地基基礎設計的基本原理

1、2-1 概 述天然地基上的淺基礎（本章討論）人工地基上的淺基礎2.1.1 淺基礎設計內容2.1.2 淺基礎設計方法2.1.3 地基基礎設計原則1. 地基的類型地基的類型一般土質地基一般土質地基特殊土質地基特殊土質地基土質地基土質地基巖石地基巖石地基土巖組合地基土巖組合地基天然地基天然地基換填地基換填地基強夯地基強夯地基壓實地基壓實地基灌漿地基灌漿地基復合地基復合地基人工地基人工地基地基地基2. 基礎的類型柱柱下下獨獨立立基基礎礎墻墻下下條條形形基基礎礎剛剛性性基基礎礎（無無筋筋擴擴展展基基礎礎）柱柱下下獨獨立立基基礎礎墻墻下下條條形形基基礎礎鋼鋼筋筋混混凝凝土土擴擴展展基基礎礎柱柱下下條條形形

2、基基礎礎筏筏板板基基礎礎箱箱形形基基礎礎淺淺基基礎礎樁樁基基礎礎沉沉井井基基礎礎沉沉箱箱基基礎礎地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻基基礎礎組組合合型型深深基基礎礎深深基基礎礎基基礎礎2.1.1 淺基礎設計內容主要內容：1.選擇基礎方案（確定材料、類型，進行基礎平面布置）；2.確定地基持力層和基礎埋置深度；3.確定地基承載力；4.確定基礎的底面尺寸，必要時進行地基變形與穩(wěn)定性驗算；5.進行基礎結構設計（內力分析、截面計算、構造要求）；6.繪制基礎施工圖，提出施工說明。2.1.2 淺基礎設計方法常規(guī)設計法（簡化計算法）、相互作用設計法。常規(guī)設計法要點：特點：滿足靜力平衡條件；不滿足變形協(xié)調條件。結論：地基越軟弱

3、或越不均勻，按常規(guī)設計法計算的結果與實際情況的差別就可能越大。合理的設計方法：考慮地基、基礎與上部結構的相互作用（分析難度較大）。常規(guī)設計法適用條件：1.地基沉降較小或較均勻；2.基礎剛度較大。2.1.3 地基基礎設計原則5)地基內有厚度較大或厚薄不勻的填土，其自重固結未完成時。即應驗算地基變形。標準值設計值按結構型式分：擴展基礎、聯(lián)合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎、殼體基礎等。2.2.1 擴展基礎作用：把墻或柱的荷載側向擴展到土中，使之滿足地基承載力和變形的要求。2.2 淺基礎類型按材料分：無筋基礎（剛性基礎）、鋼筋混凝土基礎。1. 無筋擴展基礎指由磚、毛石、砼、毛

4、石砼、灰土、三合土等材料組成的無需配置鋼筋的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。俗稱“剛性基礎”。適用于多層民用建筑和輕型廠房。磚：強度等級不低于MU10。砂漿：不低于M5。在地下水位以下或當地基土潮濕時，應采用水泥砂漿砌筑。適用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的廠房。(1)磚基礎墊層作用（素砼，100厚，C10）：保護坑底土體不被人為擾動和雨水浸泡；改善基礎的施工條件。(2)毛石基礎毛石是指未經加工鑿平的石料。應采用未風化的硬質巖石，禁用風化毛石。(3)灰土基礎石灰和土料按體積比3:7或2:8拌和均勻，在基槽內分層夯實（每層虛鋪220250mm,夯實至150mm）?；彝粱A宜在比較干燥的土層中使

5、用。在我國華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層和5層以下的民用房屋。(4)三合土基礎由石灰、砂、骨料（礦渣、碎磚、碎石）加水混合而成。體積比1:2:4或1:3:6。用于4層和4層以下的民用房屋。四合土基礎（南方個別地區(qū)用）：水泥：石灰：砂：骨料1:1:5:10或1:1:6:12(5)砼基礎C15?？箟簭姸?、耐久性、抗凍性較好。毛石砼基礎： 在砼基礎中埋入體積占25%30%的毛石，石塊尺寸不宜超過300mm。 可節(jié)省水泥用量，減少水化熱。2. 鋼筋砼擴展基礎（簡稱擴展基礎）特點：抗彎、抗剪性能較好，基礎高度較小。(1)墻下鋼筋砼條形基礎(a)(b)圖2-3墻下鋼筋混凝土條形基礎 (a)無肋的； （b）有

6、肋的底板肋墊層(2)柱下鋼筋砼獨立基礎 圖2-4 柱下鋼筋混凝土獨立基礎(a)階梯形基礎；(b)錐形基礎；(c)杯口基礎2.2.2 聯(lián)合基礎2.2.3 柱下條形基礎肋梁翼板(a)(b) 圖2-6 柱下條形基礎 (a）等截面的 （b）柱位處加腋的 特點：整體抗彎剛度較大，因而具有調整不均勻沉降的能力；基底壓力較均勻；造價高于擴展基礎。常用作軟弱地基或不均勻地基上框架或排架結構的基礎。2.2.4 柱下交叉條形基礎2.2.5 筏形基礎特點： 底面積大，故可減小基底壓力；可提高地基承載力（尤其在有地下室時）；能增強基礎的整體性，調整不均勻沉降。其他功能：見教材。注意：當地基顯著軟硬不均時，要慎用。(1

7、)墻下筏形基礎 為一塊厚度約200300mm的鋼筋砼平板。 主要在華東地區(qū)采用，淺埋或不埋。 適用于具有硬殼持力層、比較均勻的軟弱地基上六層及六層以下承重橫墻較密的民用建筑。硬土軟土(2)柱下筏形基礎(a)(b) 圖 2-9 筏 形 基 礎 （ a） 平 板 式 （ b） 梁 板 式2.2.6 箱形基礎柱外墻內橫墻底板圖2-10 箱形基礎頂板特點：剛度極大；抗震性能好；有補償效應。地下室用途受限制；工期長；造價高；施工技術復雜。 柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎又統(tǒng)稱為連續(xù)基礎。2.2.7 殼體基礎（a）正圓錐殼（b）M形組合殼（c）內球外錐組合殼圖211 殼體基礎的結構型式

8、其他基礎：折板基礎等。2-3 基礎埋置深度的選擇基礎埋置深度的選擇 基礎的埋置深度基礎的埋置深度是指基礎的底面至室外設計地面是指基礎的底面至室外設計地面的距離。確定基礎埋深時，除了要考慮持力層的情況的距離。確定基礎埋深時，除了要考慮持力層的情況外，還應考慮使用功能、地下室、地下設施、基礎形外，還應考慮使用功能、地下室、地下設施、基礎形式、荷載、地質水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖式、荷載、地質水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖刷等因素。刷等因素。 基礎埋深的確定原則是： 在保證安全可靠的前提下盡量淺埋。但基礎埋深不得小于0.5m，基礎頂面距地面的距離宜大于0.1m。 同一建筑物下面各部分的基礎埋

9、深可以不一致。 2.3.1 與建筑物有關的條件 1) 建筑物在使用功能和用途方面的要求； 2) 高層建筑； 3) 承受上拔力的基礎； 4) 高聳結構； 5) 冷庫等。2.3.2 工程地質條件 持力層 下臥層 軟弱下臥層對于中小型建筑物：良好土層堅硬、硬塑、可塑狀態(tài)的粘性土層；密實或中密狀態(tài)的砂土層和碎石土層；其他中低壓塑性土層。軟弱土層軟塑、流塑狀態(tài)的粘性土層；松散狀態(tài)的砂土層；未經處理的填土；其他高壓縮性土層。(1)良好土層埋深由其他條件和最小埋深確定。淺埋，一般取d=0.51.5m。(2)軟弱土層12層：按情況(1)處理35層：可采用連續(xù)基礎方案、或人工地基方案。6層以上：樁基方案。(3)

10、軟弱土層良好土層h當h2m時：按情況(2)處理。當h短期承載力（超強固結土可能例外）。詳見課本。2. 按地基載荷試驗確定（最可靠）淺層平板載荷試驗、深層平板載荷試驗、螺旋板載荷試驗。地基靜載試驗概況地基靜載試驗概況平板載荷試驗裝置示意圖平板載荷試驗裝置示意圖百分表百分表堆堆 載載荷載板荷載板主主梁梁平臺平臺千斤頂千斤頂優(yōu)缺點：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗工作量和 費用較大，時間較長。fa的確定方法：ps圖2-16 按載荷試驗成果確定地基承載力特征值 （a）低壓縮性土 （b）高壓縮性土puupsp（a）（b）1p(1)當ps曲線上有比例界限p1時，取fak=p1；確定地基承載力實測值：(2

11、)當pu2p1時，取fak=pu/2；(3)當不能按上述二款要求確定時，可取s/b=0.010.015所對應的荷載作為fak ，但其值不應大于最大加載量的一半。 對同一土層，應選擇三個以上的試驗點，當試驗實測值的極差（最大值與最小值之差）不超過其平均值的30%時，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。確定地基承載力特征值：3.按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結果室內物理力學指標現場動力觸探試驗錘擊數fak注意：埋深d的取法，見教材。 與土力學中介紹的理論公式具有相同的形式，但兩者含義不同。 還需要注意下列兩點： 1）公式中已經包含了基礎寬度和埋深的影響； 2）公式中的b是指基礎的短邊。4.按

12、建筑經驗確定基槽檢驗和地基的局部處理： 在基槽挖至接近槽底時，應由設計、施工和勘察人員對槽底土層進行檢查，即所謂“驗槽”。 對沒有地基勘察資料的輕型建筑物，地基淺層情況只能憑驗槽了解；有地基勘察報告的工程，主要是核實勘察資料是否符合實際。 通過驗槽，可以判斷持力層的承載力、地基的均勻程度是否滿足設計要求，以防止產生過量的不均勻沉降。 驗槽以細致的觀察為主，輔以輕便簡易的勘探方法，如輕便觸探和夯擊聽音等。 通過觀察驗槽和釬探后，如不滿足要求，應根據具體情況更改設計或進行地基處理。對于槽底的局部人工填土和墓坑、松土坑、廢井，一般宜挖除并用碎石、砂、灰土等分層回填夯實。對于局部松軟土，一般應挖除至原

13、土。 當上述挖、填方法由于施工困難等緣故而不宜采用時，可考慮采用鋼筋混凝土梁板基礎，以跨越局部松軟土，或采用增大基礎埋深、擴大基礎面積、布置聯(lián)合基礎、加設擠密樁或局部設置樁基等方法加以解決。 當柱基或部分基槽下方存在過于堅硬的舊基礎、樹根和巖石等障礙物時，均應盡可能挖除，以防建筑物產生不均勻沉降或開裂。2.4.3 地基變形驗算 建筑物的地基變形計算值應不大于地基變形允許值 ，即要求滿足下列條件： （2 21515）回顧地基變形按其特征可分為四種：沉降量獨立基礎中心點的沉降值或整幢建筑物基礎的平均 沉降值；沉降差相鄰兩個柱基的沉降量之差；傾斜基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；局部傾斜砌體

14、承重結構沿縱向6 610m10m內基礎兩點的沉降差與其距離的比值。不同結構類型需驗算的地基變形：砌體承重結構：由局部傾斜控制；框架結構和單層排架結構：由沉降差控制；高聳結構和高層建筑：由建筑物的整體傾斜（特別是橫向整 體傾斜）控制，必要時應控制平均沉降量。沉降觀測 在必要情況下，需要分別預估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預留建筑物有關部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序。此時，一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于砂土可認為其最終沉降量已完成80%以上，對于其他低壓縮性土可認為已完成最終沉降量的50%80%，對于中壓縮性土可認為已完成20%50%，對于高壓縮性土可認為已完成

15、5%20% 。 如果地基變形計算值大于地基變形允許值 ，一般可以先考慮適當調整基礎底面尺寸（如增大基底面積或調整基底形心位置）或埋深，如仍未滿足要求，再考慮是否可從建筑、結構、施工諸方面采取有效措施以防止不均勻沉降對建筑物的損害，或改用其他地基基礎設計方案。 wwGkkkkhdAFAGFpdpppmcd0室內外平均埋深從已固結完畢的老天然地面算起注意以下三式中d的區(qū)別： 2.5 基礎底面尺寸的確定 2.5.1 按地基持力層承載力計算基底尺寸1.軸心荷載作用要求：pk fawwGkkkkhdAFAGFpwwGakhdfFA柱下獨立基礎：wwGakhdfFb墻下條形基礎：wwGakhdfFbb、l

16、 宜為100mm的整數倍。 某粘性土重度m為18.2kN/m3 ，孔隙比e=0.7，液性指數IL=0.75，地基承載力特征值fak為220kPa。現修建一外柱基礎，作用在基礎頂面的軸心荷載Fk830kN，基礎埋深（自室外地面起算）為1.0m，室內地面高出室外地面0.3m，試確定方形基礎底面寬度。 【解】 先進行地基承載力深度修正。自室外地面起算的基礎埋深d=1.0m ,查表25，得d=1.6，由式（214）得修正后的地基承載力特征值為：例題22fa= fak +dm (d -0.5) =220 +1.618.2(1.0-0.5)=235 kPamdfFbGak98. 115. 12023583

17、0取b=2m。因b3m，不必進行承載力寬度修正。計算基礎及其上土的重力Gk時的基礎埋深為：d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范圍內沒有地下水，hw=0。由式（219）得基礎底面寬度為：2.偏心荷載作用要求：pk fapkmax 1.2 fa （2-21）e l/6（或pkmin0） （2-24）kkkGFMelepblMhdblFpkkwwGkk6162max其中試算法步驟：（1）進行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特征值fa。（2）根據荷載偏心情況，將按軸心荷載作用計算得到的基底面積增大10%40%，即取wwGakhdfFA)4 . 11 . 1 (（3）選取基底長邊l與短

18、邊b的比值n（一般取n2），于是有nblnAb（4 4）考慮是否應對地基承載力進行寬度修正。如需要，在承 載力修正后，重復上述2 2、3 3兩個步驟，使所取寬度前后 一致。 （5）計算偏心距e和基底最大壓力pkmax，并驗算是否滿足式 （221）和（224）的要求。 （6）若b、l 取值不適當（太大或太?。?，可調整尺寸再行 驗算，如此反復一二次，便可定出合適的尺寸。 同例題22，但作用在基礎頂面處的荷載還有力矩200kNm和水平荷載20kN（見例圖2-3），試確定矩形基礎底面尺寸。 -0.300.00830kN20kNpk maxpk min例圖2-32400Gk1000600700200kN

19、.m解 （1）初步確定基礎底面尺寸考慮荷載偏心，將基底面積初步增大20%，由式（225）得25 . 415. 1202358302 . 12 . 1mdfFAGak例題23取基底長短邊之比n=l/b=2，于是mnblmnAb0 . 35 . 125 . 12/5 . 4因b=1.5m3m，故fa無需作寬度修正。 （2）驗算荷載偏心距e基底處的總豎向力：Fk+Gk= 830+201.53.01.15= 933.5 kN基底處的總力矩： Mk= 200+200.6 = 212 kNm偏心距： e = Mk/ ( Fk+Gk ) =212/ 933.5 = 0.227 m 1.2fa = 282 k

20、Pa （不行） （4）調整底面尺寸再驗算 取b=1.6m，l=3.2m，則Fk+Gk= 830+201.63.21.15= 947.8 kN e=212/947.8=0.224m )(2 . 19 .262)2 . 3224. 061 (2 . 36 . 18 .947max可以akfkPap所以基底尺寸為1.6m3.2m。 -0.300.00830kN20kNpk maxpk min例圖2-32400Gk1000600700200kN.m2.5.2 地基軟弱下臥層承載力驗算E軟弱下臥層E圖2-17 軟弱下臥層驗算dzzp要求： z +czfaz 標準值僅作深度修正E軟弱下臥層E圖2-17 軟

21、弱下臥層驗算dzzp矩形基礎：tan2tan2cdkzzbzlplb條形基礎：tan2zzbpbcdk地基壓力擴散角地基壓力擴散角值值 表表2-72-7Es1/Es2z=0.25bz0.50b3623 510 25 1020 30 注：z0.25b 時取 =0，必要時， 宜由試驗確定；z0.50b時值不變。 例圖2-5中的柱下矩形基礎底面尺寸為 5.4m2.7m，試根據圖中各項資料驗算持力層和軟弱下臥層的承載力是否滿足要求。例題25 解 持力層承載力驗算b=0，d=1.0 ,則 fa=209+1.018.0(1.8-0.5)=232.4 kPaFk+Gk=1800+220+202.75.41.

22、8=2545kNkN Mk=950+1801.2+2200.62=13302kNkNm m )(4 .2326 .1744 . 57 . 22545可以kPafkPaAGFpakkk)(9 . 06512. 025451302可以mlmGFMekkk)(9 .2782 . 19 .2734 . 5512. 0616 .17461max可以kPafkPaleppakk軟弱下臥層承載力驗算 由Es1/Es2=7.5/2.5=3, z/b=2.5/2.70.50,查表2 -7得 =23，tan = 0.424。 tan2tan2zbzlplbcdkzkPa2 .57424. 05 . 227 . 2

23、424. 05 . 224 . 58 . 10 .186 .1747 . 24 . 5cz = 18.01.8+(18.7-10)2.5 =54.2 kPa 3/6 .123 . 42 .54mkNzdczmfaz = 75+1.012.6(4.3-0.5)=122.9 kPa cz + z =54.2+57.2 =111.4 kPa faz （可以） 2.5.3 按允許沉降差調整基礎底面尺寸（看）(1)基底尺寸對沉降的影響s=(1-2)bp0/E0 (2-31)a. 對比按pk=fa原則設計的兩個基礎（基底壓力相同） 因為、p0、E0為常量，所有s b ,故基礎底面積越大，沉降越大。b.對同

24、一基礎而言（F常量）p0F/A s (1-2)F/lE0 (2-32)故加大基礎底面積（l 增大）或長寬比n（減小）可以減少沉降量。(2)減少沉降量的措施a.加大底面積A(A加大10%，沉降約減少4.6%)；b.增大長寬比n(當n從1增大到3時，沉降約減少6%)。2.5.4 地基穩(wěn)定性驗算 對于經常承受水平荷載作用的高層建筑 、高聳結構，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，應對地基進行穩(wěn)定性驗算。 1.2 (2-42) SRMMK傾覆力矩傾覆力矩穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩dab 當基礎底面邊長不大于當基礎底面邊長不大于3m時，基礎的位置應滿足下列條件：時，基礎的位置應滿足下列條件：m5 . 2t

25、an5 . 3dba條形基礎條形基礎m5 . 2tan5 . 2dba矩形基礎矩形基礎 圖圖2-6 不不滿足上述條件時，應采用圓弧滑面法進行穩(wěn)定性檢算。滿足上述條件時，應采用圓弧滑面法進行穩(wěn)定性檢算。2.6 擴展基礎設計2.6.1 無筋擴展基礎設計要求：為基礎的剛性角tan20bbh表2-9 2-9 無筋擴展基礎臺階寬高比的允許值 磚基礎俗稱大放腳，其各部分的尺寸應符合磚的模數。砌筑方式有兩皮一收和二一間隔收（又稱兩皮一收與一皮一收相間）兩種（圖2-232-23）。兩皮一收是每砌兩皮磚，即120mm120mm，收進1/41/4磚長，即60mm60mm；二一間隔收是從底層開始，先砌兩皮磚，收進1

26、/41/4磚長，再砌一皮磚，收進1/41/4磚長，如此反復。 毛石基礎的每階伸出寬度不宜大于200mm200mm，每階高度通常取400400600mm600mm，并由兩層毛石錯縫砌成?；炷粱A每階高度不應小于200mm200mm，毛石混凝土基礎每階高度不應小于300mm300mm。灰土基礎施工時每層虛鋪灰土220220250mm250mm，夯實至150mm150mm，稱為“一步灰土”。根據需要可設計成二步灰土或三步灰土，即厚度為300mm300mm或450mm450mm，三合土基礎厚度不應小于300mm300mm。 無筋擴展基礎也可由兩種材料疊合組成，例如，上層用磚砌體，下層用混凝土。 例某

27、承重墻厚240mm240mm，作用于地面標高處的軸心荷載標準值Fk=180kN/m，基礎埋深d=1m，地基承載力特征值fa=220kPa，要求：(1)(1) 確定墻下條形基礎的底面寬度；(2)(2)按磚基礎設計，并分別按兩皮一收和二一間隔收（兩皮 一收與一皮一收相間）砌法畫出磚基礎剖面示意圖；(3)(3)按毛石基礎設計，并畫出剖面示意圖；(4)(4)按混凝土基礎設計，并畫出剖面示意圖。 解(1)(1)基礎寬度 mdfFbGak9 . 0120220180(2)(2)按磚基礎設計為符合磚的模數，取基底寬度b=0.96m，則磚基礎所需的臺階數為： 6602240960n(3)(3)按毛石基礎設計

28、基底寬度取0.9m，基礎分二階砌筑，每階高度為400mm，每階伸出寬度均小于200mm 。(4)(4)按混凝土基礎設計 混凝土強度等級采用C15，基底寬度取0.9m，基礎分二階，第一階高度250mm，伸出寬度180mm，臺階寬度比為180:250=1:1.39；第二階高度200mm，伸出寬度150mm，臺階寬高比為150:200=1:1.33。由p=fa=220kPa查表得臺階寬高比的允許值為1:1.25，符合要求。 2.6.2 墻下鋼筋砼條形基礎設計 僅由基礎頂面的荷載所產生的地基反力，稱為地基凈反力，并以pj表示。 對條形基礎：pj=F/b對矩形基礎：pj=F/bl F為設計值1.1.構造

29、要求 梯形截面基礎（圖2-222-22）的邊緣高度，一般不小于200mm200mm；基礎高度小于等于250mm250mm時，可做成等厚度板。 底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm和小于100 mm。當有墊層時，混凝土的保護層凈厚度不應小于40mm，無墊層時不應小于70mm。縱向分布筋直徑不小于8mm ，間距不大于300mm，每延米分布鋼筋的面積應不小于受力鋼筋面積的1/10. 基礎下的墊層厚度一般為100mm，(見下圖）每邊伸出基礎50100mm，墊層混凝土強度等級應為C10。返回混凝土強度等級不應低于C20。 當基礎寬度大于或等于2.5m時，底板受力鋼筋的長度可取基

30、礎寬度的0.9倍，并交錯布置。 (6)當地基軟弱時，為了減少不均勻沉降的影響，基礎截面可采用帶肋的板，肋的縱向鋼筋按經驗確定。 (7)基礎底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置，另一方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/4處（圖2-21a）。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置（圖2-21b）。2.軸心荷載作用(1)基礎高度計算截面位置：b1基礎懸臂部分計算截面的挑出 長度，如圖2-222-22：當墻體材料為混凝土時，b1為基礎邊緣至墻腳的距離；當為磚墻且放腳不大于1/41/4磚長時，b1為基礎邊緣至墻腳距離加上0.06m0.06m。 基礎內不配

31、箍筋和彎起筋，故基礎高度由混凝土的受剪承載力確定： V0.7 f t h0 （2-452-45） 式中V為剪力設計值：V= pj b1 （2-462-46）于是)472(7 .00tfVh基礎底板配筋懸臂根部的最大彎矩設計值M為：基礎每米長的受力鋼筋截面面積：式中As鋼筋面積； fy鋼筋抗拉強度設計值；h0基礎有效高度，0.90.9h0為截面內力臂的近似值。 2121bpMj09 . 0hfMAys3.偏心荷載作用（自學）【例2-7】某磚墻厚240mm，相當于荷載效應標準組合及基本組合時作用在基礎頂面的軸心荷載分別為144KN/m和190KN/m，基礎埋深為0.5m，地基承載力特征值為fak=

32、106KPa，擬按鋼筋混凝土條形基礎設計該基礎。 鏈接2.6.3 2.6.3 柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計 1.構造要求 階梯形基礎每階高度一般為300300500mm 500mm ，當基礎高度大于等于600mm600mm而小于900mm900mm時，階梯形基礎分二級；當基礎高度大于等于900mm900mm時，則分三級。當采用錐形基礎時，其邊緣高度不宜小于200mm200mm，頂部每邊應沿柱邊放出50mm 50mm 。 柱下鋼筋混凝土基礎的受力筋應雙向配置。現澆柱的縱向鋼筋可通過插筋錨入基礎中。插筋的數量、直徑以及鋼筋種類應與柱內縱向鋼筋相同。插入基礎的鋼筋，上下至少應有兩道箍筋固定。插筋與柱的

33、縱向受力鋼筋的連接方法，應按現行的混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。插筋的下端宜做成直鉤放在基礎底板鋼筋網上?；A沖切破壞簡圖2.軸心荷載作用(1)基礎高度基礎高度由混凝土受沖切承載力確定。設計時一般先按經驗假定基礎高度，得出h0，再代入式（2-55）進行驗算 。Fl 0.7hp f t bm h0 （2-55） hp受沖切承載力截面高度影響系數，當基礎高度h不大于800mm800mm時， hp取1.01.0；當h大于等于2000mm2000mm時， hp取0.90.9，其間按線性內插法取用 。 當沖切破壞錐體的底邊落在基礎底面之內，即bbc+2h0時 ，要求：20000()()0.7(257)22

34、22ccjhptcablbph bhfbhh 當bbc+2h0時 ，要求：)582()22()(7 . 02220000bhbhhbfbhalpccthpcj 對于階梯形基礎，例如分成二級的階梯形，除了對柱邊進行沖切驗算外，還應對上一階底邊變階處進行下階的沖切驗算。驗算方法與上面柱邊沖切驗算相同，只是在使用式（2-572-57）和（2-582-58）時，ac、bc分別換為上階的長邊l1和短邊b1，h0換為下階的有效高度h01便可。 當基礎底面全部落在4545沖切破壞錐體底邊以內時，則成為剛性基礎，無需進行沖切驗算。 (2)底板配筋 配筋計算時，將基礎板看成四塊固定在柱邊的梯形懸臂板（圖2-27

35、2-27）。 當基礎臺階寬高比tan 2.52.5時，底板彎矩設計值可按下述方法計算。 )592(22412ccjbbalpM)602(9 . 00hfMAys ccjalbbpM2241200.9()syMAfhd3.偏心荷載作用 如果只在矩形基礎長邊方向產生偏心，則當荷載偏心距e l/ /6 6時，基底凈反力設計值的最大和最小值為： 或)642(62minmaxblMlbFppjje0為凈偏心距， e0 =M/F返回)632()61 (0minmaxlelbFppjj(1)基礎高度 可按式（2-57）或（2-58）計算，但應以pjmax代替式中的pj 。(2)底板配筋 仍可按式（2-60）

36、和（2-62）計算鋼筋面積，但式（2-60）中的M應按下式計算： 式中pj為-截面的凈反力設計值，按下式計算：鏈接)652(24812maxmaxcjjcjjalbppbbppM)(2minmaxminjjcjjpplalpp【例2-8】設計例圖2-8所示的柱下獨立基礎。已知相應于荷載效應基本組合時的柱荷載F=700KN，M=87.8KNm，柱截面尺寸為300mm400mm，基礎底面尺寸為1.6m2.4m。【解】采用C20混凝土，HPB235級鋼筋，查表得ft=1.10N/mm2，fy=210N/mm2。墊層采用C10混凝土。（1）計算基底凈反力設計值jFpbl700182.31.6 2.4k

37、Pa凈偏心距： 0/eMF87.8/7000.125mmax0min6(1)jjpeFplbl基底最大和最小凈反力設計值： 6 0.125182.3 (1)2.4239.3125.3kPa（2）基礎高度 柱邊截面驗算 取h=600mm，h0=555mm，則 因偏心受壓，按式（2-57）計算時pj取pjmax 。 該式左邊：02cbh0.32 0.555 1.41mm1.6bm2max00()()2222ccjablbph bh22.40.41.60.30.5550.5552222239.3 () 1.6() 168.2KN該式右邊： 基礎分兩級，下階h1 =300mm，h01=255mm，取l

38、1=1.2m ，b1=0.8m。000.7hptcfbhh0.7 1.0 1100 (0.30.555) 0.555365.4168.2kNkN（可以）變階處截面驗算112ohb1.60bm0.82 0.2551.31m 沖切力： 抗沖切力：211max0101()()2222jlblbphbh22.41.21.60.80.2550.2552222239.3 () 1.6() 127.1KN101010.7hptfbhh0.7 1.0 1100 (0.80.255) 0.255207.1127.1kNkN符合要求。（3）配筋計算： 計算基礎長邊方向的彎矩設計值，取-截面：minmaxmin()

39、2cjjjjlappppl2.40.4(239.3 125.3)191.82 2.4125.3kPa2maxmax1248jjcjjcMppbbppbla21(239.3 191.8)(2 1.6 0.3) (239.3 191.8) 1.6 (2.4 0.4)48132.1kN m-截面： 計算過程類似-截面，AS=1150mm2 比較AS和AS，應按AS配筋，現于1.6m寬度范圍內配11 12，AS=1244mm2。 計算基礎短邊方向的彎矩，代入式（2-61），具體過程詳見課本。00.9syMAf h62132.1 1012590.9 210 555mm2.8 減輕不均勻沉降危害的措施概念

40、：均勻沉降對結構本身無危害； 不均勻沉降危害大。(b)(c)(d)填土硬土 圖 2-31 不均勻沉降引起磚墻開裂（a）土層分布較均勻 （b）中部硬土層凸起（c）松散土層（如填土）厚度變化較大（d）上部結構荷載差別較大(a) 如何防止或減輕不均勻沉降造成的損害，是設計中必須認真考慮的問題。 解決這一問題的途徑有二：一是設法增強上部結構對不均勻沉降的適應能力；二是設法減少不均勻沉降或總沉降量。 具體的措施不外有：采用柱下條形基礎、筏基和箱基等，以減少地基的不均 勻沉降；采用樁基或其他深基礎，以減少總沉降量（不均勻沉降相 應減少）；對地基某一深度范圍或局部進行人工處理；從地基、基礎、上部結構相互作用

41、的觀點出發(fā)，在建筑、 結構和施工方面采取本節(jié)介紹的某些措施，以增強上部 結構對不均勻沉降的適應能力。 2.8.1 建筑措施1.建筑物的體型應力求簡單體型簡單：平面立面體型復雜：2 .控制建筑物的長高比及合理布置墻體 建筑物在平面上的長度和從基礎底面起算的高度之比，稱為建筑物的長高比。 當預估的最大沉降量超過120mm120mm時，對三層和三層以上的房屋，長高比不宜大于2.52.5；對于平面簡單，內、外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長高比的控制可適當放寬，但一般不大于3.03.0。 沉降曲線（）裂 縫圖234 建筑物因長高比過大而開裂 合理布置縱、橫墻，是增強砌體承重結構房屋整體剛度的重要措施之一

42、。因此，當地基不良時，應盡量使內、外縱墻不轉折或少轉折，內橫墻間距不宜過大，且與縱墻之間的連接應牢靠，必要時還應增強基礎的剛度和強度。 3.設置沉降縫 為了使各沉降單元的沉降均勻，宜在建筑物的下列部位設置沉降縫：建筑物平面的轉折處；建筑物高度或荷載有很大差別處；長高比不合要求的砌體承重結構以及鋼筋混凝土框架結 構的適當部位；地基土的壓縮性有顯著變化處；建筑結構或基礎類型不同處；分期建造房屋的交界處；擬設置伸縮縫處（沉降縫可兼作伸縮縫）。 有防滲要求的地下室一般不宜設置沉降縫。因此，對于具有地下室和裙房的高層建筑，為減少高層部分與裙房間的不均勻沉降，常在施工時采用后澆帶將兩者斷開，待兩者間的后期

43、沉降差能滿足設計要求時再連接成整體。 4.鄰近建筑物基礎間應有一定的凈距 浙江永嘉縣兩棟居民樓由于相距甚近，造成相互傾斜各達3839cm，后側樓頂已相接觸。 這種相鄰影響主要表現為： 同期建造的兩相鄰建筑物之間會彼此影響，特別是當兩建筑物輕（低）重（高）差別較大時，輕者受重者的影響較大； 原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。 決定基礎間凈距的主要指標是受影響建筑（被影響者）的剛度（用長高比來衡量）和影響建筑（產生影響者）的預估平均沉降量（見表2-112-11）。 5 .5 .調整某些設計標高 沉降改變了建筑物原有的標高，嚴重時將影響建筑物的使用功能，這時可采取下列措施進行調整：根據預估

44、的沉降量，適當提高室內地坪或地下設施的 標高；建筑物各部分（或設備之間）有聯(lián)系時，可將沉降較 大者的標高適當提高；在建筑物與設備之間，應留有足夠的凈空；有管道穿過建筑物時，應預留足夠尺寸的孔洞，或采 用柔性管道接頭等。 2.8.2 2.8.2 結構措施 1 .1 .減輕建筑物的自重 減少墻體的重量。如采用空心砌塊、多孔磚或其他輕質 墻。選用輕型結構。如采用預應力混凝土結構、輕鋼結構及 各種輕型空間結構。減少基礎及其上回填土的重量?？梢赃x用覆土少、自重輕 的基礎形式，如殼體基礎、空心基礎等。如室內地坪較 高，可以采用架空地板代替室內厚填土。 2 .2 .設置圈梁 圈梁的作用在于提高砌體結構抵抗彎

45、曲的能力。 當建筑物產生碟形沉降時，墻體產生正向撓曲，下層的圈梁將起作用；反之，墻體產生反向撓曲時，上層的圈梁則起作用。由于不容易正確估計墻體的撓曲方向，故通常在房屋的上、下方都設置圈梁。 圈梁的布置，多層房屋宜在基礎面附近和頂層門窗頂處各設置一道，其他各層可隔層設置（必要時也可層層設置），位置在窗頂或樓板下面。對于單層工業(yè)廠房及倉庫，可結合基礎梁、連梁、過梁等酌情設置。 3 .3 .設置基礎梁（地梁） 在廣東，地梁特指框架結構中的基礎梁。地梁的作用：(1)(1)承墻；(2)(2)調整不均勻沉降。 基礎梁的設置常帶有一定的經驗性（僅起承墻作用時例外），其底面一般置于基礎表面（或略高些），過高則

46、作用下降，過低則施工不便?；A梁的截面高度可取柱距的1/141/141/81/8，上下均勻通長配筋，每側配筋率為0.4%0.4%1.0%1.0%。 4 .減小或調整基底附加壓力 設置地下室（或半地下室）。 其作用之一是以挖除的土重去抵消（補償）一部分甚至全部的建筑物重量，從而達到減小基底附加壓力和沉降的目的，這一概念在3.8.33.8.3節(jié)中還將作進一步的闡明。地下室（或半地下室）還可只設置于建筑物荷載特別大的部位，通過這種方法可以使建筑物各部分的沉降趨于均勻。 調整基底尺寸 p1p2上層傳來的荷載操作平臺裂縫墻柱墻p框架柱(大廳)（門廊）裂縫廊柱（b）（a） 圖2-41 基礎尺寸不妥當引起的

47、損壞s ss sp2ppps2ss5. 5. 采用對不均勻沉降欠敏感的結構型式 排架、三鉸拱（架）等鉸接結構。 油罐、水池等的基礎底板常采用柔性底板，以便更好地順從、適應不均勻沉降。 2.8.3 施工措施 1 .遵照先重（高）后輕（低）的施工程序遵照先重（高）后輕（低）的施工程序 ；2 .注意堆載、沉樁和降水等對鄰近建筑物的影響注意堆載、沉樁和降水等對鄰近建筑物的影響 ；3 .注意保護坑底土體注意保護坑底土體 。 在淤泥及淤泥質土地基上開挖基坑時，要注意盡可能不擾動土的原狀結構。剛性基礎可按下列步驟進行結構設計：剛性基礎可按下列步驟進行結構設計： 1）選擇基礎的材料和立面形式；）選擇基礎的材料

48、和立面形式； 2）選擇地基持力層并決定基礎的埋置深度；）選擇地基持力層并決定基礎的埋置深度； 3）計算基礎底面積并決定其尺寸（循環(huán)試算）；）計算基礎底面積并決定其尺寸（循環(huán)試算）； 4）必要時計算地基基礎的穩(wěn)定性和沉降；）必要時計算地基基礎的穩(wěn)定性和沉降； 5）檢算基礎的剛性角或臺階的寬高比；）檢算基礎的剛性角或臺階的寬高比； 6）決定基礎的細部尺寸并繪制結構圖。）決定基礎的細部尺寸并繪制結構圖。復習與鞏固復習與鞏固1. 剛性基礎的結構設計剛性基礎的結構設計 某承重磚墻厚某承重磚墻厚370mm，傳至基礎正負零標高處的軸向壓力為，傳至基礎正負零標高處的軸向壓力為Fk=200kN/m，已知地基為均勻的粉質粘土，天然重度為，已知地基為均勻的粉質粘土，天然重度為 =17.5kN/m3，孔隙比及液性指數均為，孔隙比及液性指數均為0.75，由靜載試驗確定的地，由靜載試驗確定的地基承載力特征值為：基承載力特征值為： fak=150kPa，試完成該基礎的結構設計。，試完成該基礎的結構設計。 解：根據已知條件按前述步驟進行設計。解：根據已知條件按前述步驟進行設計。 1）選擇）選擇C15素混凝土為基礎的材料，立面形式待定；素混凝土為基礎的材料，立面形式待定； 2）地基單一，地基持力層為粉質粘土，初步決定基礎的埋）地基單一，地基持力