天然地基的设计.ppt

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1、天然地基的设计,一、适用条件,当地基土修正后的地基承载力特征值fa能满足基底压力要求时可采用天然地基。“满足”的含义包括要满足变形要求（沿降及倾斜）及基础底面积不能过大。当持力层不存在软弱下卧层时，尚应满足软弱下卧层承载力要求。,二、设计要求 1、地基承载力修正 fa=fak+b(b-3)+d m(d-0.5)fak从岩土工程勘察报告中查取 b、d 从建筑地基基础设计规范中查取，应 注意大面积压实填土的b、d，不按建 筑地基处理技术规范查取 d 一般情况下自整平标高算起，比0.000低0.5m,2、基础底面的压力分三项验算 pk fa pkmax 1.2fa pkmix一般 0，当pkmix0

2、时，pkmax重新计算,3、沉降及倾斜计算 沉降计算采用建筑地基基础设计规范的方法，注意 土层的Es取值，不应都采用Es1-2 的数据，应采用土的自 重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段的Es值。土的自重压力即从天然地面算起的土自重压力，附加压 力是上部结构所传荷载及基础产生的基底压力减去土自 重压力。,当地基比较均匀、或采用桩基时。一般可不验算地基变形；当地基不均匀时，应进行沉降量及横向、纵向倾斜计算。,高耸构筑物对倾斜极为敏感，当采用天然地基且土层分布不均匀时，一定要进行倾斜计算。,三、大面积堆载 原料跨、成品跨，往往堆载较大，当地基为外软弱土时，可不考虑其影响；当为软弱土时，可不考

3、虑拉梁、桩基、复合地基等措施防止对厂房柱基的不利影响。,四、地下水的影响 地下水位以下的土的重度取浮重度。一般接天然重度-10KN/m3，基础及其上土的自重取10kN/m3。,五、基础埋深 基础埋深的确定应考虑下列因素：1、持力层埋深；2、标准冻深Z0，从室外地坪算起，一般按 Z0考虑基 础埋深；,3、地下水位，尽量在地下水位以上，以免施工降水；4、软弱下卧层埋深，应考虑基础底面在软弱下卧层顶面 以上，且高查尽可能大；5、相邻基础埋深，尽可能使基础埋深与相邻基础埋深一 致，若不一致时按1：1放坡确定；6、抗弯矩的需要，当上部结构弯矩较大时，为防止基础 与土之间出现脱开现象，有时需加大基础埋深以

4、平衡 抗应力。,六、基底压力验算所用的上部结构内力 上部结构内力采用标准组合值，若为基本组合值则应除 以一个综合荷载分项系数，1.25、1.3，以吊车荷载为主 时取1.3。,一般情况下取无地震参与的内力组合值，在挑选内力时应该注意哪些是地震参与的内力，应将其去除。七、说明要点 1、基础坐落的土层名称及其地基承载力特征值fak;2、如有可能超挖，需明确垫层的材料、放出宽度及压 实要求。垫层的材料根据超挖深度及承载力要求选 用砂夹石、碎石、矿渣、毛石砼等；压实要求可根 据基底压力情况，以压实系数或地基承载力特征值 控制，基底压力小时，以压实系数控制，基底压力 大时，以垫层的地基承载力特征值控制；垫

5、层沿基 础四周的放出宽度根据超挖深度确定，要求垫层底 面宽出基础0.6h，采用毛石砼时宽出200即可；,3、开挖后的基槽检验，基坑开挖后，应校验地基条件是 否与勘察报告一致，如有异常情况时应与勘察、设计 单位协商解决。与勘察报告出入较大时，应进行施工 勘察。,换填地基的设计 一、选用条件 1、软土地区为防止基础直接落于软土上，采用换填 垫层改善地基条件；2、持力层承载力不足，采用换填法提高地基承载力，通过换填垫层的应力扩散满足下卧层承载力要求；3、持力层埋深较大，与基础底标高间有一定差距时，可用换填垫层解决；4、深基坑开挖扰动了周围主体，周围的基础下可将 扰动土挖除，以换填垫层自未扰动土垫至基

6、底；5、湿陷性黄土为防止渗水浸泡或满足沦陷起始压力 而采用换填垫层。,二、换填垫层材料 碎石、卵石、砂夹石、土夹石、粉质粘土、粉煤灰、灰土、高炉重矿渣、石屑、中砂、粗砂等。,三、换填垫层的设计 1、厚度，一般为0.53.0m；2、尽可能选用压力扩散角大的砂夹石、碎石、石屑 等，但对于湿陷性黄土采用2：8或3：7灰土；3、平面范围，平面换填范围应满足应力扩散要求，垫层底面超出基础边的厚度b tg 4、验算软弱下卧层地基承载力；5、垫层的控制参数，可用地基承载力特征fak或压实,系数c控制。当对承载力要求不高时，可只用压实系 数控制，如采用砂夹石，fak150kPa时；对承载力要 求高时，可用地基

7、承载力特征值控制，如fak 200kPa 时。有时可根据工程所在地的习惯，以其他参数控制 如最后二遍的压陷差、重型动力触探N63.5、轻型动力 触探N10等，但应有这些控制参数对应的地基承载力特 征值；6、施工要求 应要求分层压实，分层厚度200300mm。7、检验 垫层的施工质量校验必须分层进行，在每层的压实系 数符合设计要求后铺填上层土。取样点位于每层厚度的2/3厚度处。校验点数量，对 大基坑每50100m2不少于1个校验点；对基槽每 1020m2不应少于一个点，每个独立柱基不少于1个点。,采用静荷载试验校验垫层承载力时，每个总体工程不少于3点。,四、换填地基说明要点 1、垫层底面的土层名

8、称；2、垫层底面超出基础四周的宽度；3、垫层的材料及压实要求；4、检验方式及控制指标；5、执行标准，建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)。,8、控制参数取值 承载特征值 砂夹石 200250kPa,碎石、卵石 200300kPa灰土 200250kPa土夹石（碎石、卵石占全重的3050）150200kPa粉质粘土 130180kPa,压实系数砂夹石、碎石、卵石0.940.97，通常取0.95灰土0.950.97，通常取0.95,复合地基的设计一、种类 1、刚性桩复合地基 CFG复合地基 树根桩复合地基 2、半刚性桩复合地基

9、水泥搅拌桩复合地基 夯实水泥土桩复合地基 3、柔性桩复合地基 碎石桩复合地基 砂桩复合地基,二、适合条件 当需要的复合地基承载力大时，或对沉降要求严时，应 采用刚性桩复合地基。一般情况下主厂房桩基、轧钢设备 基础等，当采用复合地基时，应采用刚性桩复合地基；其 他情况，如地坪地基处理可考虑采用半刚性及柔性桩复合 地基。,三、复合地基承载力的确定 1、先进行估算，按建筑地基处理技术规范中的方法 以单桩承载力、桩间土承载力及量换率等参数估算复 合地基承载力。以判断可行性及为试验提供参考数据；2、再进行静载荷试验，正式确定复合地基承载力特征值fspk。,四、复合地基承载力的修正 修正后的地基承载力特征

10、值 fspa=fspk+1.0m(d-0.5)m基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度 d 基础埋置深度，一般自室外地面标高算起 fspk复合地基承载力特征值,五、复合地基检测 1、CFG桩复合地基 采用静载试验进行单桩复合地基承载力检测，检测数 量为总桩数的0.5，且不少于3点。采用低应变检测桩身完整性，抽取数量不少于总桩数的10。2、夯实水泥土桩复合地基 采用静载试验进行单桩复合地基承载力检测，试验数量为 总桩数的0.5，且不少于3点。,3、碎石桩复合地基 采用静荷载试验进行单桩复合地基承载力检测，试验 数量为总桩数的0.5，且不少于3点。采用重型圆锥静力触探N63.5检测桩身

11、质量，检测数量不 少于总桩数的10。,六、复合地基说明 复合地基说明中应体现下列内容：1、形成复合地基的土层名称；2、设计要求的复合地基承载力特征值fspk；3、桩端持力层名称及入持力层深度；,4、检测方式及要求，对于单桩复合地基静载试验应指空压板 面积，压板面积取一根桩分担的处理地基面积。当桩为方 形、正三角形、等腰三角形布置时，一根桩分担的处理地 基面积分别为 ab l1h、a、b长方形边长 l 正三角形边长 l1等腰三角形底边长 h等腰三角形关于底边的高 5、说明褥垫层材料、厚度及夯填度，注意夯填度为夯实后 的厚度与虚铺厚度之比；6、强调桩顶人工凿除至褥垫层底面标高处；7、执行标准，建筑

12、地基处理技术规范（JGJ79-2002）、建筑 地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）。,桩基的设计 一、种类 1、预制桩 预制1方桩、预应力高强砼管桩（PHC）2、灌注桩 钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、超流态压灌桩、沉管 灌注桩、桥扩支盘灌注桩 3、钢管桩、钢管砼桩 二、适应条件 1、根据土质条件、荷载大小及当地施工能力、施工习惯 确定。2、沿海地区多采用PHC桩，以砂层或强风化岩作持力层；3、地下水位深的华北黄土地区多采用人工挖孔桩，以砂 层、砾石层作持力层；,4、荷载较大的基础，如高炉基础、炼钢厂房基础、转炉 基础等多采用钻孔灌注桩，以适应竖向及水平荷载较 大情况；5、以

13、中风化、微风化岩作持力层的桩，一般采用钻孔灌 注桩；6、当无合适的桩端持力层，各层土力学性能较好时，可考 虑采用挤扩支盘灌注桩；7、钢管桩用量较小，除非甲方认可时方可使用；8、超流态压灌桩施工速度快，应用日益广泛，但钢筋端 承桩，重要的桩不可采用。,三、单桩承载力计算 1、单桩按土质条件决定的承载力特征值通常按岩土工程 勘察报告提供的侧阻力及端阻力特征值进行计算，计 算中将杂填土、自重湿陷性黄土及淤泥的侧阻力去除。,2、计算出的单桩极限承载力采用的钻孔数量不应过少，工程规 模小时不可少于3个孔，工程规模较大时，地基不均匀时，应 增加所取钻孔数量。钻孔应分散采用，以全面评价单桩承载 力情况。3、

14、当工程桩施工前进行过单桩竖向静载荷试验时，应以试桩结 果为准。4、按土质条件或试桩确定的单桩承载力特征值尚应满足桩身强 度要求。,灌注桩应满足 RaApfcc/p Ap桩载面积 fc 砼轴心抗压强度设计值 c工作条件系数，0.60.7，水下灌注桩或长桩时 用低值,p综合荷载分项系数，一般取1.25，以吊车荷载 为主时，取1.3,预制方桩应满足 RaApfcc/p c0.75，其他同灌注桩 PHC桩 PHC桩在各地的标准图集中一般给出桩身竖向抗压承载力设 计值Rp，应满足：RaRp/p,5、单桩水平承载力 以“m”法在给完的桩顶位移下用计算软件算出桩的水平荷载 单桩水平承载力特征值即为此荷载值。

15、水平承载力取决于土 质条件及桩身抗弯强度。桩顶位移一般取10mm，要求严格 时取6mm。当有试桩报告时，单桩水平承载力特征值取水平极限承载力 的1/2，桩身强度控制时取水平临界荷载值。,6、单桩抗拔承载力 单桩抗拔极限承载力特征值 Ua=iqsiali i抗拔系数 砂土取0.250.35 粘土、粉土取0.350.4,四、单桩桩顶竖向力计算及单桩承载力验算 桩顶竖向力计算时，上部结构的内力均采用荷载效应的 标准组合值。当提供的是荷载效应的基本组合值时，应 将其除以综合荷载分项系数，一般的框架结构取1.25，有吊车的厂房柱可取1.3。,1、桩顶力计算 轴心竖向力作用下,一般控制桩不出现拔力，但有时

16、拔力不可避免，如抗浮桩或 布桩受到空间的限制时，此时应控制拔力不大于桩拔承载力 特征值。UkUa,五、桩的检测 桩施工完后应进行检测，包括单桩竖向抗压承载力及 桩身完整性检测，检测要求及数量详见“桩基检测”一节。,六、桩基说明 钻孔灌注桩应体现下列内容：1、砼强度等级，钢筋种类；2、竖筋砼保护层厚度；3、超浇高度；4、孔底沉渣厚度；,5、桩端持力层的土层编号、名称，桩端进入 持力层的深度；6、设计要求的单桩极限承载力；7、检测方式及数量；8、执行标准，建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-94）、建筑地基基础工程 施工质量验收规范（GB20202-20

17、02）、建筑基桩检测 技术规范（JGJ106-2003）。针对工程所在地，尚应执 行地方有关标准，如上海市标准，地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）,浙江省标准，建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）等。预应力高强砼管桩应体现下列内容：1、管桩的型号及所用通用图集号，若所在地区有地方管桩 通用图集，应选用地方通用图集；2、设计要求的单桩极限承载力Qu；,3、沉桩方式及控制参数，如为静压沉桩，一般用桩顶标高控制，如为锤击沉桩，以标高或贯入度控制，桩端进入持力层困难 时以桩顶标高控制；4、接桩、截桩的处理方法，可直接选用图集中方法或设计人自 行设计；5、桩与承台的连接方法，可直接选用图集中的方法或设计人自 行设计；6、检测方式及数量；7、执行标准，见钻孔灌注桩的相应说明；,