nA浅基础设计说课材料

第七章天然地基上浅基础设计§7.1地基基础设计的基本原则一、概述

地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全等级、平面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，合理选择地基基础方案，因地制宜、精心设计，以保证建筑物的安全和正常使用。二、选择地基基础类型主要考虑因素1、建筑物的性质2、地基的地质情况可选择的方案有三种天然地基上的浅基础人工地基上的浅基础天然地基上的深基础

√宜优先选用下卧层地基与基础D埋深Dq=

D均布荷载持力层（受力层）地基基础FG主要受力层软土人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩桩基础桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。深基础：埋置深度大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响。四、常规设计

常用浅基础体型不大、结构简单，在计算单个基础时，一般既不遵循上部结构与基础的变形协调条件，也不考虑地基与基础的相互作用。这种简化法也经常用于其它复杂基础的初步设计，称为常规设计。

根据天然地基上浅基础的受力特点和构造特点可将浅基础分为两大类：

第一节浅基础的类型

刚性基础：材料具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高柔性基础：钢筋混凝土基础，其抗弯和抗剪性能良好刚性基础(无筋扩展基础)有基础台阶宽高比(刚性角)要求柔性基础（扩展基础)钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求F

bth0F2按基础材料分类砖石料混凝土钢筋混凝土灰土三合土单独基础条形基础筏板基础箱形基础

Matfoundation2柔性基础的结构形式分类1)钢筋混凝土独立基础:柱下或墙下,土质较好柱下单独基础最经济，适用于荷载不大，场地均匀的地基土。独立基础的主要受力层深度1.5b上部结构的荷载小，地基承载力大，可采用墙下独立基础节约材料。2)钢筋混凝土条型基础墙下或柱下条形基础,条型基础是墙基础的主要形式Stripfoundation条形基础的主要受力层深度3.0b柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连

交叉钢筋混凝土条形基础柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连纵向条形基础横向条形基础CrossStripfooting3)筏板基础土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理Matfoundation4)箱形基础有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好底板外墙内墙在实际情况下，一般遵循刚性基础→柱下独立基础、墙下条形基础→交叉条形基础→筏板基础→箱形基础的顺序来选择基础形式。当然，在选择过程中应尽量做到经济、合理。只有在上述情况下不行时，才考虑运用桩基等深基础的形式，以避免过多的浪费。总之，究竟采用何种形式的浅基础，应根据建筑物的工程地质条件、技术经济和施工条件等因素加以综合确定。第二节浅基础的计算一、地基基础的设计方法(一)容许承载力设计方法地基的容许承载力(1)基底压力不能超过地基的极限承载力，并且有足够的安全度。(2)地基变形不能超过允许变形值(二)概率极限状态设计方法极限状态是满足设计规定功能要求的特定状态。极限状态一般分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态以概率理论为基础的极限状态设计方法荷载作用效应S和结构抗力R的关系：R－S=ZZ<0结构处于失效状态Z＝0结构处于极限状态二荷载计算1、荷载种类永久(恒)荷载（G）:(1)不随时间变化,(2)变化与均值比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。可变(活)荷载(Q):变化与均值比不可以忽略偶然(特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值很大，持续时间很短。2荷载效应上部结构F：结构自重屋面楼面荷载活荷载基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）FMFFHFMH一般为前两种情况，横向力不大，只做校核GGGG3、荷载组合极限状态设计基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合，冲切验算标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值为荷载代表的组合，承载力验算，确定基础底面积及埋深，确定桩数时准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合,沉降验算三、地基基础设计等级《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计等级分为甲、乙、丙三个设计等级。设计等级

建筑和地基类型甲级

重要的工业与民用建筑物

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乙级除甲级，丙级以外的工业与民用建筑物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物;次要的轻型建筑物四、对地基基础设计的要求（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）《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)P7页表3．0．2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算(4)对经常受水平荷载作用的高层建筑和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）当地下水埋藏较浅，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。

（3）《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)P7页表3．0．2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，但果如有下列情况之一时，仍应做变形验算：1)地基承载力特征值小于130kPa，且体形复杂的建筑；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)软弱地基上的建筑存在偏心荷载时；4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；5）地基内有厚度较大或厚薄不均匀的填土，其自重固结未完成时。浅基础设计步骤No结构、地质和环境资料基础结构类型与布置方案确定地基承载力特征值及修正值变形和稳定验算基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深

确定基础的初步尺寸基础的结构和构造设计五、基础的埋置深度下卧层持力层（受力层）FGD埋深基础埋置深度是指设计地面到基础底面的距离。1、基础埋深确定的基本原则在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下基本要求：1、D大于50cm,2、基础顶距离表土大于10cm，3、桥要求在冲刷深度以下D大于10cmD≥50cm

(1)建筑物的用途，有无地下式、设备基础和地下设施，基础的形式与构造；(2)作用在地基上的荷载大小和性质；(3)工程地质和水文地质条件；(4)相邻建筑物的基础埋深；(5)地基土冻胀和融陷的影响。

D大于10cmD≥50cm2、影响基础埋深的因素(一)建筑的用途和结构类型1、地下室，地下管道(上下水，煤气电缆)应在基底以上，便于维修F管道美国世贸大厦地下7层

建筑物的结构类型不同，对不均匀沉降的敏感程度就不同。敏感的结构如框架结构，应将基础埋于较坚实、较均匀的土层上，所以它的埋深就可能较深；不敏感的结构如简支结构，基础可以置于软弱的土层上，所以它的埋深就可能较浅。基础埋深还取决于基础的构造高度，如无筋扩展基础由于要满足刚性角的要求，基础的构造高度较大，因此无筋扩展基础埋深往往大于钢筋混凝土扩展基础。

1新建筑物基础埋深浅2新旧相邻建筑物有一定距离L/

H=1~2否则要求支护严格限制支护水平位移

(二)相邻建筑物和构筑物的影响新旧L

H基础埋深不同时(1)主楼与裙房高度不同,分期施工(2)台阶式相连,如山坡上的房屋或者验算边坡稳定性台北国际金融中心(二)结构要求L/

H=1~2(三)工程地质水文地质条件1地下水位以上否则开挖降水,费用大扰动2土层分布情况(1)浅基础还是深基础(桩基础)(2)天然还是人工地基(3)天然地基,埋深根据土层分布定珠海祖国广场在满足其他要求下尽量浅埋只有低层房屋可用,否则处理尽量浅埋但是如h1太小就为IIh1<2m基底在好土h1=2m~4m高楼好土,低楼软土h1>4m桩基或处理(三)工程地质水文条件好土软土(很深)好土软土软土好土

III IIIIVh1h1(四)地基冻融条件1冻胀危害及机理(1)冻胀及冻拔地面隆起(不均匀)翻浆,融陷,强度降低如果冻结深度大于融沉，称为永冻土地下冰1、发生冻胀的条件(1)土的条件一般是细颗粒土。砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水容易排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。(2)温度条件低于冻结温度(3)水文条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重冻胀丘3按冻胀的地基土分类

不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，特强冻胀P161,表7－4土的冻胀性分类

冻胀率

=冻胀量/冻前厚度

土类，含水量，地下水位Z0标准冻深－多年实测最大冻结深度的平均值,夏季地面开始往下算。北京1.0m，哈尔滨2.0m，满洲里2.5m设计冻深

zd＝(h’

-h)冻胀后地面原地面hh’实测冻土厚度zd3考虑冻胀的基础埋深设计冻结深度

zd＝z0

zs

zw

zeZ0标准冻深；考虑冻胀的基础埋深设计冻深

zd＝(h’

-h)冻胀后地面原地面hzdh’实测冻土厚度3考虑冻胀的基础埋深dmin=zd

–hmaxZd设计冻深；hmax允许残留冻土最大厚度ZdZ0dmin室内地面hmax考虑冻胀的基础埋深4考虑冻胀的基础埋深设计冻结深度

zd＝z0

zs

zw

zeZ0标准冻深；soil,,envi.考虑冻胀性，基础最小埋置深度dmin＝zd-

hmaxhmax---基底下允许出现冻土层最大厚度zdz0dmin室内地面hmax（五）作用在地基上的荷载的大小和性质建筑物荷载的性质也影响基础埋深的选择。承受轴向压力为主的基础，其埋深只需要满足地基强度和变形要求；对于承受水平荷载的基础，还需有足够的埋深以满足稳定性要求；对于承受上拔力的基础(输电塔基础)，也要求有较大的埋深以保证足够的抗拔阻力。而高层建筑由于荷载大，且承受风力和地震力等水平荷载，为满足稳定性的要求，减少建筑物的整体倾斜，基础埋深一般不应少于1/12～1/8的地面以上建筑物的高度。浅基础设计步骤No结构、地质和环境资料基础结构类型与布置方案确定地基承载力特征值及修正值变形和稳定验算基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深

确定基础的初步尺寸基础的结构和构造设计§7.4地基承载力

一、概念1、地基承载力：地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时的承载能力。2、地基承载力的确定方法：a、按土的抗剪强度指标确定；b、按地基载荷试验确定；c、按地基规范承载力表确定；d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定。承载力的确定一、荷载试验或其他原位测试方法二、承载力理论公式三、规范方法千斤顶荷载板一、现场载荷试验确定承载力特征值fak

千斤顶荷载板一、现场载荷试验确定fak

（1）当p～s曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；（2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；(3)不能按上述两款要求确定时，当压板面积为0.25～0.5m2，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。间接原位测试的方法

平板载荷试验是直接测定地基承载力的原位测试方法，而其他的原位测试方法，如静力触探、动力触探、标准贯入试验等不能直接测定地基承载力，但是可以将其结果与各地区的载荷实验结果相比较，积累一定数量的数据，间接地确定地基承载力。这种方法在中国已有丰富经验，在工程建设中应用较广泛。但是当地基基础设计等级为甲级和乙级时，应结合室内实验成果综合分析，不宜单独使用。

间接原位测试的方法

(1)动力触探试验动力触探是利用一定的锤击能量，使触探杆打入土层一定深度，根据其所需的锤击数来判断土的工程性质。动力触探根据探头的型式分为圆锥动力触探和标准贯入试验。圆锥动力触探根据锤击能量的大小可分为轻型、重型和超重型三种常用动力触探类型及规格表（1）轻型圆锥动力触探轻型圆锥动力触探的试验设备主要由锥头、触探杆、穿心锤三部分组成。穿心锤重10kg。试验时，先用轻便钻具钻至试验土层标高，然后对试验土层进行连续触探。试验时，使穿心锤从50cm的高度自由下落，将触探杆竖直打人土中，记录每打入土层30cm所需的锤击数N10。该试验设备简单，操作方便，一般用于贯入深度小于4m的土层。

②标准贯入试验

标准贯入试验主要适用于砂土、粉土和一般黏性土。其试验设备主要由标准贯入器、触探杆、穿心锤组成。穿心锤重63.5kg。触探试验前，先用钻具钻到试验土层标高以上约15cm处，再进行试验。试验时，穿心锤以落距76cm自由下落，将贯入器竖直打入土中15cm，以后记录每打入土中30cm的锤击数，即为实测锤击数N。静力触探试验

静力触探是利用静压力将装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于土层的软硬程度不同，触探头所受阻力不一样。土越软，贯入阻力越小；土越硬，贯入阻力越大。传感器将这种大小不同的贯入阻力信号输入电子测量仪中，从而达到了解土层工程性质的目的。

表2-24地基基本承载力f0与PS(qc)经验关系式(Mpa).序号提出者经验关系式范围值PS(qc)土层1武汉联合试验组f0=0.1043Pa+0.02690.3—6.0粘性土2交通部三航院f0=0.1Pa+0.0250.5—2.5长江三角洲土3兖州煤矿设计院f0=0.1012Pa+0.0590.35—3.0淮北粘性土4江苏省建筑设计院f0=0.084Pa+0.050.35—5.7南京粘性土5青岛城建局f0=0.074Pa+0.08241.0—0.5青岛粘性土6连云港规划建筑设计院f0=0.0807Pa+0.049滨海软土7铁三院f0=5.8(Pa)1/2-0.046PS单位(kPa)IP>7粘性土8铁四院f0=0.112Pa+0.0050.085—0.9软土9武汉冶金勘察公司f0=0.02Pa+0.05

5.0长江中下游粉细砂土现场载荷试验确定承载力特征值fak

经验方法确定确定承载力特征值fak深度宽度修正的特征值fa

b、d

为宽度深度修正系数，按持力层土查表二、按规范方法确定地基土的承载力

fa=Mb

b+Md

md+Mcck

fa:承载力特征值修正值——相当与p1/4=N

B/2+Nq

d+Ncc基础宽度b大于6m按6m计算，砂土小于3m按3m计算，先初步估计b,b为基础短边bl例6—1某柱基础底面尺寸为3.0m×4.8m，埋置深度为d=2.0m，场地上土层分布如图6-23所示，持力层地基承载力特征值fɑk=176kN／m2，试确定持力层地基承载力特征值的修正值fɑ。

解该持力层为e<0.85及IL<0.85的黏土层，查表6—9得ηb=0.3，ηd=1.6

基底以上土的加权平均重力密度为：例6-2某建筑物为承受中心荷载的柱下独立基础，基础底面尺寸为3.0m×2.0m，埋深d=1.5m，地基土为粉土，土的物理力学性质指标：，，，试确定持力层承载力特征值。

解根据查表得：浅基础设计步骤No结构、地质和环境资料基础结构类型与布置方案确定地基承载力特征值及修正值变形和稳定验算基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深

确定基础的初步尺寸基础的结构和构造设计七、按持力层承载力确定基础底面尺寸下卧层D埋深Dq=

D均布荷载持力层（受力层）基础FG主要受力层基本条件：基底平均压力p不大于持力层承载力的特征值fa轴心荷载pkfa偏心荷载pkfa

pmax≤1.2fa

七、根据持力层承载力确定基础底面尺寸1)确定基础尺寸2)验算持力层承载力GFfa1、中心荷载（1）柱下单独基础底面积A的确定荷载F+G

G=A

Gd,

G是基础加土的容重=20kN/m3承载力特征值fa(暂不做宽度修正)基底面积F+G≤AfaGF

pkfa1、中心荷载(2)墙下条形基础底面积A的确定荷载F+G

G=A

Gd,

G是基础加土的容重=20kN/m3承载力特征值fa(暂不做宽度修正)GF基础底面积方形基础：b≥

b≥

条形基础：

b×L≥独立基础：中心荷载作用下基础面积的确定步骤1、先进行承载力深度修正确定fa2、计算A0，确定b、l3、重新计算fa4、验算2偏心荷载以柱下独立基础为例(1)按中心荷载确定底面积A1(2)考虑偏心A=(1.1~1.4)A1根据偏心大小根据A初步确定b和lFMeF+Gpk

fapmax≤1.2fa偏心荷载作用下基础面积的确定1、不考虑偏心影响，按中心荷载计算A12、考虑偏心影响，令A=（1.1-1.4)A1，确定b、l3、重新计算fa4、验算4、验算已知传至基础顶的内力值N=490kN,M=49kN·m,V=9.8kN,地基承载力标准值地基为粘性土,基础埋试设计基底面积。深d=1.5m,【解】地基承载力设计值先按轴心受压基础估算面积≥将底面积增大10%，,控制得取＜3m故基底长=2.6m,宽b=1.3m,设计合适。浅基础设计步骤No结构、地质和环境资料基础结构类型与布置方案确定地基承载力特征值及修正值变形和稳定验算基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深

确定基础的初步尺寸基础的结构和构造设计

当地基受力层范围内有软弱下卧层（承载力显著低于持力层的高压缩性土层）；按持力层土的承载力计算得出基础底面所需的尺寸后，还必须对软弱下卧层进行验算八、软弱下卧层的验算土层一般是成层的，也有不少情况，持力层不厚，在持力层以下受力层范围内存在软弱土层(即软弱下卧层)，软弱下卧层的承载力比持力层小得多。只满足持力层承载力的要求是不够的，还须验算软弱下卧层的承载力。要求传递到软弱下卧层顶面的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值，即:

当上层土与软弱下卧层的压缩模量比值大于或等于3时，按照简单的应力扩散角原理计算。作用在基础底面处的附加应力以扩散角θ向下传递均匀地分布在软弱下卧层上，根据扩散前后压力相等的条件

——基底压力标准值——基底处自重压力值——应力扩散角（表7-19）地基应力扩散角θ

Es1/Es2

z/b0.250.50３6°23°５10°25°１020°30°faz----软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值．pcz----软弱下卧层顶面处的自重应力标准值．

一轴心受压基础,上部结构传来轴向力设计值N=780kN,地质资料如图所示，试设计基底面积及验算下卧层。【解】地基承载力设计值基底面积取基底附加压力:查表7-18，下卧层顶面处的附加压力标准设计值下卧层顶面处土的自重压力标准值下卧层顶面以上土的加权平均重度下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值为验算：＜下卧层强度也满足要求.

例：上层土为素填土,γ1=17.5kN/m3,厚度2.0m.持力层为粘性土，厚度2.5m，重力密度γsat=18kN/m3，e=0.7，IL=0.78，压缩模量Es2=9MPa,承载力特征值fak2=195kPa.

下层土为淤泥质土，Es3=1.8MPa,fak3=78kPa.Fk=1350kN,Mk=650kN.m,Pk=170kN,Vk=140kN.

试确定矩形基础底面尺寸。

解（1）初步选择基础的底面尺寸

持力层为粘性土，厚度2.5m，重力密度γsat=18kN/m3，e=0.7，IL=0.78，fak2=195kPa.Fk=1350kN,Mk=650kN.m,Pk=170kN,Vk=140kN.

设A=1.2A0=1.2*9.8=11.76m2取基础l/b=2，得b=2.5m,l=5m

（2）求修正后的地基承载力特征值由e=0.7，IL=0.78，查表得ηb=0.3ηd=1.6（3）验算持力层承载力（3）验算持力层承载力

满足设计要求（4）软弱下卧层验算

下卧层顶面处的自重应力pcz=17.5*2+8*2.5=55.5kpa软弱下卧层为淤泥质土，查表得ηb=0ηd=1.０（4）软弱下卧层验算pcz=17.5*2+8*2.5=55.5kpa（4）软弱下卧层验算故基础尺寸可选2.5*5.0m九地基变形验算(一)地基变形要求甲级和部分乙级建筑，在满足承载力要求外，还要验算沉降大部分丙级建筑物查表确定承载力，无需验算沉降S≤[S]地基变形验算一般规定

表7.2所列范围内的丙级建筑物可不作变形验算，但如有下列情况之一时，仍应作变形验算：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二、地基的容许变形值地基变形按其变形特征划分1.沉降量——一般指基础中点的沉降量2.沉降差——相邻两基础的沉降量之差3.倾斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比4.局部倾斜——承重砌体沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离之比

三、地基变形验算沉降计算时的荷载准永久组合2沉降计算(1)分层总和法计算最终沉降S’=

Si’

计算深度确定s’0.025S’平均附加应力系数法：Ai

=p0(

izi-

I-1zi-1)si=Ai/Esis=

s

siz0zi-1ziHi

zib（２）规范法

(3)地基最终沉降S=

sS’

s沉降计算经验系数,因为在前面计算中,忽略了侧向变形及取样扰动,

s=1.4~0.2,(1)与土质软硬Es有关,是多层平均值,(2)与基底净附加应力p0/fk的大小有关，3沉降不满足时,修改设计增大尺寸(减少p0)增加埋深(减少p0),尤其增加地下室-补偿基础地基处理调整荷载浅基础设计步骤No结构、地质和环境资料基础结构类型与布置方案确定地基承载力特征值及修正值变形和稳定验算基础设计图、施工图、预算书确定持力层、基础埋深

确定基础的初步尺寸基础的结构和构造设计一荷载计算

二基础尺寸

三基础高度

四基础验算第三节浅基础设计取一延米计算荷载取1开间算总荷载，再均分1、砖基础2405×602405×60二、刚性基础的结构设计砖基础2405×60砖基础采用的砖强度等级应不低于MU10，砂浆不低于M5，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层，混凝土强度等级一般为C10。砖基础的高度应符合砖的模数。砖基础2405×60大放脚的每皮宽度b2和高度h2值(mm)

宽度、高度标准砖宽度、高度标准砖b2=h2/260h21202、砌石基础30030030080150150砌石基础40040040080150150毛石基础高度一般不小于200mm。毛石基础的每阶高度可取400～600mm，台阶伸出宽度不宜大于200mm。毛石基础的底面尺寸要求为：对条形基础其宽度不应小于500mm，对独立基础其底面尺寸不应小于600mm×600mm3、石灰三合土基础石灰三合土基础由石灰、砂和骨料(矿渣、碎砖或碎石)加适量的水充分搅拌均匀后，铺在基槽内分层夯实而成。三合土的配合比(体积比)为1：2：4或1：3：6，在基槽内每层虚铺22cm，夯实至15cm。三合土基础的高度不应小于300mm，宽度不应小于700mm。

4、灰土基础灰土基础由熟化后的石灰和粘土按比例拌和并夯实而成。常用的配合比(体积比)有3：7和2：8，铺在基槽内分层夯实，每层虚铺22～25cm，夯实至15cm。其最小干密度要求为：粉土15.5kN/m3，粉质粘土15.0kN/m3，粘土14.5kN/m3。灰土基础的高度不应小于300mm，对条形基础其宽度不应小于500mm，对独立基础其底面尺寸不应小于700mm×700mm。

5、素混凝土基础一层台阶1202002406017024060150150两层台阶混凝土基础一般用C10以上的素混凝土做成。混凝土基础的每阶高度不应小于250mm，一般为300mm。毛石混凝土基础的每阶高度不应小于300mm。刚性基础设计步骤进行刚性基础设计时先选择合适的基础埋置深度d,并按构造要求初步选定基础高度H，然后根据地基承载力要求初步确定基础宽度b，再按刚性角的要求进一步验算基础的宽度：

b

b0+2htg

Fll0b0bbth

基础高度的确定单独无筋扩展基础b

b0+2htg

l

l0+2htg

满足d

h+0.1m确定h=45o(1:1)30o(1:2)Fll0b0bbth

2、条形基础－单位长度，确定基础宽度Fh

b

b0+2htg

确定h砖墙:承重墙b60~70cm,b0为24,37,48cm非承重墙b50cm§7.7扩展基础设计扩展基础是指柱下钢筋混凝土单独基础和墙下钢筋混凝土条形基础由于不受刚性角限制，设计上可以做到宽基浅埋，充分利用浅层好土层作为持力层。与刚性基础相比较，钢筋混凝土基础具有较大的抗拉、抗弯能力，能承受较大的竖向荷载和弯矩，因此，钢筋混凝土扩展基础普遍应用于单层和多层结构中。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；

一、扩展基础的构造要求2、混凝土强度等级不宜低于C20。基础下通常设置C10混凝土垫层，垫层厚度为70～100mm，每边伸出基础边缘100mm。3、扩展基础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小于8mm；间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；无垫层时不小于70mm；

4、钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。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b≥25000.9b0.9b≥φ0@~加肋不加肋平面斜面2、墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础的构造要求1）垫层的厚度不宜小于70mm，通常采用100mm；2）锥形基础的边缘高度不宜小于200mm，阶梯形基础的每一级高度宜为300~500mm；3）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；分布钢筋的直径不宜小于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；4）保护层厚度：有垫层时不小于40mm，无垫层时不小于70mm。墙下钢筋混凝土扩展基础的构造1）选择基础的材料并初步拟定立面的形式和高度；2）选择地基持力层并决定基础的埋置深度；3）计算基础底面积并决定其尺寸（循环试算）；4）必要时计算地基基础的稳定性和沉降；5）验算基础的抗冲切、抗剪和抗弯曲承载力并配置钢筋；

6）决定基础的细部尺寸并绘制结构图。二、扩展基础的结构设计扩展基础破坏形式2121纯剪斜压弯曲F冲切

墙下条形扩展基础一般沿基础长度取1m作为计算区段。相关的计算规定如下：a.基础底板的高度应满足抗剪要求；b.基础底板的配筋应按抗弯计算确定；c.确定基础底面积时不应重复计算纵横基础交接处的面积。墙下条形扩展基础的结构设计

a.计算基底净反力

（不考虑基础自重和基础上的覆土压力）

b.按抗剪要求确定截面高度

偏心不偏心

c.计算基础的抗弯钢筋

弯矩

最大弯矩发生在基础的根部。当墙体为混凝土时，a=b1；当墙体为砖墙且墙体放脚伸出不超过1/4砖长时，a=b1+0.06（m）。

最大弯矩确定之后，可由正截面抗弯计算确定基础的配筋。钢筋配置时除了满足构造要求外，还应注意下列两条：

①.基础的主要受力方向一般为横向，所以受力钢筋也布置在横向，且应布置在底层；②.当地基较软时，为增加基础的纵向刚度，也可在纵向设置受力钢筋，或进一步设置纵梁。3、柱下钢筋混凝土单独基础现浇预制台阶形锥形高杯口低杯口双肢单肢独立基础

现浇基础

台阶型

锥型

预制基础

单肢双肢低杯口基础高杯口基础基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定；基础底板的配筋按抗弯计算确定；当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。（当基础混凝土强度小于柱时）

柱下单独扩展基础的计算原则

a.计算基底净反力

（不考虑基础自重和基础上覆土压力）基底的净反力按刚性基础的基底压力简化算法计算，计算公式与墙下条形基础相同，不过基础的宽度应为其实际宽度。检算地基承载力时使用荷载的标准组合，检算基础结构的截面强度时使用荷载的基本组合。

双向偏心时可按两个方向分别计算和配筋。

独立扩展基础如高度不足容易产生冲切破坏，破坏的特征是发生沿柱边或台阶边缘产生近似于45°方向的张拉裂缝，最后形成冲切破坏锥体。

b.抗冲切验算——确定基础高度

b.抗冲切验算——确定基础高度独立扩展基础抗冲切验算的基本原则是：基础可能冲切破坏面以外的地基净反力产生的冲切力应小于或等于基础相应破坏面（破坏角锥体表面——冲切面）上的混凝土抗冲切能力。计算的关键是确定冲切力和冲切破坏面的几何特征。

b.抗冲切验算——确定基础高度—相应于荷载效应基本组合时作用在上地基土的净反力设计值；—受冲切承载力截面高度影响系数；—混凝土轴心抗拉设计强度；—冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，ho=h-45mm，无垫层时，ho=h-75mm；—扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处用最大地基土单位面积净反力；—冲切验算时取用的部分基底面积—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；—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；—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，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内时计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度

基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，如同固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板，一般属于双向受弯构件弯矩控制截面在柱边缘处或变阶处计算出控制弯矩后可分别对基础的两个方向配置钢筋，配筋时应满足相应的构造要求，同时应将主要受力方向的钢筋布置在下层。

c.内力计算及配筋在轴心荷载或单向偏心荷载的作用下，当基础台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6短边长度时，任意截面的弯矩按下式计算：

c.内力计算及配筋某柱下独立基础经地基计算确定的底面尺寸为3.0m×2.2m，上部结构传来的荷载为：F=750kN，M=110kN-m。柱的截面尺寸为0.4m×0.4m。试完成基础的结构设计。

例扩展基础设计解：根据已知条件按前述步骤进行设计。1）基础材料选择C20混凝土和I级钢筋，立面形式为锥形；2）地基计算已完成，所以第2）、3）、4）步不必计算；5）检算基础的抗冲切、抗剪和抗弯曲承载力并配置钢筋：：例扩展基础设计

a.抗冲切计算根据构造要求，基础下设置100mm厚的混凝土垫层，其强度等级取为C10。假定基础高度为500mm，则基础有效高度为：例扩展基础设计

从规范查得C20混凝土：ft=1.1MPa，I级钢筋：fy=210MPa。算得基底净反力为：基础短边长度为2.2m，柱截面的宽度和高度均为0.4m

由于l>at+2h0，于是

满足：的要求且富余不多，故所选基础高度合适。

b.抗弯计算和配筋对于锥形基础，控制截面在柱边处，有长边方向短边方向

沿长边方向配筋沿短边方向配筋沿长边方向选用12

16@190mm，AsI=2413mm2；沿短边方向选用16

10@190mm，

AsI=1256mm2。

6）决定基础的细部尺寸并绘制结构图取锥形基础边缘厚度200mm，由此绘出基础的结构草图如下（图中未绘出垫层）：

16

10@190mm12

16@190mm4、柱下钢筋混凝土条型基础a．基础底面尺寸的确定长度由构造要求确定，宽度由地基承载力要求确定b．翼板的计算

c．基础梁纵向内力分析

a．基础底面尺寸的确定

首先按构造要求确定基础长度l，然后将基础视为刚性矩形基础，按地基承载力特征值确定基础底面宽度b。在按构造要求确定基础长度l时，应尽量使其形心与基础所受外合力的重心相重合。

b．翼板的计算

翼板可视为肋梁两侧的悬臂，计算肋梁根部的剪力和弯矩，然后按斜截面的抗剪强度确定翼板厚度并由肋梁根部的弯矩M计算翼板内的横向配筋。横向钢筋通常布置在下层。c．基础梁纵向内力分析

（1）静定分析法（2）倒梁法

静定分析法是一种按线性分析基底净反力的简化计算方法，也就是刚性基础基底压力的简化算法，其适用前提是要求基础具有足够的相对抗弯刚度以及上部结构对于地基的差异变形不敏感。假定基底反力呈线性分布，求得基底净反力，基础上所有的作用力都已确定并按静力平衡条件计算出任意截面上的剪力V及弯距M，由此绘出沿基础长度方向的剪力图和弯距图，依此进行肋梁的抗剪计算及配筋。静定分析法没有考虑基础自身的变形以及与上部结构的相互作用，与其他方法比较，计算所得基础不利截面上的弯矩绝对值一般偏大。此法只宜用于上部为柔性或简支结构、且基础自身刚度较大的条形基础以及联合基础。（1）静定分析法适于上部为柔性结构，基础本身刚度较大。

弯矩值偏大。

把柱脚视为条形基础的支座，支座间不存在相对竖向位移，并假定基底净反力呈线性分布，且柱作用于基础的荷载已求出按倒置的普通连续梁计算梁沿纵向的内力。如采用力矩分配法、力法、位移法等。

（2）倒梁法

当上部荷载较大、地基土较软弱，只靠单向设置柱下条形基础已不能满足地基承载力和地基变形要求时，可采用沿纵、横柱列设置交叉条形基础，又称十字交叉梁基础或交梁基础。柱下十字交叉梁基础可视为双向的柱下条形基础，其每个方向的条形基础的构造与计算，与前述相同。只是由柱传来的竖向力由两个方向的条形基础共同承担，故需在两个方向上进行分配；而柱传递的弯矩Mx和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扭矩。

4、柱下十字交叉条形基础第一个条件指在节点处分配给两个方向条形基础的荷载之和等于柱荷载第二个条件指分离后的条形基础在交叉节点处的挠度应相等竖向荷载在正交的两个条形基础上的分配原则应满足两个条件：静力平衡条件和变形协调条件。三、筏形基础与箱形基础设计筏形基础是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础，亦称筏板基础、片筏基础或满堂红基础。当建筑物开间尺寸不大，或柱网尺寸较小以及对基础的刚度要求不很高时，为便于施工，可将其做成一块等厚度的钢筋混凝土平板，即平板式筏形基础，板上若带有梁，则称为梁板式或肋梁式筏形基础。筏形基础的自身刚度较大，可有效地调整建筑物的不均匀沉降，对充分发挥地基的承载力较为有利。

箱形基础是由底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础。箱形基础的内部空间可结合建筑物的使用功能设计成地下室，地下车库或地下设备层等。箱形基础具有很大的刚度和整体性，能有效地调整基础的不均匀沉降，又由于它具有较大的埋深，土体对其具有良好的嵌固与补偿效应，因而具有较好的抗震性和补偿性，是目前高层建筑中经常采用的基础类型之一。

筏形基础和箱形基础的选型应根据工程地质和水文地质条件、上部结构体系的形式、柱距、荷载大小以及施工条件等因素综合确定；平面尺寸应根据地基土的承载能力、上部结构的布置及荷载分布等因素按计算确定。筏基和箱基底面的形心最好与上部结构竖向永久荷载的重心相重合。若不能重合，在永久荷载与楼（屋）面活荷载长期效应组合下的偏心距e，对高层建筑最好能符合2、筏形基础和箱形基础的构造（1）．筏形基础的构造平板式和梁板式筏基均可用作柱下和墙下基础。梁板式筏基的梁可以增大基础自身的刚度,当需使筏板顶面保持为平面时，基础梁可从板底向下伸出，墙下筏板也可在其厚度内设置暗梁。

研究表明，矩形筏基的纵向相对挠曲要比横向大得多，若需扩大筏板面积，宜向宽度方向扩展，以使筏基的纵向相对挠曲不致过大。

（1）．筏形基础的构造

高层建筑的平板式筏基，筏板伸出墙柱外缘的宽度不宜大于2.0m；对梁板式筏基，筏板伸出基础梁外缘的宽度，在基础纵向不宜大于0.8m，横向不宜大于1.2m。多层建筑的墙下筏基，筏板悬挑墙外的长度，从轴线起算横向不宜大于1.5m，纵向不宜大于1.0m。（1）．筏形基础的构造筏板可以根据需要设计成等厚度或变厚度。对于高层建筑，平板式筏基的板厚不宜小于400mm；梁板式的板厚应不小于300m，且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。多层建筑筏基的板厚可适当减小，其中墙下筏基的板厚不得小于200mm。平板式和梁板式筏基均可用作柱下和墙下基础。梁板式筏基的梁可以增大基础自身的刚度,当需使筏板顶面保持为平面时，基础梁可从板底向下伸出，墙下筏板也可在其厚度内设置暗梁。（1）．筏形基础的构造若筏基内力用后面所述的倒楼盖法求得，其配筋除满足计算要求外，还应符合下述规