基础工程第二章
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(1)地区的标准冻结深度为0Z =1.8m(2)按式2-30求设计冻结深度,即d Z =0Z zs ψzw ψze ψ查表2-11求zs ψ第一层土:p I =L ω-P ω=8<10 且d>0.075mm 占土重10%<50% ,为粉土,zs ψ=1.20 第二层土:d>0.5mm 占40%<50%,d>0.25mm 占55%>50%,为中砂,zs ψ=1.30 查表2-12求zw ψ第一层土: 按表2-10查粉土,19%<ω=20%<22%,底面距地下水位0.8m<1.5m ,冻胀等级为Ⅲ级 冻胀类别为冻胀 zw ψ=0.90第二层土:按表2-10查中砂,地下水位离标准冻结面距离为0.2m<0.5m 冻胀等级为Ⅳ级 冻胀类别为强冻胀 zw ψ=0.85查表2-13求ze ψ城市人口为30万,按城市的近郊取值 ze ψ=0.95(注意表格下面的注释) 按第一层土计算:d1Z =1.8*1.2*0.90*0.95=1.85m按第二层土计算:d2Z =1.8*1.3*0.85*0.95=1.89m表明:冻结深度进入了第二层土内,故残留冻土层主要存在于第二层土。
可近似取冻深最大的土层,即第二层土的冻深1.89m 来作为场地冻深。
如果考虑两层土对冻深的影响,可通过折算来计算实际的场地冻深。
折算冻结深度:'d Z =1.2 +(1.85 - 1.2)*1.891.85=1.864m (3)求基础最小埋深按照正方形单独基础,基底平均压力为120a kp ,强冻胀、采暖条件,查表2-14得允许残留冻土层厚度max h =0.675m由式2-31求得基础的最小埋置深度min d =d Z -max h =1.89-0.675=1.215m或者:最小埋置深度min d ='d Z -max h =1.864-0.675=1.189m综合可取min d =1.2m 。
第二章天然地基上浅基础的设计1.选择地基基础类型时,主要考虑两方面的因素:①建筑物性质②地基的工程地质和水文地质情况。
2.天然地基:地基内是良好的土层或者上部有较厚的良好的土层时,一般将基础直接做在天然土层上的地基。
3.人工地基:加固上部土层,提高土层的承载能力,再把基础做在这种经过人工加固后的土层上。
这种地基就叫人工地基。
4.桩基础:在地基中打桩,把建筑物支撑在桩台上,建筑物的荷载由桩传到地基深处较为密实的土层。
这种基础叫做桩基础。
5.深基础:埋置深度大于5m或大于基础宽度,且把基础直接做在地基深处承载力较高的土层上。
这种基础叫做深基础。
6.浅基础:埋置深度小于5m的一般基础以及埋置深度虽超过5m,但小于基础宽度的大尺寸基础,不必考虑侧面摩擦力的基础。
7.浅基础的分类:①单独基础或称独立基础:柱的一般情况下的基础②条形基础:墙下基础通常是连续设置成长条形,称为条形基础③筏形基础和箱形基础:当柱子或墙传来的荷载较大,但地基土较软弱,用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力的要求时,或者地下水位常年在地下室的地坪以上,为了防止地下水渗入室内,往往需要把整个房屋底面做成一片连续的钢筋混凝土板,作为房屋的基础,称为筏形基础。
为了增加基础板的刚度,以减小不均匀沉降,高层建筑物往往把地下室的地板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙连在一起构成一个整体刚度很强的钢筋混凝土箱形结构,称为箱形基础④壳形基础8.刚性基础或称为无筋扩展基础:由砖、砌石、素混凝土、灰土和三合土等材料做成满足刚性角要求的基础。
9.扩展基础:当基础的高度不能满足刚性角要求时,可以做成钢筋混凝土基础,用钢筋承受基础底部的拉应力,以保证基础不发生断裂的基础10.基础的埋置深度:设计地面到基础底面的垂直距离。
基础埋置深度不宜浅于0.5m,基础顶面应低于设计地面100mm以上。
11.影响基础埋置深度的主要因素有三方面:①建筑物地用途、结构类型和荷载性质与大小②地基的地质和水文地质条件③寒冷地区土的冻胀性和地基的冻结深度12.土冻结后,水分转移含水量增加,体积膨胀,这种现象称为土的冻胀现象。
第二章
1.浅基础设计内容:1.选择基础方案(确定材料、类型,进行基础平面布置);
2.确定地基持力层和基础埋置深度
3.确定地基的承载力;
4.确定基础底面尺寸,必要时进行地基变形与稳定性验算;
5.进行基础结构设计(内力分析、截面计算、构造要求);
6.绘制基础施工图,提出施工说明。
2.浅基础设计方法:常规设计法(简化计算法)、相互作用设计法
3.常规设计法要点:特点:1满足静力平衡条件;2不满足变形协调条件。
结论:地基越软弱或越不均匀,按常规设计法计算的结果与实际情况的差别就可能越大。
合理的设计方法:考虑地基、基础与上部结构的相互作用(分析难度较大)。
满足静力平衡和变形协调条件常规设计法适用条件:1.地基沉降较小或较均匀2.基础刚度较大。
4.荷载种类:永久荷载,可变荷载,偶然荷载。
永久荷载: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。
可变荷载:变化与均值比不可忽略。
偶然荷载: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。
5.荷载代表值:1标准值:为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值,如均值2组合值:对于可变荷载,组合超越概率与其出现概率相同3频遇值:对于可变荷载,超越概率为规定的较小比率4准永久值:对于可变荷载,设计基准期内,其超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。
6.荷载组合:1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)2标准组合:正常使用极限状态设计时,采用标准值(或组合值)为荷载代表的组合3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。
7.计算基础内力、配筋:基本组合(设计值),荷载分项系数为1.2~1.4,与混凝土设计规范相适应,通过增大荷载来提高安全度。
计算挡土墙土压力:基本组合,荷载分项系数为1.0,安全度通过安全系数来反映,例如:抗滑移安全系数K s=抗滑力/滑移力≥1.3计算基底面积:标准组合(标准值),没有荷载分项系数。
不增大荷载,因为地基承载力已具有足够的安全度。
例:p k≤f a=p u/K=p u/2计算沉降:准永久组合,不计风荷载和地震作用
8.浅基础类型:结构型式分:扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础、壳体基础等。
按材料分:无筋基础(刚性基础)、钢筋混凝土基础。
扩展基础作用:把墙或柱的荷载侧向扩展到土中,使之满足地基承载力和变形的要求。
9.无筋扩展基础:指由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。
俗称“刚性基础”。
适用于多层民用建筑和轻型厂房。
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