天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計

1、天然地基上的天然地基上的淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計 一、淺基礎(chǔ)設(shè)計的內(nèi)容和一般步驟一、淺基礎(chǔ)設(shè)計的內(nèi)容和一般步驟 1.1.充分掌握擬建場地的工程地質(zhì)條件和地質(zhì)勘察資料。充分掌握擬建場地的工程地質(zhì)條件和地質(zhì)勘察資料。 2.2.選擇基礎(chǔ)材料、類型，確定平面布置方案。選擇基礎(chǔ)材料、類型，確定平面布置方案。 3.3.選擇地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度。選擇地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度。 4.4.確定地基承載力。確定地基承載力。 5.5.按地基承載力（包括持力層和軟弱下臥層）確定基礎(chǔ)按地基承載力（包括持力層和軟弱下臥層）確定基礎(chǔ) 底面尺寸。底面尺寸。 6.6.進(jìn)行必要的地基變形和穩(wěn)定性驗算。進(jìn)行必要的地基變形和穩(wěn)定性驗

2、算。 7.7.進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計算與設(shè)計。進(jìn)行基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計算與設(shè)計。 8.8.繪制基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)詳圖），并繪制基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)詳圖），并 提出必要的技術(shù)說明。提出必要的技術(shù)說明。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 二、淺基礎(chǔ)設(shè)計方法 常規(guī)設(shè)計法常規(guī)設(shè)計法 考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)相互作用的方法考慮地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)相互作用的方法 三、地基基礎(chǔ)設(shè)計原則三、地基基礎(chǔ)設(shè)計原則 1 1、對地基計算的要求、對地基計算的要求 地基復(fù)雜程度地基復(fù)雜程度 建筑物規(guī)模建筑物規(guī)模 功能特征功能特征 建筑物破壞或影響建筑物破壞或影響 正常使用的程度正常使用的程度 三級三級 甲級甲級 乙級乙級 丙級丙

3、級 分級分級 依據(jù)依據(jù) 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級地基基礎(chǔ)設(shè)計等級 p9p9表表2-12-1 設(shè)計設(shè)計 等級等級 建筑和地基類型建筑和地基類型 甲級甲級重要的工業(yè)與民用建筑物重要的工業(yè)與民用建筑物 3030層以上的高層建筑層以上的高層建筑 體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過1010層的高低層連成一體建筑物層的高低層連成一體建筑物 大面積的多層地下建筑物（地下車庫、商場、運動場等）大面積的多層地下建筑物（地下車庫、商場、運動場等） 對地基變形有特殊要求的建筑物對地基變形有特殊要求的建筑物 復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡） 對原有工程影響較大的新建筑

4、物對原有工程影響較大的新建筑物 場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物 位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的 基坑工程基坑工程 乙級乙級除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物 丙級丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民 用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物 2.荷載取值規(guī)定 gb50007-2002 （1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面面積或按單樁承載 力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或

5、承臺底面上的荷載效應(yīng)應(yīng) 按正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)取 地基承載力特征值或單樁承載力特征值。 （2）計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng) 按正常使用極限狀態(tài)下的荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不 計入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值為地基變形允許 值。 （3）計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推 力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基 本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。 （4）在設(shè)計基礎(chǔ)或承臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算 基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定各配筋和驗算材料強(qiáng) 度時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng) 的基本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。驗算基礎(chǔ)的 裂縫寬度時，應(yīng)按正常使用極限狀

6、態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組 合。 （5）由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值可取標(biāo)準(zhǔn)組 合值的1.35倍。 （6）基礎(chǔ)設(shè)計安全等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限、結(jié)構(gòu) 重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重 要性系數(shù)0不應(yīng)小于1.0。 第二節(jié)第二節(jié) 淺基礎(chǔ)的類型淺基礎(chǔ)的類型 擴(kuò)展基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 柱下十字交叉基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ) 擴(kuò) 展 基 礎(chǔ) individual footing, pad foundation 單獨基礎(chǔ) 墻下或柱下條形基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ), , 柱下柱下: :一般是土一般是土 質(zhì)差質(zhì)差, ,兩側(cè)單獨基礎(chǔ)相連兩側(cè)單獨基礎(chǔ)相連 strip foundation 條形基礎(chǔ) 二、二

7、、聯(lián)合基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ) 墻下聯(lián)合基礎(chǔ)墻下聯(lián)合基礎(chǔ) 柱下聯(lián)合基礎(chǔ)柱下聯(lián)合基礎(chǔ) 類類 型型 三、三、柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ) 縱向條形基礎(chǔ)縱向條形基礎(chǔ) 橫向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ) 四、柱下十字交叉基礎(chǔ) 具有良好的調(diào)整不具有良好的調(diào)整不 均勻沉降的能力均勻沉降的能力 五、筏形基礎(chǔ)（又稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、（又稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、 滿堂基礎(chǔ)）滿堂基礎(chǔ)） 土質(zhì)更差土質(zhì)更差, ,防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成 整體整體, , 如游泳館如游泳館, ,筏下有肋筏下有肋, ,板下處理板下處理 mat foundation 六、箱形基礎(chǔ) 由底板、墻和頂板形成箱，整體性更好由底板、墻和頂板

8、形成箱，整體性更好 底板底板 外墻外墻 內(nèi)墻內(nèi)墻 七、殼體基礎(chǔ) 殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ) 定義：由正圓錐形及其組合形成的殼體基礎(chǔ)。 適用：一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構(gòu)筑物 （如煙囪、水塔、料倉、中小高爐等）。 種類：m型組合殼、正圓錐殼、內(nèi)球外錐組合殼 由于荷載在殼體內(nèi)主要引起軸向壓力，故對于抗壓性能較好的磚、石由于荷載在殼體內(nèi)主要引起軸向壓力，故對于抗壓性能較好的磚、石 和混凝土等材料而言，采用殼體結(jié)構(gòu)更能適應(yīng)材料的特性。和混凝土等材料而言，采用殼體結(jié)構(gòu)更能適應(yīng)材料的特性。 第三節(jié)第三節(jié) 基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)埋置深度的選擇 下臥層 持力層（受力層）持力層（受力層） f g d 埋深 一、確定原

9、則一、確定原則 在保證安全可靠的前提下，盡量淺埋。 注意： 1.基礎(chǔ)埋深不小于0.5m（表土一般松軟，易受雨水及 外界影響）；隨建筑物高度適當(dāng)增大。 2.基礎(chǔ)頂面低于設(shè)計地面0.1m以上，避免基礎(chǔ)外露， 受外界破壞。 3.橋要求在沖刷深度以下。 d 大于大于10cm 二、影響因素 1.建筑物的用途、結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及 周圍的環(huán)境條件； 2.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件； 3.寒冷地區(qū)地基的凍結(jié)深度影響。 例如：基礎(chǔ)埋深不同時 主樓與裙房主樓與裙房 高度不同高度不同, ,分期施工設(shè)置后澆帶分期施工設(shè)置后澆帶 臺階式相連臺階式相連, , 如山坡上的房屋如山坡上的房屋 或者驗算邊坡穩(wěn)定性或者驗算邊坡穩(wěn)定

10、性 l/ h=12 新舊相鄰建筑物有一新舊相鄰建筑物有一 定距離定距離 l/ h=12 否則要求支護(hù)，并且否則要求支護(hù)，并且 要嚴(yán)格限制支護(hù)的水要嚴(yán)格限制支護(hù)的水 平位移平位移 l h 地下室地下室，地下管道（上下水，煤氣電纜）地下管道（上下水，煤氣電纜） 應(yīng)在基底以上，應(yīng)在基底以上，便于維修便于維修 l h l h 基底盡量在地下水位面以上,否則開 挖降水,費用大，擾動； 考慮土層分布情況： (1) 淺基礎(chǔ)還是深基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ))； (2) 天然還是人工地基； (3) 如果是天然地基,基礎(chǔ)埋深的確定 根據(jù)土層分布，如下圖： 在滿足其在滿足其 他要求下他要求下 盡量淺埋盡量淺埋 只有低層只有低層

11、房屋可用房屋可用, , 否則需地否則需地 基處理基處理 盡量淺埋盡量淺埋 但是如但是如h h1 1 太小就為太小就為 iiii 好土好土 軟土軟土 ( (很深很深) ) 好土好土 軟土軟土 軟土軟土 好土好土 i ii iii iv h1h1 h14 m 樁基樁基 或處理或處理 對埋藏有承壓含水層的地基對埋藏有承壓含水層的地基,確定基礎(chǔ)埋深時，必確定基礎(chǔ)埋深時，必 須控制基坑開挖深度，防止基坑因挖土減壓而隆須控制基坑開挖深度，防止基坑因挖土減壓而隆 起開裂。要求基底至承壓含水層頂間保留土層厚起開裂。要求基底至承壓含水層頂間保留土層厚 度（槽底安全厚度）度（槽底安全厚度）h0為：為： 0 0 w

12、 h h k 對修建于坡高（h8m）和坡角不太大（45） 的穩(wěn)定土坡坡頂上的基礎(chǔ)（見圖），當(dāng)垂直于坡頂邊 緣線的基礎(chǔ)底面邊長b3m，且基礎(chǔ)底面邊緣至坡頂 邊緣線的水平距離a2.5m時，如果基礎(chǔ)埋置深度d滿 足下式要求： 則土坡坡面附近由修建基礎(chǔ)所引起的附加應(yīng)力不影響 土坡的穩(wěn)定性。式中x取3.5（對條形基礎(chǔ)）或2.5 （對矩形基礎(chǔ)）。否則應(yīng)進(jìn)行坡體穩(wěn)定性驗算。 ()dba tg h8m 45 d ab 凍結(jié)深度凍結(jié)深度 1. 凍脹危害及機(jī)理 （1）凍脹及凍拔 地面隆起(不均勻) 翻漿,融陷,強(qiáng)度降低 如果凍結(jié)深度大于融沉，稱為永凍土如果凍結(jié)深度大于融沉，稱為永凍土 凍脹危害及機(jī)理 凍 深 毛細(xì)

13、區(qū)毛細(xì)區(qū) 地下水地下水 1928-1929 casagrande做了較深入的研究, 美國北部:冰深45cm,凍脹13cm,=8%12%, 60%110%, 冰透鏡達(dá)13cm 凍結(jié)區(qū)凍結(jié)區(qū) 凍脹丘凍脹丘pingo 隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當(dāng)凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強(qiáng)度時，地隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當(dāng)凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強(qiáng)度時，地 表就發(fā)生隆起，便形成凍脹丘。表就發(fā)生隆起，便形成凍脹丘。 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 冰椎冰椎 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深 毛細(xì)水毛細(xì)水 土顆粒土顆粒 結(jié)合水結(jié)合水 冰冰 機(jī)理機(jī)理 -復(fù)雜復(fù)雜,開始認(rèn)為是水變成冰的體脹開始認(rèn)為是水變成冰

14、的體脹. 自由水凍結(jié)溫度自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5-30oc 總結(jié):開敞式水源,凍結(jié)慢,形成透鏡體 吸引毛細(xì)水吸引毛細(xì)水 自由水自由水+ +外層外層( (弱弱) )結(jié)合水凍結(jié)結(jié)合水凍結(jié), ,形成冰針形成冰針, ,冰透鏡冰透鏡 結(jié)合水膜變薄結(jié)合水膜變薄, ,離子濃度加大離子濃度加大, ,吸力增加吸力增加 吸引地下水吸引地下水 2 .發(fā)生凍脹的條件發(fā)生凍脹的條件 （1） 土的條件土的條件 一般是細(xì)顆粒土。一般是細(xì)顆粒土。 砂土的毛細(xì)高度小，發(fā)生冰凍時體積膨脹，砂土的毛細(xì)高度小，發(fā)生冰凍時體積膨脹， 孔隙水排走，骨架不變。太細(xì)的土，水分供應(yīng)孔隙水排走，骨架不變。太細(xì)的

15、土，水分供應(yīng) 不及時，凍脹也不明顯。不及時，凍脹也不明顯。 （2） 溫度條件溫度條件 低于凍結(jié)溫度低于凍結(jié)溫度 （3） 水力條件水力條件 含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重 3. 地基土的凍脹性分類地基土的凍脹性分類 新規(guī)范新規(guī)范 不凍脹，弱凍脹，凍脹，強(qiáng)凍脹，特強(qiáng)凍脹 土類，凍前天然含水量，凍結(jié)期間地下土類，凍前天然含水量，凍結(jié)期間地下 水位距凍結(jié)面的最小距離，平均凍脹率水位距凍結(jié)面的最小距離，平均凍脹率 凍脹率凍脹率 ：地面最大凍脹量：地面最大凍脹量/設(shè)計設(shè)計凍深凍深(%) z0標(biāo)準(zhǔn)凍深多年實測最大凍結(jié)深度的平均值標(biāo)準(zhǔn)凍深多年實測最大凍結(jié)深度的

16、平均值, 夏季地面開始往下算。夏季地面開始往下算。 北京北京 1.0m，哈爾濱，哈爾濱 2.0m，滿洲里，滿洲里 2.5m 地基土的凍脹性分類地基土的凍脹性分類 土的土的 名稱名稱 凍前天凍前天 然含水然含水 量量 （%） 凍結(jié)期間地下水位凍結(jié)期間地下水位 距凍結(jié)面的最小距距凍結(jié)面的最小距 離離hw(m) 平均凍脹率平均凍脹率 （%) 凍脹凍脹 等級等級 凍脹凍脹 類別類別 碎（卵）石、礫、碎（卵）石、礫、 粗、中砂（粒徑粗、中砂（粒徑 小于小于0.075mm0.075mm顆顆 粒含量大于粒含量大于 15%15%），細(xì)砂），細(xì)砂 （粒徑小于（粒徑小于 0.075mm0.075mm顆粒含顆粒含

17、量大于量大于10%10%） 12 1.01.0不凍脹不凍脹 1.0 13.5弱凍脹弱凍脹 12 18 1.0 1.0 3.56凍脹凍脹 18 0.5 0.5612強(qiáng)凍脹強(qiáng)凍脹 粉砂粉砂14 1.01.0不凍脹不凍脹 1.013.5弱凍脹弱凍脹 4. 考慮凍脹的基礎(chǔ)埋深考慮凍脹的基礎(chǔ)埋深 dmin zd hmax zd 設(shè)計凍深；hmax基底下殘留凍土層最大厚度 zd z0 dmin 室內(nèi)地面室內(nèi)地面 hmax 季節(jié)性凍土的設(shè)計凍深季節(jié)性凍土的設(shè)計凍深z zd d 按下式計算： dozszwze zz 設(shè)計設(shè)計 凍深凍深 標(biāo)準(zhǔn)凍深（標(biāo)準(zhǔn)凍深（m）。系）。系 采用在地面平坦、裸采用在地面平坦、裸

18、露、城市之外的空曠露、城市之外的空曠 場地中不少于已場地中不少于已10年年 實測量最大凍深的平實測量最大凍深的平 均值。無實測資料時，均值。無實測資料時， 按按建筑地基規(guī)范建筑地基規(guī)范 “中國季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)中國季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn) 凍深線圖凍深線圖”采用采用 土的類別對凍土的類別對凍 深的影響系數(shù)深的影響系數(shù) 土的凍漲性對凍土的凍漲性對凍 深的影響系數(shù)深的影響系數(shù) 環(huán)境對凍環(huán)境對凍 深的影響深的影響 系數(shù)系數(shù) 作 業(yè) 1.名詞解釋：名詞解釋： 擴(kuò)展基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ) 2.地基基礎(chǔ)設(shè)計時，所采用的荷載效應(yīng)按哪些地基基礎(chǔ)設(shè)計時，所采用的荷載效應(yīng)按哪些 規(guī)定執(zhí)行？規(guī)定執(zhí)行？ 3.淺基礎(chǔ)有哪些結(jié)

19、構(gòu)類型？各有何特點？淺基礎(chǔ)有哪些結(jié)構(gòu)類型？各有何特點？ 4.確定基礎(chǔ)埋置深度時應(yīng)考慮哪些因素影響？確定基礎(chǔ)埋置深度時應(yīng)考慮哪些因素影響？ 5.地基土的凍脹性分類要考慮哪些因素？地基土的凍脹性分類要考慮哪些因素？ 65頁2-1， 解：1） 2m 2m 1m 中砂中砂 粗砂粗砂 2m 粘土粘土 承壓水水壓力：承壓水水壓力： whw10（2+2+2）60kpa 粗砂土層頂面所受的力：粗砂土層頂面所受的力： c h（20- 10 ）（2-1） +192+10 158kpa whw h，故坑底有隆起危險。，故坑底有隆起危險。 2）基礎(chǔ)埋深為）基礎(chǔ)埋深為1.5m時，時，粗砂土層頂面所受的力：粗砂土層頂面所

20、受的力： c h（20- 10 ）（2-1.5）+192+10 0.548kpa；要使；要使坑底無隆坑底無隆 起危險，則必須起危險，則必須 whw h，hw h w48104.8m。 故承壓水位還需下降故承壓水位還需下降 64.81.2m。 第四節(jié) 淺基礎(chǔ)的地基承載力 一、基本概念 定義：地基承受荷載的最大能力。 地基的強(qiáng)度滿足上部荷載的要求 變形不超過允許值 變形條件： 包括 三 種 設(shè) 計 原 則 總安全系數(shù)設(shè)計原則 容許承載力設(shè)計原則路橋地基規(guī)范采用 概率極限狀態(tài)設(shè)計原則 u p p k pp 確定地基承載力的設(shè)計原則 二、地基承載力特征值的確定 1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定 2.按地基載

21、荷試驗確定 3.按地基規(guī)范承載力表確定 4.參照相鄰建筑物經(jīng)驗確定 1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定 （1）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范推薦的理論公式 條件：荷載的偏心矩e0.033b（b為偏心方向基礎(chǔ)邊長） abd mck fm rbm r dm c公式： 承載力系數(shù)，按表2-3查取 大于6m按6m取值，對于砂土，小于3m時按3m取值. 基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度） 基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)各層土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度。 基底下一倍短邊寬度的深度范圍內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； 說明： 取值:采用原狀土以三軸剪切試驗測定，一般要 求在建筑場地范圍內(nèi)布置6個以上的取土鉆孔，各孔中 同一

22、層土的試驗不少于三組。 確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 的試驗方法必須與地基土工 作狀態(tài)相適應(yīng)。如：飽和軟土，不固結(jié)不排水剪的內(nèi)摩 擦角 =0，由表知：mb=0、md=1、mc=3.14將上式中的ck 相應(yīng)改為cu則地基承載力設(shè)計值：fa= 這時，增加基礎(chǔ)底面尺寸不可能提高地基承載力。但 是對于 0的土，增加基底寬度，承載力將隨著 的 提高而逐漸增大。 kk c、 k 3.14 ou r dc kk c、 k k 系數(shù)md1，故承載力隨埋深d線性增加。但對設(shè)置后 回填土的實體基礎(chǔ)，因埋深增大而提高的那一部分承 載力將被基礎(chǔ)和回填土g的相應(yīng)增加而有所抵償；尤 其是對 的軟土，md=1，由于 ，這兩方 面幾乎相

23、抵而收不到明顯的效果。 按土的抗剪強(qiáng)度確定地基承載力時，要進(jìn)行地基承載 力的變形驗算。 0 k gm （2）地基極限承載力理論公式 魏錫克公式（或漢森公式、太沙基公式等） 適用范圍：路橋、港口等 公式： u a p f k 地基土極限承載地基土極限承載 力；按教材土力力；按教材土力 學(xué)公式計算學(xué)公式計算 安全系安全系 數(shù)，數(shù)， k=23 2.按地基載荷試驗確定 （1）確定地基土承載力特征值 載荷試驗數(shù)據(jù)整理：由載荷試驗可得到p-s曲線， 再由p-s曲線確定地基承載力特征值。 數(shù)據(jù)處理 1）對于密實砂土、硬塑粘土等低壓縮性土，其p-s曲 線有明顯的起始直線段和極限值，即顯急進(jìn)破壞的陡 降段（有明

24、顯的拐點）。 地基承載力特征值取p-s曲線的比例界限荷載p1。 對于少數(shù)顯“脆性”破壞的土，p1與pu（極限荷載） 很接近，當(dāng)pu2p1時，地基承載力特征值取pu2. 1 2 u p 2)對于有一定強(qiáng)度的中、高壓縮性土，如松砂、填 土、可塑粘土等，p-s曲線無明顯轉(zhuǎn)折點。 地基承載力特征值為 所對應(yīng)的荷載 軟土地基承載力特征值為 所對應(yīng)的荷載 以上兩者的地基承載力特征值不應(yīng)大于最大加載量以上兩者的地基承載力特征值不應(yīng)大于最大加載量 的一半。的一半。 (0.01 0.015) s b 0.02 s b 注意：同一土層試驗點應(yīng)選3個以上，若所得特征值 的極差不超過平均值的30%，則取該平均值作為f

25、ak， 若超過應(yīng)增加試驗點。 注意:承載力表通過大量的試驗數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計分析方法 得到，但存在地區(qū)的局限性，一般不再采用(新規(guī)范)， 應(yīng)根據(jù)地區(qū)的具體試驗，制定相應(yīng)的承載力表作為設(shè) 計的參數(shù)。 修正公式適用條件： 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m3m，埋置深度大于，埋置深度大于0.5m0.5m時，時， 從荷載試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法從荷載試驗或其它原位測試、經(jīng)驗值等方法 確定的地基承載力特征值尚應(yīng)修正。確定的地基承載力特征值尚應(yīng)修正。 3.按地基規(guī)范承載力表確定按地基規(guī)范承載力表確定 1）建筑地基規(guī)范承載力表 修正公式： (3)(0.5) aakbd m ffr brd 修正后的修正后的

26、 地基承載地基承載 力特征值力特征值 地基承載力地基承載力 特征值特征值 分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的地 基承載力修正系數(shù)，按基底基承載力修正系數(shù)，按基底 下土的類別查表下土的類別查表25取值。取值。 基底持力層土的重度，基底持力層土的重度， 地下水位以下取浮重度地下水位以下取浮重度 基礎(chǔ)底面以上埋深基礎(chǔ)底面以上埋深 范圍內(nèi)土的加權(quán)平范圍內(nèi)土的加權(quán)平 均重度，地下水位均重度，地下水位 以下取浮重度以下取浮重度 b-基礎(chǔ)底面寬度（m）；當(dāng)b6m時按 6m取值。 d-基礎(chǔ)埋置深度（m）；當(dāng)d0.5m時按0.5m取值，一般自室 外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，

27、但 填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從自然地面標(biāo)高算起。對于地 下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏板時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高 算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 當(dāng)計算所得的fa1.1fakfa1.1fak時,可取 fa=1.1fakfa=1.1fak 。 當(dāng)不滿足上述公式計算條件時，可取fa=1.1fakfa=1.1fak 直接確定地基承載 力特征值。 2）路橋地基規(guī)范承載力表 確定土的分類名稱 一般地基土,根據(jù)塑性指數(shù)、粒徑、工程地質(zhì)特征 等分為六類,即粘性土、砂類土、碎卵石類土、黃土、 凍土及巖石。 確定土的狀態(tài) 土的狀態(tài)是指土層所處的天然松密和稠度狀況。 粘性土的天然狀

28、況按液性指數(shù)（即稠度指數(shù)）分為堅硬、 半堅硬、硬塑、軟塑和極軟狀態(tài)。 砂類土根據(jù)相對密度分為稍密、中等密實、密實。 碎、卵石類土按密實度分為密實、中等密實、松散。 確定地基允許承載力步驟： 確定土的允許承載力o 當(dāng)基礎(chǔ)最小邊寬度b2m、埋深h3m時，各類地基 土在各種有關(guān)的自然狀態(tài)下的允許承載力o可從規(guī) 范查取。 一般粘性土可按液性指數(shù)及天然孔隙比從表7-11查 取o 砂類土地基的允許承載力o可按密實度和濕度從 表中查取 按基礎(chǔ)埋置深度、寬度修正o，確定地基允許承 載力 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2m或埋置深度超過3m且h/b4時， 上述一般地基土（除凍土和巖石外）的允許承載力 可按下式計算： = = o

29、 o+k+k1 1 1 1（ （b-2b-2）+k+k2 2 2 2（ （h-3h-3） 式中：o-基礎(chǔ)寬度b2m，埋置深度超過3m時地 基的允許承載力（kpa） b-基礎(chǔ)驗算剖面底面的最小邊寬或直徑（m），如 b10m時，仍按10m計算； = = o o+k+k1 1 1 1（ （b-2b-2）+k+k2 2 2 2（ （h-3h-3） h-基礎(chǔ)的埋置深度（m），對于受水流沖刷的基礎(chǔ)， 由一般沖刷線算起，不受水流沖刷的基礎(chǔ)，由挖方后 的地面算起。 1-基底下持力層的天然重度（kn/m3），如持力層 在地下水位以下且為透水性時，應(yīng)取浮重度； 2-基底以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取 浮重度

30、； k1、k2-修正系數(shù)，其值查表。 三、地基變形驗算三、地基變形驗算 沉降要求沉降要求 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級、乙級和部分丙級建地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級、乙級和部分丙級建 筑，除滿足承載力要求外，還要驗算沉降；筑，除滿足承載力要求外，還要驗算沉降； 大部分丙級建筑物無需驗算沉降。見教材大部分丙級建筑物無需驗算沉降。見教材10頁頁 表表2-2。 地基變形允許值，見教材地基變形允許值，見教材26頁表頁表2-6。 沉降計算時的荷載沉降計算時的荷載 計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載 效應(yīng)應(yīng)按效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的 準(zhǔn)永久

31、組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震荷載。準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震荷載。 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合 1 n gkqiqik i sss （一）（一）地基變形特征地基變形特征 沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜 一般相鄰柱基中點的沉降量之差一般相鄰柱基中點的沉降量之差 指基礎(chǔ)某點的沉降值（最終沉降量）指基礎(chǔ)某點的沉降值（最終沉降量） 指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值； 指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向610m610m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值 （二）沉降計算 1.基本原理基本原理: :分層總合法分層總合法,

32、 , 方法方法: :土力學(xué)講過的方法土力學(xué)講過的方法,e-p,logp,e-p,logp, , e es s 規(guī)范為方便采用規(guī)范為方便采用“平均附加應(yīng)力系數(shù)平均附加應(yīng)力系數(shù) 法法” ” 有應(yīng)力的量綱有應(yīng)力的量綱 gb 50007-2002gb 50007-2002 2.2.計算最終沉降計算最終沉降s=s= s si i 計算深度確定計算深度確定 ss 0.025s0.025s 1 1 ii e sh e 平均附加應(yīng)力系數(shù)法平均附加應(yīng)力系數(shù)法： ai = p0(izi- i-1 zi-1) si=ai/esi s=s si z0 zi-1 zi hi zi 0 1pi 0 p i 0 p b 3

33、.3.地基最終沉降地基最終沉降 s= ss s沉降計算經(jīng)驗系數(shù)沉降計算經(jīng)驗系數(shù),因為在前面計算中因為在前面計算中,忽忽 略了側(cè)向變形及取樣擾動略了側(cè)向變形及取樣擾動; s=1.40.2, (1)與土質(zhì)軟硬與土質(zhì)軟硬es有關(guān)有關(guān),是多層是多層 平均值平均值,(2)與基底凈附加應(yīng)力與基底凈附加應(yīng)力p0/fk的大小的大小 有關(guān)有關(guān). （三）沉降不滿足時（三）沉降不滿足時, ,修改設(shè)修改設(shè) 計計 增大尺寸增大尺寸( (減少減少p p0 0) ) 增加埋深增加埋深( (減少減少p p0 0),),尤其增加地下室尤其增加地下室- -補(bǔ)補(bǔ) 償基礎(chǔ)償基礎(chǔ) 地基處理地基處理 調(diào)整荷載調(diào)整荷載 改用其他地基基礎(chǔ)方

34、案。改用其他地基基礎(chǔ)方案。 考慮從建筑、結(jié)構(gòu)、施工等方面采取有效措施以防止 不均勻沉降 第五節(jié) 基礎(chǔ)底面尺寸的確定 (即地基承載力驗算) 地基承載力驗算地基承載力驗算 持力層地基承載力驗算持力層地基承載力驗算 軟弱下臥層地基承載力驗算軟弱下臥層地基承載力驗算 必須進(jìn)行驗算必須進(jìn)行驗算 有必要時有必要時 進(jìn)行驗算進(jìn)行驗算 滿足條件 中心荷載作用：中心荷載作用： p pk k f fa a 偏心荷載作用：偏心荷載作用： p pk k f fa a p pkmax kmax 1.2f 1.2fa a 式中：式中： p pk k-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面 處

35、的平均壓力值；處的平均壓力值； p pkmaxkmax-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底 面邊緣的最大壓力值。面邊緣的最大壓力值。 2 2）路橋地基規(guī)范路橋地基規(guī)范： maxmax 式中：式中： maxmax-基礎(chǔ)底面處的最大壓力值；基礎(chǔ)底面處的最大壓力值； -修正后的地基允許承載力。修正后的地基允許承載力。 1 1）建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范： 基本條件：基本條件： 基底壓力的標(biāo)準(zhǔn)值不大于承基底壓力的標(biāo)準(zhǔn)值不大于承 載力的特征值載力的特征值 p pk k f fa a 考慮的因素：考慮的因素： 1 1）滿足地基土的承載力和軟弱下臥層的驗算要求；）滿足地基

36、土的承載力和軟弱下臥層的驗算要求； 2 2）滿足地基變形的要求；）滿足地基變形的要求； 3 3）建筑物周邊場地允許及變形縫處空間的要求。）建筑物周邊場地允許及變形縫處空間的要求。 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 實用實用簡化計算簡化計算 e ex x e ey y b b l l x x y y x x y y b b l l ff (); () xy yx mfge mfge max min 0, ()6 1 yx eee fge p ab 當(dāng) 矩形面積中心荷載矩形面積中心荷載 p=(f+g) a 矩形面積偏心荷載矩形面積偏心荷載 y x xy m x m yf+g p(x,y)=+ aii max f+g6

37、e p=1+ ab min f+g6e p=1- ab eb/6: 出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū) max min ()6 1 fge p ab x x y y b b l l e ee e x x y y b b l l e e x x y y b b l l k k 3k3k fff max p 0pmin 0pmin 0pmin max p max p max 2()2() 33(2) fgfg p klbe l 高聳結(jié)構(gòu)物下可高聳結(jié)構(gòu)物下可 能的的基底壓力能的的基底壓力 基底基底 壓力壓力 合力合力 與總與總 荷載荷載 相等相等 土不能承受拉力土不能承受拉力 壓力調(diào)整壓力調(diào)整 k=b/2-ek=b/2-e 矩形面積單向偏心荷載矩形面積單向偏心荷載 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 實用實用簡化計算簡化計算 中心荷載 以柱基礎(chǔ)為例以柱基礎(chǔ)為例 （1 1）底面積）底面積a a的確定的確定 * *荷載荷載f fk k+g+gk k g