基础工程 第3章天然地基上浅基础设计

影响基础埋置深度的因素很多，其中最主要的有以下几方面： 一、建筑物的用途、结构类型和荷载性质与大小
1.单独基础：柱的基础一般都是单独基础。 2.条形基础：墙的基础通常是连续设置成长条形，称为条形基础；
如果柱子的荷载较大而土层的承载能力又较低，做单独基础需要很大的 面积，在这种情况也可采用柱下条形基础，甚至柱下的交叉梁基础。相 反．当建筑物较轻，作用于墙上的荷载不大，基础又需要做在较深处的好土 层上时，做条形基础可能不经济，这时可以在墙下加一根过梁，将过梁支在 单独基础上，称为墙下单独基础。
2.不属于上述范围内的二级建筑物和三级建筑物．只要求验算地基承载力， 可不再进行变形验算，即满足地基承载力的要求也就满足了变形的要求。
3.对于经常受水平荷载作用的水工建筑物，挡土结构、高层建筑、高耸结 构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还应验算地基的稳定性。
四、浅基础设计内容及步骤
天然地基上浅基础的设计内容和顺序如下： 1.阅读和分析建筑物场地的地质勘察资料和建筑物的设计资料，进行相应的 现场勘察和调查； 2.选择基础的结构类型和建筑材料； 3.选择持力层，决定合适的基础埋置深度； 4.根据地基的承载力和作用在基础上的荷载，计算基础的初步尺寸； 5.进行地基计算，包括地基持力层和软弱下卧层(如果存在)的承载力验算 ，以及按规定需要进行的变形验算，根据验算结果修改基础尺寸； 6.进行基础的结构和构造设计； 7.绘制基础的设计图和施工图； 8.编制工程预算书和工程设计说明书。
地基基础设计内容和一般步骤
(1)选择基础的材料、类型，确定平面布置； (2)选择基础的埋置深度，即确定地基持力层； (3)确定地基承载力特征值； (4)根据传至基础底面上的荷载效应和地基承载力特征值，确定
基础底面积； (5)根据传至基础底面上的荷载效应进行相应的地基验算(变形和

解: (1)软弱下卧层承载力修正值：
fa fak d m (d z 0.5)
80 1.018.5(1.8 1.2 0.5) 126.25kPa (2)计算软弱下卧层顶面处的自重应力：
ca h 3.0 18.5 55.5 kPa
(3)计算软弱下卧层顶面处的附加应力：
条形基础基底接触压力：
解：1 先按中心荷载作用计算基础底面积A1： 1）地基承载力特征值宽深修正：
根据粘土层 e 0.85, I L 0.60 查表7.10得承
载力修正系数b 0,d 1.0 。
基础埋深范围内土的加权平均重度为：
m
17.2 0.8 17.7 1.2 0.8 1.2
17.5kN / m3
先假定基础宽度不大于3m，粘土地基承载力特 征值fa为：
基础埋深范围内土的加权平均重度为：
m
16117.5 2 1 2
51 3
17.0kN / m3
先假定基础宽度b≤3m，经深度修正后地基承载力
特征值fa为： f a f ak d m (d 0.5)
203 3.0 17.0 (3 0.5)
203 127.5 330.5kPa
2）基础底面积初算
4）计算基础边缘最大与最小应力
pmax m in
N
G A
M
1.2Q W
1600 384 400 1.250
10.8
6.48
259.1 117.1
kPa
5 验算基础底面应力
1 2
(
pm
ax
pmin) (259 .1117 .1) / 2 188 .1kPa
fa
223kPa
pmax 259 .1kPa 1.2 fa 1.2 223 267 .6kPa

❖ 桩基础：上部土层软弱，深层土质坚实。上部结构 荷载通过桩基础穿过软弱土层，传到下部坚实土层
❖ 深基础：上部结构荷载很大，或有特殊用途与要求 时，可采用深基础（沉井基础，箱桩基础等）
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7.1.3天然地基上浅基础的设计内容与步骤
❖ 初步设计基础的结构型式、材料与平面布置
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地基基础设计需考虑的因素
❖ 需要对建筑物上部结构和下部建筑场地条件， 全面考虑，做到上下兼顾。
❖ （1）考虑建筑物上部结构的型式、规模、用 途、荷载大小与性质、整体刚度，以及对不 均匀沉降的敏感性。
❖ （2）研究建筑物下部工程地质条件、地层结 构、各土层的物理力学性质、地基承载力， 以及在下水位埋深与水质，当地冻深等因素， 因地制宜进行设计。
7.1.1地基基础的重要性与复杂性
❖ 重要性：
大树伤要则枯，无根即倒
❖ 基础的工程量、造价和施工工期，在整个建 筑工程中占相当大的比重
❖ 有的工程地基基础的造价超过主体工程总造 价的1/4-1/3。
❖ 基础是地下隐蔽工程，事故的预兆不易察觉， 一但失事，难以补救。
❖ 应当充分认识地基基础的重要性
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❖ 钢筋混凝土：抗压、弯、剪，是基础的最优材料。 （高层建筑、重型设备或软弱地基以及地下水位以 下基础）
❖ 灰土：一般做垫层，中小型工程也可做基础，早期 强度低，抗水性差，抗冻性也较差，在水中硬化很 慢，若作为基础，通常只适用于地下水位以上。
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7.3基础的埋置深度
基础埋置深度：是指基础底面至天然地面 （室外地面）的距离。（至少埋深0.5m）

天然地基上浅基础的设计例题一、地基承载力计算【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强.7=035+=+⨯20+061675.kPa.15112.3.35二、地基承载力验算（基底尺寸确定）【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。

212~5.90.22075.2241600)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(mdf F A kPa d f f G a k m d ak a =⨯-⨯=-==+=-⨯⨯+=-+=γγη由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。

（2）计算基底压力kPaWM P P kPad blF P kk k G k k 8.358.3106/4321208603.1733.1732204316002minmax =⨯⨯+±=±==⨯+⨯=+=γ（3）验算持力层承载力不满足KPaKPa f KPa P KPaf KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =⨯=>==<=（4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5mkPaf kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.4321208608.2245.1582205.4316002max =<=+=⨯⨯++==<=⨯+⨯=则所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。

对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。

通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁柱基【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示，作用于基底形心处的总竖向荷载kNG F k k 420=+，总力矩mkN M k⋅=30，持力层土修正后的承载力特征值kPaf a120=，试复核承载力是否满足要求。