注巖土力學(xué)講義淺基礎(chǔ)課件2

1、 （二）根據(jù)持力層承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸按地基承載力確定基底面積時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算；計(jì)算基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重時(shí)，荷載分項(xiàng)系數(shù)采用1.0，即按實(shí)際的重度計(jì)算。 1中心荷載作用下的基礎(chǔ)其強(qiáng)度條件為Pkfa(18-89)式中：Pk-相當(dāng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面的平均壓力值。(1)獨(dú)立基礎(chǔ)(見圖18-45)基礎(chǔ)底面積A的計(jì)算公式據(jù)得A(18-90)式中：Fk-相當(dāng)予作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值(kN)；Gk-基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重(kN)；A-基礎(chǔ)底面面積(m2)。-基礎(chǔ)及回填土的平均重度，地下水位以上可取20kN/m3，地下水位以下取lOkN

2、/m3；fa修正后的地基承載力特征值(kPa)； d基礎(chǔ)平均埋深(m)。求出基底面積后，按基底形狀求其邊長(zhǎng)?；诪榉叫?邊長(zhǎng)b=；基底為矩形，邊長(zhǎng)為l、b，取其比例lb2，與柱的邊長(zhǎng)比相應(yīng)為好，取整數(shù)，使lbA即可。(2)條形基礎(chǔ) 計(jì)算公式同上，為計(jì)算方便，通常取l=1m，其中，F(xiàn)k為線荷載(kN/m)，所求的A在數(shù)值上即為基底寬度b。2偏心荷載作用下的基礎(chǔ)（見圖18-46）矩形基礎(chǔ)偏心荷載作用時(shí)，除應(yīng)符合公式(18-89)的要求外，基底最大壓力尚應(yīng)符合下式要求1.2（18-91）當(dāng)偏心距e（b為偏心方向基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)）時(shí)1.2（18-92）當(dāng)偏心距時(shí)（見圖18-47）(18-93)式中：Gk-

3、基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重之和；Mk相當(dāng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用于基礎(chǔ)底面的力矩值；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩(m3)，；相當(dāng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基底邊緣最大壓力值。l垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)(m)；a合力作用點(diǎn)至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離(m)。b-力矩作用方向基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)：用試算法確定基礎(chǔ)尺寸，步驟如下：(1)先按中心荷載作用計(jì)算基礎(chǔ)底面積Ap。(2)考慮偏心影響，加大AP。一般可根據(jù)偏心距的大小增大10%40%，即A=(1.11.4)AP (18-94)對(duì)矩形基礎(chǔ)可按A初步選擇相應(yīng)的基礎(chǔ)底面長(zhǎng)度Z和寬度b，一般取l/b=1.22.O。(3)將l和b代入公式(18-92)、公式(18-93

4、)驗(yàn)算地基承載力。如滿足，即可選定上述尺寸如不滿足則重新選擇A，據(jù)A定l、6再驗(yàn)算至滿足要求為止。 圖18-48矩形聯(lián)合基礎(chǔ)計(jì)算簡(jiǎn)圖(4)若驗(yàn)算式不僅能滿足地基承載力要求且有較大富余時(shí)，則應(yīng)縮小A值后再驗(yàn)算，否則造成浪費(fèi)。偏心荷載作用下的條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)同上，只是Fk、Mk均為線荷載，直接可求得基礎(chǔ)寬度b。3矩形聯(lián)合基礎(chǔ)矩形聯(lián)合基礎(chǔ)可簡(jiǎn)化為若干集中荷載作用下的剛性板，計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖18-48。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮基礎(chǔ)具有較好的剛度，并盡可能使荷載合力作用于基礎(chǔ)底面形心。設(shè)計(jì)步驟為：(1)求荷載合力作用點(diǎn)位置(可對(duì)某點(diǎn)取矩求得)。(2)以合力作用點(diǎn)為底面形心，設(shè)計(jì)底面長(zhǎng)度L。(18-95)式中：XA、XB分別

5、為各邊柱軸線至其外端基礎(chǔ)邊緣的距離(m)；荷載合力作用點(diǎn)距邊柱A的距離(m)；兩邊柱軸線間的距離(m)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，XA、XB可初步選定為0.5l邊/3，其中，l邊為邊端柱距(m)，可從一端起算。如從A點(diǎn)起算，則初設(shè)XA后，基礎(chǔ)長(zhǎng)度為?？紤]構(gòu)造要求，初設(shè)基礎(chǔ)寬度b，根據(jù)式(18-89)驗(yàn)算基底壓力pk，方法同前。若不滿足，則應(yīng)修改設(shè)計(jì)，或增大底寬b，或增大長(zhǎng)度L，此時(shí)應(yīng)從選定XA開始重復(fù)上述各步驟，直至求得合適的尺寸。還可根據(jù)地基承載力特征值值初估基底面積，因此時(shí)基底寬度未知，故Gk尚不能計(jì)入，則。選定A值后，可算得b，然后驗(yàn)算，直至滿足。(3)若條件有限，形心與合力作用點(diǎn)難以重合，則可設(shè)計(jì)為偏

6、心基礎(chǔ)，但應(yīng)注意，盡量使這兩點(diǎn)接近，以減小偏心距。求得基礎(chǔ)尺寸后，基底壓力按前法驗(yàn)算。公式為(18-96)式中：沿柱荷載分布方向的合力偏心距(m)；基礎(chǔ)慣性矩(m4)，。(三)軟弱下臥層的驗(yàn)算當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時(shí)，還必須對(duì)軟弱下臥層進(jìn)行驗(yàn)算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加壓力與土的自重壓力之和不超過軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值，見圖1849，即 (1897)當(dāng)上層土與下臥軟弱土層的壓縮量比值大于或等于3時(shí)，按下列公式簡(jiǎn)化計(jì)算：條形基礎(chǔ) (1898)矩形基礎(chǔ)（18-99）式中：b條形基礎(chǔ)或矩形基礎(chǔ)底面寬度(m)；基底處土的自重應(yīng)力值(kPa)；z基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層

7、頂面的距離(m)；一地基壓力擴(kuò)散線與垂直線的夾角，可查規(guī)范表采用；l矩形基礎(chǔ)底面長(zhǎng)度(m)；同前。圖18-49 軟弱下臥層驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（四）無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)剖面設(shè)計(jì)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)使用的脆性材料可為磚、毛石、灰土、三合土、混凝土和毛石混凝土。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)可用于多層的民用建筑和輕型廠房。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的底面寬度b應(yīng)符合下式要求（圖18-50），即通常所說的剛性角要求：(18-100)式中：bo一基礎(chǔ)頂面的砌體寬度；Ho一基礎(chǔ)高度；一基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值，一般可表示為。當(dāng)基礎(chǔ)由不同材料疊合組成時(shí)，每種材料相應(yīng)的基礎(chǔ)段均應(yīng)符合上式要求。此值與基礎(chǔ)材料及其質(zhì)量要求和基礎(chǔ)底面處的平均壓力有關(guān)，數(shù)值見表18-10，口

8、稱為剛性角。圖18-50無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造【例18-20】如果擴(kuò)展基礎(chǔ)的沖切驗(yàn)算不能滿足要求，可以采取以下哪種措施？A.降低混凝土標(biāo)號(hào)B加大基礎(chǔ)底板的配筋C增大基礎(chǔ)的高度D減小基礎(chǔ)寬度解增大基礎(chǔ)高度即增大基礎(chǔ)抗沖切面積。答案：C【例18-21】如果無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)不能滿足剛性角的要求，可以采取以下哪種措施？A.增大基礎(chǔ)高度B減小基礎(chǔ)高度C減小基礎(chǔ)寬度D減小基礎(chǔ)埋深解:剛性角可用tana=b/h表示（6為基礎(chǔ)挑出墻外寬度，為基礎(chǔ)放寬部分高度），需滿足aama，故當(dāng)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)不能滿足剛性角的要求時(shí)，可采取增大基礎(chǔ)高度和減小基礎(chǔ)挑出寬度來調(diào)整口大小，使其滿足要求，其代替了抗彎驗(yàn)算。答案：A【例18-22

9、】無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)需要驗(yàn)算下面哪一項(xiàng)？A沖切驗(yàn)算B抗彎驗(yàn)算C斜截面抗剪驗(yàn)算D.剛性角解:無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)即剛性基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)時(shí)，基礎(chǔ)尺寸如滿足剛性角，則基礎(chǔ)截面彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)施工材料的強(qiáng)度限值，故不必對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行抗彎驗(yàn)算和斜截面抗剪驗(yàn)算，也不必進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算。答案：D（五）擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造及配筋計(jì)算1.擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求(1)錐形基礎(chǔ)的邊緣高度，不宜小于200mm，且兩個(gè)方向的坡度不宜大于1:3；階梯形基礎(chǔ)的每階高度，宜為300500mm。(2)墊層的厚度不宜小于70mm，墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Cl0。(3)擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.1s%，底板受力鋼筋的最小直徑不宜

10、小于10mm，間距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm；間距不大于300mm；每延米分布鋼筋的面積應(yīng)不小于受力鋼筋面積的15%。當(dāng)有墊層時(shí)鋼筋保護(hù)層的厚度不小于40mm；無墊層時(shí)不小于70mm。(4)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。(5)當(dāng)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度大于或等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋的長(zhǎng)度可取邊長(zhǎng)或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯(cuò)布置。(6)鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個(gè)主要受力方向通長(zhǎng)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的1/4處。在拐角處

11、底板橫向受力鋼筋應(yīng)沿兩個(gè)方向布置。鋼筋混凝土柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度Z。應(yīng)根據(jù)鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的最小保護(hù)層厚度按現(xiàn)行混凝土規(guī)范的有關(guān)規(guī)定確定。現(xiàn)澆柱的基礎(chǔ)，其插筋的數(shù)量、直徑以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)縱向受力鋼筋相同。插筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范，的要求，插筋與柱的縱向受力鋼筋的連接方法，應(yīng)符合現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2011)的規(guī)定。預(yù)制鋼筋混凝土柱與杯口基礎(chǔ)的連接要求見地基規(guī)范第8.2.6條。預(yù)制鋼筋混凝土柱（包括雙肢柱）與高杯口基礎(chǔ)的連接，應(yīng)符合相應(yīng)插入深度及其他相關(guān)規(guī)范規(guī)定。（六）柱下條形基礎(chǔ)（1）柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造，除滿足前述要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：柱下條形基礎(chǔ)

12、梁的高度宜為柱距的1/41/8，翼板厚度不應(yīng)小于200mm，當(dāng)翼板厚度大于250mm時(shí)，宜采用變厚度翼板，其坡度宜小于或等于1:3。條形基礎(chǔ)的端部宜向外伸出，其長(zhǎng)度宜為第一跨距的1/4。圖18-51交接處平面尺寸(尺寸單位：mm)現(xiàn)澆柱與條形基礎(chǔ)梁的交接處，其平面尺寸不應(yīng)小于圖18-51的規(guī)定。條形基礎(chǔ)梁頂部和底部的縱向受力鋼筋除滿足計(jì)算要求外，頂部鋼筋按計(jì)算配筋全部貫通，底部通長(zhǎng)鋼筋不應(yīng)少于底部受力鋼筋截面總面積的1/3。柱下條形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。(2)柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算，除應(yīng)符合地基規(guī)范相關(guān)要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且

13、條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí)，地基反力可按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。當(dāng)不滿足本條第一款的要求時(shí)，宜按彈性地基梁計(jì)算。對(duì)交叉條形基礎(chǔ)，交點(diǎn)上的柱荷載，可按靜力平衡條件及變形協(xié)調(diào)條件，進(jìn)行分配。其內(nèi)力可按本條上述規(guī)定，分別進(jìn)行計(jì)算。應(yīng)驗(yàn)算柱邊緣處基礎(chǔ)梁的受剪承載力。當(dāng)存在扭矩時(shí)，尚應(yīng)作抗扭計(jì)算。當(dāng)條形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算柱下條形基礎(chǔ)梁項(xiàng)面的局部受壓承載力。（七）筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介筏形基礎(chǔ)成片覆蓋于建筑物地基上，有面積較大和完整的平面連續(xù)性，易于滿足軟弱地基承載力的要求，減少地基的附加應(yīng)力和不

14、均勻沉降，能跨越地下淺層小洞穴和局部軟弱層，提供比較寬敞的使用空間，可作為水池、油庫(kù)等的防滲地板，可增強(qiáng)建筑物的整體抗震性能，能適應(yīng)位于其上的工藝連續(xù)作業(yè)和設(shè)備重新布置的要求等。有地下室或架空地板的筏基還具有一定的補(bǔ)償性效應(yīng)。但由于平面面積較大而厚度有限，故抗彎剛度有限，無力調(diào)整過大的沉降差異，尤其是對(duì)土巖組合地基等軟硬明顯不均勻的情況，須局部處理才能適應(yīng)。筏形基礎(chǔ)可分為等厚度的平板式和梁板式筏形基礎(chǔ)（見圖18-52），前者一般在荷載不太大、柱網(wǎng)較均勻且柱距較小的情況下采用。圖18-52筏形基礎(chǔ)a)、b)平板式；c）、d）肋梁式(1)筏形基礎(chǔ)的平面尺寸，應(yīng)根據(jù)地基土的承載力、上部結(jié)構(gòu)的布置及荷

15、載分布等因素按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定確定。對(duì)單幢建筑物，在地基土比較均勻的情況下，基礎(chǔ)底面形心宜與結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心重合。當(dāng)不能重合時(shí)，在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，偏心距e宜符合下式要求e0.1W /A(18-101)式中：W一與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣抵抗矩； A一基礎(chǔ)底面積。筏形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。當(dāng)有地下室時(shí)應(yīng)采用防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)地下水的最大水頭與防滲混凝土厚度的比值，按現(xiàn)行地下工程防水技術(shù)規(guī)范(GB 50108-2001)選用，但不應(yīng)小于0.6MPa。必要時(shí)宜設(shè)架空排水層。(2)梁板式筏基底板除計(jì)算正截面抗彎承載力外，其厚度尚應(yīng)滿足抗沖切承載力、抗剪切承

16、載力的要求。地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏基的基礎(chǔ)梁連接的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：(3)平板式筏基的板厚應(yīng)滿足抗沖切承載力的要求。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮作用在沖切臨界面重心上的不平衡彎矩產(chǎn)生的附加剪力。平板式筏基內(nèi)筒下的板厚應(yīng)滿足抗沖切承載力的要求。平板式筏板除滿足抗沖切承載力外，尚應(yīng)驗(yàn)算距內(nèi)筒邊緣或柱邊緣處筏板的抗剪承載力。當(dāng)筏板變厚度時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算變厚度處筏板的抗剪承載力。圖18-53 基底反力簡(jiǎn)化計(jì)算按基底反力直線分布計(jì)算的梁板式筏基，其基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁分析，邊跨跨中彎矩以及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。梁板式筏基的基礎(chǔ)梁除滿足正截面抗彎及斜截面抗剪承載力外，尚應(yīng)按現(xiàn)行混凝土規(guī)范的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算底層柱下基礎(chǔ)梁頂面的局部抗壓承載力。六、減輕不均勻沉降的措施 （一）建筑措施(1)建筑物的體型力求簡(jiǎn)單；(2)合理布置墻體，控制建筑物的長(zhǎng)高比；(3)合理布置沉降縫；(4)合理考慮建筑物基礎(chǔ)間的凈距；(5)調(diào)整建筑物的標(biāo)高。（二）結(jié)