基础工程课件--浅基础

结构、 结构、地质和环境资料
五
基础结构类型、 基础结构类型、建筑材料
浅 基 础 设 计 步 骤
确定持力层、 确定持力层、基础埋深
地基承载力、 地基承载力、荷载和基础初步尺寸 No 验算承载力、 验算承载力、变形和稳定
基础的结构和构造设计
基坑设计 基础设计图、施工图、 基础设计图、施工图、预算书
浅基础分类
荷载计算
四、荷载计算 1. 荷载种类 永久(恒 荷载 不随时间变化 不随时间变化,(2)变化与均值 永久 恒)荷载:(1)不随时间变化 变化与均值
比可以忽略,(3)单调变化并趋于极值。 比可以忽略 单调变化并趋于极值。 单调变化并趋于极值
可变(活 荷载 可变 活)荷载：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， 偶然 特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现， 特殊
浅基础分类
三、按基础材料分类 砖 石料 混凝土 钢筋混凝土 灰土 三合土
第三节 基础的埋置深度 F
独立基础主要受力层 ≤ 1.5b 条形基础主要受力层 条形基础主要受力层 ≤ 3.0b
G
D
埋深
持力层（受力层） 持力层（受力层）
下卧层
基础埋深
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。 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： 时省料，但是有如下基本要求： 1 D大于 大于0.5m,表土扰动，植物，冻融，冲蚀 表土扰动， 大于 表土扰动 植物，冻融， 2 基础顶距离表土大于 基础顶距离表土大于100mm 3 桥要求在冲刷深度以下
第七章 天然地基上的浅基础
Carl Terzaghi
天然地基上的浅基础设计 Shallow foundation on natural ground GB50007-2002 7.1 概述 7.2 浅基础的类型 7.3 基础的埋置深度 7.4 地基计算－承载力、变形、稳定 地基计算－承载力、变形、 7.5 基础尺寸设计 7.6 无筋扩展基础设计 7.7 扩展基础设计 7.8 柱下条形基础设计
基础埋深
结合水
冰
三、 冻结深度
1 .冻胀危害及融陷 冻胀危害及融陷 翻浆、融陷、 冻胀 、翻浆、融陷、强 度降低。 度降低。
土颗粒
毛细水
冻结区 冻 深 毛细区 地下水
基础埋深
基础埋深
基础埋深
基础埋深
2.按冻胀的地基土分类 按冻胀的地基土分类
不冻胀，弱冻胀，冻胀，强冻胀，特强冻胀 土的冻胀性分类 冻胀量/冻前厚度 冻胀量 冻胀率η=冻胀量 冻前厚度 土类，含水量， 土类，含水量，地下水位
基础埋深
台北国际金融中心
一、 结构要求
2.基础埋深不同时 基础埋深不同时 (1) 主楼与裙房 高度不同,分期施工 高度不同,分期施工
基础埋深
(2) 台阶式相连, 如山坡 台阶式相连, 上的房屋， 上的房屋，验算边坡稳 定性
L/ ∆H=1~2
基础埋深
二、 地基及地质水文条件 1.水文条件 水文条件 地下水位以上， 地下水位以上，否则开挖降 费用多、 水,费用多、扰动大。 费用多 扰动大。
f a = f a k + η bγ ( b − 3) + η d γ m ( d − 0.5)
fa = Mbγb + Md γ md + Mcck
地基变形验算
三、地基变形验算
1 地基变形要求 甲级和部分乙级建筑， 甲级和部分乙级建筑，在满足承载力要 求外， 求外，还要验算沉降 大部分乙级建筑物查表确定承载力， 大部分乙级建筑物查表确定承载力，无 需验算沉降 特殊原因 地基变形：沉降量、沉降查、 地基变形：沉降量、沉降查、倾斜和局部 倾斜
新
∆H
L
地基计算
第四节 地基计算
一、地基承载力计算
(一) 承载力计算 一 1 荷载板试验 2 规范规定的公式 3 经验方法
千 斤 顶
地基承载力验算 基础的验算
一、承载力计算
根据初步确定的D与b，确定 根据初步确定的 与 ， 宽深修正后的f 宽深修正后的 a (1)中心荷载 中心荷载
l
M b
Fk + Gk pk = ≤ fa A
荷载计算
3 .荷载组合极限状态设计时 荷载组合极限状态设计时
基本组合：承载能力极限状态设计时， 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（分项系数）， ），冲切验算 与可变作用的组合（分项系数），冲切验算 标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准 标准组合：正常使用极限状态设计时， 或组合值）为荷载代表的组合， 值（或组合值）为荷载代表的组合，承载力验算 准永久组合：正常使用极限状态设计时， 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, 变荷载采用准永久值为荷载代表的组合,沉降验算
Individual footing, pad foundation
浅基础分类
2. 条型基础
墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土 墙下或柱下条形基础, 柱下: 质差, 质差,两侧单独基础相连
Strip foundation
条形基础的 主要受力层深度 ≤ 3.0b
浅基础分类
3. 十字交叉基础
柱下:土质更差,或荷载很大, 柱下:土质更差,或荷载很大,四面基础相连 Cross Strip footing
纵向条形基础
横向条形基础
浅基础分类
4. 片筏基础 土质更差,单独基础联成整体,游泳馆, 土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下 有肋, 有肋,板下处理
Mat foundation
浅基础分类
5. 箱形基础
有筏、墙和顶板形成箱， 有筏、墙和顶板形成箱，整体性更好
内 墙
外 墙
底板
浅基础分类
6. 壳体基础
三、地基基础的设计方法 1. 容许承载力设计方法
地基的容许承载力: 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， 基底压力不能超过地基的极限承载力， 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。 并且有足够的安全度。 (2) 地基变形不能超过允许变形值
2.可靠度设计方法 可靠度设计方法
地基变形验算
沉降计算时的荷载准永久组合
2 沉降计算 (1)基本原理 分层总合法 基本原理:分层总合法 基本原理 分层总合法,
−∆e si = Hi 1 + e1
规范为方便采用“平均附加应力系数法” 规范为方便采用“平均附加应力系数法” α 有应力的量纲 (2)计算最终沉降 ∑Si’ 计算最终沉降S’=∑ 计算最终沉降 计算深度确定∆ ≤ 计算深度确定∆ s’≤0.025S’
D
γD
2.人工地基：加固上部土层，提高承载力。经 人工地基：加固上部土层，提高承载力。 人工地基 过地基处理
软土
3.桩基础和深基础 桩基础和深基础 新加坡发展银行,四墩 四墩, 新加坡发展银行 四墩 每墩 直径7.3m 直径 将荷载传递到下部好土层,承 将荷载传递到下部好土层 承 载力高
风化砂岩及粉砂岩 部分风化及 不风化泥岩 桩基础 大直径钻孔桩
大于 100mm
D
基础埋深
一、 结构要求
1. 地下室，地下管道(上下水， 地下室，地下管道 上下水 上下水， 煤气电缆)应在基底以上 应在基底以上， 煤气电缆 应在基底以上， 便于维修， 便于维修，要求地下室作 用: 承载力 变形 补偿基础
F 管道
pu = cN c + γ DN q
美国世贸大厦地下7层 美国世贸大厦地下 层
Z0标准冻深－多年实测最大冻结深度的平均 标准冻深－ 夏季地面开始往下算。 值, 夏季地面开始往下算。 北京 1.0m，哈尔滨 2.0m，满洲里 2.5m ， ，
基础埋深
3.设计冻结深度 zd ＝ z0 ψzs ψzw ψze 设计冻结深度
Z0 标准冻深；soil, , envi.
冻胀后地面 原地面
第二节 浅基础的类型 一 浅基础的分类 1 按基础埋深分类 2 按基础的结构形式分类 按基础的结构形式分类 3 按基础刚度分类 无筋扩展(刚性 刚性)基础 无筋扩展 刚性 基础 扩展基础 4 按基础材料分类
浅基础分类
一、按基础的结构形式 按基础的结构形式 单独基础 Individual footing
浅基础分类
二、 按基础刚度分类
无筋扩展基础 Rigid foundation 砖、石、灰土，素混凝土 材料抗拉强度很低 有基础台阶宽高比(刚性角) 要求 F
扩展基础(柔性基础)
Spread foundation 钢筋混凝土 要满足抗弯,抗剪和 抗冲切等结构要求
F
h0
α
bt tgα = h0
bt
1.1~1.5 与材料和 荷载有关
结构物在规定条件下和时间内(50年)完成 结构物在规定条件下和时间内 年 完成 预定功能的概率称为结构可靠度。 预定功能的概率称为结构可靠度。 上部结构已经采用这种设计方法地基基础 比较难。 比较难。 目前采用考虑一定变异性的分项系数的实 用方法
βσz f(Z)
采用可靠指标β 评价安全性
pf Zm Z=R-S
pk max
k min
(2)偏心荷载 偏心荷载
F W = bl 6
* pk max ≤ 1.2 f a *高层建筑 pk min ≥ 0 高层建筑 *地震可能出现 地震可能出现e>b/6, pkmin<0 地震可能出现
二、地基承载力特征值的确定
1.现场载荷试验确定承载力特征值 ak 现场载荷试验确定承载力特征值f 现场载荷试验确定承载力特征值 2.经验方法确定承载力特征值 ak 经验方法确定承载力特征值f 经验方法确定承载力特征值 3.根据土的抗剪强度指标确定承载力特 根据土的抗剪强度指标确定承载力特 征值f 征值 ak