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1、基础工程,授课对象：结构工程、地下工程本科生 参考教材：土力学与地基基础 （第二版）（赵明华主编）学 时：30学时课程性质：必修制 作：王敬林,什么是基础工程？有关建筑物地基与基础方面的理论与技术,本章要求:掌握浅基础的类型和基础埋深的选择。掌握地基承载力确定方法及按地基承载力确定基础底面尺寸。掌握扩展基础设计(条基和独立柱基)。了解地基变形验算及防止不均匀沉降损害的措施。,第七章 浅基础设计,本章线路:,基础设计,3. 设计原则: 因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。,第七章 浅基础设计,7.1 地基基础设计的基
2、本原则,7.1.1 概述,基本概念,地基: 天然地基与人工地基。,2.基础: 浅基础与深基础。 浅基础指一般埋深小于5m，不需要专门的施工机械施工，只考虑基础底面以下土的承载力的基础。目前没有明确的定义。,4. 设计规范:,7.1 地基基础设计的基本原则,7.1.1 概述（续）,基本概念,建筑地基基础设计规范GB 50007-2019建筑结构荷载规范 GB 5009-2019混凝土结构设计规范 GB 50010-2019砌体结构设计规范 GB 5003-2019,第七章 浅基础设计,5.基础上荷载:,7.1 地基基础设计的基本原则,7.1.1 概述（续）,基本概念,F轴向力；M弯矩；H水平力,
3、第七章 浅基础设计,6、天然地基上浅基础设计的内容及一般步骤,第七章 浅基础设计,7.1.2 概率极限状态设计方法与极限状态设计原则,二个概念,承载能力极限状态: 对应于结构或构件达到最大承载能力或 不适于继续承载大变形。如整体剪切破坏。,2.正常使用极限状态: 对应于结构或构件达到正常使用或耐久性 能的某项规定限值。 如地基变形过大导致上部结构的损坏。,第七章 浅基础设计,7.1.3 地基基础设计基本规定,地基基础设计等级,建筑物的设计等级（建筑物的安全等级）。地基基础设计等级：根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设
4、计等级。地基承载力特征值（地基承载力标准值）。,地基基础设计等级 表71,第七章 浅基础设计,7.1.3 地基基础设计基本规定,2. 设计计算规定:,1）基础本身（强度、刚度、耐久性、抗裂）。2）地基承载力3）地基变形（平均沉降量，局部倾斜，沉降差，整体倾斜4）稳定性验算受水平力作用、坡顶建筑物等。,可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围（部分）,主要受力层概念 (表7-2)：条形基础：h 3b; 独立基础：h 1.5b且h5m（二层以下民用建筑物除外）。,第七章 浅基础设计,7.1.3 地基基础设计基本规定(续),3.荷载规定（规范3.0.4）,按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩
5、承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构的内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下荷载效应
6、的标准组合。,民用建筑楼面均布活荷载的各种代表值,7.2 浅基础的类型7.2.1 无筋扩展基础 （也叫刚性基础）,第七章 浅基础设计,1、定义：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。,2、特点：抗压性能较好，而抗拉和抗剪性能较差。,7.2 浅基础的类型7.2.2 扩展基础 （也叫柔性基础或弹性基础）,第七章 浅基础设计,1、定义：指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。,2、特点：抗弯（拉）和抗剪性能均较好。,7.2 浅基础的类型,第七章 浅基础设计,独立基础：也叫单独基础，指局部或整个结构物下的无筋或配筋的单个基础。,条
7、形基础：指基础长度远远大于其宽度的一种基础形式。,7.2 浅基础的类型7.2.3 柱下条形基础,第七章 浅基础设计,当地基软弱或上部结构传下来的荷载较大时采用。是柱下单独基础的推广。,柱下交梁基础,7.2 浅基础的类型7.2.4 筏形基础,第七章 浅基础设计,当上部结构传下来的荷载很大而且地基软弱，当采用柱下交梁基础也不能满足需要时。是柱下交梁基础的推广。,7.2 浅基础的类型7.2.5 壳体基础,第七章 浅基础设计,由正圆锥形及其组合形式构成，以承受压应力为主的基础。 施工困难。,7.2 浅基础的类型7.2.5 岩层锚杆基础,第七章 浅基础设计,直接建在基岩上的基础。目的是为了使基础与基岩连
8、成整体，提高抗倾能力。,P159,图7.11,常用浅基础类型比较（按材料分类）,常用浅基础类型比较（按构造分类）,基础选用的基本原则：技术、经济、环境综合比较与论证,安全适用：因地制宜；技术先进：承载力，沉降；经济合理：节省、工期、综合因素；保护环境：无（少）污染。,第七章 浅基础设计,7.3 基础埋置深度的选择定义： 一般指基础底面至天然地坪面的距离。,第七章 浅基础设计,7.3 基础埋置深度的选择7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件,第七章 浅基础设计,1、建筑物用途及基础构造的影响,地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便于维修当遇有地下室，设备基础时，需局部或整体加深,7.3 基
9、础埋置深度的选择7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件（续）,第七章 浅基础设计,2、基础上荷载大小及其性质的影响,主楼与裙房，高度不同，荷载大小也不同，基础埋深也不一定相同。主楼一般是深基础，裙房可能是浅基础；山坡上的房屋，基础常采用台阶式相连。,7.3 基础埋置深度的选择7.3.1 建筑结构条件与场地环境条件（续）,第七章 浅基础设计,3、相邻建筑物基础埋深的影响,新建筑物基础的埋深宜不大于旧建筑物基础的埋深；如不满足第1条要求则L/ H=12否则要求支护，并且要严格限制支护的水平位移,7.3 基础埋置深度的选择7.3.2 工程地质条件,第七章 浅基础设计,土层分布情况 (1)浅基础还是深
10、基础(桩基础) (2)天然地基还是人工地基,7.3 基础埋置深度的选择7.3.2 工程地质条件 （续）,第七章 浅基础设计,7.3 基础埋置深度的选择7.3.3 水文地质条件,第七章 浅基础设计,基底宜在地下水位以上；水的侵蚀性，基坑排水，基坑围护等。,7.3 基础埋置深度的选择7.3.4 地基冻融条件,第七章 浅基础设计,冻胀的影响,冻胀产生的上抬力大于作用在基底的竖向力，会引起建筑物发裂甚至破坏；土层解冻时，土中的冰晶体融化，使土软化，含水量增加，强度降低，将产生附加沉降规范上把冻胀性分为五类：不冻胀 ；弱冻胀 ；冻胀 ；强冻胀 ；特强冻胀,冻胀丘Pingo,冬季季节融化层，由上而下和由下
11、而上冻结，过水断面缩小，冻结层上水处于承压状态，同时冻结过程中水分发生迁移产生聚冰层。随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地表就发生隆起，便形成冻胀丘。,dmin zd -hmaxZd设计冻深； hmax容许残留冻土层最大深度。,7.3 基础埋置深度的选择7.3.4 地基冻融条件（续）2. 考虑冻胀的基础埋深,第七章 浅基础设计,hmax容许残留冻土层最大深度Zo 标准冻深dmin基础最小埋深,dmin,zd,z0,hmax,第七章 浅基础设计,zd:设计冻深,zd=z0 zs zw zeZ0：标准冻深zs：土类别的影响系数；zw：土冻胀性的影响系数；ze： 环境影响系数。
12、,第七章 浅基础设计,Z0:标准冻结深度,是地区多年实测最大冻结深度的平均值地形地理条件：洼地，岗地；干湿（含水量）；土的类型，冻结深度有差别城市热岛效应，管线与地下工程。,北京 1.0m哈尔滨 2.0m满洲里2.53.0m,第七章 天然地基上浅基础,我国标准冻深图,zs土的类别影响系数,由于粘性土孔隙比大，含水量高，热容量高，冻深小。,zw：土冻胀性的影响系数,（1）强冻胀土水分转移及冻结热使冻深减小；（2）强冻胀土在同样冻结厚度时，冻结深度小：,环境影响系数,ze,由于城市的“热岛”效应。,hmax：容许残留冻土层最大深度 G.0.2,基础埋深确定的基本原则,在满足承载力的条件下尽量浅埋。省工省时省料，但是有如下基本要求：除岩基外，D大于50cm。表土扰动，植物，冻融，冲蚀；基础顶距离表土大于10cm，保护作用；桥要求在冲刷深度以下；天然地基（土基）上的箱基和筏基埋深不宜小于建筑物高度1/15；桩箱和桩筏1/18-1/20。,第七章 浅基础设计,谢谢你的阅读,知识就是财富丰富你的人生,
