第2章 刚性基础与扩展基础
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第二章基础工程基础:将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构部分称为基础。
地基:把土层中附加应力与变形不能忽略的那部分土层或岩层称为地基。
地基类型:埋置深度不超过5M者称为浅基础,大于5M者称为深基础。
浅基础:当基础位于天然基础之上、埋深小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋深虽超过5m,但小于基础宽度的大尺寸基础,称为浅基础。
浅基础埋深浅,用料少,施工简单,工期短,节约成本,设计时宜优先考虑。
浅基础类型:刚性基础、扩展基础。
刚性基础:由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。
弱点是材料抗拉、抗弯强度较低,适用于层数较少的民用建筑。
扩展基础:当刚性基础不能满足力学要求时,可以做成钢筋混凝土基础,称为扩展基础,亦称延性基础。
整体性好,抗弯强度大,特别适用于基地面积大二必须埋浅的情况。
浅基础按构造分类:单独基础、条形基础、筏板基础、箱型基础、壳体基础。
单独基础:一般,柱的基础都是单独基础。
条形基础:连续设置成长条形的基础,称为条形基础。
筏板基础:当地基特别软弱,荷载较大时,将基础底板做成一片连续的等厚度钢筋混凝土板,作为房屋的基础,称为筏板基础。
箱型基础:当基础特别软弱,荷载较大时,将基础做成由钢筋混凝土整片底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱型结构,称箱型基础。
壳体基础:为改善基础的受力性能,基础的形式做成各种形式的壳体,称壳体基础。
深基础:位于地基深处承载力较高的土层上,埋深大于5m或大于基础宽度的基础,称为深基础。
当地基上部为软弱土层,且荷载很大,浅基础不能满足地基变形与强度要求,可利用地基下部较坚硬的土层作为基础的持力层而设成深基础。
深基础类型:桩基础、地下连续墙、沉井基础和沉箱基础。
桩基础按桩身材料分类:木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其他组合材料桩。
按桩的制作方法分类:预制桩、灌注桩。
预制桩:刚度大,适宜用在新填土或极软弱的地基。
灌注桩:因成孔方法不同,有沉管灌注桩、钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩、爆扩灌注桩、人工挖孔灌注桩。
《基础工程》思考题和习题绪论1.地基和基础:任何结构物(建筑物)都建造在一定的地层(岩层或土层上),在基础底面下,承受由基础传来的荷载的那一部分地层称为该结构物地基。
基础是结构物直接与地层接触的最下部分。
2.天然地基和人工地基:未经人工处理且满足设计承载力的地基。
经过人工处理后达到设计承载力要求的地基。
3.深基础和浅基础:基坑深度超过5米就称为深基础,低于5米就称为浅基础。
(有时基坑深度低于5米时,但由于基坑土质较差、周围建筑影响不能按要求放坡或其他原因需要进行特殊处理的基坑也称为深基础)4.地基基础设计要满足的三个条件:强度,稳定性,变形条件5.基础工程重要性体现在哪些方面:地基与基础的设计与施工质量影响整个结构物质量;基础工程是隐蔽工程,如有缺陷,较难发现,也较难弥补或修复;基础工程施工的进度,经常控制整个结构物施工进度;下部工程的造价,通常在整个结构物造价中占相当大的比重。
第一章地基基础设计的原则1.基础的含义:一般位于地面以下(属于建筑物下部结构),承上启下,分散传递荷载的结构。
2.三种设计状况是什么:持久状况、短暂状况、偶然状况3.基础工程的设计任务是什么:基础结构作用效应分析(外荷载—基础结构内力);基础结构抗力分析,确定基础结构截面承受能力。
4.极限状态分哪两类?哪一个要求更严格?承载能力极限状态和正常使用极限状态,后者要求更严格。
5.地基基础设计需要资料有哪些:荷载资料、岩土工程勘察资料、原位测试资料。
6.地基基础设计的基本规定有哪些(1)所有建筑物的地基计算要满足承载力计算的规定;(2)甲级、乙级建筑物均应按地基变形设计;(3)丙级建筑物一般可不进行变形验算,特殊情况需要验算;(4)经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙、斜坡上的建筑,要验算稳定性;(5)基坑工程应验算稳定性;(6)地下水较浅,建筑地下室或地下构筑物存在底板上浮问题时,进行抗浮验算。
7.什么是湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基?它们的工程性质如何?在一定压力下受水浸湿,土结构迅速破坏,并发生显著附加下沉的黄土成为失陷性黄土。
刚性基础与扩展基础的设计计算刚性基础与扩展基础的设计计算2010-04-1909:242-4-1地基承载力验算如前所述直接支承基础的地基土层称为持力层在持力层下面的各土层称为下卧层若某下卧层承载力较持力层承载力低则称为软弱下卧层。
地基承载力的验算应进行持力层的验算和软弱下卧层的验算。
下面首先介绍持力层的验算。
1.中心受荷基础各级各类建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足式2.5的要求。
即基础底面的平均压力不得大于修正后的地基承载力特征值。
如图2.9示一单独基础其埋深为d承受作用于基础顶面且通过基础底面中心的竖向荷载Fk基础底面积为A基底平均压力表示为: 2-16 式中Fk-相应于荷载效应标准组合时上部结构传至基础顶面的竖向力值Gk-基础自重和基础上的土重。
对一般实体基础可近似地取GkγGAdγG为基础及回填土的平均重度可取γG20kN/m3但在地下水位以下部分应扣去浮托力。
将Gk代入式2-16并满足pk≤fa可得: 2-17 对墙下条形基础通常沿墙长度方向取1m进行计算此时可得基础宽度为: 2-18 式2-18中的Fk为基础每米长度上的外荷载kN/m。
2.偏心受荷基础工程实践中有时基础不仅承受竖向荷载还可能承受柱、墩传来的弯矩及水平力作用例如建筑物框架柱可能承受单向弯矩及剪力、也可能承受双向弯矩和剪力河流中的漂流物如木筏、大的冰块等对桥墩横桥向产生的弯矩及剪力曲线上修筑的弯桥除顺桥向引起力矩外尚有离心力横桥向水平力在横桥向产生力矩。
此时基底反力将呈梯形或三角形分布如图2-10所示。
略2-4-2软弱下卧层验算建筑场地土大多数是成层的一般土层的强度随深度而增加而外荷载引起的附加应力则随深度而减小因此只要基础底面持力层承载力满足设计要求即可。
但是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其承载力很低如我国沿海地区表层土较硬在其下有很厚一层较软的淤泥、淤泥质土层此时仅满足持力层的要求是不够的还需验算软弱下卧层的强度要求传递到软弱下卧层顶面处土体的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力即pzpcz≤faz2-22 式中pz-相应于荷载效应标准组合时软弱下卧层顶面处的附加应力值pcz-软弱下卧层顶面处土的自重压力值faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。
第一章建筑场地岩土工程勘察1、简述建筑场地岩土上工程勘察的目的及任务。
答:目的:以各种勘察手段和方法,调差研究和分析评价建筑场地和地基地址条件,为设计和施工提供所需要的工程地址材料。
任务:按照工程建设的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地址作用和地质灾害,提出资料完整、评价正确的勘察报告。
2、如何确定岩土工程勘察等级?答:根据《岩土工程勘察规范》的规定,岩土工程的勘察等级根据岩土工程的重要性等级、场地的复杂程度和地基的复杂程度等级综合确定,划分为以下几个等级:甲级——在工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级;乙级——除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目;建筑在岩质地基上的一级工程,当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时,其岩土工程勘察等级也可以定为乙级;丙级——工程重要性等级、建筑场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级。
3、岩土工程勘察分为哪几个阶段?各勘察阶段的目的和主要内容是什么?答:岩土工程勘察分三个阶段:选址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察和详细勘察。
选址勘察目的:为取得几个场址方案的主要工程地质资料,作出工程地质评价和方案比较。
内容:侧重与收集和分析区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的岩土工程资料及当地建筑经验,并在收集和分析已有资料的基础上,抓住主要问题,通过踏勘,初步了解场地的地层人来岩性、地质构造、土性震碎了资料、地下水情况及不良地质现象等工程地质条件。
初步勘察目的:对场地稳定性作出全局评价以后,还应配合初步设计,对场地内建筑地段的稳定性作出评价,查明建筑场地不良地质想象的成因、分布范围、危害程度及其发展趋势,以便使场地内主要建筑物的不知避开不良地质现象发育地段。
内容:初步查明地层及其构造,岩石和土的物理力学性质,地下水埋藏条件,以及土的冻结深度,为主要建筑物的地基基础设计及不良地质现象的防治方案提供工程地质资料。
详细勘察目的:为设计和施工提供可靠的依据和设计参数,即把勘察工作的主要对象缩小到具体建筑物的地基范围内。