《建筑地基基础设计方法及实例分析(第二版)》第1章

液化土层的判别及处理措施浅析摘要：在地震作用下，饱和状态的砂土或粉土中的空隙水压力上升，土中的有效应力减小，土的抗剪强度降低，达到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，空隙水压力迅速释放，导致土中有效应力完全消失，土体丧失承载能力，土变成了可流动的水土混合物，此即为地基土体液化。

唐山地震、汶川地震和日本阪神地震震害表明，因地基砂土液化对建筑物造成的破坏非常严重。

具体表现为地面喷砂冒水、建筑物基础沉降量大和倾斜严重的现象，甚至失稳、倒塌，从而造成了很大的生命和财产损失。

因此，如何避开液化危险地段修建房屋，如何处理存在液化土层的不利地段地基，如何采取减轻液化影响的基础和上部结构处理的措施，是地基基础设计在液化场地中需重点解决的问题。

关键词：岩土工程；地震液化；液化判别；抗液化措施一、前言近年来，全世界范围内地震频繁，唐山地震、日本阪神地震、汶川地震、福岛地震、墨西哥近海沿岸8.2级地震等对人类社会的生产生活秩序破坏非常严重。

而且随着社会经济的快速发展，大体量的高层及超高层建筑层出不穷，建筑结构的重要性不断提高。

怎样才能设计出安全且经济合理的方案，这就为基础位于液化土层上的地基基础设计带来了巨大的挑战，这也是每一位设计者值得深入思考的问题。

根据以往地震现场资料，判定现场某一地点的砂土已经发生液化的主要依据是：(1)地面喷水冒砂，同时上部建筑物发生巨大的沉陷或明显的倾斜，某些埋藏于土中的构筑物上浮，地面有明显变形。

(2)海边、河边等稍微倾斜的部位发生大规模的滑移，这种滑移具有“流动”的特征，滑动距离由数米至数十米；或者在上述地段虽无流动性质的滑坡，但有明显的侧向移动的迹象，并在岸坡后面产生沿岸大裂缝或大量纵横交错的裂缝。

(3)震后通过取土样发现，原来有明显层理的土，震后层理紊乱，同一地点相邻位置的触探曲线不相重合，差异变得非常显著。

二、液化判别人们在工程建设时考虑全部消除或部分消除场地液化对工程建设的影响，这就需要在工程建设前期对饱和砂土和粉土进行液化判别，进而指导设计、施工。

《地基基础》课程设计墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书（一）设计题目某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图4-1所示，试设计该基础。

（二）设计资料⑴工程地质条件如图4-2所示。

杂填土 3KN/m 16=γ粉质粘土 3KN/m 18=γ3.0=b η a MP 10=s E6.1=d η 2KN/m 196=k f淤泥质土a 2MP =s E2KN/m 88=k f⑵室外设计地面-0.6m ，室外设计地面标高同天然地面标高。

图4-1平面图图4-2工程地质剖面图⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1558.57，山墙∑F2168.61，内横墙∑F3162.68，内纵墙∑F41533.15。

⑷基础采用两种方案:(1) 采用M5水泥砂浆砌毛石;(2) 采用水泥砂浆M5, 砌10砖基础。

标准冻深为1.20m。

（三）设计内容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。

⑵确定基础埋置深度。

⑶确定地基承载力特征值。

⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。

⑸软弱下卧层强度验算。

（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。

(2)绘制施工图（两种方案的基础平面图和基础剖面图）(3)制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

二、墙下条形基础课程设计指导书（一）荷载计算 1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无 门窗洞口的墙体，则可取1m 为计算单元（在计算书上应表示出来）。

2.荷载计算 计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。

（二）确定基础埋置深度d50007-2002规定或经验确定0+（100~200）。

式中 ——设计冻深， Z 0·ψ·ψ·ψ； Z 0——标准冻深；ψ——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1； ψ ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；ψ ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3；（三）确定地基承载力特征值)5.0()3(m d b ak a -+-+=d b f f γηγη式中 ——修正后的地基承载力特征值（）； ——地基承载力特征值（已知）()；ηb 、ηb ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）； γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(3)；γm ——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度(3)； b ——基础底面宽度（m ），当小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值；d ——基础埋置深度（m ）。

结构抗倾覆验算及稳定系数计算【摘要】结构的整体倾覆验算直接关系到结构的整体安全，是结构设计中一个重要的整体指标，本文就结构抗倾覆验算、抗倾覆稳定系数以及工程中应注意的事项进行阐述。

【关键词】整体倾覆验算；抗倾覆稳定系数一、当高层、超高层建筑高宽比较大，水平风、地震作用较大，地基刚度较弱时，结构整体倾覆验算很重要，它直接关系到结构安全度的控制。

2009年6月27日发生在上海闵行区的13层在建楼房整体倒塌事件就是一个典型的事故案例。

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高规》），《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》），《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011（以下简称《地基规范》），《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011（以下简称《箱基规范》）均对抗倾覆验算有规定。

对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，基础底面的压力和基础的整体倾斜主要取决于作用的准永久组合下产生的偏心距大小。

对基底平面为矩形的筏基，在偏心荷载作用下，结构抗倾覆稳定系数KF可用下式表示：其中：MR—抗倾覆力矩值，MR = GB/2；MOV—倾覆力矩值，MOV = V0(2H2/3+H1)=Ge；图2基地反力计算示意图中，B—基础底面宽度，e—偏心距，a—合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。

偏心距e、a、基础底面宽度B、结构抗倾覆稳定系数KF推导关系如下：a+e=B/2 （1）3a+c=B （2）有（1）式、（2）式可推出：从式中可以看出，偏心距e直接影响着抗倾覆稳定系数KF， KF随着e/B的增大而减小，因此容易引起较大的倾斜。

典型工程的实测证实了在地基条件相同时，e/B越大，则倾斜越大。

高层建筑由于楼身质心高，荷载重，当筏形基础开始产生倾斜后，建筑物总重对基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量，而倾覆力矩的增量又产生新的倾斜增量，倾斜可能随时间而增长，直至地基变形稳定为止。

214页地基基础设计手算实例手册全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：地基基础设计是建筑工程中非常重要的一环，直接关系到整个建筑的安全和稳定性。

在进行地基基础设计时，要考虑地基的承载能力、地基的变形、地基与结构连接等因素，以确保建筑的安全可靠。

本手册将详细介绍地基基础设计的手算实例，帮助读者更好地了解地基基础设计的原理和方法。

第一章：地基基础设计概述地基基础设计的基本原理包括地基承载能力、地基土压力分布、地基沉降、地基基础与建筑物的连接等方面。

地基承载能力是指地基土体承受建筑物荷载的能力，主要根据地基土体的抗剪强度和变形特性来确定。

地基土压力分布是指建筑物荷载作用下地基土体的应力分布情况，通常由地基基础形式来确定。

地基沉降是指地基土体由于建筑物荷载作用而产生的变形，通过地基基础的形式和尺寸来控制。

地基基础与建筑物的连接是指地基基础与建筑物之间的连接方式，包括浇筑接口的设计、支撑方式等。

在进行地基基础设计时，通常需要进行一系列的手算实例来确定地基基础的尺寸和形式。

本章将以具体的实例为例，介绍地基基础设计的计算方法和步骤。

通过以上手算实例，读者可以更好地了解地基基础设计的计算方法和步骤，掌握地基基础设计的基本原理和技术要点，从而提高地基基础设计的准确性和可靠性。

在进行地基基础设计时，还需要注意一些细节问题，以确保地基基础设计的准确性和可靠性。

首先是要充分了解建筑物的荷载特性和地下水位等因素，选定适合的地基基础形式和尺寸。

其次是要合理选择地基土体的基本参数，包括抗剪强度、变形模量等参数，以准确计算地基基础的承载能力和变形。

还需要注意地基基础的施工过程和质量控制，确保地基基础的施工质量和安全性。

第二篇示例：地基基础设计是土木工程中重要的一环，其质量直接关系着建筑物的安全和稳定性。

在地基基础设计中，手算实例是非常重要的一部分，通过手算可以更深入地理解地基基础设计的原理和计算方法。

《214页地基基础设计手算实例手册》是一本很好的参考书籍，本文将就该手册内容进行介绍和分析。

《地基基础》课程设计墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书（一）设计题目某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图4-1所示，试设计该基础。

（二）设计资料⑴工程地质条件如图4-2所示。

杂填土 3KN/m 16=γ粉质粘土 3KN/m 18=γ3.0=b η a MP 10=s E6.1=d η 2KN/m 196=k f淤泥质土a 2MP =s E2KN/m 88=k f⑵室外设计地面-0.6m ，室外设计地面标高同天然地面标高。

图4-1平面图图4-2工程地质剖面图⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1558.57，山墙∑F2168.61，内横墙∑F3162.68，内纵墙∑F41533.15。

⑷基础采用两种方案:(1) 采用M5水泥砂浆砌毛石;(2) 采用水泥砂浆M5, 砌10砖基础。

标准冻深为1.20m。

（三）设计内容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。

⑵确定基础埋置深度。

⑶确定地基承载力特征值。

⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。

⑸软弱下卧层强度验算。

（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。

(2)绘制施工图（两种方案的基础平面图和基础剖面图）(3)制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

二、墙下条形基础课程设计指导书（一）荷载计算 1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无 门窗洞口的墙体，则可取1m 为计算单元（在计算书上应表示出来）。

2.荷载计算 计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。

（二）确定基础埋置深度d50007-2002规定或经验确定0+（100~200）。

式中 ——设计冻深， Z 0·ψ·ψ·ψ； Z 0——标准冻深；ψ——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1； ψ ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；ψ ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3；（三）确定地基承载力特征值)5.0()3(m d b ak a -+-+=d b f f γηγη式中 ——修正后的地基承载力特征值（）； ——地基承载力特征值（已知）()；ηb 、ηb ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）； γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(3)；γm ——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度(3)； b ——基础底面宽度（m ），当小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值；d ——基础埋置深度（m ）。