基礎(chǔ)工程21-24資料課件

FoundationEngineering中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)院基礎(chǔ)工程1第2章天然地基上的淺基礎(chǔ)

建筑物的安全和正常使用用途和安全等級(jí)建筑場(chǎng)地和地基巖土條件地基基礎(chǔ)方案工期、造價(jià)施工條件上部結(jié)構(gòu)類型平面布置地基基礎(chǔ)類型2地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的三項(xiàng)基本原則①基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度、剛度與耐久性②地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性地基滿足變形方面的要求③3地基設(shè)計(jì)的內(nèi)容承載力，穩(wěn)定性，變形2.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算原則、設(shè)計(jì)方法地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)《地基規(guī)范》3.0.1設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類型甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑物30層以上的高層建筑體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物（地下車庫(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）對(duì)原有工程影響較大的新建筑物場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物4承載力計(jì)算甲級(jí)、乙級(jí)、丙級(jí)均需計(jì)算承載力變形驗(yàn)算甲級(jí)、乙級(jí)必須驗(yàn)算變形丙級(jí)凡屬《地基規(guī)范》表2-2范圍以外的情況都必須驗(yàn)算變形雖然在《地基規(guī)范》表2-2范圍以內(nèi)，但又符合書中第③點(diǎn)規(guī)定的5個(gè)補(bǔ)充條件之一時(shí)，仍然需要驗(yàn)算變形其余情況不需要驗(yàn)算變形穩(wěn)定性驗(yàn)算經(jīng)常受水平荷載的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等；建造在斜坡上的建筑物和構(gòu)筑物；基坑工程地基設(shè)計(jì)內(nèi)容5丙級(jí)建筑物可不作地基變形計(jì)算的范圍地基主要受力層的情況地基承載力特征值fak(kPa）＜80＜100＜130＜160＜200＜300各土層坡度（%）≤5≤5≤10≤10≤10≤10

建

筑

類

型砌體承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)（層數(shù)）≤5≤5≤5≤6≤6≤7(6m柱距)單層排架結(jié)構(gòu)單跨吊車額定起重量(t)5～1010～1515～2020～3030～5050～100

廠房跨度(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30

多跨吊車額定起重量(t)3～55～1010～1515～2020～3030～75

廠房跨度(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30

煙囪高度(m)≤30≤40≤50≤75≤100

水塔高度(m)≤15≤20≤30≤30≤30

容積(m3)≤5050～100100～200200～300300～500500～1000

1條件：持力層的地基承載力特征值為150kPa(土層均勻）,在一個(gè)小區(qū)中擬建造5幢6層住宅，3幢12層的小高層，在綠化區(qū)擬建造3層地下車庫(kù)7要求：1確定地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)2判斷是否需要進(jìn)行變形驗(yàn)算2何種建筑物需作沉降計(jì)算8建筑物25層高層建筑4層框架辦公樓單層排架一般廠房大型煉油廠地基承載力特征值250kPa100kPa150kPa100kPa土層坡度12%跨度21m吊車15t作用效應(yīng)與相應(yīng)的抗力限值計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容荷載組合地基承載力計(jì)算確定基礎(chǔ)底面尺寸正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合值總壓力地基變形計(jì)算建筑物沉降正常使用極限狀態(tài)下的準(zhǔn)永久值，且不計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用；附加壓力地基穩(wěn)定性驗(yàn)算土壓力、滑坡推力、地基及斜坡穩(wěn)定性承載能力極限狀態(tài)下的基本組合值；但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算基礎(chǔ)或承臺(tái)高度、結(jié)構(gòu)截面、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋及材料強(qiáng)度驗(yàn)算承載能力極限狀態(tài)下的基本組合值；采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)凈壓力基礎(chǔ)抗裂驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合值這里有點(diǎn)難度,很容易出錯(cuò)喔!91確定基底尺寸時(shí)，基底壓力值2計(jì)算地基變形時(shí)，基底壓力值3驗(yàn)算地基穩(wěn)定時(shí)，基底壓力值4計(jì)算基礎(chǔ)配筋時(shí)，基底壓力值5驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度，基底壓力值基礎(chǔ)埋深是3米，基礎(chǔ)底面以上土的平均重度為18kPa，地下水位在基礎(chǔ)底面以下10承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)土和基礎(chǔ)的自重壓力基本組合標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合1.35x165=222.75165150603荷載傳至基礎(chǔ)底面的平均壓力（kPa）淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)的區(qū)別淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)埋置深度≤5m>5m設(shè)計(jì)計(jì)算是否考慮側(cè)摩阻否考慮施工時(shí)是否敞開(kāi)挖基坑施工基礎(chǔ)是否施工方法簡(jiǎn)單復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單復(fù)雜工程造價(jià)低較高優(yōu)先考慮112.2基礎(chǔ)類型及基礎(chǔ)方案的選用地基類型天然地基土質(zhì)地基巖石地基特殊土地基人工地基—若天然地基軟弱，承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行加固處理的(如排水固結(jié)法等處理)地基。復(fù)合地基—由兩種不同強(qiáng)度的介質(zhì)（如軟土中加入水泥）組成的人工地基。淺基礎(chǔ)的類型獨(dú)立基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)（補(bǔ)充）十字交叉基礎(chǔ)按基礎(chǔ)剛度分類剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)按結(jié)構(gòu)形式分筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)（補(bǔ)充）13剛性基礎(chǔ)①砌筑材料：磚、毛石、素砼、灰土、三合土受力特點(diǎn)：抗壓性能好，抗拉、抗剪強(qiáng)度不高，無(wú)撓曲變形構(gòu)造：滿足的要求②③④結(jié)構(gòu)形式：墻下條形基礎(chǔ)、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)剛性角引起注意喲無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)1415柱或墻柱或墻剛性角剛性角1819補(bǔ)充20二一隔收兩皮一收2122柔性基礎(chǔ)①砌筑材料：鋼筋砼受力特點(diǎn)：抗彎、抗剪性能好，有撓曲變形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：適用于具有一定厚度的構(gòu)造：無(wú)剛性角的要求②③④⑤基礎(chǔ)底面尺寸大（原因：荷載大、地基軟弱）？？？“硬殼層”“寬基淺埋”2324結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)底板配筋結(jié)構(gòu)柱配筋現(xiàn)澆柱下鋼筋砼單獨(dú)基礎(chǔ)：臺(tái)階形:

施工支模、澆筑簡(jiǎn)單，用材相對(duì)多。1、柱插筋；2、柱插筋在基礎(chǔ)內(nèi)箍筋作用。獨(dú)立基礎(chǔ)（臺(tái)階形）25基礎(chǔ)底板配筋結(jié)構(gòu)柱配筋現(xiàn)澆柱下鋼筋砼單獨(dú)基礎(chǔ)：錐形：受力與用材合理，施工澆注成型較難。獨(dú)立基礎(chǔ)（錐形）26預(yù)制柱下鋼筋砼單獨(dú)杯口基礎(chǔ)：分為單杯口與雙杯口（視柱情況）；低杯口與高杯口。獨(dú)立基礎(chǔ)（杯形）2728條形基礎(chǔ)29墻下獨(dú)立基礎(chǔ)（圖中過(guò)梁應(yīng)為基礎(chǔ)梁）墻翼板柱肋梁砼墊層條形基礎(chǔ)30聯(lián)合基礎(chǔ)31十字交叉條形基礎(chǔ)具有良好的調(diào)整不均勻沉降的能力32土質(zhì)更差,防水要求，十字交叉基礎(chǔ)底面聯(lián)成整體,如游泳館,筏下有肋,板下處理筏形基礎(chǔ)33筏形基礎(chǔ)34梁板式平板式箱形基礎(chǔ)圖示箱型基礎(chǔ)3536殼體基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)（帶防水板）37兩種基礎(chǔ)混合應(yīng)用獨(dú)立基礎(chǔ)+柱下條形基礎(chǔ)3839下圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤獨(dú)立基礎(chǔ)合力中心偏離基礎(chǔ)底面中心太多4142

2.3基礎(chǔ)埋置深度的選擇下臥層持力層（受力層）FGd埋深±0.00－0.45埋深d≥0.5m≥0.1m是指基礎(chǔ)底面至地面(一般指設(shè)計(jì)室外地面)的距離。注：0.1m位置錯(cuò)誤基礎(chǔ)埋置深度選擇合適的地基持力層44

基礎(chǔ)埋深的計(jì)算方法計(jì)算方法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；×③對(duì)于有地下室情況，若采用筏基或箱基，應(yīng)自室外地面標(biāo)高算起；若采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條基，則從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。×④對(duì)于橋梁基礎(chǔ)，受水流沖刷的基礎(chǔ)，由一般沖刷線算起，不受水流沖刷的基礎(chǔ)，由挖方后的地面算起?；A(chǔ)深埋無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求建筑物用途及基礎(chǔ)構(gòu)造地下室、地下設(shè)施及設(shè)備基礎(chǔ)作用在地基上的荷載大小與性質(zhì)荷載大小選高承載力的作持力層荷載性質(zhì)大小承載力合適，宜淺埋相對(duì)比較水平荷載、上拔力作用震動(dòng)荷載避開(kāi)細(xì)粉砂土層深埋基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----1.與建筑物有關(guān)的條件建筑高度基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----2.工程地質(zhì)條件地基土層組成類型好軟(A)(B)A:考慮荷載情況，按最小埋深要求確定；B:人工地基或深基礎(chǔ)；荷載小可采用天然地基(C)C:上硬下軟:“寬基淺埋”并且驗(yàn)算軟弱下臥層好軟47D:上軟下硬:軟土厚度不大,埋于好土上；軟土厚度大，采用人工地基或深基礎(chǔ)；(D)(E)地基土層組成類型E:軟硬交替土層組成，根據(jù)具體情況確定。好軟基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----2.工程地質(zhì)條件48基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----2.工程地質(zhì)條件持力層為傾斜面49基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----2.工程地質(zhì)條件H≤8mβ≤45°dab修筑在穩(wěn)定土坡坡頂?shù)叵滤坏叵滤|(zhì)宜在地下水水位以上防侵蝕性破壞地下水流動(dòng)基坑排水防產(chǎn)生流砂與管涌基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----3.水文地質(zhì)條件控制基坑開(kāi)挖最大深度凍脹與融陷危害:降低承載力、不均勻沉降要求：基底宜埋置在凍結(jié)線以下。如果埋置于凍脹土中，需滿足基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----4.地基凍融條件52基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----5.場(chǎng)地環(huán)境條件新舊建筑物53基礎(chǔ)埋深的考慮因素-----5.場(chǎng)地環(huán)境條件主樓與裙房高度不同,分期施工設(shè)置后澆帶地下管道（上下水，煤氣電纜）、溝、坑應(yīng)在基底以上，便于維修臨水建筑物橋要求在沖刷深度以下54±0.00－0.45埋深d≥0.5m≥0.1m基礎(chǔ)埋深基本要求Min值Min值55條件：確定建筑物基礎(chǔ)埋置深度時(shí)擬考慮下列一些因素：1工程地質(zhì)條件，2地基凍融條件，3水文地質(zhì)條件，4建筑物使用功能，5建筑物的長(zhǎng)度，6地下水，7建筑物的高度（A）1,2,3 （B）1,2,3,4（C）1,2,3,4,6,7（D）1,2,3,4,5,6,756思考1.名詞解釋：柔性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)2.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載效應(yīng)按哪些規(guī)定執(zhí)行？3.確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)應(yīng)考慮哪些因素影響？地基承載力概念2.4地基承載力地基承載力的確定方法地基承載力的修正581.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定2.按載荷試驗(yàn)確定有一定的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，即變形不超過(guò)允許值。這是第一次出現(xiàn)的新概念哦!地基承載力概念地基土單位面積上承受荷載的能力。通常稱為地基承載力特征值，以fa表示。59補(bǔ)充地基極限承載力允許沉降量地基承載力特征值地基土的承載力特征值是對(duì)應(yīng)哪種狀態(tài)確定的？601.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定（1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的理論公式公式：承載力系數(shù)，按表2-4查取取值范圍：[,6]基底以上各層土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度?；紫乱槐抖踢厡挾鹊纳疃确秶鷥?nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度前提條件？？61公式：bLepkmaxpkminddFk偏心方向邊長(zhǎng)62前提條件？？4條件：條基，基底寬b=2.0m，埋深d=1.5m，e=0.05m，地基為粉質(zhì)黏土，=10kPa，=200，地下水距地表1.0m，地下水位以上土的重度γ=18kN/m3，地下水位以下土的飽和重度為γsat=19.5kN/m3.要求：確定該地基土的承載力特征值。632.按載荷試驗(yàn)確定載荷試驗(yàn)→P-S曲線→確定fa原位荷載試驗(yàn)裝置荷載試坑支墩次梁主梁承壓板千斤頂百分表基準(zhǔn)梁64按地基載荷試驗(yàn)確定地基的承載力特值

65按地基載荷試驗(yàn)確定地基的承載力特值66低壓縮性土-------“陡降型”-------“強(qiáng)度安全”控制p1pups02p1ps02p1pup10.5pu地基承載力特征值（未修正）（a）（b）67中、高壓縮性土----“緩變型”----“允許沉降量”控制P0.015ps0（c）S=0.015b68地基承載力特征值（未修正）有明顯拐點(diǎn)（低壓縮性土）無(wú)明顯拐點(diǎn)（中、高壓縮性土）2.按載荷試驗(yàn)確定注意：同一土層試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)選3個(gè)以上，若所得特征值的極差不超過(guò)平均值的30%，則取該平均值作為fak，若超過(guò)應(yīng)增加試驗(yàn)點(diǎn)。69例題5：地基承載力特征值的確定（載荷試驗(yàn)）條件：在某粉土層上進(jìn)行三個(gè)靜載試驗(yàn)，整理后得到地基承載力實(shí)驗(yàn)值為f1=238kPa，f2=280kPa,f3=225kPa,要求：該粉土層的承載力特征值fak70旁壓試驗(yàn)螺旋壓板載荷試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)713.其它試驗(yàn)方法確定巖石地基載荷：完整，較完整，較破碎平板載荷試驗(yàn)：破碎，極破碎完整，較完整，較破碎還可根據(jù)下列公式：

折減系數(shù)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

完整：0.5較完整：0.2-0.5

較破碎：0.1-0.2724.巖石地基承載力的確定734.巖石地基承載力的確定1.極限荷載除以3的安全系數(shù)，所得值與對(duì)應(yīng)于比例界限的荷載相比較，誰(shuí)小則為巖石地基承載力特征值。2.每個(gè)場(chǎng)地載荷試驗(yàn)的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，取最小值作為巖石地基承載力特征值。巖石地基承載力不進(jìn)行深寬修正。巖石地基載荷試驗(yàn)注意事項(xiàng)：74地基承載力特征值的修正地基承載力特征值的修正75地基承載力特征值的修正前提：b≥3m或d≥0.5m時(shí)修正公式：修正后的地基承載力特值寬度和埋深的修正系數(shù)，按基底下土的類別查表2－5基底以下土的重度，有水取浮重度基底以上土的加權(quán)平均重度，有水取浮重度[3m,6m]一般：室外地面標(biāo)高地下室-箱基，筏基：室外地下室-獨(dú)基，條基：室內(nèi)?76例題6：

某場(chǎng)地地表土層為中砂，厚度2m，根據(jù)三條淺層平板載荷試驗(yàn)p-s曲線上比例界限，已取得相對(duì)應(yīng)的平均值為222kPa，且實(shí)測(cè)值的極差為平均值的2