第九章 天然地基基础设计.ppt

1、第九章 天 然 地 基 基 础设计,9.1 概述,几个概念：,9.1 概述,基础类型：,天然地基上的浅基础,桩基础,人工地基上的浅基础,深基础,换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等,人工地基：,埋深5m,特殊方法施工,考虑侧壁阻力作用,沉井基础沉箱基础,桩基础也属深基础,浅基础：埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基础宽度。两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。,地基基础设计包括两方面的内容： 地基、基础 对基础的要求： 结构强度、刚度和耐久性 与上部结构相适应， 共同作用 对地基的要求： 承载力（强度） 沉降 (变形),9.1 概述,在基础设计时，一般要考虑下列几个因素：

2、 建筑基础所用的材料及基础的结构型式； 基础的埋置深度； 地基土的承载力； 基础的形状和布置，与相邻建筑的关系； 上部结构的类型，使用要求； 6. 施工期限，施工方法，施工设备。,9.1 概述,按基础材料的性能（基础刚度）分,无筋扩展基础（刚性基础）,单独基础（独立基础）、条形基础、筏型基础、箱型基础、壳型基础,按结构形式分,扩展基础（柔性基础）,9.2 浅基础的类型,按基础刚度分,一、 刚性基础,二、柔性基础,1:1.0 1:2.0 与材料和荷载有关,砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低 要求基础台阶宽高比（刚性角）符合一定条件,钢筋混凝土 要满足抗弯、抗剪和抗冲切等结构要求,9.2 浅

3、基础的类型,（柔性基础）按基础结构形式分,1 独立基础,2 条形基础,9.2 浅基础的类型,十字交叉基础,条形基础的变种,9.2 浅基础的类型,3 筏形（筏板）基础,9.2 浅基础的类型,4 箱形基础,由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好,9.2 浅基础的类型,5 壳体基础,高耸建筑物,9.2 浅基础的类型,9.3 地基基础设计原则,设计要求,满足：正常使用、耐久性、应付偶发事件 （强度、变形）,设计内容,确定：埋深、型式、结构尺寸（长 宽 高）、材料,验算：承载力、变形、结构本身强度,设计规范,1 建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）,2 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）,设

4、计等级,02规范：,设计等级,甲级,乙级,丙级,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,9.3 地基基础设计原则,荷载规定,荷载 分类,静荷载,活荷载,偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力,建筑结构荷载规范（GB50009-2001）,荷载的标准值,荷载的准永久值,9.3 地基基础设计原则,9.4 基础埋置深度,原则：,在满足承载力的条件下尽量浅埋,基本要求：,除岩石以外，D大于0.5m（表土扰动，植物，冻融，冲蚀） 基础顶距离表土大于10cm，保护 桥要求在冲刷深度以下,其它控制因素,一、 建筑物的用途类型及荷载大小性质,地震区，除岩石地基

5、外，天然地基的筏形和箱形基础埋深不宜小于建筑物高度的1/12,地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修,基础埋深不同时 (1) 主楼与裙房，高度不同,分期施工设置后浇带 (2) 台阶式相连, 如山坡上的房屋,新旧及相邻建筑物有一定距离。否则要求支护，并且要严格限制支护的水平位移。,9.4 基础埋置深度,9.4 基础埋置深度,二、 工程地质和水文地质条件,主要受力层,持力层（受力层）,下卧层,条形基础 3b 独立基础 1.5b 且 5m （二层以下民用建筑除外）,主要受力层深度：,9.4 基础埋置深度,根据土层分布情况确定,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

6、。但是如h1太小就为II,h1 5m桩基或处理；,尽量在地下水位以上,否则开挖降水,费用大,有承压水时，防止承压水顶破基底,9.4 基础埋置深度,9.4 基础埋置深度,3 相邻建筑物基础埋深的影响,如果与邻近建筑物的距离很近时，为保证相邻原有建筑物的安全和正常使用，基础埋深宜浅于或等于相邻建筑物的埋深。如果基础深于原有建筑物基础时，要使二者之间保持一定距离,9.4 基础埋置深度,4地基土冻胀和融陷的影响 在季节性冻土地区，冬季因温度下降，地面下一定厚度范围内的地下水会发生冻结，体积膨胀，产生冻胀力，可使基础与墙体上抬而开裂；春季气温回升解冻，冻土层不但体积缩小而且含水量显著增加；强度大幅度下降

7、而产生融陷。多次冻融会使建筑物遭致严重的破坏。 根据地基土的的种类（土的粒径大小），土中含水量的多少以及地下水补给的可能性，地基土的冻胀性可分为以下4类 （见教材表93）,9.4 基础埋置深度,冻土,多年冻土（冻结时间3年）,季节性冻土,发生冻胀的条件,（1）土的条件 一般是细颗粒土,（2）温度条件 低于冻结温度,（3）水力条件 含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重,外因,内因,土的冻胀性,考虑地基土的冻胀性确定基础埋深的原则： 在季节性冻土地区，基础应埋在冻结深度以下。 对于不冻胀地基，基础的埋深可不考虑冻结深度的影响； 对于弱冻胀、冻胀和强冻胀土的基础最小埋深，按下式计算：,9.4 基

8、础埋置深度,9.4 基础埋置深度,5.补偿基础概述,为了减小建筑物的沉降，可采用补偿基础。 全补偿基础理论上的沉降等于零。,9.5 地基承载力和变形验算,极限承载力,承载力,容许承载力：设计承载力,通常所说的承载力指容许承载力,P = f,9.5 地基承载力和变形验算,一、地基承载力验算,（一）持力层承载力验算,我国规范中取：,fv=Mbb+Md 0d+Mcck,以临界荷载P1/4为理论基础,1 通过公式计算,2 通过载荷试验确定,3 通过经验确定,GBJ7-89 规范：,推荐查表方法,GB50007-2002 规范：,取消了相关表格,9.5 地基承载力和变形验算,承载力公式计算：,fv=Mb

9、b+Md 0d+Mcck, fv：承载力特征值（设计值）,5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定, Mb、Md 、Mc：承载力系数，由 k 查表, b：基底宽度，大于6m按6m考虑， 对于砂土小于3m按3m考虑, ck：基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力,对于饱和软粘土上快速施工地基 0：,条形基础下：,斯凯普顿公式,5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定,查表计算：,5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定,GBJ7-89 规范,fk=f f0, fk：承载力标准值, f0：承载力基本值（查表）, f ：承载力修正系数,变异系数,粘性土 e、IL 粉 土 e、w 砂 土 N63.5 淤 泥 w,5.3 地基承载力和基础尺寸初步确定,f=fk+b(b