基础底面尺寸的确定复习进程

【例题3-1】某承重砖墙混凝土基础的埋深为 1.5m ，上部结构传来的轴向压力F k ＝200kN/m 。

持力层为粉质粘土，其天然重度γ =17.5kN/m 3，孔隙比e =0.843，液性指数I L =0.76，地基承载力特征值f ak ＝150 kPa ，地下水位在基础底面以下。

试设计此基础。

【解】(1) 地基承载力特征值的深宽修正先按基础宽度b 小于3m 考虑，不作宽度修正。

由于持力层土的孔隙比及液性指数均小于0.85，查表2-7，得ηd =1.6。

kPa178.0= )5.05.1(5.176.1150= )5.0(0d ak a -⨯⨯+-+=d f f γη (2) 按承载力要求初步确定基础宽度m 35.1= )5.120178(200= a min ⨯--=d f F b G k γ初步选定基础宽度为1.40 m 。

(3) 基础剖面布置初步选定基础高度H =0.3m 。

大放脚采用标准砖砌筑，每皮宽度b 1 = 60 mm, h 1 = 120mm ，共砌5皮，大放脚的底面宽度b 0 = 240+2×5×60 = 840 mm ，如图3-2所示。

(4) 按台阶的宽高比要求验算基础的宽度基础采用C15素混凝土砌筑，而基底的平均压力为【例题3-2】某厂房采用钢筋混凝土条形基础，墙厚240mm ，上部结构传至基础顶部的轴心荷载N =350kN /m ，弯矩M =28.0m/m kN ⋅，如图3-5所示。

条形基础底面宽度b 已由地基承载力条件确定为2.0m ，试设计此基础的高度并进行底板配筋。

【解】(1) 选用混凝土的强度等级为C20，查《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)得f t ＝1.1Mpa ；底板受力钢筋采用HRB335级钢筋，查得y f ＝300MPa ；纵向分布钢筋采用HPB235级钢筋。

(2) 基础边缘处的最大和最小地基净反力：kPa133.0217.0= 0.20.2860.2350622min max j ⨯±=±=b M b N p(3) 验算截面I 距基础边缘的距离： ()m 88.024.00.221I =-⨯=b (4) 验算截面的剪力设计值：()[]()[]kN/m174.7= 0.13388.00.21788.00.220.2288.0 22min j I max j I II ⨯+⨯-⨯⨯=+-=p b p b b b b V (5) 基础的计算有效高度：mm 9.2261.17.07.1747.0t I 0=⨯=≥f V h 基础边缘高度取200mm ，基础高度h 取300mm ，有效高度h 0=300－40=260mm >226.9mm ，合适。

湖北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：基础工程设计课程代码：12376第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点基础工程设计是为高年级本科生开设的专业基础课，是岩土工程、地质工程专业的骨干课程，同时也是环境工程等专业的重要必修课。

该课程强调理论与实践相结合，突出基础工程实际设计的能力。

二、课程目标与基本要求通过本课程的学习使学生掌握基础工程设计的基本理论、设计计算方法，为学生将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。

要求学生1、掌握建筑工程中常见的浅基础（包括刚性基础、钢筋混凝土独立基础、条形基础）、桩基础的设计基本理论、设计计算方法。

2、了解浅基础、桩基础等各类基础的施工要点。

3、掌握基坑支护及降水的基本原理和方法。

三、与本专业其他课程的关系学习本课程应具备《土力学》、《钢筋混凝土结构》、《结构力学》、《基础工程施工技术》《岩体力学》《工程地质学》等课程的基础，《基础工程设计》是一门综合应用的课程。

第二部分考核内容与考核目标第一章地基基础及其设计原则一、学习目的与要求掌握地基及基础的概念，掌握基础工程设计的基本原则，了解地基、基础与上部结构之间相互作用。

二、考核知识点与考核目标（一）、地基及基础的概念及主要类型（次重点）识记：地基及基础的概念理解：地基及基础的主要类型（二）、基础工程设计的基本原则（重点）识记：基础工程设计的基本原则理解：基础工程设计设计理念第二章天然地基上的浅基础设计一、学习目的与要求重点学习浅基础设计计算方法，掌握根据不同的条件选择基础的埋置深度、地基承载力以及基础底面尺寸的确定，掌握地基变形计算（允许值、计算值及减少沉降危害的措施）、地基稳定性的验算(水平滑动和整体滑动)；掌握刚性基础的概念及设计方法；理解钢筋混凝土扩展基础的构造要求，掌握钢筋混凝土扩展基础的设计计算（包括墙下条形基础和柱下独立基础的设计）。

理解柱下条形基础的构造要求，掌握柱下单向条形基础的内力计算（倒梁法、基床系数法），柱下十字交叉基础的计算。

地基与基础知识点总结一、地基与基础的基本概念。

1. 地基。

- 地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。

地基承受基础传来的建筑物荷载，它不是建筑物的组成部分。

- 根据地基是否经过人工处理，可分为天然地基和人工地基。

天然地基是指在基础建造时未经加固处理就能满足要求的地基；人工地基则是天然地基不能满足承载能力要求时，需对地基进行加固处理形成的地基。

2. 基础。

- 基础是建筑物地面以下的承重构件，它承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把这些荷载连同本身的自重一起传给地基。

- 基础按构造形式可分为独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础、桩基础等。

独立基础常用于柱下，当柱子的荷载较大且地基承载力较高时适用；条形基础一般用于墙下，能将墙的荷载较均匀地传给地基；筏形基础适用于上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况，它就像一个“筏子”一样把建筑物“托”起来；箱形基础是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，整体空间刚度大，适用于对不均匀沉降要求严格的建筑物；桩基础是通过桩将荷载传递到深层较坚硬的土层或岩石上，当浅层地基承载力不足时采用。

二、地基土的工程性质。

1. 土的物理性质指标。

- 土的三相组成：土由固相（颗粒）、液相（水）和气相（空气）组成。

- 基本物理性质指标：- 土的密度ρ：单位体积土的质量，ρ = (m)/(V)（m为土的质量，V为土的体积）。

- 土粒比重G_s：土粒质量与同体积的4^∘C时纯水的质量之比，G_s=(m_s)/(V_s)ρ_w（m_s为土粒质量，V_s为土粒体积，ρ_w为水的密度）。

- 土的含水量w：土中水的质量与土粒质量之比，w=(m_w)/(m_s)×100%（m_w为土中水的质量）。

- 其他物理性质指标：如孔隙比e、孔隙率n、饱和度S_r等，它们可以通过基本物理性质指标计算得出，并且这些指标对地基土的工程性质有重要影响。

2. 土的力学性质。

- 土的压缩性：土在压力作用下体积缩小的特性。

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J-1、一、基础设计（f ak=180kPa）1.基础上荷载N k=3116kN.m N=3852kN.mM xk=-6kN.m M x=-8kN.mM yk=-41kN.m M y=-51kN.mQ xk=-82kN Q x=-101kNQ yk=49kN Q y=61kN轴向力最大标准组合轴向力最大基本组合基础埋深为2.5m，地下水位为未知，不考虑。

2.确定基础底面尺寸及地基承载力验算查规范，粉质黏土的承载力修正系数为：ηb=0,ηd=1.6 (只进行深度修正)f a=f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=180+1.6×18×（2.5-0.5）=237.6kPa(1)基础底面尺寸的确定在轴力荷载F作用下，基础底面积A´为：A´=N k/(f a-γm d)=3116/(237.6-18×2.5)=16.17m2选取基础尺寸为：A=4.1×4.1=16.81m²，取基础高度为700mm。

(2)地基承载力验算W=bl2/6=4.13/6=13.25m3基础底面的压力为：p k=(F k+G k)/A±M xk/W x=(3116+16.81×2.5×18)/ 16.81±(6+82×0.7)/11.49=230.37±5.52p kmax=235.89kPa<1.2f a=1.2×237.6=285.12kPaP kmin=224.85kPa>0，均满足要求。

(3)受冲切承载力验算进行冲切计算式，按由柱边起成45°的冲切角椎体的斜面进行验算。

p=(F+G)/A±M x/W x=(3852+1.35×16.81×2.5×18)/ 16.81±(8+101×0.7）/13.25=289.90±5.94p max=295.84kPaP min=283.96kPa。

全国2009年1月高等教育自学考试土力学及地基基础试题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．岩浆岩的鉴别和分类的依据是（）A．正长石和斜长石B．云母C．石英D．方解石2．靠近山区坡底的洪积土，具有的特点是（）A．颗粒细小、地下水位较深B．颗粒较粗、地下水位较浅C．颗粒细小、地下水位较浅D．颗粒较粗、地下水位较深3．土的颗粒级配曲线较陡，则表示（）A．不均匀系数大B．土粒大小相差悬殊C．土的级配不好D．土的级配好4．土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为（）A．缩限B．塑限C．液限D．最优含水量5．地下水的渗流对土单位体积内的骨架产生的力称为（）A．惯性力B．动水力C．浮力D．孔隙水压力6．为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是（）A．a1-2 B．a2-3 C．al-3 D．a2-47．分层总和法计算地基的最终沉降量时，分层厚度hi一般要求小于基础宽度的（）A．0.4倍B．1.0倍C．1.5倍D．2.0倍8．下列对土层的平均固结度影响最大的因素是（）A．土的内摩擦角B．土的内聚力C．土层的厚度D．附加应力的大小9．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的（）A．液化指标B．强度提高系数C．固结系数D．灵敏度10．标准贯入试验所用的穿心锤质量为63.5kg，其落距为（）A．50cm B．76cm C．100cm D．125cm二、填空题（本大题10小题，每小题1分，共10分）11．建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为___________。

12．组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动等的影响，使其在固态下发生矿物成分、结构构造的改变，从而形成新的岩石，这种岩石称为___________。

13．土中各个粒组的相对含量可通过颗粒分析试验得到，对于颗粒较粗大的粒组可用筛分法测定，对于粒径小于___________mm的颗粒，则用比重计法测定。

14．在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成___________关系的半空间。

钢筋混凝土与砌体结构复习题一、选择题1．以下平面形状中对抗风有利的是（）A. Y形B. 弧形C. 圆形D. H形答案：C2．以下哪项不是A级和B级高度钢筋混凝土高层建筑抗震设计结构平面布置的共同要求（）A.简单B.规则C.对称D.减少偏心答案：C3. 单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（）A、两端，与上柱柱间支撑相对应的柱间B、中间，与屋盖横向支撑对应的柱间C、两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间D、中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间答案：D4． 50m以下的高层建筑中，下列哪个重要部位（）可不采用现浇楼板。

A.房屋的顶层B.结构的转换层C.楼面有开洞处D.平面过于复杂答案：C5．砌体受压构件承载力计算公式中的影响系数是表示( )。

A、荷载偏心距对承载力的影响B、砌体的高厚比对承载力的影响C、砌体的高厚比及荷载偏心距对承载力的影响D、砂浆和块体强度对承载力的影响答案：C6．计算现浇单向板肋梁楼盖的板和次梁内力时，采用折算荷载是考虑（）A 塑性内力重分布的影响B 板的长跨方向也能传递部分荷载C 支座弹性约束的影响D 出现活荷载最不利布置的可能性较小答案：C7．现浇单向板肋梁楼盖主梁正截面受弯承载力设计时，（）A 跨中截面按矩形截面计算，支座截面按T形截面计算B 跨中截面按T形截面计算，支座截面按矩形截面计算C 跨中截面和支座截面均按矩形截面计算D 跨中截面和支座截面均按T形截面计算答案：B8．当用砖作为厂房围护墙体时，一般要设置圈梁、连系梁、过梁及基础梁，其中承受墙体重量的是（）A 圈梁、连系梁、过梁B 连系梁、过梁、基础梁C 圈梁、过梁、基础梁D 连系梁、圈梁、基础梁答案：C9．单层厂房的柱间支撑作用主要是为了提高（）。

A 厂房的横向刚度和稳定性B 厂房横向排架柱的强度C 厂房的纵向刚度和稳定性D 厂房纵向排架柱的的强度答案：C10．关于基础尺寸的确定，以下说法正确的是（）A 基础的底面尺寸应按地基承载能力和抗冲切承载力来确定B 基础的底面尺寸应按地基变形条件和构造要求来确定C 基础的高度应按构造要求和抗冲切承载力来确定D 基础的高度应按地基承载能力和地基变形条件来确定，对阶形基础，尚需按相同原则对变阶处的高度进行验算。

基础工程复习资料一、名词解释1.地基:直接承担建筑物的全部荷载，并在影响下产生应力与变形的那一部分地层。

2.天然地基:不需要对地基进行处理就可以直接放置基础的天然土层。

3.人工地基:当天然地基不能满足建筑物对地基强度和变形的要求时，可对地基进行处理，经过加固处理后的地基。

4.基础:建筑物向地基传递荷载的下部结构。

5.浅基础:当埋置深度小于5m时，可用简单施工方法进行基坑开挖和排水的基础。

(柱下独立基础、条形基础、筏形基础、交叉梁基础、箱型基础等)6.深基础:当土层性质不好，需要利用深部良好的地层，且需采用专门的施工方法和机具建造的基础（通常埋置深度大于5m）。

（桩基、沉井、沉箱、地下连续墙、桩箱基础、桩筏基础等）7.基础工程:研究下部结构结构物与岩土相互作用共同承担上部结构所产生的各种变形和稳定性问题。

8.覆盖层:覆盖在基岩之上的各种成因的松散堆积、沉积物。

9.地基持力层:在地基受力层范围内及基础底面下，直接承受荷载、对地基起主要作用的土层或基础直接搁置其上的土层。

10.下卧层:持力层之下，受荷载影响较小的土层称为地基的下卧层。

11.埋深:一般是指室外天然地面标高至基础底面的距离。

12.基准:通常是以室外地面整平标高为基准。

13.沉降量:基础某点的沉降值。

14.沉降差:基础两点或相邻（相对）柱基中点的沉降量之差。

15.倾斜:基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。

16.局部倾斜:砌体承重结构沿纵向6∽10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

17.联合基础:有两根或两根以上的立柱共用的基础，或两种不同型式基础共同工作的基础。

18.桩基础:是在高层建筑桥梁及港口工程中应用极为广泛的一种深基础。

19.高承台桩基:桩身上部露出地面而承台底面位于地面以上。

20低承台桩基:桩身上全部埋入土中，承台底面与土体接触。

21.摩擦型桩:在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承受的桩。

22.端承型桩:在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受，桩侧阻力相对桩端阻力而言较小，或可忽略不计的桩。

《土力学与地基基础》课程标准一、课程性质和任务课程性质：《土力学与地基基础》是以土力学的基本理论为基础，研究地基与基础工程设计与计算问题的一门学科，是一门理论性和实践性较强、专业技术含量较高的土建类专业课程。

课程目的：学习本课程的目的是让学生掌握土力学中土的物理性质、地基的应力、变形、抗剪强度、地基承载力和土压力的基本概念、基本理论和计算方法，并能根据建筑物的要求和地基勘察资料选择一般地基基础方案，运用土力学的原理进行一般建筑的地基基础设计,为今后的工作打下坚实基础。

二、课程教学内容、学时分配和课程教学基本要求课题一绪论（共1学时，讲授1学时）1．土力学与地基基础的概念(重点）了解土力学基本概念及其内容，并要求对地基与基础有基本认识2．地基与基础在建筑工程中的重要性了解本课程的任务和特点以及在本专业中的地位3．本课程基本内容与特点举例说明地基与基础的重要性课题二土的物理性质及工程分类（共7学时，讲授5学时，实验2学时）1．概述土的成因；土的机构与构造；2．土的组成（重点）土中固相；土中液相；土中气相3．土的物理性质指标（难点)土的三相简图;三相指标的定义；三相指标的换算4．土的物理状态指标（重点）无黏性土的物理状态指标；粉土的物理状态指标；黏性土的物理状态指标5．地基土的工程分类岩石;沙土；粉土；黏性土；人工填土课题三地基中的应力计算（共6学时，讲授4学时,其他2学时）1．概述2．土体自重应力的计算（重点）竖向自重应力的计算；水平自重应力的计算；地下水位变化对自重应力的影响；建筑场地填平时地基应力3．基底压力的计算（重点）基底压应力的分布；基底压力的计算；基底附加压力4．竖向荷载作用下地基附加应力的计算（难点）竖向集中荷载作用下土中附加应力；矩形面积均布荷载作用下土中竖向附加应力的计算;矩形面积三角形分布荷载角点下竖向附加应力；矩形面积梯形分布荷载角点下竖向附加应力；条形荷载作用下土中附加应力课题四土的压缩性与地基沉降计算（共4学时,讲授2学时,实验2学时）1．土的压缩性（重点）基本概念；压缩试验与压缩曲线；压缩指标2．地基变形计算(难点）分层总和法;《建筑地基基础设计规范》推荐法；相邻荷载对地基沉降的影响;地基沉降与实践的关系3．建筑物沉降观测与地基容许变形值建筑物的沉降观测；地基允许变形值教学建议：了解土的压缩性及引起地基土产生压缩的主要原因,掌握土的压缩指标概念及试验测定方法.重点讲授地基规范法计算地基变形,要求强调分层总和法与地基规范法计算地基变形的主要异同点.了解建筑物沉降观测点的布置和技术要求，掌握地基变形分类及其允许值。

基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定，必须满足地基承载力的要求，即满足持力层和下卧层承载力要求。

作用在基底形心的荷载只有竖向荷载，没有力矩荷载存在的情况，为轴心受压基础。

在轴心荷载作用下，要求基底压力小于或等于修正后的地基承载力特征值，即：a k f p ≤ (2-6)即 f A Ad F G k ≤+γ (2-7)d f F A G a k γ-≥ (2-8)式中 F k —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荷力值；γG —基础及基础上填土的平均重度，一般取γG =20kN/m 3计算，在地小水下取γG =10kN/m 3计算d —基础平均埋置深度；a f —持力层修正后的承载力特征值；A —基础底面积。

对单独基础，轴心荷载作用下常采用正方形基础，式（2-8）可变为：d f F A b G a kγ-≥= (2-9)式中 b ——正方形基础边长；对条形基础，沿基础长度方向取1m 作为计算单元，式（2-8）可变为：d f F b G a k γ-≥ (2-10) 式中 b ——条形基础基底宽度；F k —相应于荷载效应标准组合时，上部墙体传至基础顶面的竖向力值。

需要说明，按（2-8）、（2-9）和（2-10）式计算时，承载力特征值a f 只能先按基础埋深d 确定。

待基底尺寸算出之后，再看基底宽度b 是否超过3.0m ，若b ＞3.0m 时，需重新修正承载力特征值，再确定基底尺寸，可参看例题。

[教材例题2-2] 某粘性土重度γm 为18.2kN ／m 3，孔隙比e=0.7，液性指数I L =0.75。

地基承载力特征值f ak 为220kPa 。

现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载Fk=830kN ，基础埋深(自室外地面起算)为1.0m ，室内地面高出室外地面0.3m ，试确定方形基础底面宽度。

（二）偏心受压基础当作用在基底形心处的荷载不仅有竖向荷载，而且有力矩存在的情况，为偏心受压基础。