9月18日 第三章 淺基礎驗算9月18日

制作：張福龍《基礎工程》地基強度驗算項目四：淺基礎驗算情境4.4：淺基礎類型與設計原則情境4.2：變形計算情境4.5：

基礎埋深的影響因素情境4.6：基礎尺寸的確定情境4.3：地基承載力情境4.1：地基應力計算土體中的應力

情境4.1強度問題變形問題地基中的應力狀態(tài)應力應變關系土力學中應力符號的規(guī)定自重應力附加應力基底壓力計算有效應力原理建筑物修建以后，建筑物重量等外荷載在地基中引起的應力，所謂的“附加”是指在原來自重應力基礎上增加的壓力。建筑物修建以前，地基中由土體本身的有效重量所產生的應力。情境4.1土中應力單元1：土的自重應力單元3：地基附加應力單元2：基底壓力單元1：土的自重應力一.均質地基中的自重應力假定：水平地基

半無限空間體

半無限彈性體有側限應變條件

一維問題定義：在修建建筑物以前，地基中由土體本身的有效重量而產生的應力。目的：確定土體的初始應力狀態(tài)計算：地下水位以上用天然重度，地下水位以下用浮重度（一）均質地基中的自重應力1.計算公式豎直向：一、土的自重應力及其分布形態(tài)水平向：Aσcz=γz２.自重應力分布取土柱為脫離體w水平面上均勻分布豎直線上為三角形分布土柱重W=γAz，根據力的平衡有W=σczA（二）成層地基豎直向：水平向：γ2γ3γ1wAσcz=ΣγiHiγ2γ3γ1w土柱重W=AΣγiHi，根據力的平衡有W=σczA1.計算公式２.自重應力分布水平面上均勻分布豎直線上為折線形分布Aσcz=ΣγiHiγ1＞γ2，γ3

＞γ2重度γ越大斜線越緩，重度γ越小斜線越陡γ2＞γ1，γ3

＞γ2自重應力在不透水層面處突變均質地基成層地基二、地下水對自重應力的影響重度：地下水位以上用天然重度γ

地下水位以下用浮重度γ’1.地下水位下降對自重應力的影響2.地下水位上升對自重應力的影響思考題：1.水位驟降后，原水位到現水位之間的飽和土層用什么重度？

2.水位變化對自重應力有何影響？重度：地下水位以上用天然重度γ

地下水位以下用浮重度γ’自重應力分布線的斜率是重度；自重應力在等重度地基中隨深度呈直線分布；自重應力在成層地基中呈折線分布；在土層分界面處和地下水位處發(fā)生轉折。土的自重應力特征情境4.1土體中的應力單元1：土的自重應力單元3：地基附加應力單元2：基底壓力單元2：基底壓力計算基底壓力：基礎底面?zhèn)鬟f給地基表面的壓力，也稱基底接觸壓力?；讐毫Ω郊討Φ鼗两底冃蔚鼗戳A結構的外荷載上部結構的自重及各種荷載都是通過基礎傳到地基中的。影響因素計算方法分布規(guī)律上部結構基礎地基建筑物設計暫不考慮上部結構的影響，使問題得以簡化；用荷載代替上部結構。基礎底面壓力的影響因素基底壓力基礎條件剛度形狀大小埋深大小方向分布土類密度土層結構等荷載條件地基條件抗彎剛度EI=∞→M≠0；反證法:假設基底壓力與荷載分布相同，則地基變形與柔性基礎情況必然一致；分布:中間小,兩端無窮大。一、基礎底面壓力分布規(guī)律2.彈性地基，絕對剛性基礎基礎抗彎剛度EI=0→M=0；基礎變形能完全適應地基表面的變形;基礎上下壓力分布必須完全相同，若不同將會產生彎矩。條形基礎，豎直均布荷載彈性地基，完全柔性基礎1.3.彈塑性地基，有限剛度基礎—

荷載較小—

荷載較大砂性土地基粘性土地基—

接近彈性解—

馬鞍型—

拋物線型—

倒鐘型根據圣維南原理，基底壓力的具體分布形式對地基應力計算的影響僅局限于一定深度范圍；超出此范圍以后，地基中附加應力的分布將與基底壓力的分布關系不大，而只取決于荷載的大小、方向和合力的位置。二.基底壓力的簡化計算基底壓力的分布形式十分復雜簡化計算方法：假定基底壓力按直線分布的材料力學方法基礎尺寸較小荷載不是很大bLPbLP荷載條件豎直中心豎直偏心傾斜偏心基礎形狀矩形條形P’—單位長度上的荷載bLPoxy基礎形狀與荷載條件的組合bbbexeybLxyxybLFF矩形面積中心荷載矩形面積偏心荷載exybLF矩形面積偏心荷載exyLbFe<b/6:梯形e=b/6:三角形e>b/6:出現拉應力區(qū)xybLeexybLexybLK3KFFF高聳結構物下可能的的基底壓力基底壓力合力與總荷載相等土不能承受拉力壓力調整K=b/2-e矩形面積單向偏心荷載beFFFvFh傾斜偏心荷載分解為豎直向和水平向荷載，水平荷載引起的基底水平應力視為均勻分布。條形基礎豎直偏心荷載情境4.1土體中的應力單元1：土的自重應力單元3：地基附加應力單元2：基底壓力單元3：地基附加應力豎直集中力矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載水平集中力矩形面積水平均布荷載豎直線布荷載條形面積豎直均布荷載圓形面積豎直均布荷載特殊面積、特殊荷載豎直集中力矩形內積分矩形面積豎直均布荷載矩形面積豎直三角形荷載水平集中力矩形內積分矩形面積水平均布荷載線積分豎直線布荷載寬度積分條形面積豎直均布荷載圓內積分圓形面積豎直均布荷載其他：特殊荷載：將荷載和面積進行分解，利用已知解和疊加原理求解（等代荷載法）L/b≥10一.豎直集中力作用下的附加應力計算－布辛內斯克課題yzxoFMxyzrRβM’（F；x,y,z；R,α,β)α一.豎直集中力作用下地基中的附加應力計算－布辛內斯克課題可制成表格供查集中力作用下的應力分布系數0.51.01.52.02.53.0r/z0.50.40.30.20.10K集中力作用下的附加應力(一)布辛涅斯克課題yzxoFMxyzrRβM’α特點1.σz與α無關，應力呈軸對稱分布2.σz:τzy:τzx=z:y:x,

合力過原點，與R同向特點3.P作用線上，r=0,K=3/(2π）,z=0,σz→∞，z→∞，σz=04.在某一水平面上z=const，r=0,K最大，r↑，K減小，σz減小5.在某一圓柱面上r=const，z=0,σz=0，z↑，σz先增加后減小6.σz

等值線－應力泡(一)豎直集中力作用下的附加應力計算－布辛涅斯克課題應力球根球根FF0.1P0.05P0.02P0.01P(二)水平集中力作用下的附加應力計算－西羅提課題FhyzxoMxyzrRβM’α二、矩形面積豎直均布荷載作用下的附加應力計算1.矩形均布荷載角點下的垂直附加應力——B氏解的應用矩形豎直向均布荷載角點下的應力分布系數Kc查表3-4pMm=L/b,n=z/b2.矩形均布荷載非角點下任意深度處的垂直附加應力

—角點法a.矩形面積內b.矩形面積外兩種情況：荷載與應力間滿足線性關系疊加原理角點下垂直附加應力的計算公式地基中任意點的附加應力角點法（二）矩形面積三角形分布荷載作用下的附加應力計算矩形面積豎直三角分布荷載角點下的應力分布系數查表3-6ptM教材中的p0改成pt（三）矩形面積水平均布荷載作用下的附加應力計算角點下的垂直附加應力——C氏解的應用矩形面積作用水平均布荷載時角點下的應力分布系數ph四、均布圓形荷載作用下地基中的附加應力R--圓形面積的半徑查表3-7z·Mzx五、條形均布荷載作用下地基中的附加應力－弗拉曼解--B氏解的應用M任意點下的附加應力—F氏解的應用條形面積豎直均布荷載作用時的應力分布系數pM查表3-8六、條形面積三角形分布荷載作用下的附加應力計算Kzt查表3-9例題3-4：有一路堤如圖3-17a所示，已知填土重度為20，求路堤中線下O點深度為0m和10m處的附加應力σz。路堤填土自重產生的荷載分布為梯形，如圖3-17b所示，其最大強度p=20×5=100kPa。將梯形荷載分為兩個三角形荷載之差，這樣就可以用公式3-18疊加計算附加應力。σz=2[σz(ebo)-σz(eaf)]=2[Ktz1(p+q)-Ktz2q]其中q為三角形荷載（eaf）的最大值，可按三角形比例關系計算得：q=p=100kPa，附加應力系數計算如表3-10所示。編號荷載分布面積x/bO點（z=0m）M點（z=10m）z/bKtziz/bKtzi1ebo100.50010.2502eaf100.50020.147所以o點的豎向附加應力為σz=2[0.5（100+100）-0.5×100]=100kPaM點的豎向附加應力為σz=2[0.250（100+100）-0.147×100]=70.6kPa六、橋臺后路基填土引起的地基附加應力計算橋臺后路堤填土荷載對橋臺基底或樁尖平面引起的附加應力σ′1，《公路橋涵地基基礎設計規(guī)范》建議采用下式計算。

σ′1=k1γ1H1

對于埋深式橋臺應按下式計算由于臺前錐體對基底或樁尖平面出的前邊緣引起的附加壓應力σ′2：

σ′2=k2γ2H2影響土體中的應力分布的因素(1)上層軟弱，下層堅硬的成層地基2.非均勻性—成層地基

中軸線附近σz比均質時明顯增大的現象

—應力集中；應力集中程度與土層剛度和厚度有關；隨H/b增大，應力集中現象逐漸減弱。(2)上層堅硬，下層軟弱的成層地基

中軸線附近σz比均質時明顯減小的現象

—應力擴散；應力擴散程度，與土層剛度和厚度有關；隨H/b的增大，應力擴散現象逐漸減弱。1.非線性和彈塑性應力水平較高時影響較大(3)土的變形模量隨深度增大的地基

—應力集中現象H均勻成層E1E2>E1H均勻成層E1E2<E13.各向異性地基當Ex/Ez<1時，應力集中——Ex相對較小，不利于應力擴散當Ex/Ez>1時，應力擴散——Ex相對較大，有利于應力擴散影響土體中的應力分布的因素小結K——豎直集中荷載作用下Kc

——矩形面積豎直均布荷載作用角點下

(表3-4)Kt

——矩形面積三角形分布荷載作用角點下(表3-6)Kh

——矩形面積水平均布荷載作用角點下Ku——條形面積豎直均布荷載作用時

(表3-8)Kzt——條形面積三角形分布荷載作用時(表3-9)Kzh——條形面積水平均布荷載作用時K0

——圓形面積均布荷載作用時園心點下(表3-7)K=f（底面形狀；荷載分布；計算點位置）應力狀態(tài)及應力應變關系自重應力的計算附加應力的計算基底壓力計算小結地基中的應力狀態(tài)應力應變關系的假定土力學中應力符號的規(guī)定水平地基中的自重應力因素：底面形狀；荷載分布；計算點位置影響因素基底壓力分布實用簡化計算土的壓縮性及變形計算情境4.2土具有壓縮性荷載作用地基發(fā)生沉降荷載大小土的壓縮特性地基壓縮層厚度一致沉降（沉降量）差異沉降（沉降差）建筑物上部結構產生附加應力影響結構物的安全和正常使用土的特點（碎散、三相）沉降具有時間效應－固結過程壓縮性測試最終沉降量一維壓縮一維固結沉降速率三維固結修正復雜條件下的計算公式簡化條件主線、重點：一維固結問題！單元1：土的壓縮性§4.2地基沉降量計算§4.3飽和粘性土地基的單向滲透固結理論室內試驗室外試驗側限壓縮、三軸壓縮等荷載試驗、旁壓試驗等較復雜應力狀態(tài)？工程實例問題：沉降2.2米，且左右兩部分存在明顯的沉降差。左側建筑物于1969年加固。墨西哥某宮殿左部：1709年；右部：1622年；地基：20多米厚的粘土接觸由于沉降相互影響，兩棟相鄰的建筑物上部接觸基坑開挖，引起陽臺裂縫修建新建筑物：引起原有建筑物開裂高層建筑物由于不均勻沉降而被爆破拆除建筑物立面高差過大建筑物過長：長高比7.6:1情境4.2：土的壓縮性及變形計算單元1：土的壓縮性單元2：地基沉降量計算土在壓力作用下體積減小的特性稱為土的壓縮性。土體被壓縮的第一個可能是三相組成中的土粒、水、空氣本身被壓縮在一般工程壓力（100-600kPa）作用下，固體礦物顆粒和水的壓縮量不到土體總壓縮量的1/400工程上可以忽略不計。單元1：土的壓縮性一、基本概念土被壓縮的第二可能是土體結構變化，土粒之間產生相對移動而靠攏，使孔隙體積減小，孔隙中的水或氣被排出，從而引起土體體積減小。土體壓縮的實質是土顆粒之間產生相對移動而靠攏，使土體孔隙減小所致。土的壓縮過程需要一定的時間才能完成，這種與時間有關的壓縮過程稱為土的固結。單元1：土的壓縮性二、壓縮試驗及壓縮性指標水槽內環(huán)環(huán)刀透水石試樣傳壓板百分表施加荷載，靜置至變形穩(wěn)定逐級加大荷載測定：軸向應力軸向變形試驗結果：p3

t

（一）壓縮試驗利用受壓前后土粒體積不變和土樣橫截面面積不變的兩個條件，得出：土樣壓縮穩(wěn)定后孔隙比ei（一）壓縮試驗應力應變關系——以某種粘土為例1Es1Ee非線性彈塑性側限變形模量：01002003004000.60.70.80.91.0ee~p曲線e~lgp曲線p（kPa）lgp壓縮試驗成果表示方法e-p曲線有關指標01002003004000.60.70.80.91.0ep（kPa）（二）壓縮性指標壓縮系數，KPa-1，MPa-11e0側限壓縮模量,KPa,MPa側限變形模量固體顆?？紫扼w積壓縮系數，KPa-1，MPa-101002003004000.60.70.80.91.0ep（kPa）Δp壓縮系數，kPa-1a1-2常用作比較土的壓縮性大小土的類別a1-2(MPa-1)高壓縮性土0.5中壓縮性土0.1-0.5低壓縮性土<0.101002003004000.60.70.80.91.0ep（kPa）Δp單向壓縮試驗的各種參數的關系指標指標amvEsα1mv(1+e0)(1+e0)/Esmva/(1+e0)11/EsEs(1+e0)/a1/mv1e~lgp曲線有關指標壓縮指數e~p曲線缺點：不能反映土的應力歷史

特點：有一段較長的直線段指標：e~lgp曲線lgpCc110010000.60.70.80.9eCc11CeCe回彈指數（再壓縮指數）Ce

<<Cc，一般Ce≈0.1-0.2Cclgp土的回彈曲線及再壓縮曲線先期固結壓力先期固結壓力：歷史上所經受到的最大壓力pc（指有效應力）p0=

cz=z：自重壓力pc=p0=cz：正常固結土pc>p0=cz：超固結土pc<p0=cz：欠固結土OCR=1：正常固結OCR>1：超固結OCR<1：欠固結相同σcz時，一般OCR越大，土越密實，壓縮性越小超固結比：超固結比ABCDmrmin123先期固結壓力pc的確定：

Casagrande法(f)B點對應于先期固結壓力pc(b)作水平線m1(c)作m點切線m2(d)作m1,m2的角分線m3(e)m3與試驗曲線的直線段交于點B(a)在e-lgp壓縮試驗曲線上，找曲率最大點mpcelgp情境4.2：土的壓縮性及變形計算單元1：土的壓縮性單元2：地基沉降量的計算單元2:地基最終沉降量計算最終沉降量S∞：t∞時地基最終沉降穩(wěn)定以后的最大沉降量，不考慮沉降過程。不可壓縮層可壓縮層σz=pp二、分層總和法計算地基最終沉降量一、彈性理論計算地基最終沉降量三、應力面積法計算地基沉降單元2:地基最終沉降量計算一、彈性理論法計算地基沉降量（一）基本假設①地基是均質、各向同性、線彈性的半無限體；②基礎整個底面和地基一直保持接觸。布西奈斯克課題是研究荷載作用于地表的情形，可以近似用來研究荷載作用面深度較小的情況。當荷載作用面深度較大時（如深基礎），則應采用明德林課題的位移解進行彈性理論沉降計算。（二）計算公式點荷載作用下地表沉降2.絕對柔性基礎沉降當p0為矩形面積上的均布荷載時，角點的沉降sc為：稱為角點沉降影響系數，是長寬比的函數，可由表4-1查得。基礎中點的沉降為：基礎平均沉降sm

3.絕對剛性基礎沉降（1）中心荷載作用下，地基各點的沉降相等。根據這個條件，可以從理論上得到圓形基礎和矩形基礎的沉降值。圓形基礎，基礎沉降為：矩形基礎，基礎沉降為：（2）偏心荷載作用下，基礎要產生沉降和傾斜。沉降后基底為一傾斜平面，基底傾斜可由彈性力學公式求得。

圓形基礎：矩形基礎

一、彈性理論計算地基最終沉降量二、分層總和法計算地基最終沉降量三、應力面積法計算地基沉降單元2:地基最終沉降量計算1、基本假定和基本原理理論上不夠完備，缺乏統(tǒng)一理論；單向壓縮分層總和法是一個半徑驗性方法。（a）假設基底壓力為線性分布（b）附加應力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側限應力狀態(tài)（d）只計算固結沉降，不計瞬時沉降和次固結沉降（e）將地基分成若干層，認為整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和：二、分層總和法計算地基最終沉降量2、計算步驟情況1不考慮地基回彈的情形：沉降量從原基底算起；適用于基礎底面積小，埋深淺，施工快。考慮地基回彈的情形：沉降量從回彈后的基底算起；基礎底面大，埋深大，施工期長。情況2d地面基底已知：地基各土層的壓縮曲線

原狀土壓縮曲線二、分層總和法計算地基最終沉降量d地面基底2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應力分布(b)基底附加壓力p0pp0d

p0=p-d(c)確定地基中附加應力

z分布自重應力附加應力(d)確定計算深度zn①一般土層：σz=0.2σsz；②軟粘土層：σz=0.1σsz；③一般房屋基礎：Zn=B(2.5-0.4lnB)；④基巖或不可壓縮土層。沉降計算深度σsz從地面算起；σz從基底算起；σz是由基底附加應力p-γd引起的二、分層總和法計算地基最終沉降量2、計算步驟－情況1(a)計算原地基中自重應力分布(b)基底附加壓力p0(c)確定地基中附加應力

z分布(d)確定計算深度znd地面基底pp0d

自重應力附加應力沉降計算深度(e)地基分層Hi①不同土層界面；②地下水位線；③每層厚度不宜0.4B或4m；④z變化明顯的土層，適當取小。(g)各層沉降量疊加

Si(f)計算每層沉降量Si

szi

ziHi二、分層總和法計算地基最終沉降量d地面基底2、計算步驟－情況2(a)計算原地基中自重應力分布(b)計算開挖后地基中自重應力分布(c)確定地基中附加應力

z分布p

’szi

zi下同情況1自重應力附加應力二、分層總和法計算地基最終沉降量ee1ie2i

szip2i

zi3、計算公式（a）e-p曲線d地面基底pp0d

自重應力附加應力沉降計算深度

szi

ziHi二、分層總和法計算地基最終沉降量A、正常固結土沉降量計算eab

——

沉積bb’

——

取樣b’cd——

室內試驗地下水位上升土層剝蝕冰川融化引起卸載，使土處于回彈狀態(tài)原狀土的原位壓縮曲線：客觀存在的，無法直接得到正常固結土：超固結土：？lgp用現場壓縮曲線計算地基最終沉降量①確定先期固結壓力pc②過e0

作水平線與pc作用線交于B。由假定①知，B點必然位于原狀土的初始壓縮曲線上；③以0.42e0

在壓縮曲線上確定C點，由假定②知，C點也位于原狀土的初始壓縮曲線上；土樣取出以后e不變，等于原狀土的初始孔隙比e0，因而，（e0,pc

）點應位于原狀土的初始壓縮曲線上；②0.42e0時，土樣不受到擾動影響。假定：推定：④通過B、C兩點的直線即為所求的位壓縮曲線。lgpPc=p0a.現場原是壓縮曲線的推求正常固結土b.用e-lgp曲線計算地基變形d地面基底pp0d

自重應力附加應力沉降計算深度

szi

ziHiB、超固結土pc>p0假定：①土取出地面后體積不變，即（e0,pc）在原位再壓縮曲線上；②再壓縮指數Ce

為常數；③0.42e0處的土與原狀土一致，不受擾動影響。推定：①確定σcz，pc的作用線；②過e0作水平線與σcz作用線交于D點；⑤過B和C點作直線即為原位壓縮壓縮曲線。③過D點作斜率為Ce的直線，與pc作用線交于B點，DB為原位再壓縮曲線；④過0.42e0

作水平線與e-lgp曲線交于點C；σczpca.原位壓縮曲線的確定b.超固結土沉降量計算d地面基底pp0d

自重應力附加應力沉降計算深度

szi

ziHi

pi用e-lgp曲線計算考慮地基回彈的沉降量計算條件：正常固結土，e-lgp曲線基面面積大，埋深大，施工期長i層地基的沉降量Si=再壓縮沉降量S1i+壓縮沉降量S2ib.超固結土沉降量計算

類似于超固結土的計算；式中采用開挖前地基的天然孔隙比e1i，無論是回彈、再壓縮或壓縮，均是相對于開挖前的擬定基底高程而言。三者的基準點均是e1i

狀態(tài)時的Hi。d地面基底p

’szi

zi自重應力附加應力b.超固結土沉降量計算d地面基底p

’szi

zi自重應力附加應力可計算成層地基；可計算不同形狀基礎（條、矩、圓）不同分布的基底壓力；參數的試驗測定方法簡單；已經積累了幾十年應用的經驗，適當修正。（1）基本假定：（2）優(yōu)點：（a）假設基底壓力為線性分布（b）附加應力用彈性理論計算（c）只發(fā)生單向沉降：側限應力狀態(tài)（d）只計算固結沉降，不計瞬時沉降和次固結沉降（e）整個地基的最終沉降量為各層沉降量之和單向分層總和法的評價①西方②可判定原狀土壓縮曲線③區(qū)分不同固結狀態(tài)④計算結果偏大相差比較大修正靠經驗（3）精度：（4）e-p曲線與e-lgp曲線的對比：①原蘇聯(lián)②無法確定現場土壓縮曲線③不區(qū)分不同固結狀態(tài)④計算結果偏小e-pe-lgp均需修正單向分層總和法的評價1.單一土層的沉降計算公式三、應力面積法計算地基沉降量

0zi

0z(i-1)Ai附加應力p0規(guī)范法zi-1zi平均附加應力系數附加應力圖形面積A三、應力面積法計算地基沉降量各種假定導致S

的誤差，如：①取中點下附加應力值，使S偏大;②側限壓縮使計算值偏?。虎鄣鼗痪鶆蛐詫е碌恼`差等。軟粘土（應力集中）S偏小,Ψs>1硬粘土（應力擴散）S偏大,Ψs<1沉降經驗修正系數2.最終沉降量計算基底壓力線性分布假設彈性附加應力計算單向壓縮的假設只計主固結沉降原狀土現場取樣的擾動參數線性的假設按中點下附加應力計算基底附加應力2.54.07.015.020.0p0fk1.41.31.00.40.2p0

0.75fak1.11.00.70.40.2表4-6沉降計算經驗系數

s2.最終沉降量計算

0zi

0z(i-1)Ai附加應力p0

s=1.4-0.2,(1)與土質軟硬有關,(2)與基底附加應力p0/fk的大小有關fak：地基承載力標準值要點小結：①準備資料②應力分布③沉降計算建筑基礎（形狀、大小、重量、埋深）地基各土層的壓縮曲線

原狀土壓縮曲線計算斷面和計算點確定計算深度確定分層界面計算各土層的

czi，zi利用相應公式計算各層沉降量地基總沉降量s=Σsi自重應力基底壓力

基底附加應力附加應力④結果修正地基承載力子情境3一、地基破壞的形式1)豎直荷載下地基破壞的形式整體剪切破壞密實砂土，堅硬粘土，淺埋局部剪切破壞土質較軟沖剪破壞軟粘土，深埋液化飽和松砂2)豎直和水平荷載下地基破壞形式表面滑動水平力大深層滑動豎直荷載大單元1：概述2.局部剪切松軟地基，埋深較大；曲線開始就是非線性，沒有明顯的驟降段。3.沖剪破壞松軟地基，埋深較大；荷載板幾乎垂直下切，兩側無土體隆起。1.整體破壞土質堅實,基礎埋深淺；曲線開始近直線，隨后沉降陡增，兩側土體隆起。1.整體破壞PS2.局部剪切PS3.沖剪破壞PS深土層表面土破壞類型地基中滑動面情況荷載與沉降曲線的特征基礎兩側地面情況破壞時基礎的沉降情況基礎的表現設計的控制因素事故出現情況適用條件基土相對埋深整體破壞完整(以至露出地面)有明顯的拐點隆起較小傾倒強度突然傾倒密實的小局部破壞不完整拐點不易確定有時微有隆起中等可能會出現傾倒變形為主較慢下沉有傾倒松軟的中沖剪破壞很不完整拐點無法確定沿基礎出現下陷較大只出現下沉變形緩慢下沉軟弱的大條形基礎受鉛直中心荷載作用時地基破壞形式及特點某谷倉的地基整體破壞1940年在軟粘土地基上的某水泥倉的傾覆水泥倉地基

整體破壞藍粘土石頭和粘土地基土可能的滑動方向巖石辦公樓外墻黃粘土在軟粘土上的密砂地基的沖剪破壞1)豎直荷載下地基破壞的形式整體破壞

密實砂土，堅硬粘土，淺埋局部剪切破壞

土質較軟沖剪破壞

軟粘土，深埋液化飽和松砂1964年日本新瀉（Niigata）地震地基的大面積液化

地基液化引起的建筑物破壞3豎直荷載和水平荷載下建筑物地基破壞的形式深層滑動PhPv表層滑動PhPv4地基的變形的基本要求1）穩(wěn)定要求：荷載小于承載力（抗力）p

pu/Fs=f2)變形要求：變形小于設計允許值S[S](1)沉降量(2)沉降差相鄰柱基(3)傾斜砌體承重結構(4)局部傾斜某宮殿，左部分建于1709年；右部分建于1622年。沉降達2.2米，存在明顯的沉降差。墨西哥的沉降問題是世界著名的始建于1173年，60米高。1271年建成平均沉降2米，最大沉降4米。傾斜5.5

，頂部偏心2.1米比薩斜塔-不均勻沉降的典型Nishinomiya大橋的橋墩破壞.6個橋墩中至少2個嚴重破壞，其可能的原因是岸邊橋墩的大變形導致第一組橋墩過載。日本1995年1月17日阪神大地震相鄰建筑物施工引起的原有建筑物的局部傾斜（軟粘土地基）膨脹土地基上建筑物的開裂（美國—加拿大）潛在性膨脹土的分布限與熱帶和溫帶的半干旱地區(qū)內。這種條件助長了蒙特石形成。很多國家都發(fā)現了膨脹土。印度的黑棉土《膨脹土上的基礎》陳孚華TU4431膨脹土對建筑物的危害活動區(qū)域二、地基整體破壞的三個階段地基整體剪切破壞可分為彈性變形階段（如圖a曲線中的oa段）、彈塑性變形階（如圖a曲線中的ab段段）和破壞階段三、地基承載力的概念所謂地基承載力就是指地基所能承受荷載的能力，在不同使用狀態(tài)下地基具有不同的承載力，如極限承載力、臨塑承載力等在設計建筑物基礎時，為了保證建筑物的安全和正常使用，即保證地基穩(wěn)定性不受破壞，而且具有一定的安全度，同時還應滿足建筑物的變形要求（即正常使用狀態(tài)），常將基底壓力限制在某一特征值范圍內?，F行《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）用地基承載力特征值fa表示正常使用極限狀態(tài)計算時的地基承載力，其涵義是在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設計值。建筑物地基設計的基本要求1）穩(wěn)定要求：荷載小于承載力（抗力）p

pu/Fs=f

2）變形要求：變形小于設計允許值S[S]3）變形的類型（1）沉降量（2）沉降差（3）傾斜（4）局部傾斜小節(jié)1）破壞形式

豎直荷載作用下，有水平荷載時2)變形要求(1)沉降量(2)沉降差相鄰柱基(3)傾斜砌體承重結構

(4)局部傾斜確定地基承載力設計值的方法1.現場試驗法：載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸探等。要進行修正2.規(guī)范公式計算法，不做寬度深度修正3.根據經驗確定容許承載力，做寬度深度修正單元2：按塑性開展區(qū)范圍確定地基承載力一、臨塑荷載計算二、塑性荷載計算地基承載力設計值f的確定辦法：①要求較高：f=Pcr

②一般情況下：f=P1/4

或P1/3

在中國取P1/4或者：③用極限荷載除以安全系數：f=Pu/Fs

Fs

---安全系數荷載沉降曲線臨塑荷載、極限荷載pcrpupcr~pu臨塑荷載連續(xù)滑動面和極限荷載塑性區(qū)發(fā)展和臨界荷載pcrpu地基土開始出現剪切破壞s連續(xù)滑動面臨塑荷載臨界荷載極限荷載允許地基中有一定的塑性區(qū)，作為設計承載力

--考察地基中塑性區(qū)的發(fā)展地基土中某一點應力狀態(tài)：

，

極限平衡應力狀態(tài)（塑性區(qū)）1.塑性變形區(qū)的邊界方程一、臨塑荷載計算條形荷載塑性區(qū)的計算自重應力：

s1=(d+z)

s3=k0(d+z)彈性區(qū)的附加應力：合力：1，

3設k0=1.0

DzM2

塑性區(qū)的計算彈性區(qū)的合力：極限平衡條件：

DzM2

塑性區(qū)的計算將應力代入極限平衡條件式（2），表示該點既滿足彈性區(qū)；也滿足塑性區(qū)—是彈塑像區(qū)的邊界。在荷載p作用下，得到如下邊界方程：z=f(

)

DzM2

彈塑區(qū)邊界方程塑性區(qū)的最大深度Zmax塑性區(qū)的最大深度Zmax

DM2

塑性區(qū)的最大深度Zmax對應Zmax=0—臨塑荷載；對應Zmax=b/4，b/3—臨界荷載。Pcrp1/4,p1/3=N

b/2+Nq

d+Ncc（對于三個荷載，三個系數不同。）p1/4=Nγγb+Ncc+Nqγ0d

p1/3=Nγ′γb+Ncc+Nqγ0d

臨塑荷載二、塑性荷載各種臨界荷載的承載力系數

Nq

NcN

Pcr

1+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg

0p1/41+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg(Nq-1)/2p1/31+/ctg-

/2+)(1-Nq)ctg2(Nq-1)/3《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）地基承載力特征值fa

計算

fa=Mbγb+Mdγ0d+Mcck

Mb、Md、Mc——承載力系數，它們是土體內磨擦角φk的函數。可查表7-2確定例4-1:有一條形基礎，寬度b=3m，埋置深度d=1m。地基土的重度水上γ=19kN/m3，水下飽和重度γsat=20kN/m3，土的快剪強度指標c=10kPa，φ=10°。試求：（1）無地下水時的界限荷載p1/4，p1/3

及承載力特征值fa；（2）若地下水位升至基礎底面，承載力有何變化。（3）若強度指標c=0，φ=30°時，其承載力又如何？解：（1）由φ=10°,計算得Nγ=0.19，Nγ′=0.25，Nq=1.76，Nc=4.29。代入式7-7、7-8得到：p1/4=Nγγb+Nqγd+Ncc=0.19×19×3+1.76×19×1+10×4.29kPa=87.17kPap1/3=Nγ′γb+Nqγd+Ncc=0.25×19×3+1.76×19×1+10×4.29kPa=90.59kPa查表7-2得：Mb=0.18、Md=1.73、Mc=4.17fa=Mbγb+Mdγ0d+Mcck=0.18×19×3+1.73×19×1+10×4.17kPa=84.5kPa(2)當地下水位上升至基礎底面時，若假設土的強度指標c、φ值不變，因而承載力系數同上。地下水位以下土的重度采用浮重度γ′=20-9.81kN/m3=10.19kN/m3。將γ′及承載力系數等值代入式7-7、7-8、7-9中，即可得出地下水位上升后的地基承載力為：

p1/4=Nγγb+Nqγd+Ncc=0.19×10.19×3+1.76×19×1+10×4.29=82.15kPap1/3=Nγ′γb+Nqγd+Ncc=0.25×10.19×3+1.76×19×1+10×4.29=83.99kPafa=Mbγb+Mdγ0d+Mcck=0.18×10.19×3+1.73×19×1+10×4.17=80.07kPa（3）強度指標c=0，φ=30°時，計算可得Nγ=2.40，Nγ′=3.19，Nq=10.58，Nc=16.59，查表7-2得Mb=1.90、Md=5.59、Mc=7.95，分別將各系數代入式（7-7）、（7-8）、（7-9）得：p1/4=Nγγb+Nqγd+Ncc=2.40×10.2×3+10.58×19×1+0×16.59=274.46kPap1/3=Nγ′γb+Nqγd+Ncc=3.19×10.2×3+10.58×19×1+0×16.59kPa=298.63kPafa=Mbγb+Mdγ0d+Mcck=1.90×10.2×3+5.59×19×1+0×7.95=223.07kPa補充：極限承載力和容許承載力的區(qū)別極限承載力pu地基達到完全剪切破壞時的荷載容許承載力f同時滿足強度和變形要求的荷載目前規(guī)范中設計承載力的確定1.靜載荷試驗fa=fak+

b(b-3)+d

m(d-0.5)fak:靜載荷試驗確定的承載力-特征值（標準值）fa

：深寬修正后的承載力特征值（設計值）千斤頂荷載板目前建筑地基基礎設計規(guī)范中設計承載力的確定2.承載力公式法：

fa=Mb

b+Md

0d+Mcckfa:承載力特征值（設計值）——相當與p1/4=N

b/2+Nq

d+Ncc但當內摩擦角比較大時，2Mb

N

3.經驗類比法確定設計承載力單元3；按極限荷在確定承載力一.太沙基公式二.漢森公式單元3：按極限荷載確定承載力概述：1.極限平衡理論：（1）平衡方程：（2）極限平衡條件（3）假設與邊界條件2.普朗特-瑞斯納承載力公式（1）條形基礎地基的滑裂面形狀（2）極限承載力puｄ

ｄ1.極限平衡區(qū)與滑裂面的形狀無重介質地基的滑裂線網ｂEFBp實際地面ｄC（1）朗肯主動區(qū)：pu為大主應力，與水平方向夾角452（2）過度區(qū)：r=r0etg（3）朗肯被動區(qū)：水平方向為大主應力，與水平方向夾角45-2地基中的極限平衡區(qū)ｂEFBp實際地面ｄCIIIIIIr0r

I區(qū)垂直應力pu為大主應力，與水平方向夾角452

=pu

kapuPuIII區(qū)水平方向為大主應力，與水平方向夾角45-2

3=

ｄ

1

kp

ｄq=

ｄ2區(qū)：過度區(qū)：極限平衡第二區(qū)：r=r0etgr0r

作用在隔離體上的力：pu、

ｄ、pa

、pp

、c、R所有力對A點力矩平衡puR隔離體r0rApppa

ｄc

2.極限承載力puNq,Nc:

承載力系數一.太沙基公式1.基本條件2.假設的滑裂面形狀3.極限承載力公式1.基本條件（1）考慮地基土的自重基底土的重量

0（2）基底可以是粗糙的

0=0(不會超過,為什么?)（3）忽略基底以上部分土本身的阻力,簡化為上部均布荷載q=

ｄｄ

mｄ2.假設的滑裂面受力分析被動區(qū)過渡區(qū)剛性核Ep=Ep1+Ep2+Ep3

Wpuｂ考慮剛性核的平衡1）當基底絕對粗糙時，夾角為；2）考慮剛性核的平衡：荷載：pu自重：W粘聚力：C被動土壓力EpEp1：土體自重Ep2：滑裂面上粘聚力Ep3：側向荷載太沙基公式中的承載力因數N

、Nq、Nc查表7-3，以為變量比普朗特-瑞斯納承載力公式偏大，因為考慮了基底摩擦和土體自重局部剪切破壞（非整體破壞）極限承載力pu的組成

ｂN

/2cNc

ｄqNq極限承載力的三部分滑動土體自重產生的抗力滑裂面上的粘聚力產生的抗力側荷載

D產生的抗力(1)的影響pu

影響滑裂面形狀的大小，承載力因數的大小.滑動土體的體積,q的分布范圍,滑裂面的大小.(2)寬度ｂ增加為2ｂ,滑動體體積增加為原來的22倍(提供的抗力),由此增加的承載力增加為原來的2倍.(

ｂN

/2線性增加）ｂ增加，q的分布面積線性增加，qNq不變。b增加，滑裂面面積線性增加，cNc不變pupu(3)

qNq,與側面荷載大小，和荷載分布范圍有關-滑裂面形狀有關。滑裂面形狀與有關。Nq,是的函數pupu(4)cNc,與粘聚力，和滑裂面長度有關--滑裂面形狀有關?；衙嫘螤钆c有關。Nc,是的涵數pu地基的容許承載力--地基承載力設計值容許承載力f及影響因素

fpu/Fs,s[s]例4-2：有一條形基礎，寬度b=6m，埋置深度為1.5m，其上作用中心荷載p=1500kN/m。地基土質均勻，重度γ=19kN/m3，土的抗剪強度指標c=20kPa，φ=20°，試驗算：（1）地基的穩(wěn)定性；（2）當φ=15°時地基的穩(wěn)定性又如何？解：（1）φ=20°時的穩(wěn)定性驗算①求基底壓力p==1500/6

=250kPa

②驗算φ=20°時的地基穩(wěn)定性由φ=20°查表7-3得Nr=5.0、Nq=7.4和Nc=17.7。將以上各值代入式7-12，得到地基的極限荷載為：pu=γbNγ+qNq+cNc

=×19×6×5+19×1.5×7.4+20×17.7

=849.90

kPa若安全系數Fs=2.5，則地基的容許承載力為：[p]==339.96kPa因為基底壓力p小于容許承載力[p]，所以地基是穩(wěn)定的（2）驗算φ=15°時的地基穩(wěn)定性由φ=15°查表7-3得Nr=2.5，Nq=4.4，Nc=12.9。將各值代入式7-12，得到地基的極限承載力為：

pu=×19×6×2.5+19×1.5×4.4+20×12.9=525.90kPa[p]=

=210.36kPa，此時因為p大于[p]，所以地基失去穩(wěn)定。特征值fa(設計承載力)2.局部塑性區(qū)地基承受荷載的不同階段1.彈性階段-

臨塑荷載3.極限承載力二、漢森公式漢森公式的普遍形式為：puv=γb′Nγiγsγdγgγ+qNqiqsqdqgq+cNcicscdcgc式中符號見教材單元4：按規(guī)范確定地基容許承載力《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTJ024—85)是根據大量的橋涵工程建筑經驗和荷載試驗資料，綜合理論和試驗研究成果，通過統(tǒng)計分析，得出了一般情況下可供采用的地基容許承載力。步驟如下：(一)確定地基土的類別和土的物理狀態(tài)指標(二)查取地基允許承載力[σο](三)地基容許承載力[σ]的修正(一)確定地基土的類別和土的物理狀態(tài)指標對一般的粘性土，主要指標是液性指數IL和天然孔隙比eo；對砂性土主要是濕度和相對密度Dr;對碎石土，主要是按野外現場觀察鑒定方法所確定的土的緊密程度當基礎寬度b≤2m，基礎埋置深度d≤3m時，地基土的容許承載力[σο]可按土的類別和物理狀態(tài)指標從規(guī)范相應的表中查得。現選常用土類的[σο]值教材列于表7-7～表7-16。(二)查取地基允許承載力[σο]ｅIL00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.50.60.70.80.91.01.1450420400380320250—440410370330280230—43040035030026022016042038033028024021015040036031026022019014038034029024021017013035031027023019016012031028024021018015011027025022018016014010024022019016014012090220200170150130110——180160140120————150130100——表7-7一般粘性土地基容許承載力［σ0］表7-8新近沉積粘性土地基容許承載力［σ0］ｅIL＜0.250.751.25≤0.81401201000.9130110901.0120100801.111090—表7-10砂土地基容許承載力［σ0］土名濕度密實度密實中密松散礫砂、粗砂與濕度無關550400200中砂與濕度無關450350150細砂水上350250100水下300200—粉砂水上300200—水下200100—(三)地基容許承載力[σ]的修正當基底寬度b>2m、埋置深度d>3m，且d／b≤4時，按表格確定的地基容許承載力[σο]應按式7-15加以修正。[σ]=[σο]+k1γ1(b-2)+k2γ2(d-3)+10dw

強度低、壓縮性高的軟土地基，其容許承載力[σ]計算[σ]=kPCU+γ2d對于小橋、涵洞基礎也可按下式計算[σ]：[σ]=[σ0]+γ2(d-3)，例4-3：某水中基礎，其底面為4.0m×6.Om的矩形，埋置深度為3.5m，平均常水位到—般沖刷線的深度為2.5m。持力層為一般粘性土，它的天然孔隙比e=0.7，液性指數IL=0.45，天然重度γ=19.0kN／m3?；滓陨先珵橹忻艿姆凵?，其飽和重度γsat=20.0kN／m3。當荷載組合Ⅱ作用時，試求持力層的地基允許承載力。解：持力層屬一般粘性土，按其e、IL值，查表7-7得[σ0]=300kPa；查表7-17得寬、深度修正系數k1=0，k2=2.5，由于持力層粘土的IL=0.45<1.0，呈硬塑狀態(tài)，可視為不透水，故考慮水深影響，按式(7—15)可算得：[σ]=[σο]＋k1γ1(b-2)＋k2γ2(d-3)＋10dw=300＋0＋2.5×20(3.5—3)＋10×2.5kPa＝350kPaK[σ]＝1.25×350kPa＝437.5kPa情境4.4：淺基礎類型與設計原則淺基礎的定義埋入地層深度較淺，施工一般采用敞開挖基坑修筑，在設計計算時可以忽略基礎側面土體對基礎的影響的基礎。特點結構形式簡單，施工方法簡便，造價也較低，是建筑物最常用的基礎類型?！?.1淺基礎的類型、構造與適用條件淺基礎多為擴展基礎。定義：將上部結構傳來的荷載通過向側邊擴展成一定底面積使作用在基底的壓應力等于或小于地基土的允許承載力而基礎內部的應力應同時滿足材料本身的強度要求這種起到壓力擴散作用的基礎稱為擴展基礎。一、淺基礎常用類型及構造類型根據受力條件及構造分剛性基礎（無筋擴展基礎）柔性基礎(鋼筋混凝土基礎)無筋擴展基礎(剛性基礎)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，且不需配置鋼筋的條形基礎或獨立基礎。特點穩(wěn)定性好、施工簡便、能承受較大的荷載。自重大，并且當持力層為軟弱土時，由于擴大基礎面積有一定限制，需要對地基進行處理或加固后才能采用，否則會因所受的荷載壓力超過地基強度而影響建筑物的正常使用。應用不適于持力層土質較差又較厚，而荷載大或上部結構對沉降差較敏感的建筑物。材料磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等柔性基礎（擴展基礎）特點柔性基礎主要是用鋼筋混凝土澆筑，其整體性能較好，抗彎剛度較大。形式常見的形式有擴展基礎、柱下條形和十字形基礎，筏板及箱形基礎。（一）剛性基礎構造（無筋擴展基礎）其平面形狀常為矩形，其每邊擴大的尺寸最小為0.20m～0.50m，作為剛性基礎，每邊擴大的最大尺寸應受到材料剛性角的限制。當基礎較厚時，可在縱橫兩個剖面上都做成臺階形，以減少基礎自重，節(jié)省材料。襟邊款臺階踏面剛性角為使懸出部分在基底反力作用下，基礎不開裂，則在a-a截面所產生的彎曲拉應力和剪應力不超過基礎圬工的強度限值。滿足上述要求時，可得到自墩臺身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯(lián)線間的最大夾角

max，稱為剛性角。襟邊款臺階踏面《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》JTJ024-85規(guī)定剛性基礎的剛性角αmax可按以下數值取用：①磚、片石、塊石、粗料石砌體，當用5號以下砂漿砌筑時，αmax≤30°；當用5號以上砂漿砌筑時，αmax≤35°。②混凝土澆注時，αmax≤40°。每層臺階高通常為0.50m～1.00m，在一般情況各臺階宜采用相同厚度。（二）擴展基礎1.擴展基礎類型（1）鋼筋混凝土獨立基礎（2）墻下鋼筋混凝土條形基礎

柱下鋼筋混凝土獨立基礎

（1）鋼筋混凝土獨立基礎柱下鋼混凝土獨立基礎有現澆混凝土柱基礎和預制混凝土柱基礎

墻下獨立基礎1—過梁；2—磚墻；3—磚拱；4—獨立基礎墻下鋼筋混凝土條形基礎a)不帶肋b)帶肋肋筋

（2）墻下鋼筋混凝土條形基礎條形基礎條形基礎分為墻下和柱下條形基礎。墻下條形基礎是擋土墻下或涵洞下常用的基礎形式。其橫剖面可以是矩形或將一側筑成臺階形。如擋土墻很長，為了避免在沿墻長方向因沉降不勻而開裂，可根據土質和地形予以分段，設置沉降縫。當地基軟弱而柱荷載較大，且柱距又比較小時，如采用柱下獨立基礎，可能因基礎底面積很大，使基礎間的凈距很小甚至重疊，為了增加基礎的整體剛度，減小不均勻沉降，可將同一排的柱基礎連在一起成為鋼筋混凝土條形基礎將同一排若干個柱子的基礎聯(lián)合起來，就成為柱下條形基礎

。2．擴展基礎的構造要求（1）一般構造要求①錐形基礎的邊緣高度一般不小于200mm

②墊層厚度不宜小于70mm，兩邊伸出基礎底板不小于50mm，一般為100mm，強度等級應為C10。③擴展基礎底板受力鋼筋最小直徑不宜小于10mm，間距不大于200mm，也不宜小于100mm；④基礎混凝土強度等級不宜低于C20。a)錐形基礎b)階梯形基礎c)鋼筋配筋（2）鋼筋混凝土獨立基礎的構造要求①現澆柱基礎軸心受壓和小偏心受壓時，基礎高度大于等于1200mm；大偏心受壓時基礎高度大于等于1400mm。②預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接應符合插入深度、杯底厚度和杯壁厚度的要求當柱為軸心受壓或小偏心受壓且t/h2≥0.65時，或大偏心受壓且t/h2≥0.75時，杯壁可不配筋；軸心受壓或小偏心受壓且0.5≤t/h2＜0.65時，可配構造筋；其它情況按計算配筋。③對現澆柱基礎，基礎內應留插筋，插筋的直徑、鋼筋種類、根數及其間距應與柱內的縱向受力鋼筋相同

預制鋼筋混凝土柱下獨立基礎（3）墻下鋼筋混凝土條形基礎的構造要求墻下鋼筋混凝土條形基礎的高度h應按抗剪要求計算確定，一般不小于300mm，并且不小于b/8（b為基礎寬度）。b＜1500mm時，基礎剖面宜采用平板式；當b≥1500mm時剖面采用錐形，坡度i≤1:3，墻下鋼筋混凝土條形基礎縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm，間距不大于300mm，每延米分布筋面積不應小于受力鋼筋面積的1/10。墻下鋼筋混凝土條形基礎的構造柱下鋼筋混凝土條形基礎十字交叉條形基礎1.柱下條形基礎類型（三）柱下條形基礎2．構造要求柱下條形基礎除應該滿足擴展基礎的構造要求外，還應該符合下列要求：①柱下條形基礎梁的高度宜為柱距的1/4~1/8。翼板厚不應小于200mm。當翼板厚度大于250mm時，宜采用變厚度翼板，其坡度宜小于等于1:3；②端部宜向外伸出，其長度宜為第一跨距的0.25倍；③現澆柱與條形基礎梁的交接處，基礎應適當擴大；④條形基礎梁頂部鋼筋按計算配筋全部貫通，底部通長配筋不應少于底部配筋的1/3；⑤柱下條形基礎的混凝土等級不應低于C20。（四）筏板基礎當立柱或承重墻傳來的荷載較大，地基土質軟弱又不均勻，采用單獨或條形基礎均不能滿足地基承載力或沉降的要求時，可采用筏板式鋼筋混凝土基礎，這樣既擴大了基底面積又增加了基礎的整體性，并避免建筑物局部發(fā)生不均勻沉降。為增大基礎剛度，可將基礎做成由鋼筋混凝土頂板、底板及縱橫隔墻組成的箱形基礎，它的剛度遠大于筏板基礎，而且基礎頂板和底板間的空間常可利用作地下室。它適用于地基較軟弱,土層厚，建筑物對不均勻沉降較敏感或荷載較大而基礎建筑面積不太大的高層建筑。筏形基礎分為平板式和梁板式兩種類型。筏形基礎的混凝土強度等級不低于C30，筏形基礎的地下室鋼筋混凝土外墻厚度不應小于250mm，內墻厚度不應小于200mm，墻體設置雙面鋼筋，直徑不小于12mm，間距不應大于300mm。（五）箱形基礎1-外墻；2-頂板；3-內墻；4-上部結構二、淺基礎設計原則與步驟（一）地基基礎的類型天然地基上的淺基礎深基礎人工地基上的淺基礎地基基礎天然地基人工地基淺基礎深水基礎深基礎地基基礎底面的壓力小于地基的容許承載力

地基變形值小于建筑物要求的沉降值整體穩(wěn)定性有足夠保證基礎基礎本身的強度滿足要求基礎變形值小于建筑物要求的沉降值基礎整體穩(wěn)定性有足夠保證地基基礎類型（二）地基基礎設計的基本要求1.橋涵墩臺基礎的合力偏心距要求荷載情況地基條件合力偏心距備注墩臺僅受恒載作用時非巖石地基橋墩e0≤0.1ρ對于拱橋墩臺，其合力作用點應盡量保持在基底中線附近橋墩e0≤0.75ρ墩臺受荷載組合Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ作用非巖石地基e0≤ρ石質較差的巖石地基e0≤1.2ρ堅密巖石地基e0≤1.5ρ2.地基強度要求（1）基礎底面的承載力，當不考慮嵌固作用時，應滿足以下關于承載力計算的規(guī)定：中心受荷pmax=≤K[σ]偏心受荷或（2）當設置在基巖上的墩臺基底的合力偏心距e0超過核心半徑ρ時，僅按受壓區(qū)計算基底最大壓應力，最大壓應力pmax按下式計算：（3）在基礎底面下有軟土層時，應驗算軟土層的承載力。

σh+z=γ1（h+z）+α（σ-γ2h）≤[σ]h+z

3.基礎沉降要求對于外超靜定體系的橋梁應考慮引起附加內力的基礎不均勻沉降或位移。墩臺的沉降包括沉降值和沉降差，應符合下列規(guī)定：（1）墩臺均勻沉降值（不包括施工中沉降）不應超過2.0；（2）相鄰墩臺均勻總沉降值（不包括施工中沉降）不應超過1.0。（三）淺基礎設計步驟（1）分析研究設計所必須的建筑場地的工程地質條件和地質勘察資料，建筑材料及施工技術條件資料，建筑物的結構型式，使用要求及上部結構荷載資料等。綜合考慮選擇基礎類型、材料、平面布置（2）選定基礎埋置深度，確定地基承載力（3）擬定基礎底面尺寸驗算地基承載力，必要時作地基下臥層強度驗算、地基變形驗算和地基穩(wěn)定性驗算（4）確定基礎剖面尺寸，進行基礎結構計算（包括基礎內力計算、強度配筋計算）（5）繪制基礎施工詳圖，提出必要的施工技術說明情境4.5基礎埋深的影響因素一、建筑物用途和結構類型二、基礎荷載影響三、工程地質條件四、河流沖刷深度影響五、凍土深度影響六、地形條件影響七、保證持力層穩(wěn)定所需要的最小埋置深度

基本要求：把基礎設置在變形較小，而強度又比較大的持力層上，以保證地基強度滿足要求，而且不致產生過大的沉降或沉降差；使基礎有足夠的埋置深度，以保證基礎的穩(wěn)定性，確?；A的安全；一、建筑物用途和結構類型如設有地下室、半地下式建筑物、帶有地下設施的建筑物和具有地下部分的設備基礎等，其基礎埋深就要結合地下部分的設計標高來選定。中、小跨度的簡支梁橋根據地質條件確定。對類似拱橋的超靜定結構，基礎需座落在較深的堅實土層上。剛性基礎，基礎埋深應由其構造要求確定。二、基礎荷載影響作用在基礎上的荷載大小和性質對基礎埋深的選擇有很大的影響。就淺土層而言，當基礎荷載小時，它是很好的持力層，而當基礎荷載大時，則可能因地基承載力不足而不宜作持力層，需增大埋深或對地基進行加固處理。對承受振動荷載的基礎，不宜選擇易產生振動液化的土層作為持力層，以防基礎失穩(wěn)。三、工程地質條件

巖石地基覆蓋土層較薄（包括風化巖層）的巖石地基，將基礎直接修建在新鮮巖面上；風化層很厚，難以全部清除時，應根據其風化程度、沖刷深度及相應的容許承載力來確定；巖層表面傾斜時，不得將基礎的一部分置于巖層上，而另一部分則置于土層上，以防基礎因不均勻沉降而發(fā)生傾斜甚至斷裂。

非巖石地基受壓層范圍內為均質土，基礎埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可根據荷載大小，由地基土的承載能力和沉降特性來確定；當地質條件較復雜如地層為多層土組成等或對大中型橋梁及其它建筑物基礎持力層的選定，應通過較詳細計算或方案比較后確定。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太小就與II相同h1<2m基底埋入好土h1=2m~4m大荷載好土,小荷載軟土h1>4m樁基或處理好土軟土(很深)好土軟土軟土好土

III IIIIVh1h1對于大橋的墩臺基礎，若建筑在巖石上且沖刷深度又較嚴重時，除清除風化層外，上應根據基巖強度嵌入巖層一定深度，或采用其他錨固措施，使基礎與巖石連成整體。設置在巖石上的一般橋梁墩臺，如風化層較厚，河流沖刷又不太大，全部清除風化層有困難時，在保證安全條件下，基礎可考慮設在風化層內，其埋置深度可根據風化程度、沖刷情況及其相應的承載能力確定。四、河流沖刷深度影響墩臺基礎頂面不宜高于最低水位，如地面高于最低水位且不受沖刷時，則不宜高于地面?；A必須埋置在設計洪水的最大沖刷線以下≥1m；小橋涵基礎在無沖刷處除基巖地基外，應在地面或河床底以下至少1m深；如有沖刷基底埋深應在局部沖刷線以下不少于1m；如河床上有附砌層時，宜設在附砌層頂面以下1m。有沖刷的大、中型橋梁基礎地面在局部沖刷線以下的安全值應滿足表8-6規(guī)定。五、當地的凍結深度影響凍脹的形成與危害（四）凍結深度凍脹丘Pingo隨凍結面向下發(fā)展，當凍結層上水的壓力大于上覆土層強度時，地表就發(fā)生隆起，便形成凍脹丘。冰椎凍深毛細區(qū)地下水凍結區(qū)凍結機理當地的凍結深度墩臺基底設置在不凍脹土層中，基底埋深可不受凍深的限制；當上部為超靜定結構的橋涵基礎，其地基為凍脹性土時，均應將基底埋入凍結線以下不小于0.25m；當基底埋置于季節(jié)性凍土中時，基底的最小埋深可按下式確定：

h=Z0mt-hd

hd－基礎底面下允許殘留凍土層的厚度，當為弱凍脹土時，hd=0.24Z0+0.31（m）；當為凍脹土時hd=0.22Z0（m）；當為強凍脹土或特強凍脹土時，hd=0。mt——標準凍深修正系數，可取1.15；Z0－標準凍深（