第七章淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

第七章

淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7.1概述地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須根據(jù)建筑物的用途和安全等級(jí)、建筑布置和仁部結(jié)構(gòu)類(lèi)型，充分考慮建筑場(chǎng)地和地基巖土條件，結(jié)合施工條件以及工期、造價(jià)等各方面要求，合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜、精心設(shè)計(jì)，以保證建筑物的安全和正常使用。地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)該滿足下列三項(xiàng)基本原則：1．對(duì)防止地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面，應(yīng)具有足夠的安全度，2．應(yīng)控制地基變形量，使之不超過(guò)建筑物的地墓變形允許值，以免引起基礎(chǔ)不利截面和上部結(jié)構(gòu)的損壞，或影響建筑物的使用功能和外觀，3．基礎(chǔ)的型式、構(gòu)造和尺寸，除應(yīng)能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)、符合使用需要，滿足地基承載力(穩(wěn)定性)和變形要求外，還應(yīng)滿足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，剛度和耐久性的要求。設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)一般要妥善處理下列幾方面問(wèn)題：1．充分掌握擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料2．了解當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)，施工條件和就地取材的可能性，并結(jié)合實(shí)際考慮采用先進(jìn)的施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)、可行的地基處理方法。3．選擇基礎(chǔ)類(lèi)型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度．4．按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸，進(jìn)行必要的地基穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算5．以簡(jiǎn)化的、或考慮相互作用的計(jì)算方法進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和截面設(shè)汁下臥層地基與基礎(chǔ)D埋深Dq=D均布荷載持力層（受力層）地基基礎(chǔ)FG主要受力層主要受力層（表3－0－2）條形基礎(chǔ)3b獨(dú)立基礎(chǔ)1.5b且5m（二層以下民用建筑除外）天然地基淺基礎(chǔ)的分類(lèi)1按基礎(chǔ)埋深分2按基礎(chǔ)剛度分 無(wú)筋擴(kuò)展(剛性)基礎(chǔ) 擴(kuò)展基礎(chǔ)3按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分地基基礎(chǔ)分類(lèi)1按基礎(chǔ)剛度分類(lèi)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ))

Rigidfoundation

磚、石、灰土，素混凝土材料抗拉強(qiáng)度很低，有基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比(剛性角)要求擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ))Spreadfoundation鋼筋混凝土。要滿足抗彎,抗剪和抗沖切等結(jié)構(gòu)要求Fbib0H0F2按基礎(chǔ)構(gòu)造分類(lèi)一、單獨(dú)基礎(chǔ):柱下或墻下,土質(zhì)較好Individualfooting,padfoundation二、條型基礎(chǔ)1、2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Stripfoundation3交叉條形基礎(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)三片筏基礎(chǔ)土質(zhì)更差,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體,游泳館,筏下有肋,板下處理Matfoundation四、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)墻五、殼體基礎(chǔ)7.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇下臥層持力層（受力層）FGD埋深基礎(chǔ)埋深一基礎(chǔ)埋深確定

(一）基礎(chǔ)埋深確定的基本原則在滿足承載力的條件下盡量淺埋。省工省時(shí)省料，但是有如下基本要求：

D大于50cm,表土擾動(dòng)，植物，凍融，沖蝕基礎(chǔ)頂距離表土大于10cm，保護(hù)橋要求在沖刷深度以下還有三項(xiàng)控制因素D大于10cm（二）結(jié)構(gòu)要求1地下室，地下管道（上下水，煤氣電纜）應(yīng)在基底以上，便于維修，要求地下室,作用:

承載力 變形補(bǔ)償基礎(chǔ)F基礎(chǔ)埋深2.新舊相鄰建筑物有一定距離否則要求支護(hù)并且要嚴(yán)格限制支護(hù)的水平位移L/H=1~2（二）結(jié)構(gòu)要求LH基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深不同時(shí)(1)主樓與裙房

高度不同,分期施工設(shè)置后澆帶（二）結(jié)構(gòu)要求(2)臺(tái)階式相連,如山坡上的房屋或者驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性L/H=1~2基礎(chǔ)埋深臺(tái)北國(guó)際金融中心4.場(chǎng)地環(huán)境條件

基礎(chǔ)埋深應(yīng)大于因氣候變化或樹(shù)木生長(zhǎng)導(dǎo)致地基土脹縮、以及其他生物活動(dòng)形成孔洞等可能到達(dá)的深度，對(duì)靠近原有建筑物基礎(chǔ)修建的新基礎(chǔ)，其埋深不宜超過(guò)原有基礎(chǔ)的底面，否則新、舊基礎(chǔ)間應(yīng)保留一定的凈距，如果基礎(chǔ)鄰近有管道或溝、坑等設(shè)施時(shí)，基礎(chǔ)底面一般應(yīng)低于這些設(shè)施的底面。瀕臨河、湖等水涔修建的建筑物基礎(chǔ)，如受到流水或波浪沖刷的影響，其底面應(yīng)位于沖刷線之下?；A(chǔ)埋深三、工程地質(zhì)條件直接支承基礎(chǔ)的土層稱(chēng)為持力層，其下的各土層稱(chēng)為下臥層。為了保證建筑物的安全，必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎(chǔ)選擇可靠的持力層。在按地基條件選擇埋深時(shí)，還經(jīng)常要求從減少不均勻沉降的角度來(lái)考慮。同一建筑物的基礎(chǔ)可采用不同的埋深來(lái)調(diào)整不均勻沉降量．對(duì)墻基礎(chǔ)，如地基持力層頂面傾斜，必要時(shí)可沿墻長(zhǎng)將基礎(chǔ)底面分段做成高低不同的臺(tái)階狀，以保證基礎(chǔ)各段都具有足夠的埋深。對(duì)修建于坡高和坡角不太大的穩(wěn)定土坡坡頂?shù)幕A(chǔ)基礎(chǔ)埋深（四）地基及地質(zhì)水文條件1地下水位以上,否則開(kāi)挖降水,費(fèi)用大擾動(dòng)2土層分布情況(1)淺基礎(chǔ)還是深基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ))(2)天然還是人工地基(3)如果是天然地基,基礎(chǔ)埋深的確定

根據(jù)土層分布基礎(chǔ)埋深在滿足其他要求下盡量淺埋只有低層房屋可用,否則處理盡量淺埋但是如h1太小就為IIh1<2m基底在好土h1=2m~4m高樓好土,低樓軟土h1>4m樁基或處理（四）地基及地質(zhì)水文條件好土軟土(很深)好土軟土軟土好土

III IIIIVh1基礎(chǔ)埋深h1（四）凍結(jié)深度凍脹丘Pingo隨凍結(jié)面向下發(fā)展，當(dāng)凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強(qiáng)度時(shí)，地表就發(fā)生隆起，便形成凍脹丘?；A(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深冰椎基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深（五）凍結(jié)深度1凍脹危害及機(jī)理（1）凍脹及凍拔地面隆起(不均勻)翻漿,融陷,強(qiáng)度降低如果凍結(jié)深度大于融沉，稱(chēng)為永凍土基礎(chǔ)埋深1凍脹危害及機(jī)理凍深毛細(xì)區(qū)地下水1928-1929Casagrande做了較深入的研究,美國(guó)北部:冰深45cm,凍脹13cm,=8%~12%,60%~110%,冰透鏡達(dá)13cm凍結(jié)區(qū)基礎(chǔ)埋深毛細(xì)水土顆粒結(jié)合水冰(2)機(jī)理復(fù)雜,開(kāi)始認(rèn)為是水變成冰的體脹.自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5~-30oc基礎(chǔ)埋深總結(jié):開(kāi)敞式水源,凍結(jié)慢,形成透鏡體吸引毛細(xì)水自由水+外層(弱)結(jié)合水凍結(jié),形成冰針,冰透鏡結(jié)合水膜變薄,離子濃度加大,吸力增加吸引地下水基礎(chǔ)埋深2發(fā)生凍脹的條件（1）土的條件一般是細(xì)顆粒土。砂土的毛細(xì)高度小，發(fā)生冰凍時(shí)體積膨脹，孔隙水排走，骨架不變。太細(xì)的土，水分供應(yīng)不及時(shí)，凍脹也不明顯。（2）溫度條件低于凍結(jié)溫度（3）水力條件含水量，具有開(kāi)放性條件，如粉土凍脹最嚴(yán)重基礎(chǔ)埋深3按凍脹的地基土分類(lèi)老規(guī)范

不凍脹，弱凍脹，凍脹，強(qiáng)凍脹土的凍脹性分類(lèi)表7.4

土類(lèi)，含水量，地下水位Z0標(biāo)準(zhǔn)凍深－多年實(shí)測(cè)最大凍結(jié)深度的平均值,夏季地面開(kāi)始往下算。北京0.7m，哈爾濱1.8m季節(jié)性凍土的設(shè)計(jì)凍深Zd應(yīng)按下式計(jì)算：Zd——設(shè)計(jì)凍深（m）Z0——標(biāo)準(zhǔn)凍深（m）Ψzs——土的類(lèi)別對(duì)凍深的影響系數(shù)（表7.5）Ψzw——土的凍脹性對(duì)凍深的影響系數(shù)（表7.6）Ψze——環(huán)境對(duì)凍深的影響系數(shù)（表7.7）當(dāng)建筑基礎(chǔ)地面以下允許有一定厚度的凍土層，可用下式計(jì)算基礎(chǔ)的最小深度：思考題：在遼寧某地修建一6層宿舍樓，9月底開(kāi)工挖地基，3月份建成第一層時(shí)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)和墻面由于凍脹而開(kāi)裂。設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)埋深完全滿足凍深的要求，解釋為什么發(fā)生凍脹破壞？7.4地基承載力地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)首先必須保證在荷載作用下的地基對(duì)土體產(chǎn)生剪切破壞而失效方面，應(yīng)具有足夠的安全度。為此，各級(jí)建筑物淺基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算均應(yīng)滿足下列要求：地基豎向承載力(以后都簡(jiǎn)稱(chēng)承載力)設(shè)計(jì)值的確定方法可歸納為三類(lèi)：1)根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算；2)按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)的P-S曲線確定；3)按規(guī)范提供的承載力表確定。千斤頂荷載板一、按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力1.抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值ck、ka.根據(jù)室內(nèi)n組三軸試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算土性指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)b.計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)ψφ

、ψcc.計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力的標(biāo)準(zhǔn)值2.確定地基承載力特征值當(dāng)e≤0.033b，根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力fa——土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)（可根據(jù)k查表得到)——地基土的重度，地下水位以下取浮重度d——基礎(chǔ)埋置深度(m)，從室外地面標(biāo)高計(jì)算m——基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)重度，地下水位以下取浮重度b——基礎(chǔ)地面寬度，大于6m時(shí)，按6m取值，對(duì)于砂土小于

3m時(shí)按3m取值ck——基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值二、按荷載試驗(yàn)確定（略）《規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)b＞3m或d＞0.5m，地基承載力特征值應(yīng)該進(jìn)行修正fa

——修正后的地基承載力特征值，kPa；fak——地基承載力特征值，kPa；ηb,ηd—基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查表7.10γ——基底持力層土的天然重度γm——基底以上埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度b——基礎(chǔ)底面寬度，b<3m時(shí)按3m計(jì)，b>6m時(shí)按6m計(jì)d——基礎(chǔ)埋置深度，d<0.5m時(shí)按0.5m計(jì)三、按《建筑地基規(guī)范》提供的承載力表格確定7.5基礎(chǔ)底面尺寸的確定基本條件：基底壓力的標(biāo)準(zhǔn)值不大于承載力的特征值pkfapkmax1.2fa基礎(chǔ)底面尺寸的確定中心荷載（1）底面積A的確定*中心荷載Fk+Gk，pk=(Fk+Gk)/A;G=GdA,G是基礎(chǔ)及回填土平均重度，一般取20kN/m3代入pkfa為(Fk+GdA)/A≤faGkFk基礎(chǔ)底面尺寸的確定Fk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)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）(2)長(zhǎng)和寬,高度的確定單獨(dú)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)blA,bb0+2htg,l

l0+2htg滿足dh+0.1m確定b,l和h=45o(1:1)30o(1:2)Fll0b0bbth基礎(chǔ)底面尺寸的確定條基－單位長(zhǎng)度，確定基礎(chǔ)寬度Fhbb0+2htg確定h磚墻:承重墻b60~70cm,b0為24,37,49cm非承重墻b50cm基礎(chǔ)底面尺寸的確定偏心荷載偏心荷載作用下，除應(yīng)符合公式pk≤fa要求外，尚應(yīng)符合下列要求：其中，e=M/(F+G)≤L/6?；虍?dāng)pkmin<0FMeF+G基礎(chǔ)底面尺寸的確定其中，e=M/(F+G)〉L/6偏心荷載作用下的承載力計(jì)算步驟1.先按中心荷載作用下的公式，計(jì)算基礎(chǔ)底面積A02.考慮偏心影響，加大A0。一般?。篈=(1.1-1.4)A0。3.計(jì)算偏心荷載作用下的pmax，pmin，并進(jìn)行驗(yàn)算?；A(chǔ)底面尺寸的確定(二)軟弱下臥層承載力驗(yàn)算

當(dāng)持力層下有軟土?xí)r，可能在此層破壞，需要驗(yàn)算，要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過(guò)它的承載力設(shè)計(jì)值，即：

——軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kPa)；——軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值；——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力設(shè)計(jì)值。基礎(chǔ)底面尺寸的確定當(dāng)持力層下有軟土?xí)r，可能在此層破壞，需要驗(yàn)算1基底壓力p=(F+G)/A中心荷載2基底原自重應(yīng)力c0=γ0d3基底附加應(yīng)力p0=p-c04擴(kuò)散角與Es1/Es2及z/b有關(guān)，查表7.14

若持力層太薄，不起作用FP-c0dzc0cz軟土Es1Es2基礎(chǔ)底面尺寸的確定5軟弱下臥層頂部附加應(yīng)力矩形基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面尺寸的確定一、地基變形特征地基變形特征一般分為：沉降量——基礎(chǔ)某點(diǎn)的沉降值(單層排架結(jié)構(gòu))；

沉降差——基礎(chǔ)兩點(diǎn)或相鄰柱基電點(diǎn)的沉降量之差(框架結(jié)構(gòu))；傾斜——基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值(高聳結(jié)構(gòu))；局部?jī)A斜——砌體承重結(jié)構(gòu)沿6-10m內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值(砌體承重結(jié)構(gòu))。具體建筑物所需驗(yàn)算的地基變形特征取決于建筑物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、整體剛度和使用要求。以下按柔性、敏感性和剛性三類(lèi)結(jié)構(gòu)分述與其有關(guān)的地基變形特征及其可能招致的損害特點(diǎn)。7.6地基變形驗(yàn)算二、地基特征變形驗(yàn)算凡屬下列情況之一者，在按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸之后，尚須驗(yàn)算：地基特征變形驗(yàn)算公式：s≤[s]s——地基特征變形；[s]——地基特征變形允許值，查表7.151.安全等級(jí)為一級(jí)的建筑物；2.表7.2所列范圍以外的二級(jí)建筑物；注意：1.傳至基礎(chǔ)底面的荷載Fk應(yīng)按長(zhǎng)期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；2.基底壓力p=(Fk+G)/A；3.基底附加壓力p0=p-γ0d。3.表7.2所列范圍以內(nèi)有下列情況的二級(jí)建筑物：1）地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于130kh，且體型復(fù)雜的建筑；2）在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，引起地基產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降時(shí)；3）軟弱地基上的相鄰建筑如距離過(guò)近，可能發(fā)生傾斜時(shí)；4）地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)尚未完成時(shí)。此外，對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，以及建造在斜坡上的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性擴(kuò)展基礎(chǔ)是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)。一、擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求1.一般要求

1)基礎(chǔ)邊緣高度錐形基礎(chǔ)的邊緣高度一般不小于200mm，也不宜大于500mm；階梯形基礎(chǔ)的每階高度，宜為300-500mm。2)基底墊層通常在底板下澆筑一層素混凝土墊層。墊層厚度一般為100mm．兩邊伸出基礎(chǔ)底板不小于50mm，一般為100mm。3)鋼筋底板受力鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm，間距不大于200mm，也不以小于100mm；底板鋼筋保護(hù)層，當(dāng)有墊層是不小于40mm；無(wú)墊層時(shí)不宜小于70mm。4)混凝土混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C207.7擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的構(gòu)造要求現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)中應(yīng)伸出插筋，插筋在柱內(nèi)的縱向鋼筋連接宜優(yōu)先采用焊接或機(jī)械連接的接頭，插筋在基礎(chǔ)內(nèi)應(yīng)符合下列要求：1)插筋的直徑、鋼筋種類(lèi)、根數(shù)及其間距應(yīng)與柱內(nèi)的縱向鋼筋相同。2)插筋錨入基礎(chǔ)的長(zhǎng)度：①當(dāng)基礎(chǔ)高度h＜1200mm時(shí)，錨入基礎(chǔ)長(zhǎng)度應(yīng)大于錨固長(zhǎng)度(《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》)。②當(dāng)基礎(chǔ)高度h較大時(shí)，軸心受壓和小偏心受壓柱h≥1200mm，大偏心受壓柱h≥1400mm，可僅將四角插筋伸至基礎(chǔ)底板鋼筋網(wǎng)上，其余插筋只錨固于基礎(chǔ)頂面下錨固長(zhǎng)度內(nèi)。③基礎(chǔ)中插筋至少需分別在基礎(chǔ)頂面下l00mm和插筋下端設(shè)置箍筋，且間距不大于800mm，基礎(chǔ)中箍筋宜筋與柱中間。3.墻下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)按外形不同可分為：1)無(wú)縱筋板式條形基礎(chǔ)2)有縱筋板式條形基礎(chǔ)二、擴(kuò)展基礎(chǔ)的計(jì)算1.墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的底板厚度和配筋

(1)中心荷載作用若取沿墻長(zhǎng)度方向L=1m的基礎(chǔ)板分析，則：pn——地基凈反力設(shè)計(jì)值，kPa;F——上部結(jié)構(gòu)傳至地面標(biāo)高處的荷載設(shè)計(jì)值，kN/m；b——墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)寬度m。在pn作用下，將在基礎(chǔ)底板內(nèi)產(chǎn)生彎矩M和剪力VV=pna1M=pna12/2V——基礎(chǔ)底板根部的剪力設(shè)計(jì)值，kN／m；M——基礎(chǔ)底板根部的彎還設(shè)計(jì)值kN·m／m；a1——截面Ⅰ-Ⅰ至基礎(chǔ)邊緣距離。1)基礎(chǔ)底板厚度基礎(chǔ)內(nèi)部配箍筋和彎筋，故基礎(chǔ)底板厚度應(yīng)滿足混凝土的抗剪切條件：V≤0.7βhfth0或h0≥V/0.7βhft2)基礎(chǔ)底板配筋按下式計(jì)算：（2）偏心荷載作用先計(jì)算基底凈反力的偏心距en,0基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為：懸臂根部截面的凈反力為：2.柱下鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)底板厚度和配筋計(jì)算（1）中心荷載作用1)基礎(chǔ)底板厚度2)基礎(chǔ)底板配筋由于單獨(dú)基礎(chǔ)底板在p0作用下，在兩個(gè)方向均發(fā)生彎曲，所以兩個(gè)方向都要配受力鋼筋．鋼筋面積按兩個(gè)方向的最大彎矩分別計(jì)算(圖7.34)；a.柱邊Ⅰ-Ⅰb.柱邊Ⅱ-Ⅱc.階梯高度變化處Ⅲ-Ⅲd.階梯高度變化處Ⅳ-Ⅳ（2）偏心荷載作用偏心受壓基礎(chǔ)底板厚度和配筋計(jì)算與中心受壓情況基本相同一般情況下，柱下應(yīng)首先考慮設(shè)置獨(dú)立基礎(chǔ)。若與柱荷載較大、各柱荷載差過(guò)大、地基承載力低或地基土質(zhì)變化較大等情況，可以考慮采用柱下條形基礎(chǔ)。一、地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念1.基本概念

7.8柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.相對(duì)剛度的影響“相對(duì)剛度”是指“上部結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)”與地基之間的剛度比，它在上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基的共同作用中，起重要影響。注意：1)相對(duì)剛度為零2)相對(duì)剛度趨于無(wú)窮大3.工程處理中的規(guī)定考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基共同作用下時(shí)的工程處理方法可參照以下規(guī)定，參照P190頁(yè)。二、柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求（1）外形尺寸肋梁高度h翼板厚度hf注意：一般柱下條形基礎(chǔ)沿梁縱向取等截面。（2）鋼筋和混凝土1)梁內(nèi)縱向受力鋼筋2)箍筋3)底板鋼筋4)混凝土2.柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算方法（1）彈性地基梁方法1)基床系數(shù)法基本假定：地基上任意點(diǎn)受的壓力強(qiáng)度P與該點(diǎn)的地基沉降s成比：P=k·s適用條件：抗剪強(qiáng)度很低的半液態(tài)土(如淤泥、軟粘土等)地基或塑性區(qū)相對(duì)較大土層上的柔性基礎(chǔ)，采用該方法比較合適。此外，厚度不超過(guò)梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基(如薄的破碎巖層)上的柔性基礎(chǔ)也適于該方法。2)半無(wú)限彈性體法基本假定：假定地基為半無(wú)限彈性體，將柱下條形基礎(chǔ)作為放在半無(wú)限彈性體表面上的梁，當(dāng)荷載作用在半無(wú)限彈性體表面時(shí)，某點(diǎn)的沉降不僅與作用在該點(diǎn)上的壓力大小有關(guān)，同時(shí)也和鄰近處作用的荷載有關(guān)。適用條件：用于壓縮層深度較大的一般土層上的柔性基礎(chǔ)，并要求地基土的彈性模量和伯松比值較為準(zhǔn)確。當(dāng)作用于地基上的荷載不很大，地基處于彈性變形狀態(tài)時(shí)，用這種方法計(jì)算才較符合實(shí)際。（2）簡(jiǎn)化的內(nèi)力計(jì)算方法1)倒梁法基本假定：地基壓力分布呈直線或平面分布，其重心與作用與板上的荷載合力作用線相重合。適用條件：《建筑地基規(guī)范》規(guī)定，若地基較均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度大于1/6柱距時(shí)，地基反力可按直線分布，條形基礎(chǔ)量的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算；此時(shí)邊跨跨中彎矩及第一支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。內(nèi)力計(jì)算：a.按偏心受壓計(jì)算，b.將柱底視為不動(dòng)鉸支座。以地基凈反力為荷載，按多跨連續(xù)梁方法求得梁的內(nèi)力。c.倒梁法求得的支座反力可能會(huì)不等于原先用于基底凈反力的豎向柱荷載。如下例7.11中的c支座的反力(1660kN)比原來(lái)的豎向往荷載(1754kN)減少了94kN。這即可理解為上部結(jié)構(gòu)的整體剛度對(duì)基礎(chǔ)整體彎曲的抑制作用。使柱荷載的分布均勻化；也反映了倒梁法計(jì)算所得的支座反力與基底反力不平衡的這一主要缺點(diǎn)。對(duì)此、實(shí)踐中有采用所謂“基底反力局部調(diào)整法”，即：可將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側(cè)各1/3跨度范圍內(nèi)，從而將地基反力調(diào)整為臺(tái)階狀，再按倒梁計(jì)算出內(nèi)力后疊加。2)剪力平衡法假定地基反力按直線分布基礎(chǔ)上所有的作用力都已確定，可按靜力平衡條件(剪力平衡)計(jì)算出任意截面i上的彎矩Mi和剪力vi。剪力平衡法未考慮地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用，因而在荷載和直線分布的基底反力作用下產(chǎn)生整體彎曲。與其它方法比較，這樣計(jì)算所得的基礎(chǔ)不利截面上彎短絕對(duì)值一般較大。但此法只宜用于上部為柔性結(jié)構(gòu)、且自身剛度較大的條形基礎(chǔ)以及聯(lián)合基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)有平板式、梁板式兩種類(lèi)型一、構(gòu)造要求1.混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求2.筏形基礎(chǔ)的厚度3.梁板式筏形基礎(chǔ)的底板和基礎(chǔ)梁配筋要求4.地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)梁連接時(shí)的要求二、筏形基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)力計(jì)算對(duì)單棟建筑物，在地基土比較均勻的條形下，在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的偏心距e宜符合下式要求：7.9筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（1）簡(jiǎn)化計(jì)算方法——”倒樓蓋”法對(duì)于矩形筏形基礎(chǔ)，基地反力可按下列偏心受壓公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算：式中:（2）結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算1)梁板式筏形基礎(chǔ)a.沖切承載力計(jì)算當(dāng)?shù)装鍏^(qū)格為矩形雙向板式，底板受沖切所需的有效厚度h0b.剪切承載力計(jì)算梁板式筏形基礎(chǔ)底板受剪切承載力應(yīng)符合下式要求：2)平板式筏形基礎(chǔ)a.沖切承載力計(jì)算柱的沖切臨界截面的最大剪應(yīng)力內(nèi)筒的沖切承載力內(nèi)筒的沖切臨界截面的最大剪應(yīng)力b.剪切承載力計(jì)算驗(yàn)算距內(nèi)筒或柱邊緣h0處的筏板剪切承載力：過(guò)量的地基變形將使建筑物損壞或影響其使用功能；特別是建在軟弱地基以及軟硬不均勻等不良地基上的建筑物，如果處理不當(dāng)，將更容易因不均勻沉降而開(kāi)裂損壞。單獨(dú)從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)考慮，其解決方法1.采用柱下條形基礎(chǔ)、筏基和箱基等結(jié)構(gòu)剛度較大、整體性較好的淺基礎(chǔ)；2.采用樁基或其它深基礎(chǔ)；3.采用各種地基處理方法。但是：以上三種方法往往造價(jià)偏高，樁基及其它深基礎(chǔ)和許多地基處理方法還需要具備一定的施工條件，特定情況下可能難以實(shí)施，甚至單純從地基基礎(chǔ)方案的角度出發(fā)難以解決問(wèn)題。因此，我們可以考慮從地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合選擇合理的建筑、結(jié)構(gòu)、施工方案和措施，降低對(duì)地基基礎(chǔ)處理的要求和難度，同樣達(dá)到減輕房屋不均勻沉降損害的預(yù)期目的。7.10減輕不均勻沉降損害的措施一、建筑措施1.建筑物體型力求簡(jiǎn)單a.平面形狀簡(jiǎn)單，如：用“一”字形建筑物；b.立面體型變化不宜過(guò)大，砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不宜超過(guò)1-2層2.控制建筑物長(zhǎng)高比及合理布置縱橫墻縱橫墻的連結(jié)和房屋的樓(屋)面共同形成了砌體承重結(jié)構(gòu)的空間剛度。當(dāng)砌體承重房屋長(zhǎng)高比(建筑物長(zhǎng)度或沉降單元長(zhǎng)度與自基底面算起的總高度之比)較小時(shí)。建筑物的整體剛度好，能較好地防止不均勻沉降的危害。相反，長(zhǎng)高比大的建筑物整體剛度小，縱墻很容易因撓曲變形過(guò)大而開(kāi)裂。根據(jù)調(diào)查認(rèn)為，二層以上的砌體承重房屋。當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過(guò)120mm時(shí)，長(zhǎng)高比不宜大于2.5；對(duì)于平面簡(jiǎn)單，內(nèi)外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長(zhǎng)高比的限制可放寬至不大于3.0。不符合上述條件時(shí),可考慮設(shè)置沉降縫。合理布置縱橫墻，是增強(qiáng)砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一。一般地說(shuō)，房屋的縱向剛度較弱，故地基不均勻沉降的損害主要表現(xiàn)為縱墻的撓曲破壞。內(nèi)、外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折，都會(huì)削弱建筑物的縱向剛度。當(dāng)遇地基不良時(shí)，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通；縮小橫墻的間距，也可有效地改善房屋的整體性，從而增強(qiáng)調(diào)整不均勻沉降的能力。3.設(shè)置沉降縫a.平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位；b.建筑物的高度或荷載突變處；c.長(zhǎng)高比較大的建筑物適當(dāng)部位；d.地基土壓縮性顯著變化處；e.建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同處；f.分期建造房屋的交界處。4.控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距由于地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散作用，使相鄰建筑物產(chǎn)生附加不均勻沉降，可能導(dǎo)致建筑物的開(kāi)裂或互傾。這種相鄰房屋影響主要發(fā)生在：①同期建造的兩相鄰建筑物之間的影響，特別是當(dāng)兩建筑物輕(低)重(高)差別太大時(shí)，輕者受重者的影響更甚；②原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。除了上述在使用階段的地基附加應(yīng)力擴(kuò)散的影響外，高層建筑在施工階段深基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近原有建筑物的影響更應(yīng)受到高度重視。為了避免相鄰建筑物影響的損害，建造在軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的凈距。其他視地基的壓縮性、產(chǎn)生影響建筑物的規(guī)模和重量以及被影響建筑物的剛度等因素而定。5.調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高由于沉降會(huì)改變建筑物原有標(biāo)高，嚴(yán)重時(shí)將影響建筑物的正常使用，甚至導(dǎo)致管道等設(shè)備的破壞時(shí)可采取下列措施調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高。①根據(jù)預(yù)估沉降，適當(dāng)提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高；②將相互有聯(lián)系的建筑物各部分(包括設(shè)備)中預(yù)估沉降較大考的標(biāo)高適當(dāng)提高；②建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的凈空；④有管道穿過(guò)建筑物時(shí)，應(yīng)留有足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭。二、結(jié)構(gòu)措施1.減輕建筑自重基底壓力小，建筑物自重(包括基礎(chǔ)及回填土重)所占的比例很大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般工業(yè)建筑約占40％-50％，一般民用建筑可高達(dá)50％-80％。因而．減小沉降量常可以首先從減輕建筑物自重著手，措施如下：①減輕墻體重量：許多建筑物(特別是民用建筑物)的自重，大部分以墻體重量為主。②選用輕型結(jié)構(gòu)：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。③減少基礎(chǔ)和回填土重量：首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(chǔ)（例如：鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等)；如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時(shí)，底層可考慮用架空層代替室內(nèi)厚填土（當(dāng)整板基礎(chǔ)時(shí)的效果更佳）。2.設(shè)置圈梁對(duì)于砌體承重房屋，不均勻沉降的損害突出地表現(xiàn)為墻體的開(kāi)裂。因此，實(shí)踐中常在基礎(chǔ)頂面附近(俗標(biāo)“地圈梁”)、門(mén)窗頂部樓(屋)面處設(shè)置圈梁，每道圈梁應(yīng)盡量貫通外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻，并在平面內(nèi)形成閉合的網(wǎng)狀系統(tǒng)。這是砌體承重結(jié)構(gòu)防止出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開(kāi)展的一項(xiàng)十分有效的措施。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，砌體承重房屋的墻體(尤其是縱墻)產(chǎn)生整體撓曲，圈梁的作用猶如鋼筋混凝土梁內(nèi)的受拉鋼筋