载力。

Vs≤0.7βhsftA0(3)基础底板的配筋，应按抗弯计算确定；如图所示

(a)轴心荷载作用下(b)偏心荷载作用下矩形基础底板弯矩与配筋计算墙下条形基础计算项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计①在轴心荷载或单向偏心荷载作用下，当台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6基础宽度时，柱下矩形独立基础任意截面的底板弯矩可按下列简化方法进行计算。②基础底板配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应符合本节2.6.3中1条第3款的构造要求。计算最小配筋率时，对阶形或锥形基础截面，可将其截面折算成矩形截面，截面的折算宽度和截面的有效高度，具体计算可参考现行《建筑地基基础设计规范》按附录中得有关介绍进行。基础底板钢筋可按下式计算

③当柱下独立柱基底面长短边之比在大于或等于2小于或等于3的范围时，基础底板短向钢筋应按下述方法布置：将短向全部钢筋面积乘以后求得的钢筋，均匀分布在与柱中心线重合的宽度等于基础短边的中间带宽范围内其余的短向钢筋。(4)墙下条形基础如图2.37所示的受弯计算和配筋应符合下列规定：①任意截面每延米宽度的弯矩，可按下式进行计算；②其最大弯矩截面的位置，应符合下列规定：

a.料为混凝土时，取a1=b1b.墙且放脚不大于1/4砖长时，取a1=b1+1/4砖长；③墙下条形基础底板每延米宽度的配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应符合本节2.6.3中1条第3款的构造要求4当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下基础顶面交接处的局部受压承载力。项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算2.6.3扩展基础设计2.6.4软弱下卧层强度验算项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算和基础底面直接接触的土层，直接承受上部传递来的荷载以及基础和覆土的自重，这个土层我们称为持力层，这是我们地基基础工程设计和施工中研究的重点，都不会忽视，一般也不会发生错误，但是在工程实际中，有时在持力层以下一定深度内如果存在着软弱下卧层（承载力明显低于持力层的高压缩性土层）时，而该下卧层又在基础基底处的附加应力扩散范围之内，往往会出现持力层满足了强度等条件，但是扩散传递到下卧层的应力虽然变小，但仍有可能超出了下卧层的强度等条件，造成因为软弱下卧层的强度不足而使得建筑物发生工程事故，以前介绍过的加拿大特朗斯康谷仓的教训让人记忆犹新。工程中，我们要求作用在软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不能超过下卧层的承载力特征值。当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应符合下列规定：

1.应按下式验算软弱下卧层的地基承载力：pz+pcz≤faz

2．附加应力的计算我们采用一种简化的方法，Es1/Es2≥3时，对矩形基础和条形基础，pz可以用压力扩散角的概念计算。基础底面的附加应力，向下传递时，按照一定的扩散角θ分布到较大的面积上，我们按照扩散前后各面积上得总压力相等的条件，进行简化计算；具体公式如下：2.6.4软弱下卧层强度验算项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算对条形基础和矩形基础，式（2-19）中的pz值可按下列公式简化计算：条形基础矩形基础图片不清晰项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算3.若软弱下卧层强度验算满足了公式，表明该下卧层埋藏较深，基底附加应力经过扩散传递到下卧层顶面时的应力已经较小，小于了下卧层的承载力，也就是说此时下卧层对建筑物的安全使用并无影响；如果不满足下卧层强度条件，则表明软弱的下卧层承受不了上部的荷载，此时，建筑物处于不安全状态，必须修改基础的设计，变更（增大）基础的尺寸如长度l和宽度b，改变基础的埋深d（一般尽量浅埋，加大基础底面和下卧层的距离z）；如果仍然难以满足，就需要采用深基础（如桩基础）或对地基进行处理。2.6.5地基变形计算按照地基承载力强度条件确定的基础底面尺寸，又经过了软弱下卧层的验算之后，一般可保证建筑物不会发生地基的强度破坏，从而保证了建筑物地基基础的安全性，但是和组成建筑物结构的其他材料来说，土属于比较松散的，因此在上部荷载和基础自重的作用下，总会使得地基发生或大或小的变形，如果地基变形过大，就会引起建筑物的开裂、倾斜，甚至破坏建筑物的安全或影响建筑的正常使用。对于一般的多层建筑，地基土质均匀且较好时，按照地基承载力设计地基基础，一般都能同时满足地基变形的要求；但对于一级建筑和荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高的二级建筑物为了保证工程的安全，就还需进行地基变形计算，防止地基变形事故的发生。项目2天然地基上的浅基础2.6天然地基上的浅基础设计与计算1.工程中，建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。建筑物的地基变形允许值的确定涉及许多因素，如建筑物的具体使用要求、建筑物对变形的敏感程度、结构的安全储备等；就《建筑地基基础设计规范》综合分析了国内外各类建筑的相关资料，经过详细的分析，依据建筑物的类型、变形特征、地基土类别等将建筑物的地基变形允许值做了规定，应按本教材项目1中表1.8采用。对表中未包括的建筑物，其地基变形允许值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。2.地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。3.在计算地基变形时，应符合下列规定：(1)由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；必要时尚应控制平均沉降量。

(2)在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，选择连接方法和施工顺序2.6.5地基变形计算项目2天然地基上的浅基础2.6.6地基稳定性计算2.6天然地基上的浅基础设计与计算1.对于受水平荷载的高层建筑和高耸结构、以及承受水压力和土压力的挡土墙、水坝、桥台，建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还需要对基础的稳定性进行验算(1)在竖向和水平荷载作用下，地基仅存在软土或其夹层是，地基可能发生整体滑动失稳，地基的整体滑动形成的滑裂面通常是球弧面，《地基基础设计规范》中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

(2)

位于稳定土坡坡顶上的建筑，应符合下列规定：

①

对于条形基础或矩形基础，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m

时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离，如图2.41所示，应符合下式要求，且不得小于2.5m：

条形基础基底边缘至坡顶的水平距离矩形基础项目2天然地基上的浅基础2.6.6地基稳定性计算2.6天然地基上的浅基础设计与计算②当基础底面外边缘线至坡顶的水平距离不满相应的要求时，可根据基底平均压力确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。

③当边坡坡角β大于

45°、坡高大于8m时，尚应验算坡体稳定性2.建筑地下室或地下构筑物在地下水位以下时，由于受到水的浮力作用，存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。(1)对于简单的浮力作用情况，基础抗浮稳定性应符合下式要求：(2)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。在整体满足抗浮稳定性要求而局部不满足时，也可采用增加结构刚度的措施。项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.1连续基础的分类、特点和设计方法1.柱下条形基础、交叉条形基础、筏形基础、箱形基础统称为连续基础。2.连续基础的特点：(1)具有较大的基础底面积，因此能承担较大的建筑物荷载，易于满足地基承载力的要求；(2)连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度，有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能；(3)对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础，可以有效地提高地基承载力，并能以挖去的土重补偿建筑物的部分（或全部）重量。3.连续基础的设计方法连续基础一般可看成是地基上的受弯构件——梁或板。它们的挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关。因此，应该从三者相互作用的观点出发，采用适当的方法进行地基上梁或板的分析与设计项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.2柱下条形基础与十字交叉基础1.柱下条形基础(1)柱下条形基础的概念当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用柱下独立基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向（或同一轴线）上若干柱子的独立基础连成一体而形成柱下条形基础。这种基础的抗弯刚度较大，因而具有调整不均匀沉降的能力，并能将所承受的集中柱荷载较均匀地分布到整个基底面积上。柱下条形基础是常用于软弱地基上框架或排架结构的一种基础形式。根据柱子的数量、基础的剖面形式、上部荷载的大小分布以及结构的刚度等情况，柱下条形基础可分别采用以下两种形式：等截面条形基础和局部扩大条形基础。

(a)平面图

(b)剖面图现浇柱下条形基础项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.2柱下条形基础与十字交叉基础(2)柱下条形基础的构造要求除满足现行《地基基础设计规范》钢筋混凝土扩展（独立）基础的相关条要求外，尚应符合下列规定：①柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4～1/8。翼板厚度不应小于200mm。当翼板厚度大于250mm时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于1:3；图2.43柱下单向条形基础②条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍；③现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于右图的规定；④条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3；⑤柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。超出，类似问题建议老师完善。项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.2柱下条形基础与十字交叉基础(3)柱下条形基础的计算除应符合现行《建筑地基基础设计规范》钢筋混凝土扩展（独立）基础的相关条要求外，尚应符合下列规定：①在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数；②当不满足本条第一款的要求时，宜按弹性地基梁计算；③对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形协调的要求，进行分配。其内力可按本条上述规定，分别进行计算；④验算柱边缘处基础梁的受剪承载力；当存在扭矩时，尚应作抗扭计算；⑥当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.2柱下条形基础与十字交叉基础柱下交叉基础(1)十字交叉基础的概念当单柱的上部荷载很大，按照条形基础无法满足地基承载力要求时，柱下条形基础可在柱网的双向布置，相交于柱位处形成十字交叉基础。如图所示。当地基软弱，柱网的柱荷载不均匀，需要基础具有空间刚度以调整不均匀沉降时多采用此类型基础，此类基础计算较复杂。(2)十字交叉基础的计算柱下十字交叉梁基础为多次超静定结构，通常采用简化计算法，可视其为双向的柱下条形基础，即每个方向的条形基础构造及计算与柱下条形基础相同，只是柱传递的竖向荷载由两个方向的条形基础承担，故需在两个方向上进行分配，而柱传递的弯矩Mx、My直接加于相应方向的基础梁上，不必再做分配，即不考虑基础梁承受的扭矩。柱传递的竖向荷载在正交的两个条形基础上的分配原则必须满足两个条件：①静力平衡条件，即同节点处分配给两个方向条形基础的荷载之和等于柱荷载。②变形协调条件，即分离后两个方向的条形基础在交叉节点处的竖向位移应相等。项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.3筏形基础与箱形基础1.筏形基础(1)筏形基础的概念当建筑物上部荷载较大而地基承载能力又比较弱时，用简单的独立基础或条形基础已不能适应地基变形的需要，这时常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，这种满堂式的板式基础称筏形基础。如图所示。筏形基础构造示意图筏形基础由于其底面积大，故可减小基底压力，同时也可提高地基土的承载力，并能更有效地增强基础的整体性，调整不均匀沉降。(2)筏形基础的选用原则①在软土地基上，用柱下条形基础或柱下十字交梁条形基础不能满足上部结构对变形的要求和地基承载力的要求时，可采用筏形基础。②当建筑物的柱距较小而柱的荷载又很大，或柱的荷载相差较大将会产生较大的沉降差需要增加基础的整体刚度以调整不均匀沉降时，可采用筏形基础。项目2天然地基上的浅基础2.7连续基础简介2.7.3筏形基础与箱形基础③当建筑物有十室或大型储液结构（如水池、油库等），结合使用要求，可采用筏形基础。④风荷载及地震荷载起主要作用的多高层建筑物，