第3章 天然地基上浅基础设计
教学提示： 天然地基浅基础是最常见的基础形式，本章主要介绍天然地基上浅基础的
设计原理和计算方法。重点讲述浅基础的类型选择、基础埋置深度确定、基础底面尺寸确
定、地基承载力和变形验算、扩展基础的设计计算、减轻不均匀沉降危害的措施。介绍地
基与基础的共同作用概念、柱下条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的简
化计算方法。
教学要求： 本章主要使学生了解天然地基上浅基础的设计原理与计算方法，掌握浅基
础设计步骤和相应的内容，包括基础类型选择、基础埋置深度确定、基础底面尺寸确定、
地基承载力和变形验算、扩展基础高度验算和结构设计等。清楚设计过程，能够根据国家
相关规范熟练进行浅基础的设计计算。了解补偿性基础概念，掌握常见的减轻建筑物不均
匀沉降的建筑、结构和施工措施。了解地基与基础的共同作用概念和一般的地基计算，了
解柱下条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的简化计算方法和文克尔地基
上梁的计算方法。
3.1 概 述
建(构)筑物的设计和施工中，地基和基础占有很重要的地位。它对建(构)筑物的安全和
正常使用有很大的影响。地基基础设计必须根据建(构)筑物的用途和安全等级、建筑布置
和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基的工程地质条件，结合施工条件和环境保护等
要求，合理选择地基基础方案，因地制宜，精心设计，力求基础工程安全可靠、经济合理
和施工方便，以确保建(构)筑物的安全和正常使用。
地基可分为天然地基与人工地基。直接放置基础的天然土层称为天然地基。若天然地
基土质过于软弱或有不良的工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础，称
为人工地基。天然地基上的基础，由于埋置深度不同，采用的施工方法、基础结构形式和
设计计算方法也不相同，根据埋置深度可以分为浅基础和深基础两类。当基础的埋置深度
小于基础的最小宽度时，称为浅基础。浅基础埋入地层深度较浅(一般小于5m),设计计算
1 《基础工程》习题
※
1.1简述基础工程常用的几种基础形式适用条件。
1.2试述上部结构、基础、地基共同工作的概念。
※扩展基础
2.1天然地基浅基础有哪些类型?各有什么特点，各适用于什么条件?
2.2确定基础埋深时应考虑哪些因素?
2.3确定地基承载力的方法有哪些？地基承载力的深、宽修正系数与哪些因素有关?
2.4何谓刚性基础?它与钢筋混凝土基础有何区别?适用条件是什么？构造上有何要求?台阶允许宽高比的限值与哪些因素有关?
2.5钢筋混凝土柱下独立基础、墙下条形基础构造上有何要求?适用条件是什么?如何计算？
2.6为什么要进行地基变形验算？地基变形特征有哪些?工程实践中如何具体应用?
2.8某砌体承重结构，底层墙厚490 mm，在荷载效应的标准组合下，传至±0.00标高(室内地面)的竖向荷载Fk=310 kN／m，室外地面标高为-0.30m，建设地点的标准冻深1.5m，场地条件如下：天然地面下4.5m厚粘土层下为30m厚中密稍湿状态的中砂,粘土层的e=0.73,γ=19kN／m3,W=28％，WL=39％，WP=18％，Ck = 22 Kpa,°，中砂层的γ=18kN／m3,φk =30°。试设计该基础(基础材料自定)
2.9 在2.8题的场地上，有一柱下独立基础，柱的截面尺寸为400mm×600mm，荷载效应的标准组合下，传至±0.00标高(室内地面)的竖向荷载Fk=2400kN，Mk=210kN·m，水平力Vk=180kN(与M同方向)，室外地面标高为-0.15m，试设计该基础(基础材料自定)。
2.10基设计包括哪些基本内容？
※连续基础
3.1 柱下条形基础的适用范围是什么?
3.2 文克勒地基上粱的挠曲线微分方程是怎样建立的?
3.3 柱下十字交叉粱基础节点荷载怎样分配，为什么要进行调整?
3.4何谓筏形基础，适用于什么范围?计算上与前述的柱下独立基础、柱下条形基础有何不同?
第1篇
第一部分：课程简介
课程名称：基础工程施工
授课对象：土木工程、建筑工程等相关专业学生
授课目标：
1. 了解基础工程的重要性及分类。
2. 掌握基础工程施工的基本流程、技术和方法。
3. 熟悉各类基础工程的特点及施工要点。
4. 培养学生的实际操作能力和安全意识。
第二部分：基础工程概述
一、基础工程的重要性
基础工程是建筑工程的重要组成部分，它直接关系到建筑物的安全、稳定和耐久性。
二、基础工程的分类
1. 按基础埋深分类：浅基础、深基础。
2. 按基础材料分类：天然地基基础、人工地基基础。
3. 按基础形式分类：独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础等。
第三部分：基础工程施工流程
一、施工准备
1. 施工图纸会审，明确设计要求。
2. 施工方案编制，确定施工顺序、施工方法及施工工艺。
3. 材料设备准备，包括水泥、钢筋、模板、施工机械等。
4. 施工人员培训，提高安全意识和操作技能。
二、基础工程施工 1. 土方开挖：根据设计要求，进行基坑开挖，确保基坑尺寸符合要求。
2. 地基处理：对地基进行加固处理，提高地基承载力。
3. 钢筋绑扎：根据设计图纸，绑扎钢筋，确保钢筋位置准确。
4. 模板安装：安装模板，确保模板牢固、平整。
5. 混凝土浇筑：按照施工方案，进行混凝土浇筑，确保混凝土质量。
6. 养护：混凝土浇筑完成后，进行养护，保证混凝土强度。
第四部分：各类基础工程施工要点
一、独立基础施工
1. 开挖基坑，确保尺寸符合要求。
2. 钢筋绑扎，确保钢筋位置准确。
3. 模板安装，确保模板牢固、平整。
4. 混凝土浇筑，确保混凝土质量。
二、条形基础施工
1. 开挖基坑，确保尺寸符合要求。
2. 钢筋绑扎，确保钢筋位置准确。
3. 模板安装，确保模板牢固、平整。
4. 混凝土浇筑，确保混凝土质量。
三、筏形基础施工
1. 开挖基坑，确保尺寸符合要求。
2. 钢筋绑扎，确保钢筋位置准确。
第3章 连续基础
§3.1 概述
柱下条形基础、交叉条形基础、筏板基础和箱形基础统称为连续基础。连续基础具有如下的特点：
(1) 具有较大的基础底面积，因此能承担较大的建筑物荷载，易于满足地基承载力的要求；
(2) 连续基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度，有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能；
(3) 对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础，可以有效地提高地基承载力，并能以挖去的土重补偿建筑物的部分(或全部)重量。
连续基础一般可看成是地基上的受弯构件——梁或板。它们的挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关。因此，应该从三者相互作用的观点出发，采用适当的方法进行地基上梁或板的分析与设计。在相互作用分析中，地基模型的选择是最为重要的。本章将重点介绍弹性地基模型及地基上梁的分析方法、然后分类阐述连续基础的构造要求和简化计算方法。
§3.2 地基、基础与上部结构相互作用的概念
上部结构的荷载由其墙、柱作用于基础，而基础再将其荷载传给地基，使地基产生应力和变形。同时，基础对墙、柱的底面产生反力，并影响其内力和位移。由此可见，地基、基础和上部结构之间是相互作用、互相影响、彼此制约的。这三部分在力的相互作用方面应该满足静力平衡条件，而且在它们互相连接或接触部位应该满足变形协调条件，这就是地基、基础与上部结构相互作用的概念。下面从二个方面对此概念加以分析说明。
3.2.1 地基与基础的相互作用
基础将基顶荷载改变为基底压力作用于地基表面，而地基则对基础产生地基反力作用于基底。这种地基与基础的相互作用，显然取决于基底压力或地基反力的大小和分布。基底压力的分布除与上部结构的刚度和荷载有关外，主要决定于基础与地基的相对刚度。对于具有非常大抗弯刚度（视为绝对刚性）的刚性基础，受荷后基础不挠曲，原来是平面的基底，沉降后仍然保持其平面。若在中心荷载作用下，基底的沉降处处相等，地基反力分布是对称的，边缘大、中部小(如图3-1a所示）；而在偏心荷载作用下，沉降后的基底则为一倾斜平面，地基反力分布虽不对称，但仍是边缘大、中部小(如图3-1b所示）。
