基礎(chǔ)工程電子教案培訓(xùn)課件.ppt

基礎(chǔ)工程,電子教案,緒 論,內(nèi)容提要,地基、基礎(chǔ)的基本概念 本學(xué)科發(fā)展概況 課程學(xué)習(xí)要求與方法 課程教材與參考書,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,基礎(chǔ)工程,地基 基礎(chǔ),圖0-1 地基基礎(chǔ)示意圖,地基,深基礎(chǔ)：埋深h5m，如樁基、沉井、沉箱等（1937，錢塘江大橋） 淺基礎(chǔ)：一般h5m，擴(kuò)大基礎(chǔ)等。,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,基礎(chǔ),天然地基：未經(jīng)加固處理的天然地基，有土質(zhì)、巖石及特殊土地基。 人工地基：用換土、夯實(shí)、化學(xué)加固、加筋技術(shù)等方法處治的地基。,基礎(chǔ)工程的特點(diǎn) 因地制宜，常無(wú)標(biāo)準(zhǔn)圖可套 隱蔽工程，事故多，處理難 施工困難，受地下水影響大 理論與實(shí)踐性強(qiáng),建筑物地基破壞實(shí)例,圖0-2 加拿大特朗斯康谷倉(cāng),上部結(jié)構(gòu)：由65 個(gè)圓柱形筒倉(cāng)組成 基礎(chǔ)：筏形基礎(chǔ) 地基：厚達(dá)16m的軟粘土層,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,建筑物傾斜實(shí)例,圖0-3 意大利比薩斜塔,初建1173年，至1178年到第4 層時(shí)，因塔明顯傾斜停工。94年后復(fù)工，建至7層再次停工中斷82年。于1360年再?gòu)?fù)工，至1370年竣工。 塔高55m，共8層目前塔向南傾斜，南北端沉降差1.80m，塔頂偏離中心達(dá)5.27m，傾斜5.5，成為危險(xiǎn)建筑,1990年再次封閉加固，現(xiàn)限制每次上塔參觀人數(shù)。,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,圖0-4 上海人民廣場(chǎng)220kv地下變電站 深基坑降水工程,上部：園筒體結(jié)構(gòu)，井筒直徑62.4m 基坑：地下連續(xù)墻支護(hù)，墻深38m，基坑開挖深24m 問題： 坑底12m厚左右的承壓含水層突涌問題； 周圍環(huán)境條件復(fù)雜； 施工過(guò)程沉降控制要求極高,建筑基坑實(shí)例,1 地基、基礎(chǔ)的基本概念,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足 強(qiáng)度要求 p fa ，即作用于地基上的荷載效應(yīng)(基底壓應(yīng)力)不得超過(guò)地基承載力（特征值或容許值） 變形要求 ss，控制地基的變形，使之不超過(guò)建筑物的地基變形允許值 穩(wěn)定要求 擋土墻、邊坡以及地基基礎(chǔ)保證具有足夠防止失穩(wěn)破壞的安全儲(chǔ)備,2 本學(xué)科發(fā)展概況,我國(guó)遠(yuǎn)古時(shí)期 新石器時(shí)代西安半坡村土臺(tái)及石礎(chǔ)、春秋至秦 各種地基處理方法：例灰土墊層、水撼砂墊層、 石灰樁等。 近代世界上（18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命） 1773年，法國(guó)庫(kù)倫 1869年，英國(guó)朗金 1885年，法國(guó)Boussinesq 1922年，瑞典Fellenius 1925年，美國(guó)Tezager（太沙基）,現(xiàn)代： 世界各國(guó)超高土壩（200m）、超高層建筑、橋梁與石油開采平臺(tái)采用的超長(zhǎng)或超大直徑樁基礎(chǔ) 土的本構(gòu)關(guān)系、土的彈塑性與粘彈性理論和土的動(dòng)力特性 工程勘察、土工試驗(yàn)與地基處理的新設(shè)備、新方法,2 本學(xué)科發(fā)展概況,3 本課程學(xué)習(xí)要求與學(xué)習(xí)方法,學(xué)習(xí)要求： 掌握地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算及地基處理的基本原理和方法 對(duì)一般工程的地基基礎(chǔ)具有設(shè)計(jì)和施工管理能力 對(duì)常見的基礎(chǔ)工程事故作出合理的分析和評(píng)價(jià) 學(xué)習(xí)方法： 理論聯(lián)系實(shí)際 課堂教學(xué)注意掌握基本原理和計(jì)算方法，淡化具體規(guī)范、規(guī)程；課程設(shè)計(jì)中要求熟悉和掌握各專業(yè)方向的行業(yè)規(guī)范,本課程教材及參考書,授課教材： 趙明華，徐學(xué)燕. 基礎(chǔ)工程. 高等教育出版社（修訂版列入國(guó)家十一五規(guī)劃教材） 參考書目： 華南理工大學(xué)，東南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)地基及基礎(chǔ)(第三版)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998 凌治平等基礎(chǔ)工程人民交通出版社，1998 周景星，王洪瑾等基礎(chǔ)工程清華大學(xué)出版社，1996 趙明華，俞曉.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程武漢理工大學(xué)出版社,2003 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002） 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94）,1. 地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則,內(nèi)容提要,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則 地基常見類型 常用基礎(chǔ)類型 地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同工作 概念,設(shè)計(jì)等級(jí)（安全等） 設(shè)計(jì)狀況（持久、短暫及偶然） 設(shè)計(jì)任務(wù) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)分析 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗力及其他性能分析（按兩種極限狀態(tài)、最不利荷載組合）,1.1 概 述,概率極限設(shè)計(jì)法與極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則 極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則 p fa 原則（承載力驗(yàn)算） ss原則（變形驗(yàn)算） 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和耐久性的要求 經(jīng)常承受水平荷載的高層建筑、構(gòu)筑物以及基坑工程的穩(wěn)定性驗(yàn)算等,1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料 上部結(jié)構(gòu)資料 設(shè)計(jì)時(shí)所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力或限值應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定 巖土工程勘察資料 原位測(cè)試資料 地基承載力、單樁豎向承載力以及地基壓縮模量和變形模量的原位測(cè)試報(bào)告等,1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則,1.3 地基類型,天然地基 土質(zhì)地基 巖石地基 特殊土地基 人工地基若天然地基軟弱，承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行加固處理的(如排水固結(jié)法等處理)地基。 復(fù)合地基由兩種不同強(qiáng)度的介質(zhì)（如軟土中加入水泥）組成的人工地基。,柱下單獨(dú)基礎(chǔ) 墻下單獨(dú)基礎(chǔ),十字 交叉梁基礎(chǔ),梁板或平板 式筏形基礎(chǔ),柱下條形基礎(chǔ) 墻下條形基礎(chǔ),樁基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ) 沉箱基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,箱形 基礎(chǔ),圖1.1 柱下單獨(dú)基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.2 墻下單獨(dú)基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.3 柱下條形基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.4 墻下無(wú)筋擴(kuò)展條形基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.5 十字交叉梁基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.6 箱形基礎(chǔ) （由頂、底板與內(nèi)、外墻等組成、并由鋼筋砼整澆而成空間整體結(jié)構(gòu)）,1.4 基礎(chǔ)類型,基樁直徑2.2m,長(zhǎng)度80m,鉆孔長(zhǎng)度近90m,1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.7 某公路大橋主橋南塔的樁基礎(chǔ),井筒狀的結(jié)構(gòu)物 在井壁的圍護(hù)下從井內(nèi)挖土 在自重作用下逐漸下沉 封底封頂形成的深基礎(chǔ),1.4 基礎(chǔ)類型,圖1.8 沉井基礎(chǔ),圖1-9 共 同 工 作 概 念,地基 基礎(chǔ) 上部結(jié)構(gòu),圖1.9不均勻沉降引起砌體開裂,1.5 地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作,圖 1.10 地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的常規(guī)分析簡(jiǎn)圖,1.5.1 共同工作的概念 上部結(jié)構(gòu)剛度的影響,上部結(jié)構(gòu)為絕對(duì)剛性，將約束基礎(chǔ)變形，僅在支座間發(fā)生局部彎曲,上部結(jié)構(gòu)為完全柔性，對(duì)基礎(chǔ)變形約束作用很小，基礎(chǔ)產(chǎn)生整體彎曲,圖1.11 上部結(jié)構(gòu)剛度影響示意圖,1.5.2 地基與基礎(chǔ)的相互作用,柔性基礎(chǔ)，隨地基變形而任意彎曲，基底反力分布與基礎(chǔ)上荷載分布相同，無(wú)力調(diào)整基底的不均勻沉降,剛性基礎(chǔ)，在荷載作用下基礎(chǔ)不產(chǎn)生撓曲，基底平面沉降后仍保持平面，基底反力分布有多種形態(tài),1.5.3 線性變形體的地基計(jì)算模型,文克勒地基模型 地基任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度與該點(diǎn)的地基沉降成正比的假設(shè)即,p 土體表面某點(diǎn)單位面積 上的壓力，kN/m2 s 相應(yīng)于某點(diǎn)的豎向位移,m k 基床系數(shù)，kN/m3,圖1.14 文克勒地基模型 （a）彈簧模型； （b）文克勒地基 上的剛性基礎(chǔ),彈性半空間地基模型,r 集中力到計(jì)算點(diǎn)的距離 E 彈性材料的彈性模量 彈性材料的泊桑比,將地基土體視為均質(zhì)彈性半空間體，當(dāng)其表面作用一集中力P時(shí)，其表面任一點(diǎn)的豎向位移：,圖1.15 彈性半空間體表面的豎向位移計(jì)算 （a）集中荷載；（b）矩形面積均布荷載,1.5.3 線性變形體的地基計(jì)算模型,分層地基模型 根據(jù)土力學(xué)中分層總和法計(jì) 算地基沉降：,也可采用數(shù)值法計(jì)算,圖1-16,第i土層的平均附加應(yīng)力，kN/m2； Hi第i土層的厚度，m； Esi 第i土層的壓縮模量，kN/m2 n壓縮層深度范圍內(nèi)的土層數(shù),圖1.16 分層地基模型 (a)基底網(wǎng)格；(b)地基土的計(jì)算分層,1.5.3 線性變形體的地基計(jì)算模型,2. 剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ),基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 地基承載力的確定方法 淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算（地基承載力與變形驗(yàn)算）,內(nèi)容提要,無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)（或剛性基礎(chǔ)） 由素混凝土、磚、毛石、灰土和三合土等抗壓性能好、而抗彎抗剪性能差的材料砌筑而成，通常由臺(tái)階的容許寬高比或剛性角控制設(shè)計(jì)。 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)（或柔性基礎(chǔ)） 當(dāng)不便于采用剛性基礎(chǔ)或采用剛性基礎(chǔ)不經(jīng)濟(jì)時(shí)采用鋼筋混凝土材料做成的基礎(chǔ)，如柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)）。,2.1 概 述,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,圖2-1,圖2.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造示意 d柱中縱向鋼筋直徑,磚基礎(chǔ) 毛石基礎(chǔ) 素混凝土基礎(chǔ) 上述基礎(chǔ)材料都要符合強(qiáng) 度等級(jí)要求 灰土基礎(chǔ) 石灰和土（粘性土）按其 體積比3：7或2：8構(gòu)成 三合土基礎(chǔ) 由石灰：砂：碎磚（或碎 石）按1：2：41：3：6配成,剛性角(寬高比)： bi 任一臺(tái)階寬度(m); Hi 相應(yīng)臺(tái)階高度(m); tan 臺(tái)階寬高比的允許值，參照下述規(guī)范表格經(jīng)驗(yàn)值選用,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,剛性基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值,圖2.2 磚基礎(chǔ)剖面圖 （a）“兩皮一收”砌法；（b）“二一間隔收”砌法,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,剛性基礎(chǔ)的特點(diǎn) 穩(wěn)定性好，施工簡(jiǎn)便 用于6層的民用建筑、荷載較小的橋梁基礎(chǔ)及涵洞等； 剛性基礎(chǔ)的局限性 當(dāng)基礎(chǔ)承受荷載較大時(shí)，用料多、自重大，埋深也加大,2.1.1 剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ),墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 砌體承重墻體及擋土墻、涵洞下常采用 的基礎(chǔ)形式,柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ) 建筑物中的柱、橋梁中的墩常用基礎(chǔ)形式,圖2.3 墻下鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ) （a）無(wú)肋；（b）有肋,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,錐形基礎(chǔ)邊緣高不宜200mm，坡度i1:3；小于250mm時(shí)可做成等厚板。階梯形基礎(chǔ)每階高宜為300500mm。,墊層厚度一般為100mm。,底板受力鋼筋最小直徑不宜200mm和100mm。有墊層時(shí)混凝土的凈保護(hù)層厚不宜40mm，無(wú)墊層時(shí)不宜70mm。縱向分布筋直徑8mm，間距300mm。,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20。,當(dāng)?shù)鼗浫趸虺惺懿町惡奢d時(shí)，為增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和抗彎能力，可采用帶肋基礎(chǔ)。肋部縱向筋和箍筋按經(jīng)驗(yàn)確定。,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),初選時(shí)基礎(chǔ)的高度一般大于或等于b/8。,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,圖2.4 柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ) （a）臺(tái)階型；（b）錐臺(tái)型；（c）杯口型,2.1.2 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇,持力層 直接支撐基礎(chǔ)的土層 下臥層 持力層以下的各土層 選擇基礎(chǔ)埋置深度 也就是選擇合適的地基持力層,持 力 層,下 臥 層,圖2.5 基礎(chǔ)埋置深度示意,應(yīng)考慮因素： 建筑結(jié)構(gòu)條件與場(chǎng)地環(huán)境條件 工程地質(zhì)條件 水文地質(zhì)條件 地基凍融條件,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇,結(jié)構(gòu)條件 荷載大小 荷載性質(zhì) 場(chǎng)地環(huán)境,圖2.6 相鄰基礎(chǔ)埋深,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 建筑結(jié)構(gòu)條件與場(chǎng)地環(huán)境條件,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 場(chǎng)地環(huán)境條件,若滿足圖示（b3m，a2.5m ）則 條形基礎(chǔ) 矩形基礎(chǔ) 不滿足要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗(yàn)算,d,圖2.7 土坡坡頂處基礎(chǔ)的埋深,地基由多層土組成，上好下軟，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋 地基上軟下好，應(yīng)具體分析，進(jìn)行方案比較 地基在水平方向傾斜較大時(shí)，基礎(chǔ)埋深如圖處理,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 工程地質(zhì)條件,圖2.8 臺(tái) 階 形 過(guò) 渡 處 理,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 水文地質(zhì)條件,遇水時(shí)，基底應(yīng)盡量放在地下水位以上 基底低于潛水面時(shí)，要考慮基坑排水、支護(hù)和地下水水質(zhì)問題 若遇承壓水時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算基坑的穩(wěn)定性 橋墩基礎(chǔ)應(yīng)埋置在最大沖刷線下一定深度,圖2.9 基坑下埋藏有承壓含水層的情況,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 水文地質(zhì)條件,凍脹機(jī)理 凍脹現(xiàn)象 影響凍脹的因素（土類、地下水位及氣溫） 凍融條件考慮 先按規(guī)范進(jìn)行地基土凍脹性的劃分（五類），后再進(jìn)行最小埋深dmin的計(jì)算 式中 hmax 基底下允許殘留凍土層的最大厚度 zd 設(shè)計(jì)凍深,2.2 基礎(chǔ)埋置深度的選擇 地基凍融條件,2.3 地基承載力,定義：地基土單位面積上承受荷載的能力稱為地基承載力 三個(gè)問題 地基承載力的基本概念及基本驗(yàn)算 影響地基承載力大小的因素 確定地基承載力的方法,2.3 地基承載力,建筑物因地基問題引起破壞的兩種主要原因： 基礎(chǔ)過(guò)大的沉降或沉降差 地基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞,地基承載力設(shè)計(jì)原則,總安全系數(shù)設(shè)計(jì)原則 容許承載力設(shè)計(jì)原則，同時(shí)滿足強(qiáng)度（ps）條件 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則,fa（特征值）,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求:,pk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基底平均壓力 pkmax相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)基底邊緣最大壓力 fa 修正后的地基承載力特征值,公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范要求： max基底最大壓應(yīng)力 修正后的地基承載力容許值,2.3 地基承載力基本驗(yàn)算,影響因素：,地基土的成因與堆積年代 地基土的物理力學(xué)性質(zhì) 地下水 上部結(jié)構(gòu)情況,2.3 地基承載力,確定地基承載力的常用方法：,按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算 按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或其它原位試驗(yàn)確定 按有關(guān)規(guī)范提供的承載力或經(jīng)驗(yàn)公式確定,原則：不過(guò)分嚴(yán)格，也不隨意簡(jiǎn)化,2.3 地基承載力,2.3.1 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,公式 來(lái)由 pu地基極限承載力，按魏錫克或漢森等理論公式計(jì)算 A與土接觸的有效基底面積 A 基底面積,魏錫克公式：,2.3.1 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,2.3.1 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,漢森 公式：,圖2.10,2.3.2 按地基載荷試驗(yàn)確定,圖2.11 載荷試驗(yàn)示意圖（堆載）,規(guī)范規(guī)定甲級(jí)必須進(jìn)行 該法優(yōu)點(diǎn)：成果可靠 該法缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)、耗資,2.3.2 按地基載荷試驗(yàn)確定,同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，符合要求后，取該平均值作為地基承載力特征值fak,p-s線有明顯比例界限時(shí)(密砂、硬土) fak=p1 極限荷載能確定，且pu2.0p1時(shí), 取fak=0.5pu 當(dāng)不能按上述兩點(diǎn)確定(中、高壓縮性土的緩變型曲線)，取s/b=0.010.015時(shí)對(duì)應(yīng)荷載作為fak,2.3.2 按地基載荷試驗(yàn)確定,圖2.12 按載荷試驗(yàn)確定地基承載力 (a)低壓縮性土；（b）高壓縮性土,方法：(1)鉆孔，貫入器放入孔底；(2)63.5kg重錘以76cm高度自由下落將貫入器擊入土中15cm;(3)記錄繼續(xù)打入30cm的錘擊數(shù)N,標(biāo)貫試驗(yàn)得標(biāo)貫擊數(shù)N,其他原位測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),圖2.13 標(biāo)準(zhǔn)貫入器構(gòu)造圖,其他原位測(cè)試 按靜力觸探試驗(yàn)確定地基承載力,比貫入阻力：,根據(jù)比貫入阻力查經(jīng)驗(yàn)表格或由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 確定承載力特征值,圖2.14 靜力觸探示意圖,GB50007(建規(guī))推薦的公式(P1/4) 條件：荷載偏心距e0.033b(b為偏心方向基礎(chǔ)邊長(zhǎng)) fa 由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值； Mb、Md、Mc承載力系數(shù)，由jk查規(guī)范表； b 基礎(chǔ)底面寬度； jk、ck基底下一倍短邊寬深度范圍內(nèi)土的內(nèi)摩擦角 及粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； g 基礎(chǔ)底面以下土的重度，水下取浮重度； gm基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平均重度。,2.3.3 按地基規(guī)范承載力公式確定,寬度與深度修正條件：b3m, d0.5m； 修正后的地基承載力特征值fa為： fak從載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值 hb、hd分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查規(guī)范表格,承載力的修正（建規(guī)）：,2.3.3 按地基規(guī)范承載力公式確定,當(dāng)b2m, d3m，且h/b4，則容許承載力為： 0當(dāng)基礎(chǔ)寬度b2m，埋深h3m時(shí)的容許承載力，查規(guī)范表確定（見下述步驟） k1、k2分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查規(guī)范表,2.3.3 按地基規(guī)范承載力公式確定,承載力的修正（橋規(guī)）：,橋規(guī)查表確定0的步驟：,Dr、N,查表得0,IL,定態(tài),前公式,Y,各種地基規(guī)范承載力公式區(qū)別：,建筑地基規(guī)范與公路橋涵地基規(guī)范的區(qū)別：前者無(wú)表，但容許制定地方性經(jīng)驗(yàn)表格或規(guī)范；后者仍然保留全國(guó)統(tǒng)一的承載力表格 港口工程地基規(guī)范采用極限承載力除以抗力分項(xiàng)系數(shù)的方法,2.3.3 按地基規(guī)范承載力公式確定,Fk地基極限承載力的豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值 R抗力分項(xiàng)系數(shù),【 例 題 1 】,某橋梁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度(一般沖刷線以下)h5.2m，基礎(chǔ)底面短邊尺寸b2.6m。地基土為一般粘性土，天然孔隙比e0.85，液性指數(shù)IL0.7，土在水面以下的重度(飽和狀態(tài))027kNm3。 要求按公路橋涵地基規(guī)范： 查表確定地基土的容許承載力； 計(jì)算對(duì)基礎(chǔ)寬度、埋深修正后的地基容許承載力。,【 例 題 2 】,某大學(xué)4幢教職工住宅樓，均為6層建筑。經(jīng)巖土工程勘察結(jié)果，該住宅樓地基分為下列4層： 表層為人工填土，層厚1.0m2.7m； 第層為粉土層，層厚0m2.7m； 第層為粉砂層，層厚1.3m2.9m； 第層為粉質(zhì)粘土，層厚超過(guò)6m。 對(duì)此粉質(zhì)粘土層進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)與輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)等原位測(cè)試，并取原狀土進(jìn)行了物理力學(xué)性試驗(yàn)。有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示 要求：計(jì)算此粉質(zhì)粘土的地基承載力。,粉質(zhì)粘土層測(cè)試數(shù)據(jù)表,承載力歸總表 （多種方法綜合確定）,2.4 剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ) 的設(shè)計(jì)計(jì)算,要點(diǎn)： 地基承載力驗(yàn)算 基底合力偏心距驗(yàn)算 地基與基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)變形驗(yàn)算（沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜）,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,按地基承載力計(jì)算基底尺寸A,中心受荷基礎(chǔ),圖2.15 中心荷載作用下的基礎(chǔ),要求：,方形基礎(chǔ) 矩形基礎(chǔ) （需先選定b或l，一般取l/ b 1.02.0 ） 條形基礎(chǔ) 沿長(zhǎng)度方向取l m計(jì)算，則：,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,偏心受荷基礎(chǔ),2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,Wx、Wy基底對(duì)x和y軸的截面抵抗矩，m3 ex 、ey荷載對(duì)x軸和y軸的偏心距，m,要求：,圖2.16 偏心荷載作用下的基礎(chǔ),偏心荷載下逐次漸近試算法求A,思路：先試算，后驗(yàn)算 步驟： 先按中心荷載作用下的公式預(yù)估A中 取A偏 =（1.11.4） A中 據(jù)A偏初選邊長(zhǎng)l和b 驗(yàn)算偏心距e和基底邊緣最大壓力； 調(diào)整l 和b,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,【例2.1】柱截面300mm400mm，作用在柱底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：中心垂直荷載700kN，力矩80kNm，水平荷載13kN。其他參數(shù)見圖2.17 。 試根據(jù)持力層地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸。,2.4.1 地基承載力驗(yàn)算,圖2.17 例 題 題 圖,【 解】 求地基承載力特征值 根據(jù)粘性土e0.7， IL0.78,查規(guī)范表得：b0.3，d1.6 。 持力層承載力特征值fa(先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度進(jìn)行修正)：, 初步選擇基底尺寸 計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重Gk時(shí)的基礎(chǔ)埋深 d=1/2(1.0+1.3)=1.15m 由公式： 由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即 初步選擇基底尺寸 A=lb=2.41.6=3.84m2(3.88m2)，且 b=1.6m3m，不需再對(duì)fa進(jìn)行修正。, 驗(yàn)算持力層地基承載力 基礎(chǔ)和回填土重 偏心距 滿足。,基底最大壓應(yīng)力 ： （滿足） 最后，確定該柱基礎(chǔ)底面長(zhǎng)l=2.4m ，寬b=1.6m。,驗(yàn)算思路：傳遞到軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過(guò)軟弱下臥層的承載力，即： pz軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力值 pcz軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力值 fa軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基 承載力特征值,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,圖2.18 軟弱下臥層頂面附加應(yīng)力計(jì)算,Pz計(jì)算壓力擴(kuò)散角法,矩形基礎(chǔ)：,條形基礎(chǔ)：,地基壓力擴(kuò)散角，查規(guī)范表確定,【例2.2】圖中柱基礎(chǔ)荷載標(biāo)準(zhǔn)值， 若基礎(chǔ)底面寸， 。試根據(jù)圖中資料驗(yàn)算基礎(chǔ)底面是否滿足地基承載力要求。,2.4.2 軟弱下臥層的驗(yàn)算,圖2.19 例題題圖,2.4.3 基礎(chǔ)與地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算,抗水平滑動(dòng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算,整體滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算,圖2.20 地基抗水平滑動(dòng),圖2.21 貫入軟土層深處的圓弧滑動(dòng)面,安全系數(shù)：,軸心荷載下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),(1) 地基凈反力pj 僅由基頂荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的地基反力，沿墻長(zhǎng)取1m計(jì)算,圖2.22 墻下鋼筋混凝土條基受力,pj作用下，圖中-截面彎矩與剪力：,V 圖,M 圖,2.4.4 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),(2) 基礎(chǔ)底板高度 由于基礎(chǔ)內(nèi)不配箍筋和彎筋，故基礎(chǔ)底板高度由砼的抗剪切條件確定：,(3) 基礎(chǔ)底板配筋 每米墻長(zhǎng)的受力鋼筋截面 面積： fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； h0基礎(chǔ)有效高度,0.9h0為截面內(nèi)力臂的近似值。,ft砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 h截面高度影響系數(shù),2.4.4 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),圖2.23 墻下鋼