未經(jīng)加固處理PPT課件

1、第一節(jié) 概述二、淺基礎設計內容及步驟1.了解擬建場地工程地質條件的基礎上，合理選擇基礎類型、平面布置及埋深；2.按地基承載力確定基礎底面尺寸；3.進行必要的地基穩(wěn)定性和變形驗算；4.基礎結構的內力分析和截面設計，并繪制施工圖。第1頁/共68頁按受力性能分剛性基礎剛性擴大基礎單獨和聯(lián)合基礎 擋土墻下條形基礎 柔性基礎柱下條形基礎 筏板基礎 箱形基礎第二節(jié) 淺基礎的類型第2頁/共68頁剛性基礎基礎在外力（包括基礎自重）作用下，基底的地基反力為，此時基礎的懸出部分a-a斷面左端，相當于承受著強度為的均布荷載的懸臂梁，在荷載作用下，a-a斷面將產(chǎn)生彎曲拉應力和剪應力。當基礎具有足夠的截面使材料的容許應

2、力大于由地基反力產(chǎn)生的彎曲拉應力和剪應力時，a-a斷面不會出現(xiàn)裂縫，這時，基礎內不需配置受力鋼筋，這種基礎稱為剛性基礎。它是橋梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基礎類型。 第3頁/共68頁柔性基礎基礎在基底反力作用下，在a-a斷面產(chǎn)生彎曲拉應力和剪應力若超過了基礎的強度極限值，為了防止基礎在a-a斷面開裂甚至斷裂，可將剛性基礎尺寸重新設計，并在基礎中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種基礎稱為柔性基礎剛性基礎第4頁/共68頁剛性基礎的特點優(yōu)點：穩(wěn)定性好、施工簡便、能承受較大的荷載，所以只要地基強度能滿足要求缺點：自重大，并且當持力層為軟弱土時，由于擴大基礎面積有一定限制，需要對地基進行處理或加固后才能采用，否則

3、會因所受的荷載壓力超過地基強度而影響建筑物的正常使用。 柔性基礎的特點l優(yōu)點：整體性能較好，抗彎剛度較大。在土質較差的地基上修建高層建筑物時，采用這種基礎形式是適宜的。l缺點：柔性基礎，特別是箱形基礎，鋼筋和水泥用量較大，施工技術要求較高，所以采用這種基礎形式應與其它基礎方案（如采用樁基礎等）比較后再確定。第5頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型剛性基礎剛性擴大基礎單獨和聯(lián)合基礎 擋土墻下條形基礎 第6頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型柔性基礎 柱下條形基礎 筏板基礎 箱形基礎第7頁/共68頁按材料分類磚基礎毛石基礎灰土基礎混凝土及毛石混凝土基礎鋼筋混凝土基礎第8頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型按材

4、料分:u磚基礎：大放角基礎。兩皮一收或兩皮一收與一皮一收相間。注意對材料的最底要求。u毛石基礎：毛石為未經(jīng)加工整平的石料。注意其構造要求及臺階高寬比要求。u灰土基礎：依體積比分為3：7灰土、2：8灰土，灰土干重度14.515.5KN/m ,容許承載力可達250300KPa。優(yōu)點：施工簡便，造價便宜，可節(jié)約水泥、磚石材料。缺點：在水中硬化慢，早期強度低，抗水性差，抗凍性差。一般只用于冰凍線以下，地下水位以上。u鋼筋混凝土基礎u混凝土和毛石混凝土基礎第9頁/共68頁磚基礎磚基礎：低層建筑墻下基礎。砌筑方便，強度低、：低層建筑墻下基礎。砌筑方便，強度低、抗凍性差。砌法：二一間隔收（抗凍性差。砌法：二

5、一間隔收（1/4磚）磚）返回第10頁/共68頁毛石基礎：毛石基礎：砌筑較方便，抗凍性好。砌法：砌筑較方便，抗凍性好。砌法：錯縫搭接。錯縫搭接。 MU20毛石 M5砂漿 MU20毛石 M5砂漿返回第11頁/共68頁混凝土與毛石混凝土基礎：混凝土與毛石混凝土基礎：強度、耐久性和抗凍性均強度、耐久性和抗凍性均較好，適于荷載大及地下水位以下結構。摻入片石要較好，適于荷載大及地下水位以下結構。摻入片石要求：占體積求：占體積2030%，尺寸，尺寸300mm摻入毛石摻入毛石 節(jié)約水泥節(jié)約水泥柱下混凝土基礎柱下混凝土基礎墻下砼基礎墻下砼基礎第12頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型l十字交叉l閥板l箱形柱下條形基

6、礎，柱下十字交叉條形基礎，筏板基礎，箱形基礎。長度遠大于寬度的基礎單獨基礎聯(lián)合基礎條形基礎按構造分類第13頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型三、擴展基礎：（一）無筋擴展基礎（剛性基礎）1、材料：磚、毛石、灰土或三合土。2、構造要求:保證抗拉強度、抗剪強度第14頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型（二）鋼筋混凝土擴展基礎1、特點：抗彎、剪性能好。2、形式：墻下和柱下鋼筋混凝土擴展基礎。第15頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型四、聯(lián)合基礎第16頁/共68頁柱柱底板底板梁梁第17頁/共68頁第18頁/共68頁第19頁/共68頁第二節(jié) 淺基礎的類型五、獨立基礎第20頁/共68頁第三節(jié) 基礎埋置深度的選擇一、工

7、程水文地質條件： 基礎底面應盡量埋于地下水位以上，以避免地下水對基坑施工的影響，如必須埋在地下水位以下時，則應采取措施（如基坑排水、坑壁圍護等），以保證地基土施工時不受擾動。地下水對基礎材料的侵蝕作用及防護措施也應充分考慮。 第21頁/共68頁第三節(jié) 基礎埋置深度的選擇二、建筑物的用途及基礎類型 建筑物的用途影響基礎埋深的選擇。如有地下室的建筑，埋深由地下室標高決定；工業(yè)建筑中的地下設施和設備基礎，不能離建筑物基礎太近。 基礎類型是影響埋深的另一個主要因素。對于由磚石材料砌筑的剛性基礎，因其高度相對較大，若埋深較小則有露的可能因此，基礎的埋深由基礎的構造高度決定。 第22頁/共68頁第三節(jié) 基

8、礎埋置深度的選擇三、作用在基礎上的荷載大小和性質 對于只受垂直荷載作用的基礎，可根據(jù)荷載的大小經(jīng)過地基承載力的計算，選擇持力層，確定埋深；如果基礎同時還承受水平荷載作用（如擋土墻、廠房柱基、煙囪、水塔等構筑物的基礎），則應加大埋深，以增強土層對基礎的嵌固作用，保證構筑物的穩(wěn)定性第23頁/共68頁第三節(jié) 基礎埋置深度的選擇四、相鄰建筑物基礎埋深 為保證相鄰原有建筑物在施工期間的安全和正常使用，基礎埋深不宜深于相鄰原有建筑物的基礎。五、地基土的凍脹和融陷 在有凍脹性土的地區(qū)建設時，除基礎埋深必須符合上述規(guī)定外，還應根據(jù)土的凍脹性和凍深的大小，采取一些相應的防凍害措施。第24頁/共68頁1、地基承載

9、力：地基在保證其穩(wěn)定的前提下，滿足建筑物各類變形要求時的承載能力。2、地基承載力的確定方法：a、根據(jù)規(guī)范表格確定；b、按靜載荷試驗方法確定；c、根據(jù)土的強度理論計算確定；d、根據(jù)相鄰條件相似的建筑物經(jīng)驗確定。第四節(jié) 地基承載力設計值第25頁/共68頁第四節(jié) 地基承載力設計值一、按土的抗剪強度指標確定（一）魏錫克公式承載力設計值按下式計算： 折減系數(shù)； 有效面積；A 基礎實際面積。K安全系數(shù)23。12uurr rqq qcc cfbN S iqN S icN S i/uAKAuA第26頁/共68頁第四節(jié) 地基承載力設計值（二）規(guī)范推薦的理論公式長期承載力設計值：短期承載力設計值：14vqkcfp

10、bMqMc M3.14vufqc第27頁/共68頁第四節(jié) 地基承載力設計值二、按地基載荷試驗確定承載力實測值：對低壓縮性土：對高壓縮性土：或或(當當 )12.0upp02ufp01fp00.010.015fp第28頁/共68頁第四節(jié) 地基承載力設計值三、軟弱下臥層驗算當?shù)鼗芰臃秶鷥却嬖谲浫跸屡P層時，還必須對下臥層進行驗算?；讐毫藴手担换讐毫藴手?；基底處自重壓力值；基底處自重壓力值；應力擴散角；應力擴散角；pcpcz2 tan2 tankczlb ppplzbzzczazppfkpcppz第29頁/共68頁第五節(jié) 連續(xù)基礎概述連續(xù)基礎:在地基平面上一個或兩個方向的尺度與其豎截面高度相

11、比較大.一般可看成是地基上的受彎構件，如梁、板。連續(xù)基礎的特點:它的撓曲特征、基底反力和截面內力分布與地基、基礎以及上部結構的相對剛度特征有關，因此考慮要三者相互作用問題。例如：高層建筑地基、基礎和上部結構三者相互作用的過程中，地基起主導作用，其次是基礎，另外還受到上部結構剛度的約束作用。第30頁/共68頁連續(xù)基礎條形基礎筏板基礎箱形基礎補償性基礎多層住宅的磚混結構，其特點是墻體直接承受各層樓板或樓面梁的荷載，荷載以線荷載的形式傳至基礎頂面。高層建筑的特點之一就是層數(shù)多、高度高、體積大。當?shù)鼗休d力及地基沉降變形能滿足要求時,大部分高層建筑基礎可采用箱形或箱筏式結構?；A有足夠埋深使得基底的實

12、際壓力等于該處原來土體的自重壓力，即基坑開挖移去的土重補償了建筑物的重量第五節(jié) 連續(xù)基礎概述第31頁/共68頁1、是天然基礎，不需進行特殊人工處理；2、地基承載力有所提高；3、增加建筑物的穩(wěn)定性；4、減少建筑物總沉降量。連續(xù)基礎條形基礎筏板基礎箱形基礎補償性基礎多層住宅的磚混結構，其特點是墻體直接承受各層樓板或樓面梁的荷載，荷載以線荷載的形式傳至基礎頂面。高層建筑的特點之一就是層數(shù)多、高度高、體積大。當?shù)鼗休d力及地基沉降變形能滿足要求時,大部分高層建筑基礎可采用箱形或箱筏式結構。第五節(jié) 連續(xù)基礎概述優(yōu)點其形式有：片筏基礎和箱型基礎。第32頁/共68頁u“零層板”的方法即是補償性基礎中最簡單的

13、方法，它在片筏基礎上回填少量的房心土，不須壓實，一樓地面采用架空樓板，減少填土重量，提高地基承載力。u條形基礎沉降曲線是“鍋底狀” ，中部沉降最大，兩邊沉降最小，若處理不當，將產(chǎn)生不均勻沉降，在進行房心土回填時，兩端多填點，中間少填點，恰好可抵消這種沉降變形傾向。第五節(jié) 連續(xù)基礎概述補償性基礎應用實例第33頁/共68頁第六節(jié) 連續(xù)基礎地基計算模型u一、文克勒地基模型（1867）u地基上任一點所受的壓力強度p與該點的地基沉降s成正比，即式中，比例常數(shù)k為基床系數(shù)。pks第34頁/共68頁第六節(jié) 連續(xù)基礎地基計算模型基床系數(shù)k參考值土的名稱土的狀態(tài)k（kN/m3）弱淤泥質土、有機質土 0.5104

14、1.0104粘土、粉質粘土軟塑0.51042.0104可塑2.01044.0104硬塑4.010410.0104砂土松散0.71041.5104中密1.51042.5104密實2.51044.0104礫土中密2.51044.0104黃土、黃土性粉質粘土 4.01045.0104第35頁/共68頁第六節(jié) 連續(xù)基礎地基計算模型 二、彈性半空間地基模型 彈性半空間的計算模型rzoP彈性半空間20(1)( , ,0)Psw x yE r第36頁/共68頁第六節(jié) 連續(xù)基礎地基計算模型對于任意荷載對于均布矩形荷載第37頁/共68頁第七節(jié) 文克勒地基上梁的計算一、無限長梁的解答根據(jù)作用于梁單元上豎向的靜力平

15、衡條件將上式對x求兩次導數(shù),可得根據(jù)材料力學,梁撓度的微分方程由此得第38頁/共68頁二、有限長梁的計算第七節(jié) 文克勒地基上梁的計算引起的彎矩Md和剪力Vd分別為：第39頁/共68頁三、基床系數(shù)的確定 如果地基是一種直線變形體，i點的基床系數(shù)ki可以表示為K值取決于地基土層的分布情況及其壓縮性、基底的大小和形狀，與基礎荷載和剛度有關的地基中的應力等因素第七節(jié) 文克勒地基上梁的計算1iiiniijjjjppksp f第40頁/共68頁例題：如圖所示，承受對稱柱荷載的鋼筋混凝土條形基礎的抗彎剛度EcI=4.3e3MPam4，長l=17m，底面寬b=2.5m。地基土的壓縮模量Es=10MPa，基巖面

16、位于基底以下5m處。試計算基礎中點C處的撓度，彎矩和基底凈反力。第41頁/共68頁第42頁/共68頁第43頁/共68頁第44頁/共68頁第45頁/共68頁對其他各點計算后，繪制基底凈反力圖、剪力圖和彎矩圖第46頁/共68頁柱下條形基礎通常在下列情況下采用:1.當上部結構傳下的荷載較大,地基的承載力較低,采用各種形式的單獨基礎不能滿足設計要求時。2.當采用單獨基礎所需底面積由于鄰近建筑物或構筑物基礎的限制而無法擴展時。3.地基土質變化較大或局部有不均勻的軟弱地基。4.各柱荷載差異過大。5. 防止過大的不均勻沉降量時。第八節(jié) 柱下條形基礎第47頁/共68頁簡化計算方法：有靜力平衡法和倒梁法兩種，

17、都是不考慮地基與上部結構變形協(xié)調條件。假定基底反力按線性分布,僅進行滿足靜力平衡條件下梁的計算。適用范圍：當柱荷載比較均勻, 柱距相差不大, 基礎與地基相對剛度較大, 可忽略柱下不均勻沉降時采用。第八節(jié) 柱下條形基礎第48頁/共68頁一、計算圖式上部結構荷載和基礎剖面圖第八節(jié) 柱下條形基礎第49頁/共68頁靜力平衡法計算圖式第八節(jié) 柱下條形基礎第50頁/共68頁 倒梁法計算圖式第八節(jié) 柱下條形基礎第51頁/共68頁二、靜力平衡法和倒梁法的應用1. 靜力平衡法具體步驟 (1) 先確定基礎梁縱向每米長度上地基凈反力設計值靜力平衡法計算模型第八節(jié) 柱下條形基礎(一)、靜力平衡法第52頁/共68頁計算

18、圖式(2)對基礎梁從左至右取分離體, 列出分離體上豎向力平衡方程和彎矩平衡方程,求解梁縱向任意截面處的彎矩和剪力。第八節(jié) 柱下條形基礎第53頁/共68頁地基壓縮性和基礎荷載分布都比較均勻,基礎高度大于柱距的1/ 6或平均柱距滿足l 1.75 I,且上部結構為柔性結構時的柱下條形基礎和聯(lián)合基礎.第八節(jié) 柱下條形基礎2.靜力平衡法適用條件第54頁/共68頁（1） 由于靜力平衡法不考慮基礎與上部結構的相互作用,因而在荷載和直線分布的基底反力作用下可能產(chǎn)生整體彎曲。（2）上述適用條件中,要求上部結構為柔性結構。如何判斷上部結構為柔性結構,從絕大多數(shù)建筑的實際剛度來看,均介于絕對剛性和完全柔性之間,目前

19、還難以定量計算。 第八節(jié) 柱下條形基礎3.對靜力平衡法的一些看法第55頁/共68頁1.倒梁法具體步驟(1)先用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計算出梁各跨的初始彎矩和剪力。彎矩系數(shù)法的計算內力表達式為:彎矩系數(shù)和剪力系數(shù)按所計算的梁跨數(shù)和其上作用的均布荷載形式,直接從建筑結構靜力計算手冊中查。第八節(jié) 柱下條形基礎M=彎矩系數(shù) Pj b l2；V=剪力系數(shù) Pj b l(二) 倒梁法第56頁/共68頁(2)調整不平衡力:首先,由支座處柱荷載和求得的支座反力1計算不平衡力:式中 支座處不平衡力, 左，右 支座處梁截面左、右邊剪力其次,將各支座不平衡力均勻分布在相鄰兩跨的各1/ 3跨度范圍內如圖6 ,按下式計

20、算:第八節(jié) 柱下條形基礎iiiRFRiiRV V左i右第57頁/共68頁繼續(xù)用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計算出此情況的彎矩和剪力,并求出其支座反力與原支座反力疊加,得到新的支座反力。第58頁/共68頁(3)重復步驟(2),直至不平衡力在計算容許精度范圍內。 (4)將逐次計算結果疊加即可得到最終彎矩和剪力。計算簡圖和支座反力柱荷載和柱距圖第八節(jié) 柱下條形基礎第59頁/共68頁2. 倒梁法適用條件(1)地基壓縮性和基礎荷載分布都比較均勻,基礎高度大于柱距的1/ 6或平均柱距滿足 1.75 /,且上部結構剛度較好時的柱下條形基礎,可按倒梁法計算。(2)基礎梁的線剛度大于柱子線剛度的3倍第八節(jié) 柱下條形基礎第60頁/共68頁3.對倒梁法的一些看法(1)滿足上述適用條件之一的條形基礎一般都能迫使地基產(chǎn)生比較均勻的下沉,與假定的地基反力按直線分布基本吻合。(2) 柱距不宜過大,盡量等間距。(3)當基礎與地基相對剛度愈小,柱荷載作用點下反力會過于集中成“鐘形” 。(3) 將第一步用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計算出的彎矩和剪力直接作為最終值,這對于中間支座及其中間跨中來說是偏于安全的,而對于邊跨及其支座是偏于不安全。第八節(jié) 柱下條形基礎第61頁/