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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)。
试述浅基础设计的内容及步骤浅基础设计的内容和步骤如下：一、设计内容1. 地基土的勘探与评价：进行地质勘探，获取地基土的物理、力学性质等参数，对地基土进行评价。
2. 基础形式的选择：根据建筑荷载、地基土的性质、工程环境等因素，选择适当的基础形式，如条形基础、板式基础、筏板基础等。
3. 基础尺寸的确定：根据上部荷载、地基承载力等因素，确定基础的尺寸。
4. 基础厚度的确定：根据上部荷载、地基承载力、沉降量等因素，确定基础的厚度。
5. 基础宽度的确定：根据上部荷载、地基承载力、基础厚度、土壤抗力等因素，确定基础的宽度。
6. 基础埋深的设计：根据上部荷载、地基承载力、沉降量、地下水位等因素，确定基础的埋深。
7. 基础与上部结构的连接设计：确定基础与上部结构的连接方式，保证上部结构的稳定。
8. 基础的施工图设计：绘制基础施工图，包括基础平面图、基础详图等。
二、设计步骤1. 收集资料：收集相关地质资料、建筑荷载资料、工程环境资料等。
2. 地基土的勘探与评价：进行地质勘探，获取地基土的物理、力学性质等参数，对地基土进行评价。
3. 基础形式的选择：根据建筑荷载、地基土的性质、工程环境等因素，选择适当的基础形式。
4. 基础尺寸的确定：根据上部荷载、地基承载力等因素，确定基础的尺寸。
5. 基础厚度的确定：根据上部荷载、地基承载力、沉降量等因素，确定基础的厚度。
6. 基础宽度的确定：根据上部荷载、地基承载力、基础厚度、土壤抗力等因素，确定基础的宽度。
7. 基础埋深的设计：根据上部荷载、地基承载力、沉降量、地下水位等因素，确定基础的埋深。
8. 基础与上部结构的连接设计：确定基础与上部结构的连接方式，保证上部结构的稳定。
9. 基础的施工图设计：绘制基础施工图，包括基础平面图、基础详图等。
10. 审核与修改：审核设计方案，根据审核意见进行修改，形成最终设计成果。
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步骤浅基础设计，听着就让人觉得有点高深，实则没那么复杂，咱们慢慢捋。
大家都知道，基础是建筑物的“根基”，它撑起了整个建筑。
所以啊，设计一个合格的浅基础，简直就是打好基础的“第一步”，也就是决定了上面楼房的“安稳程度”。
说得通俗点儿，基础不稳，楼房摇摇欲坠，想想都让人头皮发麻！天然地基上的浅基础设计都得考虑啥呢？一起来看看。
要了解地基的“脾气”是啥。
咱们都知道，不同地方的土壤性质差异可大了，有的地方松软得像糯米团，有的地方坚硬得像老铁板。
我们得通过现场勘察，搞清楚地基土的承载能力，搞明白这块地方的土到底能不能承得住咱们盖的楼。
一般来说，勘察得做得扎实，给我们提供的数据可得足够靠谱，不然设计的时候瞎猫碰死耗子，到时候后悔可来不及。
通过这些勘察数据，咱们能知道土壤的强度、压缩性、透水性等各个方面的信息，做个“知己知彼”的准备工作。
咱们得确定浅基础的类型。
常见的浅基础有独立基础、条形基础、筏板基础。
简单来说，独立基础就是每个柱子底下都有一个独立的小“垫子”，像是柱子的小床垫；条形基础就是沿着建筑物的外墙或内墙，像是铺了一条长长的“路”；而筏板基础呢，就是把整个建筑的底部都“包围”起来了，就像铺了一张超级大的“床单”，让整个建筑的重量均匀地分布在地基上，避免某个地方受力过大。
根据具体的地基情况、建筑的规模和预算，咱们要选出最适合的类型。
说到这里，咱们还得把负荷考虑进去。
负荷不光是建筑本身的重量，还有可能来自于风、地震这些外部因素。
特别是对于高层建筑，风的影响可不小，得保证设计的基础能承受这些额外的负荷，不然建筑一摇一晃的，谁敢住啊？不过别急，设计的时候会做一个叫“地基承载力验算”的步骤，就是把地基的承载力和建筑的负荷对比，看看是否匹配。
如果有问题，那就得调整设计，确保每一方土都能“承得了重担”。
别忘了，浅基础设计还得考虑土壤的变形特性。
要是土壤特别松软，或者水分变化大，变形剧烈，基础就容易沉降。
1 天然浅基础主要设计步骤与内容1.1浅基础设计步骤1. 选择基础的材料和构造形式从土层资料、上部结构及荷载情况等进行基础选型。
常见浅基础类型从结构上看有以下几种：独立基础、联合基础、墙下条基、柱下条基、交叉基础、筏板基础、箱形基础等。
2. 确定基础的埋置深度应按照下列条件确定：1. 建筑物用途，有无地下室、设备基础、基础形式和构造；2. 作用在地基上的荷载大小和性质；3. 工程地质和水文地质条件；4. 地基土的冻胀和融陷的影响；5. 相邻建筑物基础埋深的影响。
在满足地基稳定和变形条件下，基础应尽量浅埋。
当上层地基承载力大于下层土时，宜利用上层土作为持力层，除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5米。
3. 计算地基承载力特征值确定地基承载力，应结合当地经验，按下列规定综合考虑：1. 对一级建筑物采用静载荷试验、理论公式及其它原位试验等方法综合确定；2. 对规定的二级建筑物可按照理论公式或其它原位试验方法确定；3. 对于三级建筑物可根据相邻建筑物经验确定，1. 基础底板尺寸的确定根据作用在基础上的荷载以及地基承载力特征值，可初步确定基础底板面积。
1、中心受压a k f p ≤ 式中：AG F p K K k += 荷载标准组合时基础底面平均值（标准值）， K F －上部传来标准值；K G －自重标准值，d A G G K ⋅⋅=γ， 代入上式得：df F A G a K γ-≥ 如有地下水，应扣去浮托力w w G k Ah Ad G γγ-= 得ww k h d f F A γγαα+-≥ 对于单独基础 ａ）方形基础 ww k h d f F A L b γγαα+-≥== ｂ）矩形基础 ww k h d f F A L b γγαα+-≥=⨯ 令)2,2.1(h bL =代入上式 对于条形基础 ww k h d f F A b γγαα+-≥=⨯1 注意：求ｂ先知a f ，而a f 与ｂ有关，所以一般假定3≤b ，即)5.0(-+=d f f m d ak a γη2、偏心受压基底边缘最大、最小压应力为 )61(min max le A G F W M A G F p p K K K K K K ±+=±+= 为了保证基础不至于过分倾斜，通常要求0min ≥p规范规定：在偏心荷载作用下一般要求：⎩⎨⎧≤≤a a k f p f p 2.1max根据上述要求，计算偏心荷载下基础底板尺寸一般通过试算方法确定：1. 先按照中心受压，确定出底板尺寸，求出W G a Kf F A γγ+-≥02. 计算偏心距，根据偏心大小，把基底面积适当提高0)3.1~1.1(A A =，并以适当比例确定基础底面长度和宽度。
天然地基上的浅基础设计第7章天然地基上的浅基础设计§7.1 概述工程设计都是从选择方案开始的。
地基基础设计方案有：天然地基或人工地基上的浅基础；深基础；深浅结合的基础（如桩-筏、桩-箱基础等）。
上述每种方案中各有多种基础类型和做法，可根据实际情况加以选择。
地基基础设计是建筑物结构设计的重要组成部分。
基础的型式和布置，要合理的配合上部结构的设计，满足建筑物整体的要求，同时要做到便于施工、降低造价。
天然地基上结构比较简单的浅基础最为经济，如能满足要求，宜优先选用。
本章将讨论天然地基上浅基础设计的各方面的问题。
138这些问题与土力学、工程地质学、砌体结构和钢筋混凝土结构以及建筑施工课程关系密切。
天然地基上浅基础设计的原则和方法，也适用于人工地基上的浅基础，只是采用后一种方案时，尚需对所选的地基处理方法（见第9章）进行设计，并处理好人工地基与浅基础的相互影响。
浅基础设计的内容天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容：1. 选择基础的材料、类型，进行基础平面布置。
2. 选择基础的埋置深度。
3. 确定地基承载力设计值。
4. 确定基础的底面尺寸。
5. 必要时进行地基变形139与稳定性验算。
6. 进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）。
7. 绘制基础施工图，提出施工说明。
基础施工图应清楚表明基础的布置、各部分的平面尺寸和剖面。
注明设计地面或基础底面的标高。
如果基础的中线与建筑物的轴线不一致，应加以标明。
如建筑物在地下有暖气沟等设施，也应标示清楚。
至于所用材料及其强度等级等方面的要求和规定，应在施工说明中提出。
上述浅基础设计的各项内容是互相关联的。
设计时可按上列顺序，首先选择基础材料、类型和埋深，然后逐步进行计算。
如发现前面的选择不妥，则须修改设计，直至各项140计算均符合要求且各数据前后一致为止。
如果地基软弱。
为了减轻不均匀沉降的危害，在进行基础设计的同时，尚需从整体上对建筑设计和结构设计采取相应的措施，并对施工提出具体要求。
1 天然浅基础主要设计步骤与内容
1.1浅基础设计步骤
1. 选择基础的材料和构造形式
从土层资料、上部结构及荷载情况等进行基础选型。
常见浅基础类型从结构上看有以下几种：独立基础、联合基础、墙下条基、柱下条基、交叉基础、筏板基础、箱形基础等。
2. 确定基础的埋置深度
应按照下列条件确定：
1. 建筑物用途，有无地下室、设备基础、基础形式和构造；
2. 作用在地基上的荷载大小和性质；
3. 工程地质和水文地质条件；
4. 地基土的冻胀和融陷的影响；
5. 相邻建筑物基础埋深的影响。
在满足地基稳定和变形条件下，基础应尽量浅埋。
当上层地基承载力大于下层土时，宜利用上层土作为持力层，除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5米。
3. 计算地基承载力特征值
确定地基承载力，应结合当地经验，按下列规定综合考虑：
1. 对一级建筑物采用静载荷试验、理论公式及其它原位试验等方法综合确定；
2. 对规定的二级建筑物可按照理论公式或其它原位试验方法确定；
3. 对于三级建筑物可根据相邻建筑物经验确定，
1. 基础底板尺寸的确定
根据作用在基础上的荷载以及地基承载力特征值，可初步确定基础底板面积。
1、中心受压
a k f p ≤ 式中：A
G F p K K k += 荷载标准组合时基础底面平均值（标准值）， K F －上部传来标准值；
K G －自重标准值，d A G G K ⋅⋅=γ， 代入上式得：d
f F A G a K γ-≥ 如有地下水，应扣去浮托力w w G k Ah Ad G γγ-= 得
w
w k h d f F A γγαα+-≥ 对于单独基础 ａ）方形基础 w
w k h d f F A L b γγαα+-≥== ｂ）矩形基础 w
w k h d f F A L b γγαα+-≥=⨯ 令)2,2.1(h b
L =代入上式 对于条形基础 w
w k h d f F A b γγαα+-≥=⨯1 注意：求ｂ先知a f ，而a f 与ｂ有关，所以一般假定3≤b ，即
)5.0(-+=d f f m d ak a γη
2、偏心受压
基底边缘最大、最小压应力为 )61(min max l
e A G F W M A G F p p K K K K K K ±+=±+= 为了保证基础不至于过分倾斜，通常要求0min ≥p
规范规定：在偏心荷载作用下一般要求：
⎩⎨⎧≤≤a a k f p f p 2.1max
根据上述要求，计算偏心荷载下基础底板尺寸一般通过试算方法确定：
1. 先按照中心受压，确定出底板尺寸，求出W G a K
f F A γγ+-≥0
2. 计算偏心距，根据偏心大小，把基底面积适当提高0)
3.1~1.1(A A =，并以适当比
例确定基础底面长度和宽度。
3. 求p p p 、min max ，验算强度条件，如不满足重新选A 代入验算。
3、地基软弱下卧层承载力验算
除按持力层承载力确定基底尺寸外，还必须对软弱下卧层进行验算，要求软弱土层顶面处总应力不超过它的承载力特征值。
即az CZ Z f ≤+σσσ＝总。
1）土中附加应力求解如下：
附加应力可直接求解，但当上层土体压缩模量与下卧层压缩模量之比大于３，可按扩散原理简化计算。
即基底处附加应力ｐ0按某一扩散角向下扩散，根据扩散前后力的大小不变的原则，可得深处为Z 处附加应力。
✓ 对条基（仅考虑基础宽度方向扩散）
)tan 2(10θσz b b p z +=⨯⋅，可得θ
γθσtan 2)(tan 200z b d p b z b p b K z +-⋅=+⋅=
✓ 对矩形基础 )tan 2)(tan 2(0θθσz l z b l b p z ++=⨯⋅， 可得)
tan 2)(tan 2()()tan 2)(tan 2(00θθγθθσz l z b d p b z l z b p b K z ++-⋅=++⋅= ✓ 可见，要想减小附加应力可采取如下措施：
⏹ 加大ｂ或基底底板面积，使扩散面积加大；
⏹ 减小ｄ，增大ｚ。
2) θ的确定 根据21S S E E =
α比值大小以及b z 的比值大小而定。
●
b z 25.0< 取0=θ ●
b z 25.0= 可直接查表 ●
)5.0,25.0(b b z ⊂ 线性插入 ● b z 25.0≥ 按0.5ｂ取值。
5. 地基稳定性验算
1、基本规定
对经常遭受水平荷载作用的高层建筑物、高耸结构以及建在斜坡上或边坡附近的建筑物，
应对地基进行稳定性验算。
2、验算方法 一般采用圆弧滑动面法，要求：2.1≥=滑动力矩
抗滑力矩K 3、特例 对于坡高和坡角不太大的稳定土坡坡顶的基础
1. m h 8≤；
2. 45≤β
3. 当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于3ｍ；
4. 基础底面外边缘至坡顶水平距离不小于2.5ｍ
当埋深满足下列条件时，可保证由基础引起的附加应力，不影响土坡稳定性：
◆ 对条形基础 βt a n )5.3(a b d -≥
◆ 对矩形、圆形 βtan )5.2(a b d -≥
2.2基础剖面设计与配筋计算
1.墙下钢筋砼条基设计内容
上部荷载作用下，基底产生均布净反力（可不考虑基础及其上面土的重力，因这些重力所产生的那部分地基反力将重力相抵消），它的受力情况如倒置的悬板受地基反力作用，其破坏形式为：底板弯曲破坏和冲剪破坏两种。
中心受压时，地基净反力为b
F b F p j =⨯=1，最不利截面在根部，此处： )(2
1a b P V j -= 2221)(8
1)2(2121a b p a b p b P M j j j -=-== 基础有效高度0h 由混凝土的抗剪强度确定，即
t
f V h 7.00≥
则每米墙长的受力钢筋截面面积为 0
9.0h f M As y ≥
偏心受压时
计算公式类似轴心受压，但应考虑偏心影响。
1max )(2
1b p P V j j += 21max )2(6
1b p P M j j += 构造要求：
1、底板厚度 mm h 200≥ 当ｈ<250时，宜采用平板式；
当ｈ>250时，宜采用锥形，坡度3:1≤i
2、垫层要求 厚度mm d 100≥，砼强度等级10C ≥,两边各伸出底板50ｍｍ。
3、底板构造配筋 受力钢筋 〕，〔间距＠200100,10min ∈≥d
纵向钢筋 300,8min ≤≥间距＠d ；
保护层厚度 有垫层不小于40ｍｍ，无垫层不小于70ｍｍ
4、砼底板强度等级 不小于C 20
5、当基础宽度m b 5.2≥，底板受力钢筋长度可取0.9ｂ，并交错布置。
2.柱下独立基础设计（现浇柱下独立基础）
1）柱与基础连接
1、搭接长度20～30ｄ，搭接箍筋要加密，受压区d 10≤，受拉区d 5≤；
2、插筋要求 与柱内钢筋连接符合《砼结构设计规范》
于下端连接，宜做成直钩放在基础底板钢筋网上，当基础高度小于
1200ｍｍ全部插筋伸置基底；当基础高度大于1200ｍｍ可将截面四
角伸入柱底。
3、高度要求 一般高度)500,300(∈h
当基础高度)900,600[∈h ，基础可做成阶梯形，分二级；
当基础高度ｈ≥900ｍｍ，可分为三级。
2）轴心受压时破坏形式：
1、冲切验算－要求冲切破坏锥体以外的地基净反力所产生的冲切力应小于冲切面处砼抗冲切能力（一般沿柱短边破坏）。
即：
07.0h b f F m t hp L β≤
◆ m b ：冲切破坏锥体计算长度，2
b t m b b b +=； ◆ hp β：截面高度影响系数，ｈ小于800取1.0，ｈ大于2000取0.9，
期间线性插入。
◆ t f ：砼轴心抗拉强度设计值；
◆ L J L A P F ⨯=,bl F P J =
为地基净反力，l A 为冲切力的作用面积。
2、冲切面积的计算
⏹ 当冲切破坏锥体落在基底面积之内，即b h b c ≤+02时，
L A =矩形面积－二个小三角形面积 对应00000)(2
2h h b h h b b h b c c c m +=++= ⏹ 当冲切破坏锥体落在基底面积之外，即b h b c ≥+02时，
L A =矩形面积
对应抗冲切面积=矩形面积－二个小三角形面积
注意：如为变截面，尚验算变截面处
实际设计时，先按经验假定基础高度得出ｈ0，再代入验算。
3、弯曲破坏－底板配筋验算
当弯曲应力超过基础抗弯强度时，就发生弯曲破坏（二个方向均弯曲），配筋计算按下式定：0
9.0h f M A y S ≥ ⏹ 不利截面M 1的计算)2()(24
121c c j b b a l P M +-=
； ⏹ 不利截面M 1的计算)2()(24122c c j a l b b P M +-=； 注意：如为变截面，尚验算变截面处
如柱与基础均为正方形，只需计算一个方向即可。
4、偏心受压计算
当偏心距6
l e <时，计算公式同上，仅需将公式ｐｊ以最大净反力设计值代替，其结
果是偏于安全。
