天然地基上的淺基礎設計

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

2、算。 7.7.進行基礎的結構計算與設計。進行基礎的結構計算與設計。 8.8.繪制基礎施工圖（基礎平面布置圖、基礎詳圖），并繪制基礎施工圖（基礎平面布置圖、基礎詳圖），并 提出必要的技術說明。提出必要的技術說明。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 二、淺基礎設計方法 常規(guī)設計法常規(guī)設計法 考慮地基基礎上部結構相互作用的方法考慮地基基礎上部結構相互作用的方法 三、地基基礎設計原則三、地基基礎設計原則 1 1、對地基計算的要求、對地基計算的要求 地基復雜程度地基復雜程度 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 依據依據 地基基礎設計等級地基基礎設計等級 p9p9表表2-12-1 設計設計 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 體型復雜、層數相差超過體型復雜、層數相差超過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 復雜地質條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）復雜地質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 場地和地基條件復雜的一般建筑物場地和地基條件復雜的一般建筑物 位于復雜地質條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的位于復雜地質條件及軟土地區(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底面面積或按單樁承載 力確定樁數時，傳至基礎或

5、承臺底面上的荷載效應應 按正常使用極限狀態(tài)下的標準組合。相應的抗力應取 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，傳至基礎底面上的荷載效應 按正常使用極限狀態(tài)下的荷載效應的準永久組合，不 計入風荷載和地震作用。相應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，荷載效應應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應的基 本組合，但其分項系數均為1.0。 （4）在設計基礎或承臺高度、支擋結構截面、計算 基礎或支擋結構內力、確定各配筋和驗算材料強 度時，荷載效應應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應 的基本組合，采用相應的分項系數。驗算基礎的 裂縫寬度時，應按正常使用極限狀

6、態(tài)下的標準組 合。 （5）由永久荷載效應控制的基本組合值可取標準組 合值的1.35倍。 （6）基礎設計安全等級、結構設計使用年限、結構 重要性系數應按有關規(guī)范的規(guī)定采用，但結構重 要性系數0不應小于1.0。 第二節(jié)第二節(jié) 淺基礎的類型淺基礎的類型 擴展基礎 聯(lián)合基礎 柱下條形基礎 柱下十字交叉基礎 筏形基礎 箱形基礎 殼體基礎 擴 展 基 礎 individual footing, pad foundation 單獨基礎 墻下或柱下條形基礎墻下或柱下條形基礎, , 柱下柱下: :一般是土一般是土 質差質差, ,兩側單獨基礎相連兩側單獨基礎相連 strip foundation 條形基礎 二、二

7、、聯(lián)合基礎聯(lián)合基礎 墻下聯(lián)合基礎墻下聯(lián)合基礎 柱下聯(lián)合基礎柱下聯(lián)合基礎 類類 型型 三、三、柱下條形基礎柱下條形基礎 縱向條形基礎縱向條形基礎 橫向條形基礎橫向條形基礎 四、柱下十字交叉基礎 具有良好的調整不具有良好的調整不 均勻沉降的能力均勻沉降的能力 五、筏形基礎（又稱筏板基礎、片筏基礎、（又稱筏板基礎、片筏基礎、 滿堂基礎）滿堂基礎） 土質更差土質更差, ,防水要求，十字交叉基礎底面聯(lián)成防水要求，十字交叉基礎底面聯(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 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 內墻內墻 七、殼體基礎 殼體基礎殼體基礎 定義：由正圓錐形及其組合形成的殼體基礎。 適用：一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構筑物 （如煙囪、水塔、料倉、中小高爐等）。 種類：m型組合殼、正圓錐殼、內球外錐組合殼 由于荷載在殼體內主要引起軸向壓力，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，采用殼體結構更能適應材料的特性。和混凝土等材料而言，采用殼體結構更能適應材料的特性。 第三節(jié)第三節(jié) 基礎埋置深度的選擇基礎埋置深度的選擇 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）；隨建筑物高度適當增大。 2.基礎頂面低于設計地面0.1m以上，避免基礎外露， 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、結構類型、荷載大小及 周圍的環(huán)境條件； 2.工程地質和水文地質條件； 3.寒冷地區(qū)地基的凍結深度影響。 例如：基礎埋深不同時 主樓與裙房主樓與裙房 高度不同高度不同, ,分期施工設置后澆帶分期施工設置后澆帶 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，并且否則要求支護，并且 要嚴格限制支護的水要嚴格限制支護的水 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） 應在基底以上，應在基底以上，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) 淺基礎還是深基礎(樁基礎)； (2) 天然還是人工地基； (3) 如果是天然地基,基礎埋深的確定 根據土層分布，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,確定基礎埋深時，必確定基礎埋深時，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（見圖），當垂直于坡頂邊 緣線的基礎底面邊長b3m，且基礎底面邊緣至坡頂 邊緣線的水平距離a2.5m時，如果基礎埋置深度d滿 足下式要求： 則土坡坡面附近由修建基礎所引起的附加應力不影響 土坡的穩(wěn)定性。式中x取3.5（對條形基礎）或2.5 （對矩形基礎）。否則應進行坡體穩(wěn)定性驗算。 ()dba tg h8m 45 d ab 凍結深度凍結深度 1. 凍脹危害及機理 （1）凍脹及凍拔 地面隆起(不均勻) 翻漿,融陷,強度降低 如果凍結深度大于融沉，稱為永凍土如果凍結深度大于融沉，稱為永凍土 凍脹危害及機理 凍 深 毛細

13、區(qū)毛細區(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13cm 凍結區(qū)凍結區(qū) 凍脹丘凍脹丘pingo 隨凍結面向下發(fā)展，當凍結層上水的壓力大于上覆土層強度時，地隨凍結面向下發(fā)展，當凍結層上水的壓力大于上覆土層強度時，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。 基礎埋深基礎埋深 基礎埋深基礎埋深 冰椎冰椎 基礎埋深基礎埋深 基礎埋深基礎埋深 基礎埋深基礎埋深 毛細水毛細水 土顆粒土顆粒 結合水結合水 冰冰 機理機理 -復雜復雜,開始認為是水變成冰的體脹開始認為是水變成冰

14、的體脹. 自由水凍結溫度自由水凍結溫度0oc,結合水凍結溫度結合水凍結溫度-0.5-30oc 總結:開敞式水源,凍結慢,形成透鏡體 吸引毛細水吸引毛細水 自由水自由水+ +外層外層( (弱弱) )結合水凍結結合水凍結, ,形成冰針形成冰針, ,冰透鏡冰透鏡 結合水膜變薄結合水膜變薄, ,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 一般是細顆粒土。一般是細顆粒土。 砂土的毛細高度小，發(fā)生冰凍時體積膨脹，砂土的毛細高度小，發(fā)生冰凍時體積膨脹， 孔隙水排走，骨架不變。太細的土，水分供應孔隙水排走，骨架不變。太細的

15、土，水分供應 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 低于凍結溫度低于凍結溫度 （3） 水力條件水力條件 含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重 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，強凍脹，特強凍脹 土類，凍前天然含水量，凍結期間地下土類，凍前天然含水量，凍結期間地下 水位距凍結面的最小距離，平均凍脹率水位距凍結面的最小距離，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/設計設計凍深凍深(%) z0標準凍深多年實測最大凍結深度的平均值標準凍深多年實測最大凍結深度的

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 （%） 凍結期間地下水位凍結期間地下水位 距凍結面的最小距距凍結面的最小距 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%），細砂），細砂 （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強凍脹強凍脹 粉砂粉砂14 1.01.0不凍脹不凍脹 1.013.5弱凍脹弱凍脹 4. 考慮凍脹的基礎埋深考慮凍脹的基礎埋深 dmin zd hmax zd 設計凍深；hmax基底下殘留凍土層最大厚度 zd z0 dmin 室內地面室內地面 hmax 季節(jié)性凍土的設計凍深季節(jié)性凍土的設計凍深z zd d 按下式計算： dozszwze zz 設計設計 凍深凍深 標準凍深（標準凍深（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)性凍土標準中國季節(jié)性凍土標準 凍深線圖凍深線圖”采用采用 土的類別對凍土的類別對凍 深的影響系數深的影響系數 土的凍漲性對凍土的凍漲性對凍 深的影響系數深的影響系數 環(huán)境對凍環(huán)境對凍 深的影響深的影響 系數系數 作 業(yè) 1.名詞解釋：名詞解釋： 擴展基礎擴展基礎 剛性基礎剛性基礎 2.地基基礎設計時，所采用的荷載效應按哪些地基基礎設計時，所采用的荷載效應按哪些 規(guī)定執(zhí)行？規(guī)定執(zhí)行？ 3.淺基礎有哪些結

19、構類型？各有何特點？淺基礎有哪些結構類型？各有何特點？ 4.確定基礎埋置深度時應考慮哪些因素影響？確定基礎埋置深度時應考慮哪些因素影響？ 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）基礎埋深為）基礎埋深為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 計 原 則 總安全系數設計原則 容許承載力設計原則路橋地基規(guī)范采用 概率極限狀態(tài)設計原則 u p p k pp 確定地基承載力的設計原則 二、地基承載力特征值的確定 1.按土的抗剪強度指標確定 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驗確定 1.按土的抗剪強度指標確定 （1）建筑地基基礎設計規(guī)范推薦的理論公式 條件：荷載的偏心矩e0.033b（b為偏心方向基礎邊長） abd mck fm rbm r dm c公式： 承載力系數，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. 基礎底面以下土的重度，地下水位以下取有效重度（浮重度） 基礎埋深范圍內各層土的加權平均重度，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土的粘聚力標準值； 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。 確定抗剪強度指標 的試驗方法必須與地基土工 作狀態(tài)相適應。如：飽和軟土，不固結不排水剪的內摩 擦角 =0，由表知：mb=0、md=1、mc=3.14將上式中的ck 相應改為cu則地基承載力設計值：fa= 這時，增加基礎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md1，故承載力隨埋深d線性增加。但對設置后 回填土的實體基礎，因埋深增大而提高的那一部分承 載力將被基礎和回填土g的相應增加而有所抵償；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。 按土的抗剪強度確定地基承載力時，要進行地基承載 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 學公式計算學公式計算 安全系安全系 數，數， k=23 2.按地基載荷試驗確定 （1）確定地基土承載力特征值 載荷試驗數據整理：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。 數據處理 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。 對于少數顯“脆性”破壞的土，p1與pu（極限荷載） 很接近，當pu2p1時，地基承載力特征值取pu2. 1 2 u p 2)對于有一定強度的中、高壓縮性土，如松砂、填 土、可塑粘土等，p-s曲線無明顯轉折點。 地基承載力特征值為 所對應的荷載 軟土地基承載力特征值為 所對應的荷載 以上兩者的地基承載力特征值不應大于最大加載量以上兩者的地基承載力特征值不應大于最大加載量 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， 若超過應增加試驗點。 注意:承載力表通過大量的試驗數據，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)， 應根據地區(qū)的具體試驗，制定相應的承載力表作為設 計的參數。 修正公式適用條件： 當基礎寬度大于當基礎寬度大于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、經驗值等方法從荷載試驗或其它原位測試、經驗值等方法 確定的地基承載力特征值尚應修正。確定的地基承載力特征值尚應修正。 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 分別為基礎寬度和埋深的地分別為基礎寬度和埋深的地 基承載力修正系數，按基底基承載力修正系數，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 基礎底面以上埋深基礎底面以上埋深 范圍內土的加權平范圍內土的加權平 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-基礎底面寬度（m）；當b6m時按 6m取值。 d-基礎埋置深度（m）；當d0.5m時按0.5m取值，一般自室 外地面標高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，

27、但 填土在上部結構施工后完成時，應從自然地面標高算起。對于地 下室，如采用箱形基礎或筏板時，基礎埋置深度自室外地面標高 算起；當采用獨立基礎或條形基礎時，應從室內地面標高算起。 當計算所得的fa1.1fakfa1.1fak時,可取 fa=1.1fakfa=1.1fak 。 當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,根據塑性指數、粒徑、工程地質特征 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（即稠度指數）分為堅硬、 半堅硬、硬塑、軟塑和極軟狀態(tài)。 砂類土根據相對密度分為稍密、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 當基礎最小邊寬度b2m、埋深h3m時，各類地基 土在各種有關的自然狀態(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 按基礎埋置深度、寬度修正o，確定地基允許承 載力 當基礎寬度大于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-基礎寬度b2m，埋置深度超過3m時地 基的允許承載力（kpa） b-基礎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-基礎的埋置深度（m），對于受水流沖刷的基礎， 由一般沖刷線算起，不受水流沖刷的基礎，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，應取浮重度； 2-基底以上土的加權平均重度，地下水位以下取 浮重度

30、； k1、k2-修正系數，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 地基基礎設計等級為甲級、乙級和部分丙級建地基基礎設計等級為甲級、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，傳至基礎底面上的荷載計算地基變形時，傳至基礎底面上的荷載 效應應按效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的 準永久

31、組合，不應計入風荷載和地震荷載。準永久組合，不應計入風荷載和地震荷載。 準永久組合準永久組合 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 指基礎某點的沉降值（最終沉降量）指基礎某點的沉降值（最終沉降量） 指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；指基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值； 指砌體承重結構沿縱向指砌體承重結構沿縱向610m610m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值內基礎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: :土力學講過的方法土力學講過的方法,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“平均附加應力系數平均附加應力系數 法法” ” 有應力的量綱有應力的量綱 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 平均附加應力系數法平均附加應力系數法： 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沉降計算經驗系數沉降計算經驗系數,因為在前面計算中因為在前面計算中,忽忽 略了側向變形及取樣擾動略了側向變形及取樣擾動; s=1.40.2, (1)與土質軟硬與土質軟硬es有關有關,是多層是多層 平均值平均值,(2)與基底凈附加應力與基底凈附加應力p0/fk的大小的大小 有關有關. （三）沉降不滿足時（三）沉降不滿足時, ,修改設修改設 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- -補補 償基礎償基礎 地基處理地基處理 調整荷載調整荷載 改用其他地基基礎方

34、案。改用其他地基基礎方案。 考慮從建筑、結構、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 必須進行驗算必須進行驗算 有必要時有必要時 進行驗算進行驗算 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-相應于荷載效應標準組合時，基礎底面相應于荷載效應標準組合時，基礎底面 處

35、的平均壓力值；處的平均壓力值； p pkmaxkmax-相應于荷載效應標準組合時，基礎底相應于荷載效應標準組合時，基礎底 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-基礎底面處的最大壓力值；基礎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）建筑地基基礎規(guī)范建筑地基基礎規(guī)范： 基本條件：基本條件： 基底壓力的標準值不大于承基底壓力的標準值不大于承 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。 復習：復習： 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 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: 出現拉應力區(qū)出現拉應力區(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 高聳結構物下可高聳結構物下可 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 壓力調整壓力調整 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 復習：復習： 實用實用簡化計算簡化計算 中心荷載 以柱基礎為例以柱基礎為例 （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