第8章浅基础设计.ppt

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1、第八章 天然地基上浅基础设计,Carl Terzaghi,内容提要与学习目的,本章主要介绍根据基础的受力特性及构造特点划分的浅基础的类型、浅基础的设计计算、浅基础的设计方法及减小地基不均匀沉降危害的主要措施掌握浅基础设计计算方法；了解减小地基沉降危害的主要措施。,天然地基上的浅基础设计,第一节 浅基础的类型第二节 浅基础的计算第三节 浅基础设计第四节 减小地基不均匀沉降危害的措施,地基基础设计的原则安全可靠 经济合理 技术先进 便于施工地基基础设计的一般要求基础要有足够的强度、刚度和耐久性地基要有足够的承载力、不产生过大变形和足够的稳定性a.承载力：b.变形：c.稳定性：,可选择的方案有三种

2、天然地基上的浅基础 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础,宜优先选用,天然地基：天然土层，不对地基土做处理浅基础：(1)埋深小于5m的柱基或墙基(2)埋深小于基础宽度的筏基、箱基(3)不考虑侧面摩擦力,下卧层,地基与基础,持力层（受力层）,人工地基：经过地基处理，加固上部土层，提高承载力。,桩基础和深基础新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高,大直径钻孔桩,风化砂岩及粉砂岩,部分风化及不风化泥岩,可选择的方案有三种 天然地基上的浅基础 人工地基上的浅基础 天然地基上的深基础,宜优先选用,根据天然地基上浅基础的受力特点和构造特点可将浅基础分为两大类：,浅基础分类

3、,第一节 浅基础的类型,刚性基础：材料具有较好的抗压性能，但抗 拉、抗剪强度却不高 柔性基础：钢筋混凝土基础，其抗弯和抗剪 性能良好,刚性基础(无筋扩展基础)有基础台阶宽高比(刚性角)要求,柔性基础（扩展基础)钢筋混凝土要满足抗弯,抗剪和抗冲切等结构要求,浅基础分类,第一节 浅基础的类型,2 按基础材料分类砖石料混凝土钢筋混凝土灰土三合土,浅基础分类,2 柔性基础的结构形式分类,1)钢筋混凝土独立基础:柱下或墙下,土质较好,柱下单独基础最经济，适用于荷载不大，场地均匀的地基土。,独立基础的主要受力层深度 1.5b,上部结构的荷载小，地基承载力大，可采用墙下独立基础节约材料。,2)钢筋混凝土条型

4、基础,墙下或柱下条形基础,条型基础是墙基础的主要形式,Strip foundation,条形基础的主要受力层深度 3.0b,浅基础分类,柱下:一般是土质差,两侧单独基础相连,交叉钢筋混凝土条形基础,柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连,浅基础分类,Cross Strip footing,3)筏板基础,土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理,浅基础分类,图8-6筏板基础(a)、(b)平板式；(c)、(d)梁板式,4)箱形基础,有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好,浅基础分类,2 按基础的结构形式 单独基础 Individual footing pad foundation 条形基

5、础 Strip footing 筏板基础 Mat foundation 箱形基础 Box foundation,浅基础分类,在实际情况下，一般遵循刚性基础柱下独立基础、墙下条形基础交叉条形基础筏板基础箱形基础的顺序来选择基础形式。当然，在选择过程中应尽量做到经济、合理。只有在上述情况下不行时，才考虑运用桩基等深基础的形式，以避免过多的浪费。总之，究竟采用何种形式的浅基础，应根据建筑物的工程地质条件、技术经济和施工条件等因素加以综合确定。,第二节 浅基础的计算,一、地基基础的设计方法(一)容许承载力设计方法 地基的容许承载力(1)基底压力不能超过地基的极限承载力，并且有足够的安全度。(2)地基变

6、形不能超过允许变形值,(二)概率极限状态设计方法,极限状态是满足设计规定功能要求的特定状态。极限状态一般分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态,以概率理论为基础的极限状态设计方法,荷载作用效应S和结构抗力R的关系：RS=Z Z0 结构处于失效状态 Z0 结构处于极限状态,二 荷载计算,1、荷载种类永久(恒)荷载（G）:(1)不随时间变化,(2)变化与均值比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。可变(活)荷载(Q):变化与均值比不可以忽略偶然(特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值很大，持续时间很短。,荷载计算,2 荷载效应上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载基础自重G：设

7、计地面高程（内外地面平均值）,一般为前两种情况，横向力不大，只做校核,荷载计算,3、荷载组合极限状态设计基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合，冲切验算标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值为荷载代表的组合，承载力验算，确定基础底面积及埋深，确定桩数时准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合,沉降验算,三、地基基础设计等级,建筑地基基础设计规范(GB500072002)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影响正常使用的程度，将地基基础设计等级分为甲、乙、丙三个设计等级。,四、对地基基础设计的要求

8、,（1）所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；（2）设计等级为甲级、乙级的建筑物均应按地基变形设计；（3）建筑地基基础设计规范(GB500072002)P7页表302所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算(4)对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；（5）基坑工程应进行稳定性验算；（6）当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。,（3）建筑地基基础设计规范(GB500072002)P7页表302所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，但果如有下列情况之一时，仍应

9、做变形验算：1)地基承载力特征值小于130kPa，且体形复杂的建筑；2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；3)软弱地基上的建筑存在偏心荷载时；4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；5）地基内有厚度较大或厚薄不均匀的填土，其自重固结未完成时。,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型与布置方案,确定地基承载力特征值及修正值,变形和稳定验算,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,基础的结构和构造设计,五、基础的埋置深度,基础埋置深度是指设计地面到基础底面的距离。,基础埋深和尺寸,五、基础埋深确定 基础埋深确定的基本原则

10、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：1、D大于50cm,2、基础顶距离表土大于10cm，3、桥要求在冲刷深度以下,D50cm,(1)建筑物的用途，有无地下式、设备基础和地下设施，基础的形式与构造；(2)作用在地基上的荷载大小和性质；(3)工程地质和水文地质条件；(4)相邻建筑物的基础埋深；(5)地基土冻胀和融陷的影响。,D50cm,五、基础埋深确定,(一)建筑的用途和结构类型,1 地下室，地下管道(上下水，煤气电缆)应在基底以上，便于维修,美国世贸大厦地下7层,地下室作用:承载力、变形、补偿基础,建筑物的结构类型不同，对不均匀沉降的敏感程度就不同。敏感的结构如框架结

11、构，应将基础埋于较坚实、较均匀的土层上，所以它的埋深就可能较深；不敏感的结构如简支结构，基础可以置于软弱的土层上，所以它的埋深就可能较浅。基础埋深还取决于基础的构造高度，如无筋扩展基础由于要满足刚性角的要求，基础的构造高度较大，因此无筋扩展基础埋深往往大于钢筋混凝土扩展基础。,1 新建筑物基础埋深浅2 新旧相邻建筑物有一定距离 L/H=12 否则要求支护 严格限制支护水平位移,(二)相邻建筑物和构筑物的影响,新,旧,L,H,基础埋深不同时(1)主楼与裙房 高度不同,分期施工,(2)台阶式相连,如山坡上的房屋 或者验算边坡稳定性,三 基础埋深和尺寸,台北国际金融中心,(二)结构要求,(三)工程地

12、质水文地质条件,1 地下水位以上 否则开挖降水,费用大扰动2 土层分布情况(1)浅基础还是深基础(桩基础)(2)天然还是人工地基(3)天然地基,埋深根据土层分布定,基础埋深和尺寸,珠海祖国广场,在满足其他要求下尽量浅埋,只有低层房屋可用,否则处理,尽量浅埋但是如h1太小就为II,h14 m 桩基或处理,(三)工程地质水文条件,软土(很深),好土,软土,软土,好土,I II III IV,h1,基础埋深和尺寸,h1,(四)地基冻融条件,1 冻胀危害及机理(1)冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀)翻浆,融陷,强度降低如果冻结深度大于融沉，称为永冻土,地下冰,基础埋深和尺寸,冻胀丘,基础埋深和尺寸,基础埋

13、深和尺寸,1 发生冻胀的条件,(1)土的条件 一般是细颗粒土。砂土的毛细高度小，发生冰冻时体积膨胀，孔隙水容易排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时，冻胀也不明显。(2)温度条件 低于冻结温度(3)水文条件含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重,考虑冻胀的基础埋深,3 按冻胀的地基土分类 不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，特强冻胀,P161,表74土的冻胀性分类 冻胀率=冻胀量/冻前厚度 土类，含水量，地下水位Z0标准冻深多年实测最大冻结深度的平均值,夏季地面开始往下算。北京 1.0m，哈尔滨 2.0m，满洲里 2.5m,考虑冻胀的基础埋深,3 考虑冻胀的基础埋深,设计冻结深度 zd z0 z

14、s zw zeZ0 标准冻深；,考虑冻胀的基础埋深,4 考虑冻胀的基础埋深,设计冻结深度 zd z0 zs zw zeZ0 标准冻深；soil,envi.考虑冻胀性，基础最小埋置深度dmin zd-hmaxhmax-基底下允许出现冻土层最大厚度,3 考虑冻胀的基础埋深,dmin=zd hmaxZd 设计冻深；hmax允许残留冻土最大厚度,Zd,Z0,dmin,室内地面,hmax,考虑冻胀的基础埋深,（五）作用在地基上的荷载的大小和性质 荷载大小不同，对持力层的要求也不同。建筑物荷载的性质也影响基础埋深的选择。承受轴向压力为主的基础，其埋深只需要满足地基的强度和变形要求；对于承受水平荷载的基础，

15、还需有足够的埋深以满足稳定性要求；对于承受上拔力的基础(输电塔基础)，也要求有较大的埋深以保证足够的抗拔阻力。而高层建筑由于荷载大，且承受风力和地震力等水平荷载，为满足稳定性的要求，减少建筑物的整体倾斜，基础埋深一般不应少于1/121/8的地面以上建筑物的高度。,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型与布置方案,确定地基承载力特征值及修正值,变形和稳定验算,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,基础的结构和构造设计,六、地基承载力的确定,地基极限承载力是地基土体所能承受的最大荷载。,要求作用在基底的压应力不超过地基的极限承载力，并有足够的安全度，而且所产生的变形不

16、能超过建筑物的允许变形。满足以上两项要求时，地基单位面积上所能承受的荷载就称为地基的承载力。建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中称为地基承载力的特征值，公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)中称为地基的容许承载力。,承载力的确定一、荷载试验或其他原位测试方法二、承载力理论公式三、规范方法,六、地基承载力的确定,地基计算,一、现场载荷试验确定承载力特征值fak,地基承载力计算,一、现场载荷试验确定fak,地基承载力计算,（1）当ps曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；（2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；(3)不能按上述两

17、款要求确定时，当压板面积为0.250.5m2，可取s/b=0.010.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。,间接原位测试的方法,平板载荷试验是直接测定地基承载力的原位测试方法，而其他的原位测试方法，如静力触探、动力触探、标准贯入试验等不能直接测定地基承载力，但是可以将其结果与各地区的载荷实验结果相比较，积累一定数量的数据，间接地确定地基承载力。这种方法在中国已有丰富经验，在工程建设中应用较广泛。但是当地基基础设计等级为甲级和乙级时，应结合室内实验成果综合分析，不宜单独使用。,间接原位测试的方法,(1)动力触探试验 动力触探是利用一定的锤击能量，使触探杆打入土层一定深度，根据其所

18、需的锤击数来判断土的工程性质。动力触探根据探头的型式分为圆锥动力触探和标准贯入试验。,圆锥动力触探根据锤击能量的大小可分为轻型、重型和超重型三种,常用动力触探类型及规格表,（1）轻型圆锥动力触探轻型圆锥动力触探的试验设备主要由锥头、触探杆、穿心锤三部分组成。穿心锤重10kg。试验时，先用轻便钻具钻至试验土层标高，然后对试验土层进行连续触探。试验时，使穿心锤从50cm的高度自由下落，将触探杆竖直打人土中，记录每打入土层30c m所需的锤击数N10。该试验设备简单，操作方便，一般用于贯入深度小于4m的土层。,标准贯入试验 标准贯入试验主要适用于砂土、粉土和一般黏性土。其试验设备主要由标准贯入器、触

19、探杆、穿心锤组成。穿心锤重63.5kg。触探试验前，先用钻具钻到试验土层标高以上约15cm处，再进行试验。试验时，穿心锤以落距76cm自由下落，将贯入器竖直打入土中15cm，以后记录每打入土中30cm的锤击数，即为实测锤击数N。,静力触探试验 静力触探是利用静压力将装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于土层的软硬程度不同，触探头所受阻力不一样。土越软，贯入阻力越小；土越硬，贯入阻力越大。传感器将这种大小不同的贯入阻力信号输入电子测量仪中，从而达到了解土层工程性质的目的。,单用（桥）探头 双用（桥）探头 多用（孔压）探头,触探主机为液压传动式的，反力装置为自重式。,表2-24地基基本承载力f0与

20、PS(qc)经验关系式(Mpa).,现场载荷试验确定承载力特征值fak经验方法确定确定承载力特征值fak,深度宽度修正的特征值fa,地基承载力计算,b、d 为宽度深度修正系数，按持力层土查表,二、按规范方法确定地基土的承载力,fa=Mbb+Md md+Mcck fa:承载力特征值修正值相当与 p1/4=NB/2+Nq d+Ncc基础宽度b大于6m按6m计算，砂土小于3m按3m计算，先初步估计b,b为基础短边,地基承载力计算,b,l,三、按理论公式确定地基土的承载力,例61 某柱基础底面尺寸为3.0m 4.8m，埋置深度为d=2.0m，场地上土层分布如图6-23所示，持力层地基承载力特征值fk=

21、176kNm2，试确定持力层地基承载力特征值的修正值f。,例61 某柱基础底面尺寸为3.0m 4.8m，埋置深度为d=2.0m，场地上土层分布如图6-23所示，持力层地基承载力特征值fk=176kNm2，试确定持力层地基承载力特征值的修正值f。,解 该持力层为e0.85及IL0.85的黏土层，查表69得b=0.3，d=1.6,基底以上土的加权平均重力密度为：,例6-2 某建筑物为承受中心荷载的柱下独立基础，基础底面尺寸为3.0m2.0m，埋深d=1.5m，地基土为粉土，土的物理力学性质指标：，试确定持力层承载力特征值。,解 根据 查表得：,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类

22、型与布置方案,确定地基承载力特征值及修正值,变形和稳定验算,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,基础的结构和构造设计,基本条件：基底平均压力p不大于持力层承载力的特征值fa轴心荷载 pk fa偏心荷载 pk fa pmax1.2 fa,七、根据持力层承载力确定基础底面尺寸,1)确定基础尺寸2)验算持力层承载力,持力层承载力,fa,1、中心荷载,（1）柱下单独基础底面积A的确定荷载F+G G=AG d,G是基础加土的容重=20kN/m3承载力特征值 fa(暂不做宽度修正),基底面积F+G Afa,基础底面积,pk fa,1、中心荷载,(2)墙下条形基础底面积A的确定荷载F+G G=

23、AG d,G是基础加土的容重=20kN/m3承载力特征值 fa(暂不做宽度修正),基础底面积,中心荷载作用下基础面积的确定步骤,1、先进行承载力深度修正确定fa2、计算A0，确定b、l3、重新计算fa4、验算,2 偏心荷载,以柱下独立基础为例(1)按中心荷载确定底面积A1,(2)考虑偏心A=(1.11.4)A1 根据偏心大小根据A初步确定b和l,持力层承载力和基础底面积,pk fapmax1.2 fa,偏心荷载作用下基础面积的确定,1、不考虑偏心影响，按中心荷载计算A12、考虑偏心影响，令A=（1.1-1.4)A1，确定b、l3、重新计算fa4、验算,偏心荷载作用下基础面积的确定,4、验算,浅

24、基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型与布置方案,确定地基承载力特征值及修正值,变形和稳定验算,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,基础的结构和构造设计,八、软弱下卧层的验算,土层一般是成层的，其承载力随深度而增加，而外荷载引起的附加应力则随深度而衰减，因此，只要基底持力层承载力满足设计要求即可以了。但也有不少情况，持力层不厚，在持力层以下受力层范围内存在软弱土层(即软弱下卧层)，软弱下卧层的承载力比持力层小得多。只满足持力层承载力的要求是不够的，还须验算软弱下卧层的承载力。要求传递到软弱下卧层顶面的附加应力和土的自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力设计值，即:,

25、八、软弱下卧层的验算,faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值,pcz-软弱下卧层顶面处的自重应力标准值,pz-软弱下卧层顶面处的附加应力标准值,八、软弱下卧层的验算,当上层土与软弱下卧层的压缩模量比值大于或等于3时，按照简单的应力扩散角原理计算。作用在基础底面处的附加应力以扩散角向下传递均匀地分布在软弱下卧层上，根据扩散前后压力相等的条件,八、软弱下卧层的验算,faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值,pcz-软弱下卧层顶面处的自重应力标准值,地基应力扩散角,上层土为素填土,1=17.5kN/m3,厚度2.0m.持力层为粘性土，厚度2.5m，重力密度sat=18k

26、N/m3，e=0.7，IL=0.78，压缩模量Es2=9MPa,承载力特征值fak2=195kPa.,下层土为淤泥质土，Es3=1.8MPa,fak3=78kPa.Fk=1350kN,Mk=650kN.m,Pk=170kN,Vk=140kN.,试确定矩形基础底面尺寸。,解（1）初步选择基础的底面尺寸,持力层为粘性土，厚度2.5m，重力密度sat=18kN/m3，e=0.7，IL=0.78，fak2=195kPa.Fk=1350kN,Mk=650kN.m,Pk=170kN,Vk=140kN.,设A=1.2A0=1.2*9.8=11.76m2 取基础l/b=2，得b=2.5m,l=5m,（2）求修

27、正后的地基承载力特征值,由e=0.7，IL=0.78，查表得b=0.3d=1.6,解（3）验算持力层承载力,满足设计要求,解（4）软弱下卧层验算,下卧层顶面处的自重应力pcz=17.5*2+8*2.5=55.5kpa,软弱下卧层为淤泥质土，查表得b=0d=1.,解（4）软弱下卧层验算,pcz=17.5*2+8*2.5=55.5kpa,故基础尺寸可选2.5*5.0m,九 地基变形验算,(一)地基变形要求甲级和部分乙级建筑，在满足承载力要求外，还要验算沉降大部分乙级建筑物查表确定承载力，无需验算沉降 SS地基变形特征值沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜、平均沉降、相对弯曲,地基变形验算,沉降量指基础中

28、心点的沉降量；沉降差指相邻两单独基础的沉 降量之差；倾斜指单独基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值，倾斜为 局部倾斜指砌体承重结构沿纵墙610m之内基础两点的沉降差与其距离的比值。如图所示，局部倾斜为,沉降计算时的荷载准永久组合,2 沉降计算,(1)分层总和法计算最终沉降S=Si 计算深度确定 s0.025S,地基变形验算,平均附加应力系数法：,Ai=p0(izi-I-1 zi-1)si=Ai/Esis=s si,地基变形验算,（）规范法,(3)地基最终沉降,S=sSs沉降计算经验系数,因为在前面计算中,忽略了侧向变形及取样扰动s=1.4 0.2,(1)与土质软硬Es有关,是多层平均值,(

29、2)与基底净附加应力p0/fk的大小有关，,地基变形验算,3 沉降不满足时,修改设计,增大尺寸(减少p0)增加埋深(减少p0),尤其增加地下室-补偿基础地基处理调整荷载,地基变形验算,一、按持力层承载力确定基础底面尺寸,地基承载力验算,初步确定了埋深和尺寸后,需要一系列验算(一)持力层验算1 承载力的设计值的确定b 6m 按6 m,3m 按3m 荷载板试验fa=Mbb+Md md+Mcck 根据实际宽度和深度计算 fa:承载力特征值（设计值）,地基承载力验算,2 承载力验算,根据初步确定的D与b，确定宽深修正后的fa(1)中心荷载(2)偏心荷载*高层建筑*地震可能出现eb/6,pmin0,基础

30、的验算,地基承载力验算,a,e,3a,实际基底与土之间不能传递拉应力，基底压应力分布如图。一部分脱开。要求3a 0.75b，即脱开面积小于25%不满足时 增加A 增加l,减少b,A不变 采用不对称柱,地基承载力验算,(二)软弱下卧层承载力验算,存在软弱下卧层时，要验算1)按照中心荷载确定基底压力 p=(F+G)/A2)基底原自重应力 c03)基底附加应力 p0=pk-c04)扩散角 与Es1/Es2及z/b有关 持力层太薄不起作用,地基承载力验算,5)软弱下卧层顶部附加应力 查表219，条基无后一项6)软弱下卧层承载力做深度修正，不做宽度修正,地基承载力验算,(三)地基的稳定验算,地基承载力验

31、算,浅基础设计步骤,No,结构、地质和环境资料,基础结构类型与布置方案,确定地基承载力特征值及修正值,变形和稳定验算,基础设计图、施工图、预算书,确定持力层、基础埋深,基础的结构和构造设计,荷载计算二 基础尺寸三 基础高度四 基础验算,第三节 浅基础设计,刚性基础设计,1、砖基础,240,560,240,560,二、刚性基础的结构设计,刚性基础设计,砖基础,240,560,刚性基础设计,砖基础采用的砖强度等级应不低于MU10，砂浆不低于M5，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层，混凝土强度等级一般为C10。砖基础的高度应符合砖的模数。,砖

32、基础,刚性基础设计,大放脚的每皮宽度b2和高度h2值(mm),2、砌石基础,300,300,300,80 150 150,刚性基础设计,砌石基础,400,400,400,80 150 150,刚性基础设计,毛石基础高度一般不小于200mm。毛石基础的每阶高度可取400600mm，台阶伸出宽度不宜大于200mm。,毛石基础的底面尺寸要求为：对条形基础其宽度不应小于500mm，对独立基础其底面尺寸不应小于600mm600mm,3、石灰三合土基础,石灰三合土基础由石灰、砂和骨料(矿渣、碎砖或碎石)加适量的水充分搅拌均匀后，铺在基槽内分层夯实而成。三合土的配合比(体积比)为1：2：4或1：3：6，在基

33、槽内每层虚铺22cm，夯实至15cm。三合土基础的高度不应小于300mm，宽度不应小于700mm。,4、灰土基础,灰土基础由熟化后的石灰和粘土按比例拌和并夯实而成。常用的配合比(体积比)有3：7和2：8，铺在基槽内分层夯实，每层虚铺2225cm，夯实至15cm。其最小干密度要求为：粉土15.5kN/m3，粉质粘土15.0kN/m3，粘土14.5kN/m3。灰土基础的高度不应小于300mm，对条形基础其宽度不应小于500mm，对独立基础其底面尺寸不应小于700mm700mm。,5、素混凝土基础,一层台阶,120,200,240 60 170,240 60 150 150,两层台阶,刚性基础设计,

34、5、素混凝土基础,120,200,240 60 170,240 60 150 150,刚性基础设计,混凝土基础一般用C10以上的素混凝土做成。混凝土基础的每阶高度不应小于250mm，一般为300mm。毛石混凝土基础的每阶高度不应小于300mm。,刚性基础设计步骤,进行刚性基础设计时先选择合适的基础埋置深度d,并按构造要求初步选定基础高度H，然后根据地基承载力要求初步确定基础宽度b，再按刚性角的要求进一步验算基础的宽度：,b b0+2h tg,基础高度的确定,单独无筋扩展基础b b0+2h tg l l 0+2h tg满足d h+0.1m,确定h,=45o(1:1)30o(1:2),基础底面积,

35、2、条形基础单位长度，确定基础宽度,bb0+2htg 确定h砖墙:承重墙b 6070cm,b0为24,37,48cm 非承重墙b 50cm,持力层承载力和基础底面积,4、扩展基础(钢筋混凝土),埋置深度和平面尺寸的确定方法一刚性基础相同基础高度较小.,持力层承载力和基础底面积,基础高度较小，要满足冲切要求,扩展基础设计,一 扩展基础破坏形式,冲切,扩展基础设计,二 单独基础冲切破坏验算,荷载采用基本组合基底压力计算时只考虑F,不考虑G,扩展基础设计,1单独基础中心荷载（P183）,F1=AcpeV=0.7hftbph0Ac 为阴影面积bp 冲切锥体破坏面上下 边周长的平均值ft 混凝土抗拉强度

36、,h 冲切截面高度影响系数,2 单独基础偏心荷载,四 基础的验算,am,h 冲切截面高度影响系数,F1=AcpeV=0.7h ft am h0Ac为阴影面积bp冲切锥体破坏面上下边的平均值ft 混凝土抗拉强度,基础的抗震验算,Kobe earthquake,1995,环球火山地震带,日本1995 发生破坏的大开车站,阪神地震中液化,液化：松砂地基在振动荷载作用下丧失强度变成流动状态的一种现象,神户码头：大面积砂土液化很大的侧向变形和沉降，建筑物倒塌或严重损伤,储油罐倾斜,液化引起的河道破裂,Concrete-frame structure with a mid-story collapse,1

37、999 年9月21日台湾大地震台中县，石冈坝由于通过逆冲断层破坏,台中县太平市,1999 年9月21日台湾大地震台中县,台中县雾峰乡,一 抗震验算,(一)动荷载和抗震承载力1 抗震承载力 pE=sf s=11.5(软硬)为提高系数 由于特殊荷载安全系数降低 在动荷载作用下,动强度偏高,抗震验算,2 基底压力计算(拟静力法),将地震作用等效为惯性力,按静荷载分析计算(1)荷载组合 GE计算地震时结构总荷载 G 基础加周围土重 FE 地震引起的惯性力 M FE引起的地面位置的力矩,抗震验算,(2),不脱离,脱离,抗震验算,GE计算地震时结构总荷载 G 基础加周围土重 FE 地震引起的惯性力 M F

38、E引起的地面位置的力矩 pE 抗震承载力,第四节 减小地基不均匀沉降危害的措施,不均匀沉降的危害是多方面的。如相邻柱基地基的不均匀沉降造成桥式吊车轨面沿纵向或横向的倾斜，会导致吊车滑行或卡轨；混合结构的地基的不均匀沉降会造成墙体开裂；框架结构柱基的不均匀沉降会造成构件受剪扭而损坏；高耸建筑物地基的不均匀沉降会造成建筑物的整体倾斜，影响建筑物抗倾覆的稳定性，还会导致高烟囱等筒体结构的附加弯矩等等。,地基不均匀沉降产生的原因：,1地质条件：会引起较大的沉降和差异沉降。2上部结构荷载的不均匀：如相邻部分之间层高相差悬殊等原因，会造成上部结构荷载分布不均匀，引起地基的不均匀沉降。3邻近建筑物的影响：附

39、近建筑物会在建筑物的一侧引起较大的附加应力，使建筑物地基产生不均匀沉降。4其他原因：如建筑物一侧大面积堆载、开挖深基坑等也会引起建筑物地基的不均匀沉降。,防止不均匀沉降对建筑物损害的建筑措施,1建筑物体型应力求简单 2设置沉降缝，控制建筑物长高比 3合理安排建筑物间的距离 4调整建筑物各部分的标高,防止不均匀沉降对建筑物损害的结构措施,1选用合适的结构形式2减轻建筑物和基础的自重3减小或调整基底附加应力4加强基础刚度5设置圈梁,防止不均匀沉降对建筑物损害的施工措施,1采用地基处理措施2采用合理施工措施,防止已有建筑物产生过大不均匀沉降的保护措施,1设计措施。2当设计措施无法满足时，应对已有建筑物采取适当的施工措施，对已有建筑物的地基基础加固补强。,