土力學與地基基礎課件學習情境七-設計天然地基上的淺基礎

學習情境七

設計天然地基上的淺基礎學習情境七

設計天然地基上的淺基礎目錄1設計淺基礎的程序2確定基礎埋置的深度3確定基礎的底面積目錄1設計淺基礎的程序2確定基礎埋置的深度3確定基礎的底面積目錄4設計無筋擴展基礎5設計擴展基礎6設計柱下條形基礎目錄4設計無筋擴展基礎5設計擴展基礎6設計柱下條形基礎學習單元1設計淺基礎的程序?qū)W習單元14設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（一）按材料分類

如按材料分類，淺基礎可以分為磚基礎、灰土基礎、三合土基礎、毛石基礎、混凝土及毛石混凝土基礎及鋼筋混凝土基礎等，見表7-1。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（二）按構造分類1.獨立基礎

獨立基礎(也稱“單獨基礎”)，是整個或局部結構物下的無筋或配筋的單個基礎。通常情況下，柱基、煙囪、水塔、高爐、機器設備基礎多采用獨立基礎，如圖7-1所示。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱下常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎，基礎截面可做成階梯形［圖7-1(a)］或錐形［圖7-1(b)］。預制柱下通常采用杯口基礎，如圖7-1(c)所示；砌體柱下常采用剛性基礎，如圖7-2所示。

另外，煙囪、水塔、高爐等構筑物下常采用鋼筋混凝土圓板或圓環(huán)基礎及混凝土實體基礎，如圖7-3所示，有時也可以采用殼體基礎。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1圖7-1鋼筋混凝土柱下獨立基礎(a)階梯形；(b)錐形；(c)杯形設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1圖7-2砌體柱下剛性基礎(a)磚基礎；(b)混凝土基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1

圖7-3煙囪、水塔、高爐基礎(a)、(b)圓板基礎；(c)實體基礎；(d)圓環(huán)基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟2.條形基礎

條形基礎是指基礎長度遠遠大于其寬度的一種基礎形式，按上部結構形式，可分為墻下條形基礎和柱下條形基礎。3.筏形基礎

當?shù)鼗浫醵奢d很大，采用十字交叉基礎也不能滿足地基基礎設計要求時，可采用筏形基礎(或稱筏板基礎)，即用鋼筋混凝土做成連續(xù)整片基礎，俗稱“滿堂紅”。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟4.十字交叉條形基礎

當荷載很大，采用柱下條形基礎不能滿足地基基礎設計要求時，可采用雙向的柱下鋼筋混凝土條形基礎形成的十字交叉條形基礎(又稱交叉梁基礎)。5.箱形基礎

高層建筑由于建筑功能與結構受力等要求，可以采用箱形基礎。這種基礎是由鋼筋混凝土底板、頂板和足夠數(shù)量的縱橫交錯的內(nèi)外墻組成的空間結構。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟6.殼體基礎

正圓錐形及其組合形式的殼體基礎，用于一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構筑物(如煙囪、水塔、料倉、中小型高爐等)基礎。這種基礎使大部分徑向內(nèi)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯??？杀纫话懔?、板式的鋼筋混凝土基礎減少混凝土用量50％左右，節(jié)約鋼筋30％以上，具有良好的經(jīng)濟效果。但殼體基礎施工時，修筑土臺的技術難度大，易受氣候因素的影響，布置鋼筋及澆搗混凝土施工困難，較難實行機械化施工。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟

1)在長期荷載作用下，地基變形不致造成承重結構的損壞。2)在最不利荷載作用下，地基不出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。

3)各類建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的要求。

4)設計等級為甲、乙級的建筑物均應按地基變形設計。

5)對地下水埋藏較淺，地下室或地下構筑物存在上浮問題的，應進行抗浮驗算。1基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1

淺基礎的設計首先應保證建筑物的安全與正常使用，根據(jù)建筑物地基基礎設計等級和長期荷載作用下地基變形對上部結構的影響程度，地基基礎設計應遵循以下原則：

1)地基基礎應具有足夠的安全度，防止地基土體強度破壞及喪失穩(wěn)定性。所有建筑物的地基均應進行地基承載力計算，如經(jīng)常承受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等。對于建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性。具有多層地下室的深基坑開挖工程，應驗算土體的整體穩(wěn)定性。設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟12)應進行必要的地基變形計算，使之不超過規(guī)定的地基變形允許值，以免引起基礎和上部結構的損壞或影響建筑物的正常使用。

3)基礎的材料形式、構造和尺寸，除應能適應上部結構，符合使用要求，滿足上述地基承載力、穩(wěn)定性和變形要求外，還應滿足對基礎結構的強度、剛度和耐久性的要求。設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（一）準備工作

首先，應充分掌握擬建場地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料，并且進行相應的現(xiàn)場勘察和調(diào)查。例如，不良地質(zhì)現(xiàn)象和發(fā)震斷層的存在及其危害性、地基土層分布的均勻性和軟弱下臥層的位置和厚度、各層土的類別及其工程特性指標。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（二）選擇建筑材料和地基處理方法

了解當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗、施工條件和就地取材的可能性，并結合實際考慮采用先進的施工技術和經(jīng)濟、可行的地基處理方法。（三）確定基礎類型、持力層及基礎埋置深度

在研究地基勘察資料的基礎上，結合上部結構的類型，荷載的性質(zhì)、大小和分布，建筑布置和使用要求以及擬建的基礎對原有建筑或設施的影響，考慮選擇基礎類型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎埋置深度。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（四）確定基礎尺寸及地基驗算

按地基承載力和作用在基礎上的荷載，計算基礎底面的初步尺寸，進行包括地基持力層和軟弱下臥層(如果存在)的承載力驗算以及按規(guī)定需要進行的變形驗算。根據(jù)驗算結果修改基礎尺寸，以便使地基的承載力能得到充分保證，使地基的變形不致引起結構損壞、建筑物傾斜與開裂，或影響其使用和外觀。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（五）進行基礎的結構和構造設計

以簡化或考慮相互作用的計算方法進行基礎結構的內(nèi)力分析和截面設計，并滿足相應設計規(guī)范的構造要求，以保證基礎具有足夠的強度、剛度和耐久性。（六）出設計施工圖

以上步驟完成后應及時繪制基礎的設計圖和施工詳圖，并編制工程預算書和工程設計施工說明書。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的學習單元2確定基礎埋置的深度學習單元2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素

基礎埋置深度一般是指基礎底面至地面（一般指設計地面）的距離。在建筑工程設計中，為了保證基礎的安全，同時減小基礎的尺寸，應盡量選擇合適的地基持力層，即將基礎放在合適的土層上。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素如圖7-4所示。2圖7-4基礎的埋置深度確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原基礎確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素

基礎埋置的選擇應在保證建筑物基礎安全穩(wěn)定、耐久適用的前提下，盡量淺埋，以節(jié)省投資、方便施工。2基礎確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素2

1)在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，當上層地基的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層。除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m。

2)高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑穩(wěn)定性要求。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素23)在抗震設防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形基礎和筏形基礎的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18；樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)也不宜小于建筑物高度的1/18。

4)基礎宜埋置在地下水位以上，當必須埋在地下水位以下時，應采取地基土在施工時不受擾動的措施。當基礎埋置在易風化的巖層上，施工時應在基坑開挖后立即鋪筑墊層。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素25)當存在相鄰建筑物時，新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎。當埋深大于原有建筑基礎時，兩基礎間應保持一定凈距，其數(shù)值應根據(jù)建筑荷載大小、基礎形式和土質(zhì)情況確定。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素26）季節(jié)性凍土地區(qū)基礎埋置深度宜大于場地凍結深度。對于深厚季節(jié)凍土地區(qū)，當建筑基礎底面土層為不凍脹、弱凍脹、凍脹土時，基礎埋置深度可以小于場地凍結深度，基礎底面下允許凍土層最大厚度應根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定。當無地區(qū)經(jīng)驗時，可按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2011)附錄G查取。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素1.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

一般情況下，基礎應設置在堅實的土層上，而不能設置在淤泥等軟弱土層上。基礎最小埋置深度不宜小于500mm。當表面軟弱土層較厚時，可采用深基礎或人工地基。一般基礎宜埋在地下常年水位之上，因為地下水易使土的強度下降，也會使基礎產(chǎn)生下沉，而且化學污染還會使基礎受到侵蝕。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素當必須埋在地下水位以下時，宜將基礎埋置在最低地下水位以下不小于200mm處，如圖7-5所示。2圖7-5基礎埋置深度和地下水位的關系確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素2.建筑物地基上荷載的大小和性質(zhì)

荷載有恒荷載和活荷載之分。其中，恒荷載引起的沉降量最大，因此當恒荷載較大時，基礎埋深應大一些。荷載按作用方向有豎向和水平方向兩種。當基礎要承受較大水平荷載時，為了保證結構的穩(wěn)定性，也常將埋深加大。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素3.建筑物的用途

當建筑物設有地下室時，基礎埋深受地下室地面標高的影響。一般可以在基礎上設洞口，洞口頂面與管道間要留有足夠的凈空高度，以防止基礎沉降，壓裂管道。4.地基土凍脹和深度融陷的影響

氣候條件對基礎埋深有很大影響。土層冰凍的深度稱為冰凍線。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素當基礎埋置深度在土層冰凍線以上時，如果基礎底面以下的土層凍脹，會對基礎產(chǎn)生向上的頂力，嚴重的會使基礎上抬起拱；如果基礎底面以下的土層解凍，頂力消失，則會使基礎下沉。這樣的過程會使建筑產(chǎn)生裂縫和損壞。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原學習單元3確定基礎的底面積學習單元3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算

在軸心荷載作用下，基礎一般是對稱設計，作用在基底面上的平均壓應力應小于或等于地基承載力設計值（圖7-6），即3圖7-6軸心受壓確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算由此可得基礎底面面積為

對于矩形基礎面積A=bl，如長度以l=1m計，則A=b，故條形基礎寬度b為3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算式中F——上部結構傳來的軸向力設計值(kN)(當為柱下單獨基礎時，軸向力為基礎頂上的全部荷載；當為條形基礎時，取1m長度的軸向力(kN/m)，其值算至室內(nèi)地面標高處)；f——基底處地基承載力設計值(kN/m2)；

G——基礎自重和基礎上的覆土重(kN)，對于一般基礎，近似取G=；3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算——基礎及基礎上的覆土平均重度，取=20kN/m3，當有地下水時=20－10=10（kN/m3）;

——計算土重G的平均高度(m)。3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算

當作用在基底形心處的荷載不僅有豎向荷載，而且有力矩或水平力存在時，為偏心受壓基礎(圖7-7)。偏心荷載作用下基底壓力分布仍假設為線性分布，則3圖7-8偏心受壓基礎基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算式中Mk——相應于荷載效應標準組合時，作用于基礎底面的力矩值(kN·m)；

W——基礎截面抵抗矩(m3)；

pkmax——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最大壓力值(kPa)；

pkmin——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最小壓力值(kPa)；3基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算pk——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面處的平均壓力值(kPa)；

fa——修正后的地基承載力特征值(kPa)。3基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算3

當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層(承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)時，除按持力層承載力確定基底尺寸外，還必須對軟弱下臥層進行驗算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加壓力與自重壓力之和不超過它的承載力特征值，即確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算3式中pz——相應于作用的標準組合時，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；

pcz——軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值；

faz——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值。確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺學習單元4設計無筋擴展基礎學習單元4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算（一）無筋擴展基礎的概念

無筋擴展基礎通常稱為剛性基礎。這種基礎通常由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴展(大放腳)而形成。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算（二）無筋擴展基礎的特點

無筋擴展基礎是最基本的形式，具有施工簡單、便于就地取材的優(yōu)點，適用于多層民用建筑和輕型廠房。無筋擴展基礎常用脆性材料砌筑而成，其缺點是抗壓強度高，抗拉、抗剪強度低，因此稍有扭曲變形，基礎就容易產(chǎn)生裂縫，進而發(fā)生破壞。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算

如圖7-9(a)所示的地基反力作用下，擴展的基礎底板如同倒置的短懸臂板；當設計的臺階根部高度過小時，就會彎曲拉裂或剪裂。因此，剛性基礎的設計可以通過限制材料強度等級、臺階寬高比的要求來進行，無須內(nèi)力分析和截面計算。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算4

圖7-9剛性基礎受力示意圖(a)剛性基礎示意圖；(b)磚基礎的“兩皮一收”砌法設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算

如圖7-9b所示的磚基礎，每次砌筑兩皮磚，出挑60mm（1/4轉(zhuǎn)）再砌筑兩皮轉(zhuǎn)，通常為等高式。磚的標號應≥MU10，砂漿標號應≥M5,并高于上部墻體的砂漿標號。無筋擴展基礎高度應滿足下式要求：4基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算式中b——基礎底面寬度(m)；

b0——基礎頂面的墻體寬度或柱腳寬度(m)；

H0——基礎高度(m)；

tanα——基礎臺階寬高比b2∶H0，其允許值可按表7-2選用；

b2——基礎臺階寬度(m)。4基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算4基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算

采用無筋擴展基礎的鋼筋混凝土柱，其柱腳高度h不得小于b，并不應小于300mm且不小于20d(d為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑)。當柱縱向鋼筋在柱腳內(nèi)的豎向錨固長度不滿足錨固要求時，可沿水平方向彎折，彎折后的水平錨固長度不應小于10d，也不應大于20d。4基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計學習單元5設計擴展基礎學習單元5設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（一）擴展基礎的概念

擴展基礎常指墻下鋼筋混凝土條形基礎和柱下鋼筋混凝土獨立基礎，通常能在較小的埋深內(nèi)，把基礎底面擴大到所需的面積，因而是最常用的一種基礎形式。為使擴展基礎具有一定的剛度，要求基礎臺階的寬高比不大于2.5。從基礎受力特點分析，基礎底板的厚度應滿足抗沖切的要求，并按板的受力分析進行抗剪及抗剪強度計算。5設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（二）擴展基礎的類型與結構形式擴展基礎的類型與結構形式主要有以下兩種：

1)柱下鋼筋混凝土獨立基礎按其截面形式的不同，分為階梯形基礎、錐形基礎和杯口形基礎。

2)墻下鋼筋混凝土條形基礎一般做成無肋的板，有時也做成有肋的板。5設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（一）一般構造要求擴展基礎的構造，應符合下列規(guī)定：

1)錐形基礎的邊緣高度不宜小于200mm，且兩個方向的坡度不宜大于1∶3；階梯形基礎的每階高度，宜為300～500mm。

2)墊層的厚度不宜小于70mm，墊層混凝土強度等級不宜低于C10。5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算3)擴展基礎受力鋼筋最小配筋率不應小于0.15％，底板受力鋼筋的最小直徑不應小于10mm，間距不應大于200mm且不應小于100mm。

4)混凝土強度等級不應低于C20。

5)當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大于或等于2.5m時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯布置(圖7-10)。5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5圖7-10柱下獨立基礎底板受力鋼筋布置基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算6)墻下鋼筋混凝土條形基礎底板在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7-11)。在拐角處，底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置(圖7-11)。5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5圖7-11墻下條形基礎交叉處底板受力鋼筋布置基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（二）受力鋼筋的錨固長度

鋼筋混凝土柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎內(nèi)的錨固長度應符合下列規(guī)定：

1)鋼筋混凝土柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎內(nèi)的錨固長度應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2010)規(guī)定確定。5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算

2)抗震設防烈度為6度、7度、8度和9度地區(qū)的建筑工程，縱向受力鋼筋的抗震錨固長度laE應按下列幾種情況計算：

（1）對于一、二級抗震等級：

laE=1.5la

（2）對于三級抗震等級：

laE=1.05la5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（3）對于四級抗震等級：

laE=la式中l(wèi)a——縱向受拉鋼筋的錨固長度(m)。3）當基礎高度小于la(或laE)時，縱向受力鋼筋的錨固總長度除符合上述要求外，其最小直錨段的長度不應小于20d，彎折段的長度不應小于150mm。5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（三）現(xiàn)澆柱基礎鋼筋

現(xiàn)澆柱的基礎，其插筋的數(shù)量、直徑及鋼筋種類應與柱內(nèi)縱向受力鋼筋相同。插筋的錨固長度應滿足相關規(guī)范規(guī)定，插筋與柱的縱向受力鋼筋的連接方法，應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2010)的有關規(guī)定。插筋的下端宜做成直鉤，放在基礎底板鋼筋網(wǎng)上。當符合下列條件之一時，可僅將四角的插筋伸至底板鋼筋網(wǎng)上，其余插筋錨固在基礎頂面下la(或laE)處(圖7-12)：5基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算1)柱為軸心受壓或小偏心受壓，基礎高度大于或等于1200mm；

2)柱為大偏心受壓，基礎高度大于或等于1400mm。5圖7-12現(xiàn)澆柱的基礎中插筋構造示意圖基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算（四）預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接

預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接(圖7-13)應符合下列規(guī)定：5圖7-13預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接示意圖a2≥a1；1—焊接網(wǎng)基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5（一）柱下鋼筋混凝土獨立基礎

單層工業(yè)廠房柱下獨立基礎通常采用階形基礎或錐形基礎兩種。廠房柱下基礎設計的內(nèi)容包括基礎底面尺寸的確定、基礎高度的確定及其底板配筋的計算等。1.基礎底面尺寸的確定軸心受壓、偏心受壓基礎底面積及其尺寸的確定，按本學習情境第四節(jié)相關內(nèi)容確定。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算52.基礎高度的確定

確定基礎高度h時，應滿足沖切承載力、抗剪承載力及相關的構造規(guī)定。通常基礎高度h由沖切承載力控制，如圖7-14所示。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5

圖7-14獨立基礎沖切破壞驗算(a)柱與基礎交接處；(b)基礎變階處；(c)柱與基礎交接處1—沖切破壞錐體最不利一側的斜截面；2—沖切破壞錐體的底面線設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5式中βhp——受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當h不大于800mm時，βhp取1.0；當h大于或等于2000mm時，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5ft——混凝土軸心抗拉強度設計值(kPa);h0——基礎沖切破壞錐體的有效高度(m)；am——沖切破壞錐體最不利一側計算長度(m)；at——沖切破壞錐體最不利一側斜截面的上邊長(m)，當計算柱與基礎交接處的受沖切承載力時，取柱寬；當計算基礎變階處的受沖切承載力時，取上階寬；設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5ab——沖切破壞錐體最不利一側斜截面在基礎底面積范圍內(nèi)的下邊長(m)，當沖切破壞錐體的底面落在基礎底面以內(nèi)，計算柱與基礎交接處的受沖切承載力時，取柱寬加兩倍基礎有效高度；當計算基礎變階處的受沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎有效高度；

pj——扣除基礎自重及其上土重后相應于作用的基本組合時的地基土單位面積凈反力(kPa)，對偏心受壓基礎設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5Al——沖切驗算時取用的部分基底面積(圖7-22中的陰影面積ABCDEF)；

Fl——相應于作用的基本組合時作用在Al上的地基土凈反力設計值(kPa)。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算53.基礎底板配筋的計算

基礎底板在作用的基本組合時的凈反力作用下，如固定于臺階根部或柱邊的倒置懸臂板，基礎沿柱的周邊向上彎曲。一般矩形基礎的長寬比小于2，屬于雙向受彎構件，彎矩控制截面在柱邊緣處或變階處，其破壞特征是裂縫沿柱角至基礎角將基礎底面分裂成四塊梯形面積。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5基礎彎矩計算示意圖如圖7-15所示。圖7-15基礎彎矩計算示意圖設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5

在軸心荷載或單向偏心荷載作用下，當矩形基礎臺階的寬高比小于或等于2.5且偏心距小于或等于1/6基礎寬度時，任意截面的底板彎矩可按下列簡化方法進行計算：設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5式中 ——任意截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ處相應于作用的基本組合時的彎矩設計值（kN·m）；l、b——基礎底面的邊長（m）；

pmax、pmin——相應于作用的基本組合時的基礎底面邊緣最大和最小地基反力設計值（kPa）；

p——相應于作用的基本組合時在任意截面Ⅰ－Ⅰ處基礎底面地基反力設計值（kPa）；設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5G——考慮作用分項系數(shù)的基礎自重及其上的土自重（kN），當組合值由永久作用控制時，作用分項系數(shù)可取1.35。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5垂直于Ⅰ--Ⅰ截面的受力鋼筋面積可按下式計算：垂直于Ⅱ--Ⅱ截面的受力鋼筋面積可按下式計算：設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5式中d---垂直于Ⅰ--Ⅰ截面基礎底板所配鋼筋直徑。（二）墻下條形基礎

如圖7-16所示，墻下條形基礎的受彎計算和配筋應符合下列規(guī)定：

1)任意截面每延米寬度的彎矩可按下式進行計算：設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算52)其最大彎矩截面的位置應符合下列規(guī)定：

（1）當墻體材料為混凝土時，取a1=b1；

（2）如為磚墻且放腳不大于1/4磚長時，取a1=b1+1/4磚長。3)墻下條形基礎底板每延米寬度的配筋除滿足計算和最小配筋率要求外，尚應符合構造要求。設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基礎設計的計算5圖7--16墻下條形基礎計算示意圖1—磚墻；2—混凝土設計擴展基礎擴展基礎的概念及結構形式擴展基礎的構造要求擴展基學習單元6設計柱下條形基礎學習單元6設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算

柱下條形基礎是梁板式基礎之一，梁板式基礎又稱為連續(xù)基礎，包括柱下條形基礎、交梁基礎、筏形基礎和箱形基礎等。柱下條形基礎是常用于軟弱地基土上框架或排架結構的一種基礎類型。它具有剛度較大、調(diào)整不均勻沉降能力較強的優(yōu)勢，但造價較高。6設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算

柱下條形基礎的構造，除應符合擴展基礎的一般構造要求外，尚應符合下列規(guī)定：

1)柱下條形基礎梁的高度宜為柱距的1/8～1/4。翼板厚度不應小于200mm。當翼板厚度大于250mm時，宜采用變厚度翼板，其頂面坡度宜小于或等于1∶3。

2)條形基礎的端部宜向外伸出，其長度宜為第一跨距的0.25倍。6基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算3)現(xiàn)澆柱與條形基礎梁的交接處。基礎梁的平面尺寸應大于柱的平面尺寸，且柱的邊緣至基礎梁邊緣的距離不得小于50mm(圖7-17)。

4)條形基礎梁頂部和底部的縱向受力鋼筋除應滿足計算要求外，頂部鋼筋應按計算配筋全部貫通，底部通長鋼筋不應少于底部受力鋼筋截面總面積的1/3。

5)柱下條形基礎的混凝土強度等級，不應低于C20。6基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6圖7-17現(xiàn)澆柱與條形基礎梁交接處平面尺寸1—基礎梁；2—柱基礎設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6（一）柱下條形基礎的計算原則

柱下條形基礎的計算除應符合“基礎底面積的確定”有關規(guī)定外，還應遵循以下原則：

1)在比較均勻的地基上，上部結構剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎梁的高度不小于1/6柱距時，地基反力可按直線分布，條形基礎梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計算，此時，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)。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算62)當不滿足(1)的要求時，宜按彈性地基梁計算。

3)對交叉條形基礎，交點上的柱荷載可按靜力平衡條件及變形協(xié)調(diào)條件進行分配，其內(nèi)力可按(1)、(2)規(guī)定分別進行計算。

4)應驗算柱邊緣處基礎梁的受剪承載力。

5)當存在扭矩時，尚應做抗扭計算。

6)當條形基礎的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時，應驗算柱下條形基礎梁頂面的局部受壓承載力。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6（二）底面尺寸的確定

在計算條形基礎內(nèi)力、最終確定截面尺寸并配筋之前，應先按常規(guī)方法選定基礎底面的長度l和寬度b。將條形基礎視為一狹長的矩形基礎，長度l(伸出邊柱的長度)由構造要求決定，然后根據(jù)地基的承載力計算所需的寬度b，如果荷載的合力是偏心的，則可像對待偏心荷載下的矩形基礎那樣，先初步選定寬度，再用邊緣最大壓力驗算地基。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6（三）內(nèi)力分析

實踐中常用下列兩種簡化方法計算條形基礎的內(nèi)力：1.靜定分析法

首先，按偏心受壓公式根據(jù)柱子傳至梁上的荷載，利用靜力平衡條件，求得梁下地基反力的分布，如圖7-18所示。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6圖7-18按直線分布關系求基礎梁地基反力設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6式中∑Fi——上部建筑物作用在基礎梁上的各垂直荷載(包括均布荷載q在內(nèi))總和(kN)；

∑Mi——各外荷載對基礎梁中點的力矩代數(shù)和(kN·m)；

b——基礎梁的寬度(m)；

l——基礎梁的長度(m)；

pjmax——基礎梁邊緣處最大地基反力(kPa)；設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6pjmin——基礎梁邊緣處最小地基反力(kPa)。

當pjmax與pjmin相差不大時，可近似地取其平均值作為梁下均布的地基反力，這樣計算時將更為方便。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6

因為基礎(包括覆土)的自重不引起內(nèi)力，故可根據(jù)基底的凈反力來作內(nèi)力分析。式（7-19）中的∑Fi不包括自重，所得的結果即為凈反力。求出凈反力分布后，基礎上所有的作用力都已確定，便可按靜力平衡條件計算出任一i截面上的彎矩Mi和剪力Vi，如圖7-30所示，選取若干截面進行計算，然后繪制出彎矩圖、剪力圖。設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算6圖7-19按靜力平衡條件計算條形基礎的內(nèi)力設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求柱下條形基礎的計算62.倒梁法

這種方法將地基反力視為作用在基礎梁上的荷載，將柱子視為基礎梁的支座，這樣就可將基礎梁作為一倒置的連續(xù)梁進行計算，故稱為倒梁法，如圖7-20所示。

圖7-20倒梁法計算簡圖(a)按直線分布的基底反力；(b)倒置的梁；(c)調(diào)整的荷載設計柱下條形基礎柱下條形基礎的基本概念柱下條形基礎的構造要求謝謝謝謝學習情境七

設計天然地基上的淺基礎學習情境七

設計天然地基上的淺基礎目錄1設計淺基礎的程序2確定基礎埋置的深度3確定基礎的底面積目錄1設計淺基礎的程序2確定基礎埋置的深度3確定基礎的底面積目錄4設計無筋擴展基礎5設計擴展基礎6設計柱下條形基礎目錄4設計無筋擴展基礎5設計擴展基礎6設計柱下條形基礎學習單元1設計淺基礎的程序?qū)W習單元1102設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（一）按材料分類

如按材料分類，淺基礎可以分為磚基礎、灰土基礎、三合土基礎、毛石基礎、混凝土及毛石混凝土基礎及鋼筋混凝土基礎等，見表7-1。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（二）按構造分類1.獨立基礎

獨立基礎(也稱“單獨基礎”)，是整個或局部結構物下的無筋或配筋的單個基礎。通常情況下，柱基、煙囪、水塔、高爐、機器設備基礎多采用獨立基礎，如圖7-1所示。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱下常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎，基礎截面可做成階梯形［圖7-1(a)］或錐形［圖7-1(b)］。預制柱下通常采用杯口基礎，如圖7-1(c)所示；砌體柱下常采用剛性基礎，如圖7-2所示。

另外，煙囪、水塔、高爐等構筑物下常采用鋼筋混凝土圓板或圓環(huán)基礎及混凝土實體基礎，如圖7-3所示，有時也可以采用殼體基礎。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1圖7-1鋼筋混凝土柱下獨立基礎(a)階梯形；(b)錐形；(c)杯形設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1圖7-2砌體柱下剛性基礎(a)磚基礎；(b)混凝土基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1

圖7-3煙囪、水塔、高爐基礎(a)、(b)圓板基礎；(c)實體基礎；(d)圓環(huán)基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟2.條形基礎

條形基礎是指基礎長度遠遠大于其寬度的一種基礎形式，按上部結構形式，可分為墻下條形基礎和柱下條形基礎。3.筏形基礎

當?shù)鼗浫醵奢d很大，采用十字交叉基礎也不能滿足地基基礎設計要求時，可采用筏形基礎(或稱筏板基礎)，即用鋼筋混凝土做成連續(xù)整片基礎，俗稱“滿堂紅”。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟4.十字交叉條形基礎

當荷載很大，采用柱下條形基礎不能滿足地基基礎設計要求時，可采用雙向的柱下鋼筋混凝土條形基礎形成的十字交叉條形基礎(又稱交叉梁基礎)。5.箱形基礎

高層建筑由于建筑功能與結構受力等要求，可以采用箱形基礎。這種基礎是由鋼筋混凝土底板、頂板和足夠數(shù)量的縱橫交錯的內(nèi)外墻組成的空間結構。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟6.殼體基礎

正圓錐形及其組合形式的殼體基礎，用于一般工業(yè)與民用建筑柱基和筒形的構筑物(如煙囪、水塔、料倉、中小型高爐等)基礎。這種基礎使大部分徑向內(nèi)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯Α？杀纫话懔骸迨降匿摻罨炷粱A減少混凝土用量50％左右，節(jié)約鋼筋30％以上，具有良好的經(jīng)濟效果。但殼體基礎施工時，修筑土臺的技術難度大，易受氣候因素的影響，布置鋼筋及澆搗混凝土施工困難，較難實行機械化施工。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟

1)在長期荷載作用下，地基變形不致造成承重結構的損壞。2)在最不利荷載作用下，地基不出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。

3)各類建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的要求。

4)設計等級為甲、乙級的建筑物均應按地基變形設計。

5)對地下水埋藏較淺，地下室或地下構筑物存在上浮問題的，應進行抗浮驗算。1基礎設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟1

淺基礎的設計首先應保證建筑物的安全與正常使用，根據(jù)建筑物地基基礎設計等級和長期荷載作用下地基變形對上部結構的影響程度，地基基礎設計應遵循以下原則：

1)地基基礎應具有足夠的安全度，防止地基土體強度破壞及喪失穩(wěn)定性。所有建筑物的地基均應進行地基承載力計算，如經(jīng)常承受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等。對于建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性。具有多層地下室的深基坑開挖工程，應驗算土體的整體穩(wěn)定性。設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟12)應進行必要的地基變形計算，使之不超過規(guī)定的地基變形允許值，以免引起基礎和上部結構的損壞或影響建筑物的正常使用。

3)基礎的材料形式、構造和尺寸，除應能適應上部結構，符合使用要求，滿足上述地基承載力、穩(wěn)定性和變形要求外，還應滿足對基礎結構的強度、剛度和耐久性的要求。設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（一）準備工作

首先，應充分掌握擬建場地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料，并且進行相應的現(xiàn)場勘察和調(diào)查。例如，不良地質(zhì)現(xiàn)象和發(fā)震斷層的存在及其危害性、地基土層分布的均勻性和軟弱下臥層的位置和厚度、各層土的類別及其工程特性指標。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（二）選擇建筑材料和地基處理方法

了解當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗、施工條件和就地取材的可能性，并結合實際考慮采用先進的施工技術和經(jīng)濟、可行的地基處理方法。（三）確定基礎類型、持力層及基礎埋置深度

在研究地基勘察資料的基礎上，結合上部結構的類型，荷載的性質(zhì)、大小和分布，建筑布置和使用要求以及擬建的基礎對原有建筑或設施的影響，考慮選擇基礎類型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎埋置深度。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（四）確定基礎尺寸及地基驗算

按地基承載力和作用在基礎上的荷載，計算基礎底面的初步尺寸，進行包括地基持力層和軟弱下臥層(如果存在)的承載力驗算以及按規(guī)定需要進行的變形驗算。根據(jù)驗算結果修改基礎尺寸，以便使地基的承載力能得到充分保證，使地基的變形不致引起結構損壞、建筑物傾斜與開裂，或影響其使用和外觀。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的基本原則淺基礎設計步驟（五）進行基礎的結構和構造設計

以簡化或考慮相互作用的計算方法進行基礎結構的內(nèi)力分析和截面設計，并滿足相應設計規(guī)范的構造要求，以保證基礎具有足夠的強度、剛度和耐久性。（六）出設計施工圖

以上步驟完成后應及時繪制基礎的設計圖和施工詳圖，并編制工程預算書和工程設計施工說明書。1設計淺基礎的程序淺基礎的分類淺基礎設計的一般要求淺基礎設計的學習單元2確定基礎埋置的深度學習單元2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素

基礎埋置深度一般是指基礎底面至地面（一般指設計地面）的距離。在建筑工程設計中，為了保證基礎的安全，同時減小基礎的尺寸，應盡量選擇合適的地基持力層，即將基礎放在合適的土層上。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素如圖7-4所示。2圖7-4基礎的埋置深度確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原基礎確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素

基礎埋置的選擇應在保證建筑物基礎安全穩(wěn)定、耐久適用的前提下，盡量淺埋，以節(jié)省投資、方便施工。2基礎確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素2

1)在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，當上層地基的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層。除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m。

2)高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑穩(wěn)定性要求。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素23)在抗震設防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形基礎和筏形基礎的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18；樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)也不宜小于建筑物高度的1/18。

4)基礎宜埋置在地下水位以上，當必須埋在地下水位以下時，應采取地基土在施工時不受擾動的措施。當基礎埋置在易風化的巖層上，施工時應在基坑開挖后立即鋪筑墊層。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素25)當存在相鄰建筑物時，新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎。當埋深大于原有建筑基礎時，兩基礎間應保持一定凈距，其數(shù)值應根據(jù)建筑荷載大小、基礎形式和土質(zhì)情況確定。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素26）季節(jié)性凍土地區(qū)基礎埋置深度宜大于場地凍結深度。對于深厚季節(jié)凍土地區(qū)，當建筑基礎底面土層為不凍脹、弱凍脹、凍脹土時，基礎埋置深度可以小于場地凍結深度，基礎底面下允許凍土層最大厚度應根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定。當無地區(qū)經(jīng)驗時，可按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2011)附錄G查取。確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素1.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

一般情況下，基礎應設置在堅實的土層上，而不能設置在淤泥等軟弱土層上?；A最小埋置深度不宜小于500mm。當表面軟弱土層較厚時，可采用深基礎或人工地基。一般基礎宜埋在地下常年水位之上，因為地下水易使土的強度下降，也會使基礎產(chǎn)生下沉，而且化學污染還會使基礎受到侵蝕。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素當必須埋在地下水位以下時，宜將基礎埋置在最低地下水位以下不小于200mm處，如圖7-5所示。2圖7-5基礎埋置深度和地下水位的關系確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素2.建筑物地基上荷載的大小和性質(zhì)

荷載有恒荷載和活荷載之分。其中，恒荷載引起的沉降量最大，因此當恒荷載較大時，基礎埋深應大一些。荷載按作用方向有豎向和水平方向兩種。當基礎要承受較大水平荷載時，為了保證結構的穩(wěn)定性，也常將埋深加大。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素3.建筑物的用途

當建筑物設有地下室時，基礎埋深受地下室地面標高的影響。一般可以在基礎上設洞口，洞口頂面與管道間要留有足夠的凈空高度，以防止基礎沉降，壓裂管道。4.地基土凍脹和深度融陷的影響

氣候條件對基礎埋深有很大影響。土層冰凍的深度稱為冰凍線。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原則及條件基礎埋置深度的要求影響基礎埋深的因素當基礎埋置深度在土層冰凍線以上時，如果基礎底面以下的土層凍脹，會對基礎產(chǎn)生向上的頂力，嚴重的會使基礎上抬起拱；如果基礎底面以下的土層解凍，頂力消失，則會使基礎下沉。這樣的過程會使建筑產(chǎn)生裂縫和損壞。2確定基礎埋置的深度基礎埋置深度的基本概念基礎埋置深度確定的原學習單元3確定基礎的底面積學習單元3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算

在軸心荷載作用下，基礎一般是對稱設計，作用在基底面上的平均壓應力應小于或等于地基承載力設計值（圖7-6），即3圖7-6軸心受壓確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算由此可得基礎底面面積為

對于矩形基礎面積A=bl，如長度以l=1m計，則A=b，故條形基礎寬度b為3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算式中F——上部結構傳來的軸向力設計值(kN)(當為柱下單獨基礎時，軸向力為基礎頂上的全部荷載；當為條形基礎時，取1m長度的軸向力(kN/m)，其值算至室內(nèi)地面標高處)；f——基底處地基承載力設計值(kN/m2)；

G——基礎自重和基礎上的覆土重(kN)，對于一般基礎，近似取G=；3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算——基礎及基礎上的覆土平均重度，取=20kN/m3，當有地下水時=20－10=10（kN/m3）;

——計算土重G的平均高度(m)。3確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算

當作用在基底形心處的荷載不僅有豎向荷載，而且有力矩或水平力存在時，為偏心受壓基礎(圖7-7)。偏心荷載作用下基底壓力分布仍假設為線性分布，則3圖7-8偏心受壓基礎基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算式中Mk——相應于荷載效應標準組合時，作用于基礎底面的力矩值(kN·m)；

W——基礎截面抵抗矩(m3)；

pkmax——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最大壓力值(kPa)；

pkmin——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最小壓力值(kPa)；3基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算pk——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面處的平均壓力值(kPa)；

fa——修正后的地基承載力特征值(kPa)。3基礎確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算3

當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層(承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)時，除按持力層承載力確定基底尺寸外，還必須對軟弱下臥層進行驗算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加壓力與自重壓力之和不超過它的承載力特征值，即確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺寸的確定軟弱下臥層承載力驗算3式中pz——相應于作用的標準組合時，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；

pcz——軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值；

faz——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值。確定基礎的底面積軸心受壓基礎底面尺寸的確定偏心受壓基礎底面尺學習單元4設計無筋擴展基礎學習單元4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算（一）無筋擴展基礎的概念

無筋擴展基礎通常稱為剛性基礎。這種基礎通常由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴展(大放腳)而形成。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算（二）無筋擴展基礎的特點

無筋擴展基礎是最基本的形式，具有施工簡單、便于就地取材的優(yōu)點，適用于多層民用建筑和輕型廠房。無筋擴展基礎常用脆性材料砌筑而成，其缺點是抗壓強度高，抗拉、抗剪強度低，因此稍有扭曲變形，基礎就容易產(chǎn)生裂縫，進而發(fā)生破壞。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算

如圖7-9(a)所示的地基反力作用下，擴展的基礎底板如同倒置的短懸臂板；當設計的臺階根部高度過小時，就會彎曲拉裂或剪裂。因此，剛性基礎的設計可以通過限制材料強度等級、臺階寬高比的要求來進行，無須內(nèi)力分析和截面計算。4設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算4

圖7-9剛性基礎受力示意圖(a)剛性基礎示意圖；(b)磚基礎的“兩皮一收”砌法設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展基礎設計的計算

如圖7-9b所示的磚基礎，每次砌筑兩皮磚，出挑60mm（1/4轉(zhuǎn)）再砌筑兩皮轉(zhuǎn)，通常為等高式。磚的標號應≥MU10，砂漿標號應≥M5,并高于上部墻體的砂漿標號。無筋擴展基礎高度應滿足下式要求：4基礎設計無筋擴展基礎無筋擴展基礎的概念與特點無筋擴展