《土力学与地基基础》教案 教学设计 第22次 浅基础埋深

福建船政交通职业学院教案NO.22教师姓名盛海洋授课班级21城轨1授课形式讲授授课日期2023年5月8日第11周授课时数2章节名称项目五、浅基础设计与施工课题1基础埋置深度的选择与基础构造教学目的使学生掌握地基和基础的概念、类型。基础设计的原则、需资料。计算作用的确定。基础埋置深度的选择考虑的因素。刚性浅基础尺寸，基础的高度、基础的平面尺寸和基础的立面尺寸的拟订。教学重点基础埋置深度的选择考虑的因素。基础底面尺寸的确定方法、步骤。教学难点计算作用的确定。基础底面尺寸的确定方法、步骤。更新补充删节内容地基：承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层则称为该建筑物或构筑物的地基。基础：承接上部结构传递来的荷载并传给地层中的地基，起承上启下作用的下部结构为基础。基础工程设计与施工的原则：保证建筑物质量保证方案的经济性3、保证方案的可行性。基础工程设计与施工时所需资料：建筑物情况。荷载作用情况。水文资料。工程地质资料。规范、规定。施工条件7、类似工程的经验。教学媒体板书课后分析复习旧课，导入新课：（时间）10’高压喷射注浆法加固原理，常用的灌浆浆液材料，设计要点，施工要点，检验方法。软黏土、湿馅性黄土、膨胀土、红黏土、冻土等地基及其处理方法。地基与基础的概念、类型的相关知识并引出新课。教学过程（时间）60’教学提示项目五、浅基础设计与施工课题1基础埋置深度的选择与基础构造第8章天然地基上刚性浅基础

8.1概述一、地基和基础的概念1、地基：基础下面的地层。即承受建筑物或构筑物荷载、受这些荷载影响的那一部分地层。2、基础:建筑物的下部结构。即支承上部结构荷载并传给地层中，起承上启下作用的下部结构。3、持力层与下卧层二、地基和基础的类型1、地基分为天然地基和人工地基。读。2、基础按埋置深度分为：浅基础（5米以内）和深基础。当浅层地基承载力较大时，采用浅基础：施工方便，通常用明挖法从地面开挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、浇筑基础。如果浅层土质不良，需将基础埋置于较深的良好土层上，这种基础为深基础。深基础设计和施工较复杂，但具有良好的适应性和抗震性。常见的形式有桩基础、管柱、沉井。3、天然地基浅基础，根据受力条件及构造可分为刚性基础和柔性基础。刚性基础包括刚性扩大基础（读112页图8-2）、柱下独立（基础截面可做成锥形（图8-2c，将柱子插入杯口后用细石混凝土将柱子周围的缝隙填充压实）或阶梯形（图8-2d）和联合基础（读图8-3）、挡土墙柱下条形基础（图8-4和8-5，柱下条形基础：指1基础长度远大于宽度，2当柱承受荷载较大而地基土软弱，且柱距又比较小时，如采用柱下独立基础，可能因基础底面积很大使基础间的净距很小甚至重叠，为了增加基础的整体刚度，减小不均匀沉降，可将同一排的柱基础连接在一起成为条形基础。4、刚性基础：（又称无筋扩展基础），是指由砖、毛石、灰土、三合土、混凝土或毛石混凝土等材料组成的且不需要配筋的墙下条形基础或柱下独立基础。根据材料的不同，又分为砖基础、毛石基础、灰土基础、三合土基础、混凝土或毛石混凝土基础。这些基础都是用抗弯性能较差的材料建造，在受弯时很容易因弯曲变形过大而拉坏。因此必须限制基础的悬挑长度见P119，图8-6。悬挑长度，通常用压力角а来控制，а角是自墩（台）身底的边缘与基底边缘的连线和竖直线的夹角，а≤аmax，其中аmax称为刚性角，刚性角аmax基础圬工材料的强度有关。砖、片石、块石、粗料石砌体，用5号以下砂浆砌筑时аmax≤30°；用5号以上砂浆砌筑时аmax≤35°；混凝土浇筑时аmax≤40°--45°。在设计刚性浅基础底面尺寸时，凡满足а≤аmax条件，即可认为基础本身强度已得到保证。三、基础设计的原则、资料1、基础设计的原则。读4条。2、基础设计和施工所需资料。读5条。四、计算作用的确定一般了解，专业课详细讲，读。1、作用的分类（1）永久作用。读。（2）可变作用。读。（3）偶然作用。读。2、作用效应组合。读。按承载能力极限状态设计时，采用以下2种作用效应组合。基本组合。读。（2）偶然组合。读。按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下2种作用效应组合。作用短期效应组合。读。（2）作用长期效应组合。读。8.2基础埋置深度的选择基础埋置深度是指基础埋入土体中的深度，一般指从室外地面至基础底面的垂直距离。基础埋置深度对基础尺寸、施工条件、工期以及工程造价都有影响。一般要求在保证地基稳定和变形的前提下，基础尽量浅埋。确定基础埋置深度应考虑的因素：包括地基的地质条件与荷载作用情况、上部结构的型式、水流的冲刷影响、当地的冻结深度、保证地基稳定所需的最小埋置深度、施工条件等。一、地基的地质条件地基的地质条件往往对基础的设计方案起决定性的作用，决定基础的埋置深度。一般当上层土的承载力能满足要求时，就应选择上层土作为持力层；若其下有软弱土层时，应验算承载力。对于土性不均匀地基，将基础分成几段、采用不同埋置深度，以减少基础的不均匀沉降。二、水流的冲刷影响。读116页。三、当地的冻结深度的影响当地温低于0度时，土中部分孔隙水将冻结形成冻土。季节性冻土在冻融过程中，反复地产生冻涨和融陷，使土的强度降低，压缩性增大。当基础埋深浅于冻深位于冻胀区内，在基础侧面作用着切向冻胀力，在基础底面作用着法向冻胀力，基础受冻胀力的作用而抬高。当春季融化时，冻胀力消失，基础产生下沉。由于融陷和上抬往往都是不均匀的，致使建筑物产生方向相反、相互交叉的斜裂缝。四、保证地基稳定所需的最小埋置深度的影响。读。五、建筑物用途和结构类型如有地下室和半地下室的建筑物等，其基础埋置深度就要结合地下部分的设计标高选定。砌体结构下的刚性基础，由于要满足允许宽高比的构造要求，基础埋置深度应由其构造要求确定。六、荷载作用就浅土层，当基础荷载小时，它是很好的持力层，而当基础荷载大时，则可能因地基承载力不足而不宜作持力层，需增大埋深或对地基进行加固处理。对承受振动荷载的基础，不宜选择易产生振动液化的土层作为持力层，以防基础失稳。七、相邻建筑物的影响一般新旧建筑物有保持一定的净距。在施工期间，要注意由于新基础的荷载作用，是否将引起原有建筑物产生不均匀沉降。八、施工条件等。8.3刚性浅基础尺寸的拟定当初步选择了基础类型和埋置深度后，就可以根据基础持力层承载力设计值，计算基础底面的尺寸。刚性浅基础尺寸的拟定包括基础的高度、基础的平面尺寸和基础的立面尺寸。1、基础的高度拟订高度要根据墩台身结构型式，荷载大小，基础材料等来确定。读。2、基础平面尺寸拟订应根据墩、台身底面形状而确定。通常采用矩形（图8-6）。a=l+2Htanα≤l+2Htanαmaxb=d+2Htanα≤d+2Htanαmax顶面的最小尺寸：bmin=b0+2c3、基础立面尺寸拟订主要考虑便于施工，节省材料。立面形式一般为矩形或台阶形（图8-6）。读。悬挑长度，通常用压力角а来控制，а角是自墩（台）身底的边缘与基底边缘的连线和竖直线的夹角，а≤аmax，其中аmax称为刚性角，刚性角аmax基础圬工材料的强度有关。砖、片石、块石、粗料石砌体，用5号以下砂浆砌筑时аmax≤30°；用5号以上砂浆砌筑时аmax≤35°；混凝土浇筑时аma