天然地基上的浅基础设计(1)

第8章天然地基上浅基础设计内容提要：地基基础是建筑物的重要根基，若地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全。

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、浅基础设计方法、减小地基不均匀沉降危害的主要措施及地基基础与上部结构共同作用的设计理念。

第一节浅基础的类型当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力特征值fak ＞120kPa时，对于一般多层建筑，可将基础直接做在浅层天然地基上，称为天然地基上浅基础。

根据天然地基上浅基础的受力特性及构造特点可将浅基础类型分为两大类：刚性基础和柔性基础。

一、刚性基础刚性基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。

8.1.2柔性基础柔性基础的材料为钢筋混凝土，故亦称为钢筋混凝土基础，其抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。

这类基础的高度不受台阶宽高比的限制。

因此，当刚性基础尺寸不能同时满足地基承载力和基础埋深的要求时，则需选择柔性基础。

柔性基础同样可用扩大基础底面积的办法来满足地基承载力的要求，但不必增加基础的埋深。

1.钢筋混凝土独立基础这种基础主要是柱下基础，其构造形式如图8-1所示，轴心受压柱下基础的底面形状为正方形。

而偏心受压柱下基础的底面图8-1 钢筋混凝土独立基础形状为矩形。

（a）台阶形基础；（b）锥形基础；（c）杯口形基础 2.钢筋混凝土条形基础(1)墙下钢筋混凝土条形基础其横截面根据受力条件可以分为不带肋和带肋两种。

若地基不均匀，为了加强基础的整体性和抗弯能力，可以采用有肋的墙下钢筋混凝土条形基础，肋部配置足够的纵向钢筋和箍筋。

(2)柱下钢筋混凝土条形基础当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的底面积不能承受上部结构荷载的作用，常将若干柱基连成一条构成柱下条形基础(图8-4)。

图8-2不带肋墙下钢筋混凝土条形基础图8 -3 带肋墙下钢筋混凝上条形基础 (3)交叉钢筋混凝土条形基础当单向条形基础的底面仍不能承受上部结构荷载的作用，可以将纵横柱基础均连在—起，成为十字交叉条形基础(图8-5)。

1、 天然地基上的浅基础设计为六层住宅楼,砖混结构，拟采用天然地基上的浅基础,最大线荷载F K =300kN/m 。

根椐场地地质条件对浅基础进行评价：①、属先确定持力层，根椐场地地质条件，第②层可做为基础的持力层，其承载力特征值f ak =150kPa 。

基础埋深d=2.0m 。

②、求持力层修正后的承载力特征值f a (深度修正)： 根椐5.2.4公式： f a =f ak +ηd γm (d-0.5)式中：f ak ---持力层承载力特征值 =150kPaηd =1.6, (根椐基底下土的类别，查表5.2.4：e=0.821, I L =0.35)若为湿陷性黄土或新近堆积黄土（Q 42）应按GBJ25-90规范表3.0.4确定。

γm -----基础底面以上土的加权平均重度=16.5kN/m 3, d----基础埋深=2.0m代入计算为：f a =150+1.6×16.5×(2-0.5)=189.6kPa 。

③、计算基础宽度b:根椐基础面积计算公式代入计算：A=Lb ≥γd f F a k-=0.220*26.189300=-m 取2.2m式中: F K ---基础顶面的竖向力=300kN/mf a ----修正后的地基承载力特征值=189.6kPa L 、b---基础的长度和宽度（条基时，L 取1.0米）γ---基础及上伏土的平均重度=20.0kN/m 3④、求基底压力P K ：根椐5.2.2-1 公式 A G F P K K K+= 式中：F k =300kN/mG k =L b d γ=1×2.2×2.0×20=88kNA=1×2.2m将参数代入计算后得p k =176.4kN/m 2(kPa)⑤、根椐5.2.1-1式：f a ≥p k 判定地基强度是否滿足要求。

以上计算的f a =189.6kPa, p k =176.4kPa,滿足5.2.1-1式f a ≥p k ,地基强度滿足要求。

天然地基上浅基础的设计例题一、地基承载力计算【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强.7=035+=+⨯20+061675.kPa.15112.3.35二、地基承载力验算（基底尺寸确定）【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。

212~5.90.22075.2241600)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(mdf F A kPa d f f G a k m d ak a =⨯-⨯=-==+=-⨯⨯+=-+=γγη由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。

（2）计算基底压力kPaWM P P kPad blF P kk k G k k 8.358.3106/4321208603.1733.1732204316002minmax =⨯⨯+±=±==⨯+⨯=+=γ（3）验算持力层承载力不满足KPaKPa f KPa P KPaf KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =⨯=>==<=（4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5mkPaf kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.4321208608.2245.1582205.4316002max =<=+=⨯⨯++==<=⨯+⨯=则所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。

对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。

通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁柱基【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示，作用于基底形心处的总竖向荷载kNG F k k 420=+，总力矩mkN M k⋅=30，持力层土修正后的承载力特征值kPaf a120=，试复核承载力是否满足要求。

天然地基上浅基础设计的内容和步骤说到天然地基上浅基础设计，可能很多人会觉得这是个复杂又晦涩的东西，听起来像是高深的建筑学术语，其实呢，咱们从日常生活出发，细细琢磨，其实也没那么难。

嘿，今天我就带你轻松聊聊这个话题。

首先你得明白，所谓“天然地基”就是我们踩在脚下的那片土地，通常是指没有经过特殊处理的自然土壤。

至于“浅基础”嘛，简而言之，就是基础埋得不深，一般几米就够了。

咱们以前说起楼房那可就不简单，基本上都是钢筋水泥和铁骨铮铮的，虽然这两者挺牢靠，但如果下面的地基不行，楼上再华丽也成空中楼阁。

所以呢，设计好浅基础，地基要稳稳的，咱们的房子才会牢固，才能经得起风吹雨打，不被时间抹去痕迹。

你得搞清楚，设计这东西其实就是一种精准的计算。

像是修车，要知道每个零件的工作原理，基础设计也是一样，得了解土壤的性质、承载能力，还有地质的稳定性。

如果地基太软，土壤承载不住重物，就容易发生下沉、倾斜，这可不是闹着玩的。

如果地基太硬，地面也不太好调整，搞不好还会让地面产生裂缝。

所以第一步就是拿出自己的测量工具，去土里打个眼，看看土壤到底如何，是沙土、粘土还是黏土，这对设计有很大影响。

测得好，设计就能精准，不然就可能像是瞎猫碰上死耗子，设计出来的基础，恐怕连个小房子都撑不住。

然后就得开始计算了。

我得偷偷告诉你，基础设计不仅仅是眼力活，还是脑力活！你得计算土壤的承载力，搞明白每平方米土地能承受多少的压力。

你想啊，咱们走在地上，脚下的土壤就得承担咱们的重量，如果是楼房的话，那就是几十吨几百吨的压力，土壤要是承受不住，那肯定是大问题。

通常我们会做一些实验，像是静力触探试验、标准贯入试验啥的。

通过这些试验，咱们可以准确地算出土壤的承载力，才能避免以后出现塌方啥的尴尬事。

设计的时候，还得考虑到基础的类型。

浅基础一般包括条形基础、独立基础、筏板基础等等。

每种基础的设计和选型都有不同的要求。

比如条形基础，它适合那些长方形或者方形的建筑，像大排档一样，一长条摆在地上，支撑压力的点比较均匀。

天然地基上的浅基础设计一、教学目标：1. 让学生了解天然地基的性质和特点；2. 使学生掌握浅基础的设计原理和方法；3. 培养学生分析和解决实际工程问题的能力。

二、教学内容：1. 天然地基的概念及其分类；2. 天然地基的性质及影响因素；3. 浅基础的设计原理；4. 浅基础的设计方法；5. 设计实例分析。

三、教学重点与难点：1. 教学重点：天然地基的性质，浅基础的设计原理和方法。

2. 教学难点：天然地基的性质及其对基础设计的影响，浅基础设计的实际应用。

四、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基的概念、性质及分类，浅基础的设计原理和方法。

2. 案例分析法：分析设计实例，让学生更好地理解浅基础设计的过程和技巧。

3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思考和分析能力。

五、教学准备：1. 教材：天然地基与浅基础设计相关教材；2. 课件：天然地基的性质、浅基础设计原理和方法的图片和动画；3. 设计案例：挑选具有代表性的设计案例供学生分析。

【导入】简要介绍天然地基的概念和重要性，引导学生关注天然地基对建筑基础的影响。

【新课内容】1. 天然地基的性质及影响因素讲解天然地基的分类，分析不同类型地基的性质及影响因素，如土层的分布、密度、含水率等。

2. 浅基础的设计原理介绍浅基础的设计原理，如静承载力、稳定性和沉降控制等，解释基础底面积、埋深和材料选择等设计参数的确定方法。

3. 浅基础的设计方法讲解浅基础的设计方法，包括初步设计、详细设计和施工图设计等阶段，介绍设计过程中应注意的问题，如地基处理、防水隔离等。

【案例分析】分析一个具有代表性的设计案例，让学生了解天然地基对基础设计的影响，以及如何根据地基条件进行合理的设计。

【课堂小结】总结本节课的主要内容，强调天然地基性质对浅基础设计的影响，以及设计过程中应注意的问题。

【作业布置】1. 复习本节课的内容，整理学习笔记；六、教学评估与反馈：1. 课堂问答：通过提问了解学生对天然地基性质和浅基础设计原理的掌握情况；2. 案例分析报告：评估学生对设计案例分析的能力，检查学生能否运用所学知识解决实际问题；3. 作业批改：检查学生对课堂内容的复习和理解，以及对设计案例的分析和处理能力。

7 浅基础设计ⅠShallow Foundation Design1基础工程一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分 。

它们有着各自的功能。

上部结构是完成设计预定功能的主体结构。

基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。

地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。

地基的功能是承受建筑物 的荷载并保持建筑物稳定。

受建筑物影响最大的那一 部分地基称为地基持力层（也 称为主要受力层）；位于持力 层之下的地基称为下卧层。

特 别地，当下卧层的土性明显比 持力层软弱时则将该层称为软 弱下卧层。

27.1 地基基础设计的基本原则 7.2 浅基础的类型 7.3 基础埋置深度的选择 7.4 地基承载力 7.5 基础底面尺寸的确定 7.6 地基变形验算 7.7 扩展基础设计 7.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计 7.9 筏形基础设计 7.10 减轻不均匀沉降损害的措施37.1 地基基础设计的基本原则 7.1.1 概述 7.1.2 概率极限设计方法与极限状态设计原则 7.1.3 地基基础设计基本规定47.1.1 概述基础是连接上部结构与地基之间的过渡结构。

其作用是将上部结构承受的各种荷载安全传递至地基，并使地基在 建筑物允许的沉降变形值内正常工作，从而保证建筑物的正常使用。

因此，基础工程的设计必须根据上部结构传力体系的特点、建筑物 对地下空间使用功能的要求、地基土质的物理力学性质，结合施工设备 能力，考虑经济造价等各方面要求，合理选择，比较基础工程设计方 案，具体问题具体分析。

5进行基础工程设计时，应将地基、基础视为一个整体，在基础底 面处满足变形协调条件及静力平衡条件（基础底面的压力之和与地基 反力之和大小相等，方向相反）。

作为支撑建筑物的地基如为天然状态则为天然地基，若经过人工 处理则为人工地基。

基础一般按埋置深度、施工方法分为浅基础与深基础。

荷载相对传至浅部受力层，采用普通基坑开挖，敞坑排水的基础 称为浅基础，如砖混结构的墙下条形基础、柱下单独基础；柱下条形 基础，十字交叉基础，片筏基础，高层结构的箱形基础等。

简述天然地基上浅基础设计的一般步骤
天然地基上浅基础设计是对地基进行改善工程的必备步骤，主要是在建筑物的设计过程中做出一定的处理，以确保建筑物的稳定性和支撑性。

一般步骤包括：
一、准备工作
1.进行地基观察与诊断，观察地基的状况，对其进行诊断并分析，以了解地基条件。

2.土、岩综合检测，对土、岩样本进行综合检测，以确定其物理力学性质，为地基改造提供基础依据。

3.综合考虑地下水位的影响，搜集有关地下水位的信息，考虑地下水位的变化，以确定紧凑度和降水管理的大致原则。

二、总体设计
1.分析建筑物的地基要求，确定设计的地基正拉内力，以及建筑物所能承受的最大应力。

2.确定地基控制原则，根据地下水位和地基极限状态条件，确定地基改造主动及限制原则。

3.确定地基改造方案，根据地基条件和建筑要求，确定地基改造方案，设计浅基础尺寸、位置、结构及施工流程等。

三、施工安全
1.施工前进行安全评估，进行安全绩效监测，研究及汇总施工活动及非活动环境，以确保施工安全性高。

2.安全措施，制定安全管理制度，对施工活动及环境进行详细的控制；设置安全警戒防护措施，以及安全鉴定措施等，以防止施工时出现安全隐患。

四、金属薄板处理工程
1.破坏强度检测，手段进行金属薄板破坏强度测试，以确保其质量。

2.金属薄板成形，确定金属薄板安装位置和支护方法，按规定的形状进行金属薄板的成形。

3.安装监测，以金属薄板的接触压力及偏转角度作为参数，监测金属薄板安装过程安全性，防止因安装不当出现损坏。

以上便是天然地基上浅基础设计的一般步骤，这些步骤虽然并不复杂，但是却至关重要，对于建筑物的稳定性和支撑性有重要。

一、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)二、章节名称：第一章天然地基与基础概述三、教学目标：1. 了解天然地基的定义、分类及特性。

2. 掌握基础的概念、分类及功能。

3. 理解天然地基与基础的关系。

四、教学内容：1. 天然地基的定义、分类及特性。

2. 基础的分类、功能及设计原则。

3. 天然地基与基础的相互关系。

五、教学过程：1. 导入：通过展示天然地基与基础的实际案例，引发学生对天然地基与基础的兴趣。

2. 讲解：讲解天然地基的定义、分类及特性，基础的分类、功能及设计原则。

3. 互动：组织学生进行小组讨论，探讨天然地基与基础的相互关系。

4. 案例分析：分析典型天然地基与基础设计的案例，让学生更好地理解理论知识。

六、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基与基础的基本概念、分类及特性。

2. 互动法：组织学生进行小组讨论，提高学生的参与度。

3. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解理论知识。

七、教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在小组讨论中的表现，评估学生的参与度。

2. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，包括分析的深度和广度。

3. 课后作业：检查学生对课堂内容的掌握程度。

八、教学资源：1. PPT课件：展示天然地基与基础的图片、案例等。

2. 案例资料：提供典型天然地基与基础设计案例，供学生分析。

九、教学建议：1. 建议学生在课前预习相关章节，了解天然地基与基础的基本概念。

2. 鼓励学生在课堂积极参与，提出自己的观点和疑问。

3. 学生在课后要认真完成作业，巩固课堂所学知识。

十、课后作业：2. 列举基础的分类和功能。

3. 描述天然地基与基础的相互关系。

六、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)七、章节名称：第二章地基承载力计算八、教学目标：1. 理解地基承载力的概念及其重要性。

2. 掌握地基承载力的计算方法。

3. 学会根据地基承载力确定基础尺寸。

九、教学内容：1. 地基承载力的概念及其影响因素。

一、教案基本信息教案名称：天然地基上的浅基础设计适用课程：土力学与地基基础课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生了解天然地基的概念及其特点；2. 使学生掌握浅基础的设计原理和方法；3. 培养学生分析和解决实际工程问题的能力。

教学内容：1. 天然地基的概念及其特点；2. 浅基础的设计原理；3. 浅基础的设计方法；4. 设计实例分析；5. 常见问题及解决方法。

教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基的概念、特点、设计原理和方法；2. 案例分析法：分析实际工程案例，让学生更好地理解设计方法；3. 互动讨论法：鼓励学生提问、发表观点，提高课堂氛围。

教学准备：1. 教案、教材；2. 相关工程案例图片或视频；3. 计算软件（如AutoCAD、理正等）供学生操作练习。

二、教学过程1. 导入（5分钟）利用图片或视频介绍天然地基的概念及其在实际工程中的应用，激发学生的兴趣。

2. 天然地基的概念及其特点（10分钟）讲解天然地基的定义，阐述其特点，如承载力、压缩性、不均匀性等。

3. 浅基础的设计原理（15分钟）介绍浅基础的设计原理，包括荷载传递、基础尺寸计算、地基承载力计算等。

4. 浅基础的设计方法（20分钟）讲解浅基础的设计方法，如常规设计方法、极限状态设计方法等，并通过示例进行讲解。

5. 设计实例分析（10分钟）分析一个实际工程案例，让学生了解天然地基上的浅基础设计过程，巩固所学知识。

6. 课堂互动（10分钟）学生提问、发表观点，教师解答疑问，提高学生的理解程度。

7. 课后作业（课后自主完成）要求学生运用所学知识，完成一个天然地基上的浅基础设计练习题。

三、教学反思本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略，以提高教学效果。

关注学生在课后作业中的表现，及时给予指导和帮助。

四、课后作业2. 完成课后练习题：一个天然地基上的浅基础设计案例，包括基础尺寸计算、地基承载力计算等；3. 查阅相关资料，了解常见地基问题及解决方法。