天然地基淺基礎(chǔ)課件

1、天然地基淺基礎(chǔ)第第7 7章章 天然地基淺基礎(chǔ)天然地基淺基礎(chǔ)7.1 概述概述7.2 基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確定7.3 地基計算地基計算7.4 基礎(chǔ)尺寸的確定基礎(chǔ)尺寸的確定7.5 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計7.6 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計7.7 柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)7.8 十字交叉梁基礎(chǔ)十字交叉梁基礎(chǔ)7.9 筏形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)7.10 箱形基礎(chǔ)簡介箱形基礎(chǔ)簡介7.11 地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用問題地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用問題天然地基淺基礎(chǔ)上次課回顧：上次課回顧： 7.1 7.1 概述概述7.1.1 7.1.1 地基基礎(chǔ)的重要性和復(fù)雜性地

2、基基礎(chǔ)的重要性和復(fù)雜性7.1.2 7.1.2 地基基礎(chǔ)方案的類型地基基礎(chǔ)方案的類型7.1.3 7.1.3 淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型淺基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)類型7.1.4 7.1.4 淺基礎(chǔ)的材料淺基礎(chǔ)的材料7.1.5 7.1.5 淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容與所需資料淺基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容與所需資料7.2 7.2 基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確定7.2.1 7.2.1 上部結(jié)構(gòu)情況上部結(jié)構(gòu)情況7.2.2 7.2.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件7.2.3 7.2.3 當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度7.2.4 7.2.4 建筑場地的環(huán)境條件建筑場地的環(huán)境條件7.3 7.3 地基計算地基計算7.3.1 7.3.1 基本規(guī)定基

3、本規(guī)定7.3.2 7.3.2 地基承載力特征值的確定地基承載力特征值的確定7.3.3 7.3.3 地基變形計算地基變形計算 7.3.4 7.3.4 軟弱下臥層承載力驗算軟弱下臥層承載力驗算7.3.5 7.3.5 地基穩(wěn)定性計驗算地基穩(wěn)定性計驗算天然地基淺基礎(chǔ)7.4.1 7.4.1 軸心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸 1. 1. 基礎(chǔ)底面積基礎(chǔ)底面積AdFkGkpk0.00軸心受壓基礎(chǔ)軸心受壓基礎(chǔ) akfp （7-117-11） 7.4 7.4 基礎(chǔ)尺寸的確定基礎(chǔ)尺寸的確定天然地基淺基礎(chǔ)將式（將式（7-127-12）代入式（）代入式（7-117-11）可得基礎(chǔ)底面積計算公式如下：）可得

4、基礎(chǔ)底面積計算公式如下：)(wwGakhdfFA (7-13)(7-13)對于獨立基礎(chǔ)，正方形基礎(chǔ)邊長為：對于獨立基礎(chǔ)，正方形基礎(chǔ)邊長為：)(wwGakhdfFAb (7-14)(7-14)(wwGakhdfFb (7-15)(7-15) 天然地基淺基礎(chǔ)2. 2. 基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度h 7.4.2 7.4.2 偏心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸偏心荷載作用下基礎(chǔ)尺寸akmax2 . 1fpFk0.00GkkmaxpdMkkminpbl（7-167-16） 天然地基淺基礎(chǔ))61 (kkkminkmaxbeblGFp (7-17)(7-17) 或者或者 WMblGFpkkkkminkmax (7-18)(7-1

5、8) ea3abpkmaxFk+GkalGFp3)(2kkkmax(7-19)(7-19) 天然地基淺基礎(chǔ) 偏心荷載作用下偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面受力不均勻，需要加大基礎(chǔ)底面尺寸，通常，基礎(chǔ)底面受力不均勻，需要加大基礎(chǔ)底面尺寸，通常是根據(jù)軸心荷載作用下計算得到的基礎(chǔ)底面積的增大是根據(jù)軸心荷載作用下計算得到的基礎(chǔ)底面積的增大10%40%10%40%（考慮力矩作（考慮力矩作用）進(jìn)行試估，再驗算承載力，直到滿足為止。用）進(jìn)行試估，再驗算承載力，直到滿足為止。 天然地基淺基礎(chǔ)試算法步驟如下：試算法步驟如下： 天然地基淺基礎(chǔ)FkMkQk2.0m 填土1=16.5kN/m3 粉質(zhì)粘土2=16.5kN/m3

6、e=0.85f200kPaFk=1600kNQk=120kNMk860kN.mak例例7-27-2基礎(chǔ)計算圖基礎(chǔ)計算圖 【例題【例題7-27-2】 試確定例圖所示某框架柱下基礎(chǔ)底面積尺寸。試確定例圖所示某框架柱下基礎(chǔ)底面積尺寸。天然地基淺基礎(chǔ)天然地基淺基礎(chǔ)帶壁柱的條形基礎(chǔ)底面尺寸的確定：帶壁柱的條形基礎(chǔ)底面尺寸的確定： dfFalbGak)4 . 11 . 1 ()( (7-20)(7-20) bba1/2左柱距1/2左柱距L帶壁柱墻基礎(chǔ)計算單元帶壁柱墻基礎(chǔ)計算單元 天然地基淺基礎(chǔ)7.4.3 7.4.3 減少建筑物不均勻沉降的工程措施減少建筑物不均勻沉降的工程措施1. 1. 不均勻沉降產(chǎn)生的原

7、因不均勻沉降產(chǎn)生的原因2. 2. 不均勻沉降的危害不均勻沉降的危害 1 1）對于砌體承重結(jié)構(gòu)，不均勻沉降常引起結(jié)構(gòu)開裂，尤其是在墻）對于砌體承重結(jié)構(gòu)，不均勻沉降常引起結(jié)構(gòu)開裂，尤其是在墻體窗口門洞的角位處。裂縫的位置和方向與不均勻沉降的狀況有關(guān)。體窗口門洞的角位處。裂縫的位置和方向與不均勻沉降的狀況有關(guān)。 2 2）對于框架等超靜定結(jié)構(gòu)來說，各柱不均勻沉降將在梁柱等構(gòu)件）對于框架等超靜定結(jié)構(gòu)來說，各柱不均勻沉降將在梁柱等構(gòu)件中產(chǎn)生附加內(nèi)里。當(dāng)這些附加內(nèi)力與設(shè)計荷載作用下的內(nèi)力之和超過構(gòu)件中產(chǎn)生附加內(nèi)里。當(dāng)這些附加內(nèi)力與設(shè)計荷載作用下的內(nèi)力之和超過構(gòu)件的承載能力時，梁、柱端和樓板將會出現(xiàn)裂縫。的承

8、載能力時，梁、柱端和樓板將會出現(xiàn)裂縫。 消除或減輕不均勻沉降危害的途徑通常有：消除或減輕不均勻沉降危害的途徑通常有： 減少地基的總沉降量和不均勻沉降，可采用樁基礎(chǔ)、其它深基礎(chǔ)減少地基的總沉降量和不均勻沉降，可采用樁基礎(chǔ)、其它深基礎(chǔ)或進(jìn)行地基處理；或進(jìn)行地基處理； 增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降的適應(yīng)能力，從地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降的適應(yīng)能力，從地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的觀點出發(fā)，采取建筑、結(jié)構(gòu)與施工措施。構(gòu)共同作用的觀點出發(fā)，采取建筑、結(jié)構(gòu)與施工措施。天然地基淺基礎(chǔ)3. 3. 建筑措施建筑措施1 1）建筑物的體型應(yīng)力求簡單。）建筑物的體型應(yīng)力求簡單。2 2）控制建筑物的長高比及

9、合理布置縱橫墻。）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻。3 3）設(shè)置沉降縫。）設(shè)置沉降縫。4 4）控制相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距。）控制相鄰建筑物基礎(chǔ)間的凈距。5 5）調(diào)整建筑物的標(biāo)高。）調(diào)整建筑物的標(biāo)高。4. 4. 結(jié)構(gòu)措施結(jié)構(gòu)措施1 1）減輕建筑物自重。）減輕建筑物自重。2 2）增強(qiáng)建筑物的整體剛度和強(qiáng)度。）增強(qiáng)建筑物的整體剛度和強(qiáng)度。3 3）減小或調(diào)整基底附加壓力。）減小或調(diào)整基底附加壓力。4 4）選用非敏感性結(jié)構(gòu)。）選用非敏感性結(jié)構(gòu)。5. 5. 施工措施施工措施 注意保護(hù)持力層不被擾動；注意控制加荷速率；避免地面堆載引起注意保護(hù)持力層不被擾動；注意控制加荷速率；避免地面堆載引起建筑物產(chǎn)生附加

10、沉降；在進(jìn)行降低地下水位及開挖深基坑時，應(yīng)密切注建筑物產(chǎn)生附加沉降；在進(jìn)行降低地下水位及開挖深基坑時，應(yīng)密切注意對鄰近建筑物可能產(chǎn)生的不利影響，控制基坑變形量。意對鄰近建筑物可能產(chǎn)生的不利影響，控制基坑變形量。天然地基淺基礎(chǔ)7.5 7.5 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計7.5.1 7.5.1 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用范圍無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用范圍 由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴(kuò)展（大放腳）形成由磚、毛石、灰土、混凝土等材料按臺階逐級向下擴(kuò)展（大放腳）形成的無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，也稱為剛性基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)只能承受壓力，不能承受彎的無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)，也稱為剛性基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)只能承受壓力，不能承受彎矩或拉力，

11、可用于六層和六層以下（三合土基礎(chǔ)不宜超過四層）的民用建矩或拉力，可用于六層和六層以下（三合土基礎(chǔ)不宜超過四層）的民用建筑和墻體承重的廠房。筑和墻體承重的廠房。7.5.2 7.5.2 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 b0bb2Ho承重墻hbb2H0bobh1h1b1且300mm且20d(d-柱中縱向鋼筋直徑)鋼筋混凝土柱天然地基淺基礎(chǔ)基礎(chǔ)每個臺階的寬高比不得超過表基礎(chǔ)每個臺階的寬高比不得超過表7-127-12所列的允許值。即滿足下式要求：所列的允許值。即滿足下式要求：tan02Hb (7-21)(7-21)天然地基淺基礎(chǔ)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ) 磚、石、灰土，素混凝土 材料抗拉強(qiáng)度很低有基礎(chǔ)臺

12、階寬高比(剛性角)要求。擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ))鋼筋混凝土要滿足抗彎,抗剪和抗沖切等結(jié)構(gòu)要求。0hbtgt1.1-1.5與材料和荷載有關(guān)F btb0h0F天然地基淺基礎(chǔ)7.5.3 7.5.3 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)底面寬度無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)底面寬度 tan200Hbb （7-227-22）天然地基淺基礎(chǔ)7.6 7.6 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計7.6.1 7.6.1 適用范圍適用范圍 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)荷載較大，有時為偏心荷載或鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)荷載較大，有時為偏心荷載或承受彎矩、水平荷載的建筑物基礎(chǔ)。承受彎矩、水平荷載的建筑物基礎(chǔ)。 在地基表層土質(zhì)較好、下層土質(zhì)軟弱

13、的情況，利用表層好土層設(shè)計在地基表層土質(zhì)較好、下層土質(zhì)軟弱的情況，利用表層好土層設(shè)計淺埋基礎(chǔ)，最適宜采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。淺埋基礎(chǔ)，最適宜采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。 鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)分為墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ)兩類。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)分為墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ)兩類。7.6.2 7.6.2 擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 1 1）錐形基礎(chǔ)的邊緣高度，不宜小于）錐形基礎(chǔ)的邊緣高度，不宜小于200mm200mm；階梯形基礎(chǔ)的每階高度，；階梯形基礎(chǔ)的每階高度，宜為宜為300-500mm300-500mm?；A(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于?；A(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20C20。 2 2）墊

14、層的厚度不宜小于）墊層的厚度不宜小于70mm70mm，墊層混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)為，墊層混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)為C10C10。 3 3）擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋不宜小于）擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋不宜小于10mm10mm；間距不宜大于；間距不宜大于200mm200mm，也不，也不宜小于宜小于100mm100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于。墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm8mm；間距不大于間距不大于300mm300mm；每延米分布鋼筋的面積應(yīng)不小于受力鋼筋面積的；每延米分布鋼筋的面積應(yīng)不小于受力鋼筋面積的1/101/10。當(dāng)有墊層時鋼筋保護(hù)層的厚度不小于當(dāng)有墊層時鋼筋保護(hù)層的

15、厚度不小于40mm40mm；無墊層時不小于；無墊層時不小于70mm70mm。天然地基淺基礎(chǔ)b2500505011b25005050110.9b0.9b1-1bb4b4 擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋布置擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋布置 a a） b b） 4 4）柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度）柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度2.5m2.5m時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或?qū)挾鹊臅r，底板受力鋼筋的長度可取邊長或?qū)挾鹊?.90.9倍，并宜交錯布置，倍，并宜交錯布置， 天然地基淺基礎(chǔ)受力筋b分布筋通長分布筋斷開 c c）擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋布置擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼

16、筋布置 5 5）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在T T形及十字形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置，另一方向橫向受力鋼筋受力方向通長布置，另一方向橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度可布置到主要受力方向底板寬度1/41/4處。處。 在拐角處底板橫向受力鋼筋應(yīng)沿兩個方向在拐角處底板橫向受力鋼筋應(yīng)沿兩個方向布置。布置。天然地基淺基礎(chǔ)7 7）現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)，其插筋數(shù)量、直徑以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)縱向鋼筋相同。）現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)，其插筋數(shù)量、直徑以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)縱向鋼筋相同。 現(xiàn)澆柱的基礎(chǔ)中插筋構(gòu)造示意圖現(xiàn)澆柱的基礎(chǔ)中插筋構(gòu)

17、造示意圖 天然地基淺基礎(chǔ)8 8）予制柱下的杯形基礎(chǔ)）予制柱下的杯形基礎(chǔ) h75t50150h2h12焊接網(wǎng)焊接網(wǎng)關(guān)于有高杯口基礎(chǔ)的構(gòu)造詳見關(guān)于有高杯口基礎(chǔ)的構(gòu)造詳見地基規(guī)范地基規(guī)范有關(guān)要求。有關(guān)要求。天然地基淺基礎(chǔ)21 21純剪斜壓沖切彎曲鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)破壞形式鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)破壞形式: :天然地基淺基礎(chǔ)7.6.3 7.6.3 設(shè)計計算設(shè)計計算1. 1. 墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)（1 1）軸心荷載作用）軸心荷載作用1 1）基礎(chǔ)底面積）基礎(chǔ)底面積 A )(wwGakhdfFA （7-237-23） 2 2）基礎(chǔ)高度）基礎(chǔ)高度 h 墻下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ) 基礎(chǔ)高度由混凝

18、土的受剪承載力確定?；A(chǔ)高度由混凝土的受剪承載力確定。 0t7 . 0hfV t07 . 0fVh 天然地基淺基礎(chǔ)3 3）基礎(chǔ)底板配筋）基礎(chǔ)底板配筋21j21bpM 基礎(chǔ)每米長的受力鋼筋截面面積：基礎(chǔ)每米長的受力鋼筋截面面積：0ys9 . 0hfMA 懸臂根部的最大彎矩設(shè)計值：懸臂根部的最大彎矩設(shè)計值： 天然地基淺基礎(chǔ)1 1）基礎(chǔ)底面積）基礎(chǔ)底面積 A AwwGak)4 . 11 . 1 (hdfFA2 2）基礎(chǔ)高度）基礎(chǔ)高度 h (7-28)(7-28) (7-29)(7-29)（2 2）偏心荷載作用）偏心荷載作用天然地基淺基礎(chǔ)3 3）基礎(chǔ)底板配筋）基礎(chǔ)底板配筋 21jmax)2(61bpp

19、Mj 及及 0ys9 . 0hfMA （7-30)7-30)2. 2. 柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)1 1）基礎(chǔ)底面積。其計算公式同式（）基礎(chǔ)底面積。其計算公式同式（7-237-23）。）。 2 2）基礎(chǔ)高度和變階處高度）基礎(chǔ)高度和變階處高度 受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算：受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算： 0mthp7 . 0hbfFl （7-317-31）llApFs （7-327-32）天然地基淺基礎(chǔ)a a）柱與基礎(chǔ)交接處）柱與基礎(chǔ)交接處 b b）基礎(chǔ)變階處）基礎(chǔ)變階處 1-1-沖切破壞錐體最不利一側(cè)的斜截面；沖切破壞錐體最不利一側(cè)的斜截面；2-2-沖切破壞錐體的底沖切破壞錐

20、體的底面線面線 圖圖7-24 7-24 基礎(chǔ)沖切破壞計算圖示基礎(chǔ)沖切破壞計算圖示天然地基淺基礎(chǔ)天然地基淺基礎(chǔ)20t0tDHEBGCAGHF)22()22()(hbbbhalAAAAl0t0ttbtm2)2(2hbhbbbbb （7-367-36）天然地基淺基礎(chǔ)0)7 . 01 (4)()(2sthp2tt0t20pfbbalbhbh)(212tt0Cbbh天然地基淺基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)：矩形基礎(chǔ)： shp2tt7 . 01)()(2pfbbalbCt正方形基礎(chǔ)：正方形基礎(chǔ)： sthp2t27 . 01pfbbC沖切破壞實例沖切破壞實例: :天然地基淺基礎(chǔ)兩個高度都兩個高度都不需要驗算不需要驗算兩個高度

21、都兩個高度都需要驗算需要驗算只驗算下只驗算下臺階高度臺階高度判斷：若判斷：若 45 度度 沖沖 切切 破破 壞壞 面面 的的 底底 邊線邊線 在在 基基 底底 邊邊 線線 之外之外 時時 不不 需需 要要 驗驗 算其算其 高高 度。度。天然地基淺基礎(chǔ)3 3）基礎(chǔ)彎矩計算）基礎(chǔ)彎矩計算 矩形基礎(chǔ)底板彎距計算矩形基礎(chǔ)底板彎距計算 在地基凈反力作用下，基礎(chǔ)沿柱的在地基凈反力作用下，基礎(chǔ)沿柱的周邊向上彎曲。一般矩形基礎(chǔ)的長寬周邊向上彎曲。一般矩形基礎(chǔ)的長寬比小于比小于2 2，故為雙向受彎。，故為雙向受彎。 當(dāng)彎曲應(yīng)力超過基礎(chǔ)的抗彎強(qiáng)度時，當(dāng)彎曲應(yīng)力超過基礎(chǔ)的抗彎強(qiáng)度時，就發(fā)生彎曲破壞。其破壞特征是裂縫就發(fā)生彎曲破壞。其破壞特征是裂縫沿柱角至基礎(chǔ)角將