第八章天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第八章第八章 天然地基天然地基(dj)上的淺基礎(chǔ)設(shè)計上的淺基礎(chǔ)設(shè)計第一頁，共61頁。 做在天然地基上，埋置深度小于做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過米的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過5米，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)），在計算中基礎(chǔ)的側(cè)面摩擦力不必考慮，統(tǒng)稱為米，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)），在計算中基礎(chǔ)的側(cè)面摩擦力不必考慮，統(tǒng)稱為。第1頁/共61頁第二頁，共61頁。第2頁/共61頁第三頁，共61頁。常用淺基礎(chǔ)體型不大、結(jié)構(gòu)簡單，在計算單個基礎(chǔ)時，一般既不遵循上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件，也不考慮地基與基礎(chǔ)的相互作

2、用。這種簡化法也經(jīng)常用于其它復(fù)雜基礎(chǔ)的初步設(shè)計，稱為常用淺基礎(chǔ)體型不大、結(jié)構(gòu)簡單，在計算單個基礎(chǔ)時，一般既不遵循上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件，也不考慮地基與基礎(chǔ)的相互作用。這種簡化法也經(jīng)常用于其它復(fù)雜基礎(chǔ)的初步設(shè)計，稱為。第3頁/共61頁第四頁，共61頁。第4頁/共61頁第五頁，共61頁。 常規(guī)設(shè)計法是把上部常規(guī)設(shè)計法是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者作結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者作為彼此離散的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單為彼此離散的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析（如圖元進(jìn)行力學(xué)分析（如圖6-1）。）。 不難看出常規(guī)設(shè)計法不難看出常規(guī)設(shè)計法有不合理之處，因?yàn)榈鼗胁缓侠碇帲驗(yàn)榈鼗?、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沿接觸面分離后，雖然滿足靜力平衡

3、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)沿接觸面分離后，雖然滿足靜力平衡但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。第5頁/共61頁第六頁，共61頁。第6頁/共61頁第七頁，共61頁。(a)(b)第7頁/共61頁第八頁，共61頁。6-32.剛性剛性(n xn)基礎(chǔ)基礎(chǔ)的的“架越作用架越作用”。第8頁/共61頁第九頁，共61頁。3.基礎(chǔ)相對剛度的影響基礎(chǔ)相對剛度的影響6-66-7結(jié)論：基礎(chǔ)相對剛度越大，架越作用越明顯，基底壓力分布與上部荷載分布越不一致。結(jié)論：基礎(chǔ)相對剛度越大，架越作用越明顯，基底壓力分布與上部荷載分布越不一致。第9頁/共61頁第十頁，共61頁。6-81.地基壓

4、縮性不均勻的影響地基壓縮性不均勻的影響第10頁/共61頁第十一頁，共61頁。2.不均勻地基不均勻地基(dj)上荷載分布不同的影響上荷載分布不同的影響圖6-9第11頁/共61頁第十二頁，共61頁。第12頁/共61頁第十三頁，共61頁。第13頁/共61頁第十四頁，共61頁?？砂凑湛砂凑?、分類。分類。1、磚基礎(chǔ)：、磚基礎(chǔ)：大放角基礎(chǔ)。兩皮一收或兩皮一收與一皮一收相間。大放角基礎(chǔ)。兩皮一收或兩皮一收與一皮一收相間。對材料的最底要求。對材料的最底要求。2、毛石基礎(chǔ)：、毛石基礎(chǔ)：毛石：未經(jīng)加工整平的石料。毛石：未經(jīng)加工整平的石料。其構(gòu)造要求及臺階高寬比要求。其構(gòu)造要求及臺階高寬比要求。3、灰土基礎(chǔ)：、灰土

5、基礎(chǔ)：依體積比分為依體積比分為3：7灰土、灰土、2：8灰土，灰土，灰土干重度灰土干重度14.515.5KN/m ,容許承載力可達(dá)容許承載力可達(dá)250300KPa。3應(yīng)：捏緊成團(tuán)，落地開花。應(yīng)：捏緊成團(tuán)，落地開花。第14頁/共61頁第十五頁，共61頁。施工簡便，造價便宜，可節(jié)約水泥、磚石材料。施工簡便，造價便宜，可節(jié)約水泥、磚石材料。在水中硬化慢，早期強(qiáng)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。在水中硬化慢，早期強(qiáng)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。4、灰漿碎磚三合土基礎(chǔ)。、灰漿碎磚三合土基礎(chǔ)。石灰、砂、骨料體積比為石灰、砂、骨料體積比為1：2：41

6、：3：6。5、混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)。、混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)。6、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。、鋼筋混凝土基礎(chǔ)。1、條形基礎(chǔ)：長度、條形基礎(chǔ)：長度(chngd)遠(yuǎn)大于寬度的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)大于寬度的基礎(chǔ)。2、獨(dú)立、獨(dú)立(dl)基礎(chǔ)?；A(chǔ)。3、聯(lián)合基礎(chǔ)：柱下條形基礎(chǔ)，柱下十字交叉條形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)。、聯(lián)合基礎(chǔ)：柱下條形基礎(chǔ)，柱下十字交叉條形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)。第15頁/共61頁第十六頁，共61頁。tantan第16頁/共61頁第十七頁，共61頁。第17頁/共61頁第十八頁，共61頁。第18頁/共61頁第十九頁，共61頁。殼體的設(shè)計及構(gòu)造見殼體的設(shè)計及構(gòu)造見建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

7、。第19頁/共61頁第二十頁，共61頁。指受壓極限強(qiáng)度較大，而受彎、受拉極限強(qiáng)度較小的材料所建造的基礎(chǔ)。指受壓極限強(qiáng)度較大，而受彎、受拉極限強(qiáng)度較小的材料所建造的基礎(chǔ)。指鋼筋混凝土基礎(chǔ)。利用其抗彎、抗拉性能。不受臺階寬高比限制，可寬基淺埋。指鋼筋混凝土基礎(chǔ)。利用其抗彎、抗拉性能。不受臺階寬高比限制，可寬基淺埋。第20頁/共61頁第二十一頁，共61頁。3、內(nèi)力計算、內(nèi)力計算（1）按直線分布假定計算基底靜反力）按直線分布假定計算基底靜反力（2）按混凝土規(guī)范對基礎(chǔ)高度和變階）按混凝土規(guī)范對基礎(chǔ)高度和變階處進(jìn)行受沖切和受剪切承載力驗(yàn)算；處進(jìn)行受沖切和受剪切承載力驗(yàn)算；（3）錐形基礎(chǔ)的邊緣）錐形基礎(chǔ)的邊

8、緣(binyun)高度高度不小于不小于200mm，階梯形基礎(chǔ)的階高宜，階梯形基礎(chǔ)的階高宜為為300500mm；（4）確定底板受力鋼筋時，任意截面）確定底板受力鋼筋時，任意截面的彎矩計算：的彎矩計算： 第21頁/共61頁第二十二頁，共61頁。5 . 2tan6/be ppppalaMmax212121 minmax22481ppppbbalM第22頁/共61頁第二十三頁，共61頁。影響：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。影響：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。安全方面：對高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強(qiáng)度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐

9、久性。安全方面：對高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強(qiáng)度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐久性。在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。除基巖外，一般不宜小于在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。除基巖外，一般不宜小于0.5米。另外，基礎(chǔ)頂面應(yīng)底于設(shè)計外地面米。另外，基礎(chǔ)頂面應(yīng)底于設(shè)計外地面100mm以上，以避免基礎(chǔ)外露。以上，以避免基礎(chǔ)外露。第23頁/共61頁第二十四頁，共61頁。A、類型主要指高層與非高層之分。、類型主要指高層與非高層之分。B、基礎(chǔ)構(gòu)造，針對基礎(chǔ)類別、用途等。、基礎(chǔ)構(gòu)造，針對基礎(chǔ)類別、用途等。A、荷

10、載大小與地基承載力間的關(guān)系導(dǎo)致持力層選擇發(fā)生變化。、荷載大小與地基承載力間的關(guān)系導(dǎo)致持力層選擇發(fā)生變化。B、建筑物類型不同，其所受荷載性質(zhì)發(fā)生變化，從而對基礎(chǔ)埋深產(chǎn)生影響。、建筑物類型不同，其所受荷載性質(zhì)發(fā)生變化，從而對基礎(chǔ)埋深產(chǎn)生影響。eg,高層建筑：水平力作用；輸電塔：上拔力作用；磚窯：高溫作用；冷庫：低溫作用；受動力荷載基礎(chǔ)：對持力層土要求，不宜為飽和疏松的粉細(xì)砂（振動液化）。高層建筑：水平力作用；輸電塔：上拔力作用；磚窯：高溫作用；冷庫：低溫作用；受動力荷載基礎(chǔ)：對持力層土要求，不宜為飽和疏松的粉細(xì)砂（振動液化）。第24頁/共61頁第二十五頁，共61頁。ma5 . 2tanaxbdX取

11、取3.5m（條形（條形(tio xn)基礎(chǔ)基礎(chǔ))或或2.5m（距形或圓形基礎(chǔ)）（距形或圓形基礎(chǔ)）第25頁/共61頁第二十六頁，共61頁。1、盡量將基礎(chǔ)置于地下水位以上。、盡量將基礎(chǔ)置于地下水位以上。2、防止流砂；、防止流砂；3、防止地基因挖土、防止地基因挖土減壓而隆起開裂；減壓而隆起開裂； 應(yīng)控制承壓含水層頂面的有效應(yīng)力大于應(yīng)控制承壓含水層頂面的有效應(yīng)力大于0。0221hzzWz第26頁/共61頁第二十七頁，共61頁。frtdzd0min標(biāo)準(zhǔn)凍深；標(biāo)準(zhǔn)凍深；采暖對凍深的影響采暖對凍深的影響(yngxing)系數(shù)系數(shù)基底下允許殘留凍土層的厚度?；紫略试S殘留凍土層的厚度。frdt0zzmaxhd

12、dmin(GB50007-2002）(GBJ7-89）maxhdz設(shè)計凍深；設(shè)計凍深；基底下允許殘留凍土層的最大厚度?；紫略试S殘留凍土層的最大厚度。第27頁/共61頁第二十八頁，共61頁。zdz0.zs.zw.ze標(biāo)準(zhǔn)凍深；系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空曠場地中不少于標(biāo)準(zhǔn)凍深；系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空曠場地中不少于10年實(shí)測最大凍深的平均值。當(dāng)無實(shí)測資料時，按規(guī)范附錄年實(shí)測最大凍深的平均值。當(dāng)無實(shí)測資料時，按規(guī)范附錄F采用。采用。土的類別對凍深的影響系數(shù)。土的類別對凍深的影響系數(shù)。土的凍脹性對凍深的影響系數(shù)。土的凍脹性對凍深的影響系數(shù)。環(huán)境對凍深的影響系數(shù)。環(huán)境對凍深的影響

13、系數(shù)。z0zszwze最小埋深不小于最小埋深不小于0.5米，且不超過相鄰建筑基礎(chǔ)的底面，否則，與相鄰基礎(chǔ)的凈距應(yīng)大于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的米，且不超過相鄰建筑基礎(chǔ)的底面，否則，與相鄰基礎(chǔ)的凈距應(yīng)大于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的12倍。倍。第28頁/共61頁第二十九頁，共61頁。地基地基(dj)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。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。第29頁/共61頁第三十頁，共61頁。（一）魏錫克公式（一）魏錫克公式承載力設(shè)計值承載力設(shè)計值按下式計算：按下式計算：cccqqqrrruuiScNiSqNiSbNf21KAAu/ uAA)2(ebb

14、K第30頁/共61頁第三十一頁，共61頁。ckqvMcqMbMpf41uvcqf14. 3第31頁/共61頁第三十二頁，共61頁。對低壓縮性土：對低壓縮性土：10pf 或或20upf （當(dāng)（當(dāng))0 . 21ppu對高壓縮性土對高壓縮性土：015. 001. 00pf fa(0.02)(1.5)第32頁/共61頁第三十三頁，共61頁。0fkfmdmb5 . 032、如按土的物理、如按土的物理(wl)、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)確定的基、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)確定的基本值，應(yīng)按下式折算為標(biāo)準(zhǔn)值：本值，應(yīng)按下式折算為標(biāo)準(zhǔn)值：0fffkf回歸回歸(hugu)修正修正系數(shù)。系數(shù)。5 . 03dbffmdbaka第33頁/共61

15、頁第三十四頁，共61頁。當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必須對下臥層進(jìn)行驗(yàn)算。須對下臥層進(jìn)行驗(yàn)算。azczzfpptan2tan2zbzlpplbpckz基底壓力標(biāo)準(zhǔn)值；基底壓力標(biāo)準(zhǔn)值；基底處自重壓力值；基底處自重壓力值；cp應(yīng)力擴(kuò)散角（表應(yīng)力擴(kuò)散角（表7-14）；）；kppcpczpz第34頁/共61頁第三十五頁，共61頁。Pk faAdAdGGk20相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。修正后的地基承載力特征值。修正后的地基承載力特征值。第35頁/共61頁第三十六頁，共61頁。dfa

16、FkAGdfaFkbG（矩形（矩形(jxng)）（條形（條形(tio xn)）相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值。相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值。基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重?；A(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重。AGkFkpk基礎(chǔ)底面面積。基礎(chǔ)底面面積。涉及到涉及到fa的寬度修正。的寬度修正。1、先假定、先假定B3m，不做寬度修正。，不做寬度修正。2、如果、如果B3m，則再考慮寬度修正。，則再考慮寬度修正。第36頁/共61頁第三十七頁，共61頁。akfp2 . 1max6bGFMekkk同時同時(tngsh)滿足：滿足：Pk fa相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基

17、礎(chǔ)底面的力矩值。相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于基礎(chǔ)底面的力矩值。akkfbepp2 . 161max由上式得：由上式得：afW2. 1MKkpmaxAGkFk即：即：第37頁/共61頁第三十八頁，共61頁。fpkle612 . 1折減系數(shù)（折減系數(shù)（0.61）；）；則,6be kpmax3laGk)2(Fk+1、按中心、按中心(zhngxn)受壓計算，求出受壓計算，求出A0。2、令、令A(yù)=（1.11.4）A0。3、驗(yàn)證、驗(yàn)證Pkmax1.2fa1、令、令2、驗(yàn)證、驗(yàn)證Pkmax1.2fa ，求出求出A0。6be 若不滿足，適當(dāng)調(diào)整，再驗(yàn)算，直到適合為止。若不滿足，適當(dāng)調(diào)整，再驗(yàn)算，直到適合為

18、止。第38頁/共61頁第三十九頁，共61頁。30be 1當(dāng)當(dāng)時時相當(dāng)于不考慮偏心的影響；相當(dāng)于不考慮偏心的影響；當(dāng)當(dāng)6be 時時6 . 0表示由于荷載偏心較大表示由于荷載偏心較大，應(yīng)該限制基底平均壓力，使之不超過未考慮偏心應(yīng)該限制基底平均壓力，使之不超過未考慮偏心影響的地基承載力的影響的地基承載力的60%。第39頁/共61頁第四十頁，共61頁。作業(yè)：作業(yè)：某磚混房屋外縱墻，中心受壓，室內(nèi)外高差某磚混房屋外縱墻，中心受壓，室內(nèi)外高差0.3m，作用在室內(nèi)地平處的豎向荷載值為，作用在室內(nèi)地平處的豎向荷載值為Fk=120kN/m,由天然地面起算的基礎(chǔ)埋深為由天然地面起算的基礎(chǔ)埋深為0.7m，采用灰土基

19、礎(chǔ)，采用灰土基礎(chǔ)， Mu10磚，磚，M7.5水泥砂漿，地基承載力特征值水泥砂漿，地基承載力特征值fa=110kpa,b=0.3, d=1.6。試確定。試確定(qudng)基礎(chǔ)寬度，并進(jìn)行剖面設(shè)計。基礎(chǔ)寬度，并進(jìn)行剖面設(shè)計。第40頁/共61頁第四十一頁，共61頁。第41頁/共61頁第四十二頁，共61頁。第42頁/共61頁第四十三頁，共61頁。第43頁/共61頁第四十四頁，共61頁。第44頁/共61頁第四十五頁，共61頁。第45頁/共61頁第四十六頁，共61頁。第46頁/共61頁第四十七頁，共61頁。第47頁/共61頁第四十八頁，共61頁。 1、磚混結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制局部傾斜值小于、磚混結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制局部

20、傾斜值小于0.0020.003；2、排架結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制柱基的沉降量和沉降差；、排架結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制柱基的沉降量和沉降差；3、框架結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制相鄰柱基的沉降差；、框架結(jié)構(gòu)：應(yīng)控制相鄰柱基的沉降差；4、多高層建筑：應(yīng)控制傾斜值；、多高層建筑：應(yīng)控制傾斜值；5、高聳結(jié)構(gòu)物：應(yīng)控制傾斜和沉降量；、高聳結(jié)構(gòu)物：應(yīng)控制傾斜和沉降量；第48頁/共61頁第四十九頁，共61頁。第49頁/共61頁第五十頁，共61頁。lFEs021（一）基本概念（一）基本概念均質(zhì)地基上矩形基礎(chǔ)的沉降量：均質(zhì)地基上矩形基礎(chǔ)的沉降量：bpEs0021AFdAFpG00基底平均附加壓力：基底平均附加壓力：第50頁/共61頁第五十一頁，共61頁

21、。假設(shè)對建筑物下荷載不同的柱基礎(chǔ)群，按一個假設(shè)對建筑物下荷載不同的柱基礎(chǔ)群，按一個統(tǒng)一的承載力設(shè)計值統(tǒng)一的承載力設(shè)計值f來確定所有基礎(chǔ)的基底尺寸，來確定所有基礎(chǔ)的基底尺寸，則各基礎(chǔ)的基底附加壓力均為：則各基礎(chǔ)的基底附加壓力均為：dfp00bl礎(chǔ)底面尺寸越大，其沉降量也越大。所以，從減少沉礎(chǔ)底面尺寸越大，其沉降量也越大。所以，從減少沉降差的角度看，單純按承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸的設(shè)降差的角度看，單純按承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸的設(shè)計方法就未必合理了，在一定條件下調(diào)整基底尺寸有計方法就未必合理了，在一定條件下調(diào)整基底尺寸有其其必要性必要性。第51頁/共61頁第五十二頁，共61頁。jkjFkF,jFkF第52頁/共61頁第五十三頁，共61頁。jkjkkkkkjkjjjjFFsFFs;表示表示k基礎(chǔ)承受單位荷載基礎(chǔ)承受單位荷載(hzi) 時，在時，在j基基礎(chǔ)中心引起的沉降。礎(chǔ)中心引起的沉降