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文檔簡介
天然地基上淺基礎(chǔ)概述淺基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造地基的計(jì)算基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)各類基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案比較與改善的措施天然地基上淺基礎(chǔ)概述一、概述基礎(chǔ)工程的重要性及工程意義:地基與基礎(chǔ)是各類建筑物的重要組成部分,總稱基礎(chǔ)工程造價(jià)占土建總造價(jià)相當(dāng)大的比例,軟土地區(qū)可達(dá)40%地基基礎(chǔ)工程的質(zhì)量問題占總事故的21%一、概述基礎(chǔ)工程的重要性及工程意義:地基與基礎(chǔ)是各類建筑物的天然地基人工地基基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然地基層上若天然地基很軟弱,事先經(jīng)過人工加固,再修建基礎(chǔ)基礎(chǔ)淺基深基埋深5m樁基,沉井,地下連續(xù)墻天然地基人工地基基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然地基層上若天然地設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)要考慮的因素:
1)材料、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式
2)埋深
3)地基土的承載力
4)基礎(chǔ)的形狀和布置
5)上部結(jié)構(gòu)的影響
6)施工
7)抗震天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)保證基礎(chǔ)本身有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及變形必須在容許范圍內(nèi)設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)要考慮的因素:天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)保證基礎(chǔ)本身有天然地基上的淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟:(1)選材、選擇結(jié)構(gòu)類型(2)確定埋深(3)確定地基土的承載力(4)按承載力初步確定基底尺寸,必要時(shí)驗(yàn)算軟弱下臥層強(qiáng)度,地基變形,斜坡上或有水平荷載的驗(yàn)算穩(wěn)定性(5)按材料強(qiáng)度確定剖面形狀和各部尺寸(6)繪施工圖天然地基上的淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟:天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備資料:(1)建筑場地的地形圖(2)巖土工程勘察報(bào)告(3)建筑物平面圖、荷載(4)場地環(huán)境、相鄰建筑物基礎(chǔ)類型、埋深(5)工程總投資、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系墓?yīng)情況(6)施工隊(duì)伍技術(shù)力量與工期天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備資料:二、淺基礎(chǔ)類型可按多方面分類按材料、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)剛度二、淺基礎(chǔ)類型可按多方面分類預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁直徑500~550、將多根樁連接成整體,并將上部荷載傳遞到各樁。樁基的破壞模式有什么類型?建筑物由于構(gòu)件間聯(lián)系軟弱,建筑物同地基一起變形。8m,粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為橫向受荷樁(側(cè)向受荷樁)例如,實(shí)心預(yù)制樁、下端封閉的管樁等,在錘擊、振動(dòng)貫入等。由以上關(guān)系式可解基礎(chǔ)底板的有效高度:中等直徑樁:250mm<d<800mm墻下布樁:沿墻長度方向單排或雙排布置。樁的承載力Ra滿足樁身要求:樁對(duì)周圍土體沒有排擠作用。⑴樁側(cè)與樁端土層的強(qiáng)度、變形性質(zhì)及應(yīng)力特征。建筑物有管道穿過,預(yù)留足夠尺寸的空地,采用柔性接頭(5)工程總投資、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系墓?yīng)情況無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)又稱為剛性基礎(chǔ)。樁頂荷載Q作用下,樁身同時(shí)被壓縮并下沉,如圖。間距不宜大于300mm;(2)正常使用極限狀態(tài)(變形)基礎(chǔ)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)十字交叉梁基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)按結(jié)構(gòu)類型淺基礎(chǔ)類型按材料剛度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁直徑500~550、基礎(chǔ)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)擴(kuò)展基獨(dú)立基礎(chǔ):柱下或墻下,土質(zhì)較好獨(dú)立基礎(chǔ):柱下或墻下,土質(zhì)較好柱下單獨(dú)基礎(chǔ)杯形基礎(chǔ)墻下單獨(dú)基礎(chǔ)過梁柱下單獨(dú)基礎(chǔ)杯形基礎(chǔ)墻下單獨(dú)基礎(chǔ)過梁(3)施工引起地表沉降。75,地基承載力特征值fak=220kPa。fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,kPa;若天然地基很軟弱,事先經(jīng)過人工加固,再修建基礎(chǔ)0,根據(jù)樁端土層及樁上部自由長度確定??辜魪?qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值⑴收集設(shè)計(jì)資料,包括建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料和巖土工程勘查報(bào)告等;基礎(chǔ)高度較大時(shí),位于柱子四角的插筋應(yīng)伸至底部,其余的插筋只要伸入基礎(chǔ)達(dá)到錨固長度即可。地基與基礎(chǔ)是各類建筑物的重要組成部分,總稱基礎(chǔ)工程25~1:5,與磚基礎(chǔ)大致相同磚基礎(chǔ)通常做成階梯形,俗稱大放腳。2、施工階段樁身強(qiáng)度驗(yàn)算在樁位處先成孔,再設(shè)置加勁材(如鋼筋籠等),然后澆灌混凝土而形成的樁。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁直徑500~550、打入樁、壓入樁、振沉樁及旋入樁。1)材料、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式地基發(fā)生不均勻沉降時(shí),磚石結(jié)構(gòu)的墻身是主要受力構(gòu)件,具有調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力。被影響的建筑物剛度好,表現(xiàn)為傾斜,剛度差,為裂縫。樁端阻力?!鰳渡怼秱?cè)土剛度比(Ep/Es)將多根樁連接成整體,并將上部荷載傳遞到各樁。土質(zhì)更差,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體條型基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ),柱下:一般是土質(zhì)差,兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連(3)施工引起地表沉降。條型基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ),柱下
條形基礎(chǔ)是墻基礎(chǔ)的主要形式。常用磚石建造,但在基礎(chǔ)寬度過寬,有必要減少其構(gòu)造高度時(shí),或需要加強(qiáng)縱向墻體承受不均勻沉降引起的拉力時(shí),也可用鋼筋混凝土建造。鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)磚和灰土條形基礎(chǔ)鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)磚和灰土條形基礎(chǔ)十字交叉基礎(chǔ)柱下:土質(zhì)更差,或荷載很大,四面基礎(chǔ)相連縱向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)十字交叉基礎(chǔ)柱下:土質(zhì)更差,或荷載很大,四面基礎(chǔ)相連縱向條形筏板基礎(chǔ)土質(zhì)更差,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體Matfoundation筏板基礎(chǔ)土質(zhì)更差,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體Matfoundatio箱形基礎(chǔ)有筏、墻和頂板形成箱,整體性更好底板外墻內(nèi)墻箱形基礎(chǔ)有筏、墻和頂板形成箱,整體性更好底板外墻內(nèi)墻
殼體基礎(chǔ)特點(diǎn):節(jié)省材料缺點(diǎn):施工技術(shù)難度大,新規(guī)范已去掉。殼體基礎(chǔ)按基礎(chǔ)材料磚石砌體混凝土和毛石混凝土三合土抗凍性、強(qiáng)度一般,適宜于干燥且較溫暖的地區(qū)混凝土的強(qiáng)度、耐久性、抗凍性比較好為節(jié)約水泥,摻入毛石,配成毛石混凝土,強(qiáng)度仍比磚石砌體高南方常采用,體積比—石灰:砂子:骨料為1:2:4或1:3:6強(qiáng)度與骨料有關(guān),礦渣最好,有水硬性,磚石次之適用于四層及四層以下的民用建筑鋼筋混凝土混凝土的強(qiáng)度、耐久性、抗凍性都很好基礎(chǔ)遇有侵蝕性地下水時(shí),要嚴(yán)格選擇混凝土成分灰土耐久性良好,我國華北、西北地區(qū)廣泛使用適用于5層和5層以下的民用建筑和小型磚墻承重的單層工業(yè)廠房前四種稱為無筋擴(kuò)展基礎(chǔ),鋼筋混凝土基礎(chǔ)稱為擴(kuò)展基礎(chǔ)按磚石砌體混凝土和三合土抗凍性、強(qiáng)度一般,適宜于干燥且較溫暖擴(kuò)展的含義上部結(jié)構(gòu)通過墻、柱等承重構(gòu)件傳遞的荷載,在其底部橫截面上造成的壓強(qiáng)通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地基的承載能力。因此在墻、柱之下設(shè)置水平截面向下擴(kuò)大的基礎(chǔ)-擴(kuò)展基礎(chǔ),以使荷載擴(kuò)散分布于擴(kuò)大后的基礎(chǔ)底面,使之滿足地基承載力和變形的要求。擴(kuò)展的含義上部結(jié)構(gòu)通過墻、柱等承重構(gòu)件傳遞的荷載,在其底部橫無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房。
指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的基礎(chǔ)。有墻下條形基礎(chǔ)與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)兩類。特點(diǎn)抗壓性能好,但抗彎抗拉性能差。穩(wěn)定性好,施工簡單。設(shè)計(jì)主要由剛性角來控制。需要較大的埋置深度。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房。指由磚、毛石、混式中bi——無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)任一臺(tái)階的寬度(mm);
Hi——相應(yīng)的臺(tái)階高度(mm);
tan一無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值,可按表7.1選用。寬高比(或稱剛性角)要求設(shè)計(jì)要求
式中bi——無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)任一臺(tái)階的寬度(mm);寬高剛性角:砼一般為45度,磚大約33.7度。受拉破壞點(diǎn)剛性角:砼一般為45度,磚大約33.7度。受拉破壞點(diǎn)沉降縫需要足夠的寬度
縫內(nèi)一般不填充任何材料樁側(cè)摩阻力和樁身軸力的關(guān)系?基礎(chǔ)方案比較與改善的措施變形過大可能引起裂縫、坍塌或其他不容許沉降。地基土壓縮性有明顯差異處(二)樁基軟弱下臥層承載力及樁基沉降驗(yàn)算(二)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的構(gòu)造(2)巖土工程勘察報(bào)告例如,先鉆孔再打入的預(yù)制樁、鉆孔(沖孔或挖孔)樁?;A(chǔ)高h(yuǎn)在900mm內(nèi),插筋應(yīng)伸至底部的鋼筋網(wǎng)。一、影響樁基承載力的因素廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁橫向受荷樁(側(cè)向受荷樁)灰土基礎(chǔ)其抗凍性較差,不宜將灰土基礎(chǔ)作到地面,宜將其置于下部作為墊層柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)基底以上土的加權(quán)平均重度適用于四層及四層以下的民用建筑為保證建筑物的安全使用,同時(shí)發(fā)揮地基的承載力,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一般應(yīng)滿足兩種極限狀態(tài):基底最大凈反力設(shè)計(jì)值:樁和承臺(tái)組成。式中計(jì)算只滿足強(qiáng)度條件,還要進(jìn)行地基變形驗(yàn)算計(jì)算地基變形時(shí),基地荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載的準(zhǔn)永久組合,不計(jì)風(fēng)荷載和地震作用。磚基礎(chǔ):低層建筑墻下基礎(chǔ)。砌筑方便,強(qiáng)度低、抗凍性差。砌法:二一間隔收(1/4磚)?!軲U7.5磚
M5砂漿大放腳沉降縫需要足夠的寬度
縫內(nèi)一般不填充任何材料磚基礎(chǔ):低層建筑毛石基礎(chǔ):砌筑較方便,抗凍性好。砌法:錯(cuò)縫搭接。≥MU20片石;M5砂漿毛石基礎(chǔ):砌筑較方便,抗凍性好。砌法:錯(cuò)縫搭接?!軲U20砼與片石砼基礎(chǔ):強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均較好,適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。摻入片石要求:占體積20~30%,尺寸≤300mm。摻入毛石節(jié)約水泥柱下砼基礎(chǔ)墻下砼基礎(chǔ)砼與片石砼基礎(chǔ):強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均較好,適于荷載大及地下鋼筋混凝土材料筑造的基礎(chǔ)。與剛性基礎(chǔ)相比較,也稱為“柔性基礎(chǔ)”。擴(kuò)展基礎(chǔ)特點(diǎn)抗彎和抗剪性能良好。不受基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的限制,適宜“寬基淺埋”。基本形式柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)
鋼筋混凝土材料筑造的基礎(chǔ)。與剛性基礎(chǔ)相比較,也稱為“柔性基礎(chǔ)基本原則:盡量淺埋三、基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)底面至地面的距離,用符號(hào)d表示。①一般自室外地面標(biāo)高算起;②填方區(qū)可自填土面標(biāo)高算起,但若填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí),應(yīng)自天然地面標(biāo)高算起基本原則:盡量淺埋三、基礎(chǔ)埋置深度的選擇持力層與下臥層
持力層——直接支撐基礎(chǔ)的土層;下臥層——持力層以下的各土層。
選擇基礎(chǔ)埋置深度,實(shí)質(zhì)上也就是選擇合適的地基持力層。持力層下臥層持力層與下臥層持力層——直接支撐基礎(chǔ)的土層;選擇基礎(chǔ)埋置四、地基的計(jì)算
為保證建筑物的安全使用,同時(shí)發(fā)揮地基的承載力,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一般應(yīng)滿足兩種極限狀態(tài):(1)承載能力極限狀態(tài)(荷載)
為保證地基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,基地壓力要小于或等于地基承載力,為使地基不破壞,地基承載力一般應(yīng)控制在界限荷載p1/4
范圍內(nèi)。
荷載應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效用的標(biāo)準(zhǔn)組合(2)正常使用極限狀態(tài)(變形)保證地基的變形值在容許范圍內(nèi)。變形過大可能引起裂縫、坍塌或其他不容許沉降。計(jì)算地基變形時(shí),基地荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載的準(zhǔn)永久組合,不計(jì)風(fēng)荷載和地震作用。工業(yè)與民用建筑中,常以變形作為控制條件。水平荷載較大或建在斜坡上,地基穩(wěn)定成為主要問題
1.基本規(guī)定四、地基的計(jì)算為保證建筑物的安全使用,同時(shí)發(fā)揮根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基破壞可能造成建筑物的破壞或影響正常使用的程度,將地基基礎(chǔ)分為三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)。根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基破壞可能造
地基設(shè)計(jì)根據(jù)建筑物的重要程度和使用年限分為三種方法:(1)按承載能力設(shè)計(jì),不要求驗(yàn)算變形。(只驗(yàn)算承載力)部分丙級(jí)建筑(2)同時(shí)驗(yàn)算地基承載力和地基變形。甲級(jí)、乙級(jí)和部分丙級(jí)
fak<130kpa,體形復(fù)雜;地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異大,地基產(chǎn)生不均勻沉降;軟弱地基上建筑物存在偏心荷載;相鄰建筑物過近;地基內(nèi)有厚度過大或厚度不均的填土層,自重固結(jié)未完成(3)同時(shí)驗(yàn)算承載能力和穩(wěn)定性。(受水平荷載作用的高聳結(jié)構(gòu),斜坡上的建筑)地基設(shè)計(jì)根據(jù)建筑物的重要程度和使用年限分為三種基礎(chǔ)變形類型,按其特征分為沉降量、沉降差、傾斜和局部傾斜?;A(chǔ)中心沉降量相鄰兩個(gè)基礎(chǔ)的沉降差單獨(dú)基礎(chǔ)在傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與距離的比值磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6~10m內(nèi)兩點(diǎn)的沉降差與距離的比值基礎(chǔ)變形類型,按其特征分為沉降量、沉降差、傾斜和局部傾斜。基2.承載力計(jì)算作用在基礎(chǔ)上的荷載軸向力F——發(fā)生沉降水平力H——發(fā)生傾斜力矩M——沿基礎(chǔ)底面、地基內(nèi)部滑動(dòng)、基礎(chǔ)傾覆2.承載力計(jì)算作用在基礎(chǔ)上的荷載中心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算基底處平均壓力值修正后地基承載力特征值軸力基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上土重基礎(chǔ)和基礎(chǔ)臺(tái)階上回填土平均重度取20kN/m3中心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算基底處平均壓力值修正后地基承載力特征根據(jù)Q-s曲線確定單樁極限承載力:砌在露明處的毛石粒徑一般不小于300mm,中間填塞的餡石可適當(dāng)減小預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁直徑500~550、根據(jù)樁身位移與樁身軸力的關(guān)系:初步設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式估算單樁豎向承載力特征值Ra。中等直徑樁:250mm<d<800mm計(jì)算地基變形時(shí),基地荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載的準(zhǔn)永久組合,不計(jì)風(fēng)荷載和地震作用?;A(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然地基層上樁身比表面積越大,樁側(cè)摩阻力影響越大;無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于基底壓力較小或地基承載力較高的6層和6層以下的一般民用建筑和墻承重的輕型廠房。2、鋼樁的抗壓承載力特征值灰土基礎(chǔ)在夯實(shí)、碳化后堅(jiān)如石材,且隨時(shí)間推移而提高強(qiáng)度,故被廣泛應(yīng)用上部土層強(qiáng)度比樁端土層較低,為摩擦端承樁,圖(d)。提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施標(biāo)高qsiu—第i層土極限側(cè)阻力,kPa;間隔式,寬高比:b/h=376:567≈1:1.(3)計(jì)算基底平均壓力和最大壓力⑵當(dāng)某一級(jí)荷載作用下樁的沉降量≥前一級(jí)荷載沉降量的兩倍、且24小時(shí)尚未達(dá)到穩(wěn)定時(shí),取前一級(jí)荷載值。且兩個(gè)方向的坡度不宜大于1:3已知相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的柱荷載F=700kN,M=87.土質(zhì)更差,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體偏心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算基礎(chǔ)底面的抵抗矩基底最大壓應(yīng)力滿足下式要求:同時(shí),平均壓應(yīng)力滿足相差過多是不利的。因此,有時(shí)將基礎(chǔ)做成不對(duì)稱的形式,使外荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面的偏心距盡量減少。原則上不允許基礎(chǔ)底面與地基土脫離,必須保證
根據(jù)Q-s曲線確定單樁極限承載力:偏心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算基§3土體中的應(yīng)力計(jì)算e<b/6:梯形e=b/6:三角形e>b/6:出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)§3.3基底壓力計(jì)算三.實(shí)用簡化計(jì)算xybleexyblexybla3aFFFa=b/2-e矩形面積單向偏心荷載§3土體中的應(yīng)力計(jì)算e<b/6:梯形e=b/6:三角3.地基承載力特征值及影響因素地基承載力特征值:在保證地基強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下,建筑物不產(chǎn)生過大沉降和不均勻沉降的地基承受荷載的能力。確定承載力的考慮因素地基土的堆積年代及成因;土的物理力學(xué)性質(zhì);地下水(土的有效重度、地基變形);建筑物性質(zhì);建筑物基礎(chǔ)3.地基承載力特征值及影響因素地基承載力特征值:在保證地基確定承載力特征值的方法:(1)荷載試驗(yàn)確定(2)理論公式計(jì)算(3)建筑經(jīng)驗(yàn)確定確定承載力特征值的方法:用荷載試驗(yàn)確定(甲級(jí)建筑——原位荷載試驗(yàn))
一般辦法:采用一個(gè)小尺寸的荷載板,50cm×50cm,70.7cm×70.7cm,100cm×100cm
得到P-s曲線,根據(jù)荷載試驗(yàn)曲線確定承載力特征值。規(guī)范規(guī)定:(1)曲線有明顯比例界限,取比例界限對(duì)應(yīng)的荷載值(2)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載的2.0倍,取極限荷載值的一半(3)不能按上述兩點(diǎn)取值時(shí),取s/b=0.01~0.015對(duì)應(yīng)的荷載值,其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。用荷載試驗(yàn)確定(甲級(jí)建筑——原位荷載試驗(yàn))按理論公式計(jì)算當(dāng)偏心距e小于或等于0.033b的情況,根據(jù)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力特征值:抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值承載力系數(shù)基地寬度基底持力層土的天然重度基底以上土的加權(quán)平均重度基底一倍短邊寬度的深度內(nèi)土的黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值式中計(jì)算只滿足強(qiáng)度條件,還要進(jìn)行地基變形驗(yàn)算按理論公式計(jì)算抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值承載力系數(shù)基憑建筑經(jīng)驗(yàn)確定
調(diào)查建筑場地已有建筑物的形式、構(gòu)造特點(diǎn)、基底壓力、地基土層情況及建筑物是否有裂縫、傾斜和其他損壞現(xiàn)象。
適用于荷載不大的中、小型工程。靜力觸探法確定
適用于丙級(jí)地基基礎(chǔ),對(duì)于甲、乙級(jí)地基基礎(chǔ)則應(yīng)由多種方法綜合確定。
憑建筑經(jīng)驗(yàn)確定(4)調(diào)整底面尺寸再算例2、無筋擴(kuò)展條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C205m,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=200kN,,持力層為粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為0.對(duì)矩形截面柱的矩形基礎(chǔ),在柱與基礎(chǔ)交接處及基礎(chǔ)變階處的沖切強(qiáng)度按下式計(jì)算在軟弱地基上的建筑物,沉降往往很大,而且不均勻,沉降穩(wěn)定歷時(shí)很長,處理不好容易造成工程事故。(只驗(yàn)算承載力)部分丙級(jí)建筑75,地基承載力特征值fak=220kPa。由基礎(chǔ)傳給地基的荷載中,其中上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的自重約占總荷載的40%~75%,應(yīng)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重(預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu);端承型樁:上部土層軟弱樁端進(jìn)入穩(wěn)定的巖層時(shí),為端承樁,圖(c)(4)地下水水位下降qsiu—第i層土極限側(cè)阻力,kPa;計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向IV—IV截面墻下或柱下條形基礎(chǔ),柱下:一般是土質(zhì)差,兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連≥C25(水下導(dǎo)管灌注混凝土)持力層——直接支撐基礎(chǔ)的土層;在樁位處先成孔,再設(shè)置加勁材(如鋼筋籠等),然后澆灌混凝土而形成的樁。樁頂位移δ0減去截面位置以上樁身的壓縮量⑴當(dāng)Q-S曲線陡降段明顯時(shí),取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)相應(yīng)的荷載值;同時(shí)建筑的荷載相近的建筑物的相互影響對(duì)階梯形基礎(chǔ),除進(jìn)行柱邊截面的強(qiáng)度計(jì)算外,應(yīng)在變階處進(jìn)行驗(yàn)算當(dāng)混凝土基礎(chǔ)的體積過大時(shí),為節(jié)省混凝土用量和減緩大體積混凝土在凝固過程中產(chǎn)生大量熱量不易散發(fā)而引起開裂,可加入適量毛石承載力特征值的修正基礎(chǔ)寬度大于3m或埋深大于0.5m,原位實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的承載力特征值,需按下式要修正:承載力特征值修正后的承載力特征值寬度修正系數(shù)深度修正系數(shù)基底以下土的重度基底以上土的加權(quán)平均重度修正系數(shù)查表7.10(4)調(diào)整底面尺寸再算承載力特征值的修正承載力特征值修正后的五、基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)中心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算
1.基礎(chǔ)底面積A
對(duì)矩形基礎(chǔ)按地基承載力計(jì)算時(shí),應(yīng)符合下式對(duì)條形基礎(chǔ)對(duì)方形基礎(chǔ)五、基礎(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)中心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算對(duì)條形基礎(chǔ)對(duì)方形基例某墻下條形基礎(chǔ),相應(yīng)于荷載效用標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向中心荷載值F=180kN/m,埋深d=1.1m,基礎(chǔ)底面為粉質(zhì)黏土,承載力特征值fak=144.8kPa,試確定基礎(chǔ)底面寬度,基礎(chǔ)頂面寬度b0=38cm,基礎(chǔ)做法為下面采用厚度為45cm的3:7灰土,上面采用磚砌體,并會(huì)出基礎(chǔ)剖面圖。例某墻下條形基礎(chǔ),相應(yīng)于荷載效用標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向中心荷載值淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件偏心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算偏心荷載作用下的基礎(chǔ)計(jì)算±0.000m-0.300m1.0mVk0.7mMk0.6mFk例:某粘性土重度γ=18.2kN/m3,孔隙比e=0.7,液性指數(shù)IL=0.75,地基承載力特征值fak=220kPa?,F(xiàn)修建一外柱基礎(chǔ),作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk=830kN,Mk=200kN?m,
Vk=20kN,基礎(chǔ)埋深(自室外地面起算)為1.0m,室內(nèi)地面高出室外地面0.3m,試確定矩形基礎(chǔ)底面寬度?!?.000m-0.300m1.0mVk0.7mMk0.6m解:(1)先地基承載力特征值深度修正孔隙比e=0.7,液性指數(shù)IL=0.75的粘性土,ηd=1.6(2)初步確定基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算Gk時(shí)的基礎(chǔ)埋深d=(1.0+1.3)/2=1.15m埋深范圍內(nèi)無地下水,hw=0假設(shè)l/b=2.0b=1.5ml=3.0m因b<3m,不必進(jìn)行承載力寬度修正解:(1)先地基承載力特征值深度修正孔隙比e=0.7,液性指(3)計(jì)算基底平均壓力和最大壓力基底處總豎向力基底處的總力矩偏心距基底平均壓力值基底處最大和最小壓力NO(3)計(jì)算基底平均壓力和最大壓力基底處總豎向力基底處的總力矩(4)調(diào)整底面尺寸再算基底處總豎向力基底處的總力矩偏心距基底平均壓力值基底處最大和最小壓力取b=1.6m,l=3.2mOK(4)調(diào)整底面尺寸再算基底處總豎向力基底處的總力矩偏心距基底已知如圖所示的某矩形基礎(chǔ),試計(jì)算該基礎(chǔ)底面尺寸(荷載均為標(biāo)準(zhǔn)值)。已知如圖所示的某矩形基礎(chǔ),試計(jì)算該基礎(chǔ)底面尺寸(荷載均為標(biāo)準(zhǔn)解:(1)求取地基承載力特征值對(duì)于e=0.9的粘性土,ηd=1.0(2)確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心影響,將基底面積增大20%,則基底面積A=1.2A0=3.34m2假設(shè)l/b=1.5b=1.49ml=2.24m取b=1.5m取l=2.3m解:(1)求取地基承載力特征值對(duì)于e=0.9的粘性土,η樁一般可以看作側(cè)向約束的壓桿,可能發(fā)生樁身先于土層破壞,此時(shí),樁基承載力由樁身材料強(qiáng)度控制。階梯尺寸宜用整數(shù),一般在水平方向和垂直方向均用50mm的倍數(shù)。(1)承載能力極限狀態(tài)(荷載)中等直徑樁:250mm<d<800mm上部土層強(qiáng)度比樁端土層較低,為摩擦端承樁,圖(d)?;A(chǔ)高h(yuǎn)在900mm內(nèi),插筋應(yīng)伸至底部的鋼筋網(wǎng)。中等直徑樁:250mm<d<800mm基礎(chǔ)砌筑前,需先鋪底灰。(2)正常使用極限狀態(tài)(變形)樁側(cè)阻力與樁身位移的關(guān)系:7(水下灌注樁或長樁用低值)?!鰳兜拈L徑比(l/d)砌法:二一間隔收(1/4磚)。已知如圖所示的某矩形基礎(chǔ),試計(jì)算該基礎(chǔ)底面尺寸(荷載均為標(biāo)準(zhǔn)值)。圖8-8單樁在產(chǎn)生負(fù)摩阻力時(shí)的荷載傳遞抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值如果基礎(chǔ)下部用灰土,則灰土部分不做臺(tái)階,灰土頂面壓力,以不超過250~300kPa為宜。5m,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=200kN,,持力層為粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為0.2)埋深2、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力例如,在軟土中密集沉樁時(shí),引起超孔隙水壓力而使地面隆起,打樁完成后土層的重新固結(jié)等。地下水(土的有效重度、地基變形);(3)計(jì)算基底平均壓力和最大壓力基底處總豎向力基底處的總力矩偏心距基底平均壓力值基底處最大和最小壓力OK樁一般可以看作側(cè)向約束的壓桿,可能發(fā)生樁身先于土層破壞,此時(shí)概述無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)又稱為剛性基礎(chǔ)。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于基底壓力較小或地基承載力較高的6層和6層以下的一般民用建筑和墻承重的輕型廠房。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)常用塊石、混凝土、磚、灰土和三合土等材料建造。六、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)又稱為剛性基礎(chǔ)。六、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造如右下圖所示。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的材料抗壓性好,抗拉、抗剪強(qiáng)度不高,設(shè)計(jì)時(shí)必須保證在基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力強(qiáng)度不超過強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。滿足設(shè)計(jì)原則的限制條件:(1)限制剛性角小于剛性角限值(2)限制每個(gè)臺(tái)階的寬高比不超過規(guī)范規(guī)定的臺(tái)階寬高比無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造如右下圖所示。55淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造灰土基礎(chǔ)灰土是用粉狀生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰與粘土的比例,用于基礎(chǔ)的多為3:7或4:6,用作墊層的可為2:8
灰土基礎(chǔ)在夯實(shí)、碳化后堅(jiān)如石材,且隨時(shí)間推移而提高強(qiáng)度,故被廣泛應(yīng)用灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?150αb第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?1第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?150αb灰土基礎(chǔ)其抗凍性較差,不宜將灰土基礎(chǔ)作到地面,宜將其置于下部作為墊層灰土墊層厚度超過100mm時(shí)按基礎(chǔ)使用和計(jì)算,所以較厚的灰土墊層也叫灰土基礎(chǔ),在灰土墊層或灰土基礎(chǔ)上一般用磚或毛石砌筑基礎(chǔ),兩者放角應(yīng)匹配,灰土基礎(chǔ)寬高比容許值[b/h]=1:1.25~1:5,與磚基礎(chǔ)大致相同第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造灰土基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?1灰土基礎(chǔ)與磚放角灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?150αb磚放腳過大磚放腳過小磚放腳過小,則灰土底面有效寬度不能利用,也是不經(jīng)濟(jì)的若灰土基礎(chǔ)底面一定磚放腳過大,則對(duì)磚基礎(chǔ)的放腳有所浪費(fèi)灰土基礎(chǔ)與磚放角灰土基礎(chǔ)與磚放角h=n?150αb磚放腳過大第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造毛石基礎(chǔ)毛石是天然石材,經(jīng)粗略加工使其基本方整、便于人力搬運(yùn)、操作的石料,毛石基礎(chǔ)體積較大、自重較大、操作要求高,勞動(dòng)強(qiáng)度大毛石運(yùn)輸、堆放不便,多用于鄰近山區(qū)石材豐富的一般標(biāo)準(zhǔn)的磚混結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)工程中毛石基礎(chǔ)強(qiáng)度、抗水、抗凍、抗腐蝕性能較好毛石基礎(chǔ)第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造毛石基礎(chǔ)構(gòu)造臺(tái)階寬高比容許值[b/h]=1:1.25~1:1.5毛石的形體不規(guī)則,塊體不宜過大也不宜過小。砌在露明處的毛石粒徑一般不小于300mm,中間填塞的餡石可適當(dāng)減小毛石每砌一臺(tái)不可能一皮找平,至少也需砌筑2皮方可找平。因此,每臺(tái)的高度不得小于400mm,高度愈大則愈便于砌筑≤200≥400αhb≥400≥400≤200≤200≥500≥100毛石基礎(chǔ)構(gòu)造第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造毛石基礎(chǔ)構(gòu)造≤200≥400αhb將荷載傳遞到下部好土層,承載力高造價(jià)占土建總造價(jià)相當(dāng)大的比例,軟土地區(qū)可達(dá)40%基礎(chǔ)高度除應(yīng)滿足抗沖切要求,還應(yīng)滿足柱子縱向鋼筋錨固長度的要求。根據(jù)承載性狀,樁分為:將荷載傳遞到下部好土層,承載力高基礎(chǔ)工程的重要性及工程意義:⑴對(duì)于填土地基建筑場地,待填土沉降基本穩(wěn)定后再成樁。柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)造價(jià)占土建總造價(jià)相當(dāng)大的比例,軟土地區(qū)可達(dá)40%qsiu—第i層土極限側(cè)阻力,kPa;平面形狀復(fù)雜的建筑物,如“H”“L”“T”字形,在其縱橫相交處,基礎(chǔ)密集,地基中應(yīng)力重疊,該處沉降量大于其他部位,其附近墻體常出現(xiàn)裂縫。fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,kPa;⑴當(dāng)Q-S曲線陡降段明顯時(shí),取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)相應(yīng)的荷載值;Qu—單樁豎向極限承載力,kN;同時(shí)建筑的荷載相近的建筑物的相互影響計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向IV—IV截面qpu—樁端土極限端阻力,kPa;高承臺(tái)樁,可取φ=0.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:基底以上土的加權(quán)平均重度灰土墊層厚度超過100mm時(shí)按基礎(chǔ)使用和計(jì)算,所以較厚的灰土墊層也叫灰土基礎(chǔ),在灰土墊層或灰土基礎(chǔ)上一般用磚或毛石砌筑基礎(chǔ),兩者放角應(yīng)匹配,灰土基礎(chǔ)寬高比容許值[b/h]=1:1.一般辦法:采用一個(gè)小尺寸的荷載板,50cm×50cm,70.毛石基礎(chǔ)構(gòu)造毛石退臺(tái)寬度不能按寬高比退臺(tái),即b≤400/1.5=267mm若按267mm退臺(tái),因外露毛石粒徑為300mm左右,顯然露明處毛石可能自行脫落≤200≥400αhb≥400≥400≤200≤200≥500≥100毛石基礎(chǔ)構(gòu)造將荷載傳遞到下部好土層,承載力高毛石基礎(chǔ)構(gòu)造毛石退臺(tái)寬度不能毛石退臺(tái)寬度取為b≤200mm,寬高比b/h≤200/400=1:2毛石基礎(chǔ)最窄的一臺(tái)寬度應(yīng)不小于500mm墻或柱底在毛石基礎(chǔ)頂部每側(cè)寬度應(yīng)不小于100mm≤200≥400毛石基礎(chǔ)構(gòu)造αhb≥400≥400≤200≤200≥500≥100毛石退臺(tái)寬度取為b≤200mm,寬高比b/h≤200/4毛石基礎(chǔ)構(gòu)造毛石漿砌基礎(chǔ)片石或卵石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)底寬≤700mm時(shí)應(yīng)作成矩形截面,無須退臺(tái)毛石基礎(chǔ)構(gòu)造毛石漿砌基礎(chǔ)片石或卵石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)底寬≤700磚基礎(chǔ)用不低于MU10的磚(宜用經(jīng)融燒的)和不低于M5的砂漿砌成。磚的抗凍性較差,所以在嚴(yán)寒地區(qū)和含水量較大的土中,應(yīng)采用高強(qiáng)度等級(jí)的磚和水泥砂漿。磚基礎(chǔ)通常做成階梯形,俗稱大放腳。大放腳一般采用兩皮一收,或者是兩皮一收與一皮一收相間隔,后者較省材,采用較多。基礎(chǔ)砌筑前,需先鋪底灰。砌筑時(shí),磚先用水澆透,并要求砌體砂漿飽滿。如果基礎(chǔ)下部用灰土,則灰土部分不做臺(tái)階,灰土頂面壓力,以不超過250~300kPa為宜。磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)用粘土磚砌筑的基礎(chǔ),取材容易,價(jià)格低廉,施工簡便,目前仍被大量采用,磚基礎(chǔ)強(qiáng)度、耐久性、抗凍性和整體性均較差,磚基礎(chǔ)適合用于五層以下磚混結(jié)構(gòu)房屋等高式磚基礎(chǔ)間隔式磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)等高式磚基礎(chǔ)間隔式磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)的臺(tái)階寬高比容許值[b/h]=1:1.5磚基礎(chǔ)作法等高式,寬高比:b/h=376:756≈1:2,小于容許值[b/h]=1:1.5,符合要求且偏于安全間隔式,寬高比:b/h=376:567≈1:1.5,剛好符合剛性角最低要求等高式756376間隔式567376磚基礎(chǔ)的臺(tái)階寬高比容許值[b/h]=1:1.5等高式75混凝土基礎(chǔ)(素混凝土基礎(chǔ))采用低標(biāo)號(hào)混凝土C15、C20堅(jiān)固耐久、抗水抗凍,多用于地下水位較高或有冰凍情況的建筑基礎(chǔ)的斷面應(yīng)保證兩側(cè)有不小于200mm的垂直面,然后按剛性角容許值傾斜混凝土的寬高比容許值[b/h]=1:1~1:1.25≥50≥200階形混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造墻下條形基礎(chǔ)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)αhb混凝土基礎(chǔ)(素混凝土基礎(chǔ))≥50≥200階形混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造墻基礎(chǔ)剖面剖面形式:錐形截面、階形截面基礎(chǔ)底面下可設(shè)置墊層墊層作用是找平坑槽,便于放線和傳遞荷載墊層用低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土(C7.5、C10)或三合土),厚度80~100mm,每側(cè)加寬80~100mm,墊層一般不計(jì)入基礎(chǔ)底面積≥50≥200≥50≥200階形混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造ααhbhb錐形混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造基礎(chǔ)剖面≥50≥200≥50≥200階形混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造ααh加入毛石的混凝土基礎(chǔ)當(dāng)混凝土基礎(chǔ)的體積過大時(shí),為節(jié)省混凝土用量和減緩大體積混凝土在凝固過程中產(chǎn)生大量熱量不易散發(fā)而引起開裂,可加入適量毛石加入的毛石粒徑不得超過300mm,也不得大于每臺(tái)寬度或高度的1/3毛石的體積為總體積的20~30%,且應(yīng)分布均勻毛石混凝土寬高比容許值[b/h]=1:1~1:1.5≥50≥200毛石混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造αhb加入毛石的混凝土基礎(chǔ)≥50≥200毛石混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造αhb第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造三合土基礎(chǔ)石灰三合土基礎(chǔ)h=n?150αb三合土基礎(chǔ)適于三層以下普通磚房的基礎(chǔ)墊層三合土的寬高比容許值[b/h]=1:1.5~1:2第二節(jié)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造三合土基礎(chǔ)石灰三合土基礎(chǔ)h=n?11)材料、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式滿足設(shè)計(jì)原則的限制條件:過長磚石承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位預(yù)制混凝土樁≥C30;(5)按材料強(qiáng)度確定剖面形狀和各部尺寸地基基礎(chǔ)工程的質(zhì)量問題占總事故的21%樁的最小中心距砼與片石砼基礎(chǔ):強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均較好,適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。(4)建筑物標(biāo)高的控制計(jì)算樁身z處的位移δz?為保證地基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,基地壓力要小于或等于地基承載力,為使地基不破壞,地基承載力一般應(yīng)控制在界限荷載p1/4范圍內(nèi)。值,kN;槽底土已擾動(dòng),先鋪一層中粗砂,再鋪碎磚、片石、塊石處理。xi、yi—第i根樁至群樁形心的y、x軸線的10N/mm2,鋼筋用HPB235級(jí),fy=210N/mm2,墊層采用C10混凝土?!鰳抖送翆优c樁側(cè)土層的剛度比(Eb/Es)磚的抗凍性較差,所以在嚴(yán)寒地區(qū)和含水量較大的土中,應(yīng)采用高強(qiáng)度等級(jí)的磚和水泥砂漿。例如,實(shí)心預(yù)制樁、下端封閉的管樁等,在錘擊、振動(dòng)貫入等?;炷恋膹?qiáng)度、耐久性、抗凍性比較好Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),作用樁位處的土大量排擠開,樁周土在施工過程中受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。3)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20例某廠房柱斷面600mm*400mm,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=780kN,力矩標(biāo)準(zhǔn)值M=120kN.m,水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值H=40kN,作用點(diǎn)位置在地面,基礎(chǔ)埋置深度1.8m,粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為0.33,孔隙比為0.775,fak=210kPa,試設(shè)計(jì)基礎(chǔ)地面H=1.8m填土,容重=17.5粉質(zhì)粘土,容重=19.1例1、無筋擴(kuò)展獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1)材料、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式例某廠房柱斷面600mm*400mm例某承重墻厚240mm,基礎(chǔ)的埋深1.5m,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=200kN,,持力層為粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為0.76,孔隙比為0.843,容重為17.5,fak=150kPa,試設(shè)計(jì)基礎(chǔ)例2、無筋擴(kuò)展條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)例某承重墻厚240mm,基礎(chǔ)的埋深1.5m,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)七、擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
擴(kuò)展式基礎(chǔ)常指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。擴(kuò)展式基礎(chǔ)通常能在較小的埋深內(nèi),把基礎(chǔ)擴(kuò)大到所需面積,因而是最常用的一種基礎(chǔ)形式。為使擴(kuò)展式基礎(chǔ)具有一定的剛度,要求基礎(chǔ)臺(tái)階的寬高比不大于2.5。從基礎(chǔ)受力特點(diǎn)分析,擴(kuò)展式基礎(chǔ)仍為一板式基礎(chǔ),基礎(chǔ)底板的厚度應(yīng)滿足抗沖切要求,并按板的受力分析進(jìn)行抗剪及抗彎強(qiáng)度要求。七、擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)擴(kuò)展式基礎(chǔ)常指柱下鋼筋混凝土柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)(一)鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟(1)根據(jù)荷載組合中地基承載力,確定基礎(chǔ)尺寸,與無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相同;(2)按抗剪和抗沖切驗(yàn)算,確定基礎(chǔ)高度(包括各突變截面)(3)進(jìn)行地基強(qiáng)度和變形驗(yàn)算;(4)對(duì)基礎(chǔ)的截面大小變化處進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算,確定基礎(chǔ)配筋(5)構(gòu)造設(shè)計(jì)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)(二)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的構(gòu)造柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的構(gòu)造形式有現(xiàn)澆錐形基礎(chǔ)、臺(tái)階形基礎(chǔ)和現(xiàn)場預(yù)制杯口基礎(chǔ)。
(二)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的構(gòu)造1.一般要求1)錐形基礎(chǔ)的邊緣高度一般不小于200mm;且兩個(gè)方向的坡度不宜大于1:3
階梯型每階高度300~500mm2)基礎(chǔ)下面通常設(shè)有低強(qiáng)度素混凝土墊層,墊層厚度為100mm。3)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C204)擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15%,底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于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宜小于8mm;間距不宜大于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)層的厚度不應(yīng)小于40mm;無墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm;1.一般要求4)擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15%2.現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)1)角錐形基礎(chǔ)基礎(chǔ)高度除應(yīng)滿足抗沖切要求,還應(yīng)滿足柱子縱向鋼筋錨固長度的要求?,F(xiàn)澆柱基礎(chǔ)不與柱同時(shí)澆灌,基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)留插筋的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)與柱子底部的縱向受力鋼筋相同,插筋的錨固及與柱的縱向受力鋼筋的長度,應(yīng)滿足規(guī)范要求。2.現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)
基礎(chǔ)高h(yuǎn)在900mm內(nèi),插筋應(yīng)伸至底部的鋼筋網(wǎng)。
基礎(chǔ)高度較大時(shí),位于柱子四角的插筋應(yīng)伸至底部,其余的插筋只要伸入基礎(chǔ)達(dá)到錨固長度即可。插筋長度范圍內(nèi)均勻設(shè)置箍筋。
基礎(chǔ)頂部做成平臺(tái),每邊從柱邊緣放出不小于50mm的距離。基礎(chǔ)高h(yuǎn)在900mm內(nèi),插筋應(yīng)伸至底部的鋼筋網(wǎng)2)階梯形基礎(chǔ)階梯形基礎(chǔ)的每階高度一般為300~500mm,基礎(chǔ)高度一階二階三階
階梯尺寸宜用整數(shù),一般在水平方向和垂直方向均用50mm的倍數(shù)。2)階梯形基礎(chǔ)一階二階三階階梯尺寸宜用整數(shù),一般在水平方向3.預(yù)制柱基礎(chǔ)柱的插入深度h1按下表選用,h1還應(yīng)滿足錨固長度要求,并應(yīng)該考慮吊裝的穩(wěn)定性,即柱長3.預(yù)制柱基礎(chǔ)并應(yīng)該考慮吊裝的穩(wěn)定性,即柱長
基礎(chǔ)杯底厚度和壁厚按表4-3選用。當(dāng)柱為軸心或小偏心受壓且或大偏心受壓且壁內(nèi)一般不配筋當(dāng)柱為軸心或小偏心受壓且可按表4-4,鋼筋置于杯口頂部,每邊兩根。其他情況按計(jì)算配筋基礎(chǔ)杯底厚度和壁厚按表4-3選用。當(dāng)柱為軸或大(三)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的計(jì)算1.根據(jù)荷載組合中地基承載力,確定基礎(chǔ)尺寸,與無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相同;2.基礎(chǔ)高度的確定(抗沖切驗(yàn)算)基礎(chǔ)高度及變階處的高度,應(yīng)根據(jù)抗剪及抗沖切的公式計(jì)算確定。對(duì)鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)而言,抗剪強(qiáng)度一般均能滿足要求,故基礎(chǔ)高度主要根據(jù)抗沖切高度確定,必要時(shí)才進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。(三)柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)的計(jì)算控制建筑物的長高比L/H樁和承臺(tái)組成。地基內(nèi)有厚度過大或厚度不均的填土層,自重固結(jié)未完成用荷載試驗(yàn)確定(甲級(jí)建筑——原位荷載試驗(yàn))因此在墻、柱之下設(shè)置水平截面向下擴(kuò)大的基礎(chǔ)-擴(kuò)展基礎(chǔ),以使荷載擴(kuò)散分布于擴(kuò)大后的基礎(chǔ)底面,使之滿足地基承載力和變形的要求。磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6~10m內(nèi)兩點(diǎn)的沉降差與距離的比值Qk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),單樁的軸力,kN;10N/mm2,鋼筋用HPB235級(jí),fy=210N/mm2,墊層采用C10混凝土。三合土的寬高比容許值[b/h]=1:1.加入的毛石粒徑不得超過300mm,也不得大于每臺(tái)寬度或高度的1/3將荷載傳遞到下部好土層,承載力高變形過大可能引起裂縫、坍塌或其他不容許沉降。長度應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定:水平荷載和彎矩引起的樁身彎矩;(2)巖土工程勘察報(bào)告5m,基礎(chǔ)受豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fk=200kN,,持力層為粉質(zhì)粘土層液性指數(shù)為0.現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)不與柱同時(shí)澆灌,基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)留插筋的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)與柱子底部的縱向受力鋼筋相同,插筋的錨固及與柱的縱向受力鋼筋的長度,應(yīng)滿足規(guī)范要求。上部結(jié)構(gòu)通過墻、柱等承重構(gòu)件傳遞的荷載,在其底部橫截面上造成的壓強(qiáng)通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地基的承載能力。qsiu—第i層土極限側(cè)阻力,kPa;灰土墊層厚度超過100mm時(shí)按基礎(chǔ)使用和計(jì)算,所以較厚的灰土墊層也叫灰土基礎(chǔ),在灰土墊層或灰土基礎(chǔ)上一般用磚或毛石砌筑基礎(chǔ),兩者放角應(yīng)匹配,灰土基礎(chǔ)寬高比容許值[b/h]=1:1.計(jì)算地基變形時(shí),基地荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載的準(zhǔn)永久組合,不計(jì)風(fēng)荷載和地震作用。間隔式,寬高比:b/h=376:567≈1:1.
當(dāng)基礎(chǔ)承受柱子傳來的荷載時(shí),若在柱子周邊處基礎(chǔ)的高度不夠,就會(huì)發(fā)生如圖4-8所示的沖切破壞,即從柱子周邊起,沿著45°斜面拉裂,形成如圖4-9中虛線所示沖切角錐體。控制建筑物的長高比L/H當(dāng)基礎(chǔ)承受柱子傳來的荷
為保證基礎(chǔ)不發(fā)生沖切破壞,在基礎(chǔ)沖切角錐體以外,由地基反力產(chǎn)生的沖切荷載Fl應(yīng)小于基礎(chǔ)沖切面上的抗沖切強(qiáng)度。對(duì)矩形截面柱的矩形基礎(chǔ),在柱與基礎(chǔ)交接處及基礎(chǔ)變階處的沖切強(qiáng)度按下式計(jì)算為保證基礎(chǔ)不發(fā)生沖切破壞,在基礎(chǔ)沖切角錐體以外45obth0h0bAl為陰影面積bm沖切梯形的中線bmh0h0atlhp
沖切截面高度影響系數(shù)\\\45obth0h0bbmh0h0atlhp沖切截面高度影淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件由以上關(guān)系式可解基礎(chǔ)底板的有效高度:C值由公式7.30得出由以上關(guān)系式可解基礎(chǔ)底板的有效高度:C值由公式7.30得出單獨(dú)基礎(chǔ)彎矩計(jì)算3.基礎(chǔ)底板內(nèi)力及配筋計(jì)算(抗彎驗(yàn)算)柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)受基底反力的作用下,產(chǎn)生雙向彎曲。分析時(shí)可將基底按對(duì)角線分成四個(gè)區(qū)域,對(duì)于中心荷載作用或偏心作用而偏心距小于或等于1/6倍基礎(chǔ)寬度的情況,當(dāng)臺(tái)階的寬高比小于或等于2.5時(shí),任意截面的彎矩可按下列公式計(jì)算單獨(dú)基礎(chǔ)彎矩計(jì)算3.基礎(chǔ)底板內(nèi)力及配筋計(jì)算任意截面I-I,II-II處的彎矩任意截面I-I,II-II處的彎矩基礎(chǔ)底板配筋,根據(jù)底板內(nèi)力分布,分別計(jì)算截面所需的鋼筋面積計(jì)算配筋截面處的設(shè)計(jì)彎矩鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值基礎(chǔ)有效高度對(duì)階梯形基礎(chǔ),除進(jìn)行柱邊截面的強(qiáng)度計(jì)算外,應(yīng)在變階處進(jìn)行驗(yàn)算雙向偏心的單獨(dú)基礎(chǔ),可按疊加原理進(jìn)行計(jì)算。基礎(chǔ)底板配筋,根據(jù)底板內(nèi)力分布,分別計(jì)算截面所需的鋼筋面積計(jì)淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件已知相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的柱荷載F=700kN,M=87.8kN?m,柱截面尺寸為300mm×400mm,基礎(chǔ)底面尺寸為1.6m×2.4m。
要求:試設(shè)計(jì)此柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。例:
24001003006004003003001200±0.00FM已知相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的柱荷載F=700kN,M=87解:采混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20,ft=1.10N/mm2,鋼筋用HPB235級(jí),fy=210N/mm2,墊層采用C10混凝土。(1)計(jì)算基底凈反力設(shè)計(jì)值凈偏心距基底最大凈反力設(shè)計(jì)值:1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII125.3210.8239.3191.8解:采混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20,ft=1.10N/mm2,鋼(2)基礎(chǔ)高度偏心受壓,取pjmax1)柱邊截面取h=600mm,
h0=555mm<OK抗沖切力沖切力:1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII(2)基礎(chǔ)高度偏心受壓,取pjmax1)柱邊截面取h=600沖切力2)變階處截面l1=1.2m,b1=0.8m<OK取h1=300mm,h01=255mm抗沖切力1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII沖切力2)變階處截面l1=1.2m,b1=0.8m<OK取(3)配筋計(jì)算基礎(chǔ)長邊方向的彎矩設(shè)計(jì)值。取I—I截面1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII125.3210.8239.3191.8(3)配筋計(jì)算基礎(chǔ)長邊方向的1200IIIII2400ac=(3)配筋計(jì)算取III—III截面比較AsI和AsIII,取AsI,配11φ12,As=1244mm2,差2%1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII125.3210.8239.3191.8(3)配筋計(jì)算取III—III截面比較AsI和AsIII,取(3)配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向II—II截面1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII(3)配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向II—II截面1200IIII(3)配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向IV—IV截面按構(gòu)造要求配13φ10,As=1021mm2>651mm211Φ1213Φ10III1200IIIII2400ac=400bc=3008001600IIIVIVII(3)配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)短邊方向IV—IV截面按構(gòu)造要求配13已知某砼墻厚240mm,相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合及基本組合時(shí)作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載為144kN/m和190kN/m,已知基礎(chǔ)埋置深度d=0.5m,地基承載力特征值fak=106kPa
。
要求:試設(shè)計(jì)此基礎(chǔ)。例:
已知某砼墻厚240mm,相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合及基本組合時(shí)作解:因基礎(chǔ)埋深為0.5m,故采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)?;炷翉?qiáng)度等級(jí)采用C20,ft=1.10N/mm2,鋼筋用HPB235級(jí),fy=210N/mm2。(1)初步確定基礎(chǔ)底面尺寸地基凈反力基礎(chǔ)有效高度:基礎(chǔ)邊緣至磚墻計(jì)算截面的距離:解:因基礎(chǔ)埋深為0.5m,故采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。混凝土強(qiáng)取基礎(chǔ)高度h=300mm,h0=300-40-5=255mm>104mm配鋼筋Φ12@200,As=565mm2縱向分布鋼筋Φ8@250,墊層采用C10混凝土。1500Φ8@250Φ12@200100200200300200取基礎(chǔ)高度h=300mm,h0=300-40-5=255mm八、減少建筑物不均勻沉降的工程措施過大的沉降會(huì)影響正常使用,不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致建筑物開裂、破壞或嚴(yán)重影響使用。在軟弱地基上的建筑物,沉降往往很大,而且不均勻,沉降穩(wěn)定歷時(shí)很長,處理不好容易造成工程事故。為減少建筑物不均勻沉降,需采取各種必要措施八、減少建筑物不均勻沉降的工程措施過大的沉降會(huì)影響正常使用在建筑設(shè)計(jì)中,為防止不均勻沉降造成的危害,可單從加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu),或單從加固地基來達(dá)到目的,但往往不經(jīng)濟(jì)合理。上部結(jié)構(gòu)和地基是緊密聯(lián)系在一起的,既相互聯(lián)系,又相互影響,按上部結(jié)構(gòu)和地基共同工作的觀點(diǎn)來采取消除不均勻沉降的措施,才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的效果。在建筑設(shè)計(jì)中,為防止不均勻沉降造成的危害,可單從加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)沉降前基底
左圖所示,建造在地基上的墻體,墻上荷載均勻分布,地基受到墻體傳來的荷載,發(fā)生變形。若墻體是柔性,按直線變形理論,墻身撓曲如曲線a所示,墻內(nèi)無附加應(yīng)力。若墻為絕對(duì)剛體,則作用于地基的壓力有相應(yīng)的調(diào)整,結(jié)果是墻的沉降各點(diǎn)相等,如曲線b,墻身內(nèi)應(yīng)力很大。
實(shí)際上墻介于上述兩種之間,有一定剛度,仍保持一定的撓度,也有一定的應(yīng)力,曲線如c所示。沉降前基底左圖所示,建造在地基上的墻體,墻上荷防止不均勻沉降考慮上部結(jié)構(gòu)和地基共同作用對(duì)建筑物和地基兩方面同時(shí)采取必要措施既適當(dāng)增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度,提高結(jié)構(gòu)的抗裂性同時(shí)將地基變形控制在容許范圍內(nèi)做到安全、經(jīng)濟(jì)、合理。防止不均勻沉降考慮上部結(jié)構(gòu)和地基共同作用采取的措施建筑措施(1)建筑物體形力求簡單(2)設(shè)置沉降縫(3)相鄰建筑物的間隔距離(4)建筑物標(biāo)高的控制結(jié)構(gòu)措施(1)增強(qiáng)磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度和強(qiáng)度(2)減輕和調(diào)整荷載施工措施采取的措施建筑措施建筑措施(一)(1)建筑物的體形力求簡單建筑物的體形是指建筑物的平面及立面形狀平面形狀復(fù)雜的建筑物,如“H”“L”“T”字形,在其縱橫相交處,基礎(chǔ)密集,地基中應(yīng)力重疊,該處沉降量大于其他部位,其附近墻體常出現(xiàn)裂縫。當(dāng)平面形狀復(fù)雜時(shí),建筑物還會(huì)因扭曲產(chǎn)生附加應(yīng)力復(fù)雜平面的裂縫位置建筑措施(一)(1)建筑物的體形力求簡單復(fù)雜平面的裂縫位置
立面上有高差(荷載差)的建筑物,由于作用在地基上的荷載突變,建筑物高低相交處出現(xiàn)過大的差異沉降,造成建筑物的輕、低部分傾斜或開裂損壞,裂縫向重、高部分傾斜。軟土地區(qū),高差在兩層到兩層以上者,存在輕重不等裂縫。
建筑平面轉(zhuǎn)折部位有高差,更不利。立面上有高差(荷載差)的建筑物,由于作用在地基建筑措施(二)(2)設(shè)置沉降縫
設(shè)置沉降縫是減少地基不均勻沉降對(duì)建筑物危害的有效措施之一。沉降縫不同于溫度收縮縫,它從檐口到基礎(chǔ)把建筑物整個(gè)單元斷開,將建筑物分成若干個(gè)長高比小、整體剛度好、自成沉降體系的單元,具有調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力。建筑措施(二)(2)設(shè)置沉降縫設(shè)置沉降縫的位置:a.地基土壓縮性有明顯差異處b.地基基礎(chǔ)處理方法不同處c.平面形狀復(fù)雜的建筑物轉(zhuǎn)折部位d.建筑物高度或荷載差異處e.建筑結(jié)構(gòu)類型不同處f.過長磚石承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位g.局部地下室邊緣處h.分期建造房屋分界處設(shè)置沉降縫的位置:常用沉降縫類型沉降縫需要足夠的寬度
縫內(nèi)一般不填充任何材料
常用沉降縫類型沉降縫需要足夠的寬度
縫內(nèi)一般不填充任何材料
建筑措施(三)(3)相鄰建筑物的間隔距離建筑物的荷載不僅使建筑物下面的土層受到壓縮,而且在它以外的一定范圍內(nèi)的土層,由于受到基底壓力擴(kuò)散的影響,也產(chǎn)生壓縮變形。這種影響隨距離的增大而減少。相鄰建筑物的影響主要表現(xiàn)為裂縫或傾斜。被影響的建筑物剛度好,表現(xiàn)為傾斜,剛度差,為裂縫。
建筑措施(三)(3)相鄰建筑物的間隔距離產(chǎn)生相鄰影響的情況:a.同時(shí)建筑的重、高建筑物對(duì)輕、低建筑物的影響b.同時(shí)建筑的荷載相近的建筑物的相互影響c.重、高建筑物建成不久后,在臨近建筑輕、低建筑物時(shí),前者對(duì)后者的影響。d.舊建筑物受到新的重、高建筑物的影響為減少建筑物相鄰影響,應(yīng)使建筑物保證一定的距離。產(chǎn)生相鄰影響的情況:建筑措施(四)(4)建筑物標(biāo)高的控制由于基礎(chǔ)的沉降引起建筑物個(gè)組成部分的標(biāo)高發(fā)生變化,影響建筑物正常使用。在軟土地區(qū),??吹接捎诔两颠^大造成室內(nèi)地坪低于室外地坪、地下管道被壓壞。設(shè)備之間連接受損等。為減少或防止沉降對(duì)使用的不利影響,設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)基礎(chǔ)沉降的預(yù)估值,適當(dāng)調(diào)整建筑物各部分標(biāo)高:a.提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施標(biāo)高b.建筑物各部分由聯(lián)系時(shí),提高沉降較大者c.建筑物與設(shè)備間留足夠凈空d.建筑物有管道穿過,預(yù)留足夠尺寸的空地,采用柔性接頭建筑措施(四)(4)建筑物標(biāo)高的控制結(jié)構(gòu)措施(一)(1)增強(qiáng)磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度和強(qiáng)度的措施建筑物的空間剛度是指建筑物抵抗自身變形的能力。
空間剛度越少,地基反力分布越接近建筑物荷載分布,不均勻沉降越大。如:獨(dú)立支柱與簡支梁或三鉸拱組成的建筑物,有柔性底板的水池,油罐。建筑物由于構(gòu)件間聯(lián)系軟弱,建筑物同地基一起變形??臻g剛度越大,地基不均勻沉降越小。如獨(dú)立基礎(chǔ)上的煙囪、水塔。結(jié)構(gòu)措施(一)(1)增強(qiáng)磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度和強(qiáng)度的措施增強(qiáng)建筑物強(qiáng)度和剛度的措施:a.控制建筑物的長高比L/HL/H越小,剛度越好,對(duì)地基不均勻沉降的調(diào)整能力越大。對(duì)于沉降量可能大于12cm的建筑物,L/H宜小于或等于2.5。b.設(shè)置圈梁(提高整體性,提高抗剪抗拉能力)
圈梁一般配置在外墻內(nèi),根據(jù)可能彎曲方向確定配置與建筑物頂部還是底部。難以判斷彎曲方向,對(duì)四層或四層以下,在墻上部或基礎(chǔ)放大腳各設(shè)一道。重要、高大的建筑物隔層或?qū)訉釉O(shè)置。圈梁一般設(shè)置在樓板下或窗過梁處,要求平面上閉合。圈梁寬度一般等于墻厚,高度不小于12cm,一般為24×12cm。強(qiáng)度不低于C20,縱筋不低于4Φ8增強(qiáng)建筑物強(qiáng)度和剛度的措施:c.合理布置縱橫墻地基發(fā)生不均勻沉降時(shí),磚石結(jié)構(gòu)的墻身是主要受力構(gòu)件,具有調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力??v墻剛度較弱,地基的不均勻沉降常表現(xiàn)為建筑物的縱向撓曲,縱墻的布置很重要。縱墻轉(zhuǎn)折、中斷或高度變化等均會(huì)消弱縱墻剛度,剛度消弱部位的磚墻,最容易破壞??v墻要避免轉(zhuǎn)折與中斷。撓曲產(chǎn)生水平推力
建筑物橫墻能加強(qiáng)整體剛度,內(nèi)橫墻間距不宜過大,并與外縱墻妥為連接。c.合理布置縱橫墻撓曲產(chǎn)生水平推力建筑物橫墻能d.加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度基礎(chǔ)在建筑物的最下面,對(duì)建筑物的整體剛度影響很大,特別是建筑物產(chǎn)生正向撓曲時(shí),受拉區(qū)在下部,所以保證基礎(chǔ)有足夠剛度和強(qiáng)度就特別重要。根據(jù)地基軟弱程度和上部結(jié)構(gòu)的不同情況,可采用鋼筋混凝土十字交叉條形基礎(chǔ)或筏片基礎(chǔ),有時(shí)采用箱形基礎(chǔ)。(撓曲基本消除)
d.加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度(2)關(guān)于減輕或調(diào)整荷載的措施由基礎(chǔ)傳給地基的荷載中,其中上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的自重約占總荷載的40%~75%,應(yīng)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重(預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu);磚石承重結(jié)構(gòu),采用輕質(zhì)墻體材料)室內(nèi)厚填對(duì)地基的壓縮會(huì)造成建筑物大量沉降,可采用架空地板代替,減輕對(duì)地基的荷載。
設(shè)置地下室和半地下室是減少建筑物不均勻沉降的有效措施,通過挖出的土重能抵消一部分作用在地基上的附加壓力,也可用于調(diào)整各部分建筑的沉降差異。
(2)關(guān)于減輕或調(diào)整荷載的措施施工措施淤泥及淤泥質(zhì)土具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,施工時(shí)要注意不擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu)。
開挖基槽時(shí),暫不開挖到基底標(biāo)高,保留一定厚度的原土(20cm),待基礎(chǔ)施工時(shí)才開挖。
槽底土已擾動(dòng),先鋪一層中粗砂,再鋪碎磚、片石、塊石處理。存在荷載差異的建筑,施工順序:先蓋重、高部分,后蓋輕、低部分。重、高建筑附近的附屬建筑,盡量慢點(diǎn)施工。
施工措施軟土層4.5樁基礎(chǔ)軟土層4.5樁基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件現(xiàn)場灌注護(hù)坡樁造價(jià)低現(xiàn)場灌注樁基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高沉降量小抗震性能好,穿過液化層承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風(fēng)載荷)與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低缺點(diǎn)施工環(huán)境影響,
預(yù)制樁施工噪音,
鉆孔灌注樁的泥漿有地下室時(shí),有一定干擾,深基坑中做樁樁基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)樁基礎(chǔ)適用條件(1)水上建筑物(2)深持力層,高地下水位(3)抗震地基(4)對(duì)沉降非常敏感的建筑,如精密儀器樁基礎(chǔ)適用條件(1)水上建筑物樁基礎(chǔ)構(gòu)成:樁和承臺(tái)組成。根據(jù)承臺(tái)的位置,樁基(礎(chǔ))分為:
低承臺(tái)樁基(礎(chǔ))
:承臺(tái)底面低于地面;高承臺(tái)樁基(礎(chǔ)):承臺(tái)底面高于地面。(a)承臺(tái)樁上部結(jié)構(gòu)軟弱土層堅(jiān)硬土層承臺(tái)樁水體土層(b)樁基礎(chǔ)構(gòu)成:(a)承臺(tái)樁上部結(jié)構(gòu)軟弱土層堅(jiān)硬土層承臺(tái)樁水體土低承臺(tái)樁低承臺(tái)樁高承臺(tái)樁高承臺(tái)樁一、按承載性狀分類樁傳遞荷載的特點(diǎn):所承擔(dān)的荷載,由樁側(cè)阻力和樁端阻力傳到地基上。樁的分類一、按承載性狀分類樁的分類根據(jù)承載性狀,樁分為:1)摩擦型樁:樁承受的荷載主要由樁側(cè)阻力承擔(dān),細(xì)分為:摩擦樁:上部荷載全部由樁側(cè)阻力承受;端承摩擦樁:承受的荷載主要由樁側(cè)阻力承擔(dān)。2)端承型樁:樁承受的荷載主要由樁端阻力承擔(dān),細(xì)分為端承樁:荷載全部由樁端阻力承受;摩擦端承樁:承受的荷載主要由樁端阻力承擔(dān)。根據(jù)承載性狀,樁分為:舉例說明:摩擦型樁:軟土中的長樁,為摩擦樁,圖(a);上部土層強(qiáng)度與樁端土層較低,為端承摩擦樁,圖(b)。端承型樁:上部土層軟弱樁端進(jìn)入穩(wěn)定的巖層時(shí),為端承樁,圖(c)上部土層強(qiáng)度比樁端土層較低,為摩擦端承樁,圖(d)。摩擦樁端承摩擦樁端承樁摩擦端承樁摩擦型樁端承型樁舉例說明:摩擦樁端承摩擦樁端承樁摩擦端承樁摩擦型樁端承型樁二、按功用分類承壓樁承受豎向壓力為主的樁,圖(a)??拱螛冻惺馨纬龊奢d為主的樁,圖(b)。例如,輸電塔架、地下抗浮結(jié)構(gòu)復(fù)合受荷樁同時(shí)承受較大豎向荷載與水平荷載,圖(c)。橫向受荷樁(側(cè)向受荷樁)主要承受水平荷載的樁,圖(d)。例如,邊坡中設(shè)置的加固樁。二、按功用分類三、按樁身材料分類木樁混凝土樁素混凝土樁鋼筋混凝土樁鋼樁三、按樁身材料分類四、按施工方法分類預(yù)制樁樁體在施工前在預(yù)制廠或現(xiàn)場制作的樁。根據(jù)打入方法可分為:打入樁、壓入樁、振沉樁及旋入樁。灌注樁在樁位處先成孔,再設(shè)置加勁材(如鋼筋籠等),然后澆灌混凝土而形成的樁。根據(jù)成空施工方法可再分為:鉆孔灌注樁、沉管灌注樁和挖孔樁等。四、按施工方法分類振動(dòng)沉樁預(yù)制樁1-13m振動(dòng)沉樁離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土人工挖孔樁人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁螺旋鉆
螺旋鉆沉管螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土沉管螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土
擴(kuò)底樁人工挖孔擴(kuò)孔樁擴(kuò)底樁人工挖孔擴(kuò)孔樁五、按成樁方法分類根據(jù)樁對(duì)樁周土排擠作用分為非擠土樁樁對(duì)周圍土體沒有排擠作用。例如,先鉆孔再打入的預(yù)制樁、鉆孔(沖孔或挖孔)樁。擠土樁樁位處的土大量排擠開,樁周土在施工過程中受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。例如,實(shí)心預(yù)制樁、下端封閉的管樁等,在錘擊、振動(dòng)貫入等。五、按成樁方法分類六、按樁徑大小分類小直徑樁:d≤250mm例如,用于基礎(chǔ)加固的樹根樁、靜壓錨桿托換樁等。中等直徑樁:250mm<d<800mm
大直徑樁:d≥800mm圖8-4網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁六、按樁徑大小分類圖8-4網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁按形狀按縱斷面:楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)(分叉)樁、擴(kuò)底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面:圓形,八邊形,十字樁、X形樁按形狀按縱斷面:楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)(分叉)樁、擴(kuò)底樁身樁身樁端Dd樁端Dd橫斷面橫斷面第二節(jié)單樁豎向承載力樁基承載力由兩個(gè)方面組成
樁側(cè)摩阻力;
樁端阻力。樁基的破壞模式有什么類型?第二節(jié)單樁豎向承載力樁基承載力由兩個(gè)方面組成樁基的破壞模樁基的破壞模式(a)屈曲破壞(b)整體剪切破壞(c)刺入破壞陡降型陡降型陡降型(樁周土密實(shí))緩變型(樁周土疏松)樁基的破壞模式陡降型陡降型陡降型(樁周土密實(shí))緩變型(樁周土一、影響樁基承載力的因素⑴樁側(cè)與樁端土層的強(qiáng)度、變形性質(zhì)及應(yīng)力特征。影響隨下面因素變化■樁的長徑比(l/d)
l/d越大,樁側(cè)土層的影響增大,而樁端土層的影響減小
■樁身、樁側(cè)土剛度比(Ep/Es)Ep/Es越大,樁側(cè)土層的影響越小,而樁端影響提高■樁端土層與樁側(cè)土層的剛度比(Eb/Es)
Eb/Es越大,樁端的影響提高,而樁側(cè)土層的影響減小一、影響樁基承載力的因素(2)樁身與樁底的幾何特征樁身比表面積越大,樁側(cè)摩阻力影響越大;樁端直徑越大,樁端總阻力越大,如爆擴(kuò)灌注樁。(3)樁身材料強(qiáng)度樁一般可以看作側(cè)向約束的壓桿,可能發(fā)生樁身先于土層破壞,此時(shí),樁基承載力由樁身材料強(qiáng)度控制。(4)其它因素
如群樁的幾何參數(shù)、成樁方法等。(2)樁身與樁底的幾何特征1、樁身軸力和截面位移樁頂荷載Q作用下,樁身同時(shí)被壓縮并下沉,如圖。樁側(cè)摩阻力和樁身軸力的關(guān)系?建立如圖所示坐標(biāo)系,樁的周長為up,取深度z的樁微元,由豎向平衡得:二、單樁豎向荷載傳遞規(guī)律1、樁身軸力和截面位移樁頂荷載Q作用下,樁身同時(shí)被壓縮并下沉根據(jù)樁身位移與樁身軸力的關(guān)系:Nz代入(8-2),有樁側(cè)阻力與樁身位移的關(guān)系:單樁軸向荷載傳遞的基本微分方程,微分方程表明:樁側(cè)阻力是樁身沉降(樁土相對(duì)位移)的函數(shù)。Nz+dNzNzδzδz+dδzdz根據(jù)樁身位移與樁身軸力的關(guān)系:Nz代入(8-2),有樁側(cè)阻根據(jù)微分方程,可以得到:如果確定出樁身的軸力分布,就可根據(jù)式(8-2)確定樁身的摩阻力分布;如果確定出樁身的軸力分布,及樁頂?shù)奈灰痞?,就可根據(jù)式(8-3)確定樁身的位移分布。計(jì)算樁身z處的位移δz?樁頂位移δ0減去截面位置以上樁身的壓縮量樁底位移為δl根據(jù)微分方程,可以得到:計(jì)算樁身z處的位移δz?在樁身上貼應(yīng)變片,測出應(yīng)變,計(jì)算出應(yīng)力、軸力,確定樁身的軸力分布,進(jìn)而可以確定樁身的摩阻力分布及樁身位移分布:淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)課件2、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力荷載作用下,樁端阻力和樁側(cè)阻力發(fā)揮過程1)樁頂施加荷載后,樁身的壓縮和位移量隨之增大,樁側(cè)與樁周土的接觸面產(chǎn)生相對(duì)位移,樁側(cè)摩阻力從樁身上段向下逐漸發(fā)揮;2)荷載繼續(xù)增大,樁端開始下沉,樁端阻力開始發(fā)揮;3)當(dāng)樁身全長摩阻力都達(dá)到極限值后,樁頂荷載增量全部由樁端阻力承擔(dān),直到樁底持力層破壞。此時(shí),樁基礎(chǔ)處于承載能力極限狀態(tài)。2、樁側(cè)摩阻力
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