地基基礎(chǔ)的設計原則講義

地基基礎(chǔ)的設計原則11.地基基礎(chǔ)設計原則內(nèi)容提要1.1概述1.2地基基礎(chǔ)設計原則1.3地基常見類型1.4常用基礎(chǔ)類型1.5地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同工作概念21.地基基礎(chǔ)設計原則1、掌握基礎(chǔ)工程設計的目的、任務、設計原則、基本規(guī)定2、了解天然地基與人工地基3、初步掌握基礎(chǔ)類型及其選取原則4、基本理解地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用概念教學目的要求31.地基基礎(chǔ)設計原則重點地基基礎(chǔ)設計基本規(guī)定，各種地基特點、各基礎(chǔ)類型選取原則難點涉及規(guī)范多、表格多,地基—基礎(chǔ)—上部結(jié)構(gòu)共同作用概念

疑點

1、概率極限狀態(tài)設計法與極限狀態(tài)設計原則2、荷載組合牽涉到的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)41.地基基礎(chǔ)設計原則基礎(chǔ)工程設計目的設計等級設計狀況基礎(chǔ)工程設計任務基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作用效應分析基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗力及其他性能分析1.1概述51.地基基礎(chǔ)設計原則設計等級（安全～等）土木工程結(jié)構(gòu)設計時，根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命，造成經(jīng)濟損失，產(chǎn)生社會影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級，見書P6-7相關(guān)表格，其中地基基礎(chǔ)設計分甲、乙、丙三個等級。

1.1概述6地基基礎(chǔ)設計等級

《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》GB50007-200271.地基基礎(chǔ)設計原則設計狀況設計工作壽命：在設計規(guī)定的期限內(nèi)，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件只需進行正常的維護便可按其預定的目的使用，而不需進行修理加固，（見表1-6）。設計狀況：根據(jù)具體的基礎(chǔ)安全等級，結(jié)構(gòu)設計工作壽命分類。持久狀況：在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長的狀況。持續(xù)期一般與設計工作壽命為同一數(shù)量級。需承載能力極限和正常使用極限狀態(tài)設計。短暫狀況：在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計工作壽命相比，持續(xù)期很短的狀況，如施工和維修等。需承載能力極限可正常使用極限狀態(tài)設計。偶然狀況：在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況，如火災，爆炸、撞擊等。需承載能力極限可不按正常使用極限狀態(tài)設計。

1.1概述基礎(chǔ)工程設計目的？81.地基基礎(chǔ)設計原則設計任務基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作用效應分析確定由于地基反力、上部結(jié)構(gòu)荷載作用在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的作用效應。即基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)力：彎矩、剪力、軸力等。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗力及其他性能分析根據(jù)擬定的基礎(chǔ)截面進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)抗力及其它性能的分析，確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)截面的承受能力及其性能。（按兩種極限狀態(tài)、最不利荷載組合）。1.1概述91.地基基礎(chǔ)設計原則概率極限設計法與極限狀態(tài)設計原則概率極限設計法極限狀態(tài)地基基礎(chǔ)設計原則地基基礎(chǔ)設計資料地基基礎(chǔ)設計基本規(guī)定1.2地基基礎(chǔ)設計原則101.地基基礎(chǔ)設設計原則概率極限設設計法與極極限狀態(tài)設設計原則概率極限設設計法概率極限設設計法：又又稱可靠性性分析設計計?？煽啃院x義：就是指指系統(tǒng)在規(guī)規(guī)定的時間間內(nèi),在規(guī)定的條條件下完成成預定功能能的概率。。系統(tǒng)不能能完成預定定功能的概概率即是失效概率。這種以統(tǒng)統(tǒng)計分析確確定的失效效概率來度度量系統(tǒng)可可靠性的方方法即為概概率極限設設計方法。。1.2地基基礎(chǔ)設設計原則111.地基基礎(chǔ)設設計原則概率極限設設計法與極極限狀態(tài)設設計原則極限狀態(tài)：：整個結(jié)構(gòu)或或結(jié)構(gòu)構(gòu)件件超過某一一特定狀態(tài)態(tài)不能滿足足設計規(guī)定定的某一功功能要求，，此特定狀狀態(tài)稱為該該功能的極極限狀態(tài)。。分兩類:詳見p8承載能力極極限狀態(tài)：：這種極極限狀態(tài)對對應于結(jié)構(gòu)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件達到最最大承載能能力或不適適于繼續(xù)承承載的變形形或變位的的狀態(tài)。指指結(jié)構(gòu)強度度不足或失失穩(wěn)。正常使用極限限狀態(tài)：這這種極限狀態(tài)態(tài)對應于結(jié)構(gòu)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件件達到正常使使用或耐久性性能的某項限限值的狀態(tài)。。1.2地基基礎(chǔ)設計計原則121.地基基礎(chǔ)設計計原則概率極限設計計法與極限狀狀態(tài)設計原則則地基基礎(chǔ)設計計原則p<fa原則（承載力驗算算——基礎(chǔ)底面的壓壓力小于地基基的承載力特特征值），各各級建筑均均應進行承載載力計算，防防止地基土體體剪切破壞；；經(jīng)常承受水水平荷載的高高層建筑、構(gòu)構(gòu)筑物以及基基坑工程的穩(wěn)穩(wěn)定性驗算s<[s]原則（變形驗算——地基及基礎(chǔ)的的變形值小于于建筑物要求求的沉降值）需按基本規(guī)定定驗算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)強度度、剛度和耐耐久性滿足要要求另外力求災害害荷載（地震震，風載等））時，經(jīng)濟損損失最少。1.2地基基礎(chǔ)設計計原則131.地基基礎(chǔ)設計計原則地基基礎(chǔ)設計計資料上部結(jié)構(gòu)資料料：按行業(yè)相關(guān)規(guī)范計算算的傳至基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面的荷載（包括軸力、、剪力和彎矩矩）。巖土工程勘察察資料(見書)：重視驗槽工作作。原位測試資料料:地基承載力、、單樁豎向承承載力以及地地基壓縮模量量和變形模量量的原位測試試報告等。1.2地基基礎(chǔ)設計計原則14地基、基礎(chǔ)、、上部結(jié)構(gòu)的的常規(guī)分析簡簡圖上部結(jié)構(gòu)(墻、柱)與基礎(chǔ)相連系，基礎(chǔ)礎(chǔ)底面直接與與地基相接觸，三者者組成一個完完整的體系，，在接觸處傳傳遞荷載，若若將三三者在界面處處分開，滿足足靜力平衡條條件，151.地基基礎(chǔ)設計計原則地基基礎(chǔ)設計計基本規(guī)定（按照基本規(guī)定定遵循原則設設計）⑴所有建筑物物的地基計算算均應滿足承承載力計算的的有關(guān)規(guī)定；；⑵甲級、乙級級建筑物、均均應按地基變變形設計；⑶表1-8所列范圍內(nèi)的的丙級建筑物物可不作變形形驗算，如有有下列情況之之一時，仍應應作變形驗算算：1)地基承載力特特征值小于130kPa，且體型復雜雜的建筑；2)在基礎(chǔ)上及其其附近有地面面堆載或相鄰鄰基礎(chǔ)荷載差差異較大，可可能引起地基基產(chǎn)生過大的的不均勻沉降降時；3)軟弱地基上的的建筑物存在在偏心荷載時時；4)相鄰建筑距離離過近，可能能發(fā)生傾斜時時；5)地基內(nèi)有厚度度較大或薄不不均的填土，，其自重固結(jié)結(jié)未完成時。。⑷對經(jīng)常受水水平荷載作用用的高層建筑筑、高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)和擋土墻等等，以及建造造在斜坡上或或邊坡附近建建筑物和構(gòu)筑筑物，尚應驗驗算其穩(wěn)定性性；⑸基坑工程應應進行穩(wěn)定性性驗算；⑹當?shù)叵滤衤癫剌^淺，建建筑地下室或或地下構(gòu)筑物物存在地下室室上浮問題時時，尚應進行行抗浮驗算。。1.2地基基礎(chǔ)設計計原則161.地基基礎(chǔ)設計計原則基礎(chǔ)工程設計計基礎(chǔ)工程設計計前：根據(jù)前前述“地基基基礎(chǔ)設計基本本規(guī)定”，對對地基的強度、變形、、穩(wěn)定性進行驗算?；A(chǔ)內(nèi)力計算算：是根據(jù)基基礎(chǔ)頂面作用用的荷載，基基礎(chǔ)底面土體體的反力作為為外荷載，運運用靜力學、、結(jié)構(gòu)力學的的方法求解而而進行?；A(chǔ)頂面作用用的荷載分析析：要考慮多多種荷載同時時作用在基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面的荷載載組合，又要要按承載力極極限狀態(tài)和正正常使用狀態(tài)態(tài)分別進行組組合，并取各各自的最不利利組合進行設設計計算。設設計時所采用用的荷載效應應最不利組合合與相應的抗抗力或限值應應符合前述相相應規(guī)范的有有關(guān)規(guī)定。荷載效應組合合的規(guī)定：（（見書p14）1.2地基基礎(chǔ)設計計原則171.地基基礎(chǔ)設計計原則1.2地基基礎(chǔ)設計計原則荷載效應組合合——補充1）基本組合是屬于承載力力極限狀態(tài)設設計的荷載效效應組合，它它包括以永久久荷載效應控控制組合和可可變荷載效應應控制組合，，荷載效應設設計值取兩者者的大者，兩兩者中的分項項系數(shù)(γ)取值不同。2）標準組合（Ψc）是屬于正常使使用極限狀態(tài)態(tài)設計的荷載載效應組合。。標準組合在在某種意義上上與過去的短短期效應組合合相同，主要要用來驗算一一般情況下構(gòu)構(gòu)件的撓度、、裂縫等使用用極限狀態(tài)問問題。（5％左右）3)準永久組合（（Ψq）也是屬于正常常使用極限狀狀態(tài)設計的荷荷載效應組合合。在某種意意義上與過去去的長期效應應組合相同，，其值等于荷荷載的標準值值乘以準永久久值系數(shù)。它它考慮了可變變荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)作用的長期期性。在設計計基準期內(nèi)，，可變荷載超超越荷載準永永久值的概率率在50％左右。準永永久組合常用用于考慮荷載載長期效應對對結(jié)構(gòu)構(gòu)件正正常使用狀態(tài)態(tài)影響的分析析中。最為典型的是是：對于裂縫控控制等級為2級的構(gòu)件，要要求按照標準準組合時，構(gòu)構(gòu)件受拉邊緣緣混凝土的應應力不超過混混凝土的抗拉拉強度標準值值，在按照準準永久組合時時，要求不出出現(xiàn)拉應力。。18－可變荷載Qi的組合值系數(shù)數(shù)，按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》GB50009規(guī)定取值。正常使用極限限狀態(tài)下荷載載效應的標準準組合Sk為：式中SGk－按永久荷載標標準值Gk計算的荷載效效應值；SQik－按可變荷載標標準值Qik計算的荷載效效應值；荷載效應的準準永久組合值值Sk應用下式表示示:－準永久值系數(shù)數(shù)按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》GB50009的規(guī)定取值。。荷載效應組合合一般規(guī)定1.2地基基礎(chǔ)設計計原則19－永久荷載的分分項系數(shù)按GB50009的規(guī)定取值；；對由永久荷載載效應控制的的基本組合，，也可采用簡簡化規(guī)則，荷荷載效應基本本組合的設計計值按下式確確定：承載能力極限限狀態(tài)下由可可變荷載效應應控制的基本本組合設計值值應用下式表表達式中R－結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力力的設計值按按有關(guān)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的規(guī)定確確定；Sk－荷載效應的標標準組合值。。－第i個可變荷載分分項系數(shù)按GB50009的規(guī)定取γ0荷載效應組合合一般規(guī)定1.2地基基礎(chǔ)設計計原則201.地基基礎(chǔ)設計計原則1.2地基基礎(chǔ)設計計原則基礎(chǔ)頂面作用用的最不利荷荷載組合柱控制截面上上最不利內(nèi)力力的類型為⑴+Mmax及相應的N、V；⑵⑵-Mmax及相應的N、V⑶Nmax及相應的M、V；⑷Nmin及相應的M、V對于大偏心受受壓的情況，，當彎矩M相等或相近時時，軸力愈小小所需配筋愈愈多，對于小小偏心受壓的的情況，當彎彎矩M相等或相近時時，軸力愈大大所需配筋愈愈多；不論是是大偏心受壓壓還是小偏心心受壓的情況況，當軸力N相等或相近時時，彎矩M愈大所需配筋筋愈多；為了施工的簡簡便以及為了了避免施工過過程中可能出出現(xiàn)的錯誤起起見，框架柱柱通常采用對對稱配筋。此此時，第（l）、（2）兩組最不利利內(nèi)力組合可可合并為彎矩矩絕對值最大大的內(nèi)力|Mmax|及相應的軸力力N、V。211.地基基礎(chǔ)設計計原則(1)按地基承載力力確定基礎(chǔ)底底面積及埋深深或按單樁承承載力確定樁樁數(shù)時，傳于于基礎(chǔ)或承臺臺底面上的荷荷載效應應按按正常使用極極限狀態(tài)下荷荷載效應的標準組合。相應的抗力力應采用地基基承載力特征征值或單樁承承載力特征值值。(2)計算地基變形形時，傳至基基礎(chǔ)底面上的的荷載效應應應按正常使用用極限狀態(tài)下下荷載效應的的準永久組合，不應計入風風荷載和地震震作用。相應應的限值應為為地基變形允允許值。(3)計算擋土墻土土壓力、地基基或斜坡穩(wěn)定定及滑坡推力力時，荷載效效應按承載能能力極限狀態(tài)態(tài)下荷載效應應的基本組合合，但其荷載載分項系數(shù)為為1.0。(4)在確定基礎(chǔ)或或樁臺高度、、支擋結(jié)構(gòu)截截面、計算基基礎(chǔ)或支擋結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確確定配筋和驗驗算材料強度度時，上部結(jié)結(jié)構(gòu)傳來的荷荷載效應組合合和相應的基基底反力，應應按承載能力力極限狀態(tài)下下荷載效應的的基本組合，采用相應的的荷載分項系系數(shù)。(5)當需要驗算基基礎(chǔ)裂縫寬度度時，應按正正常使用極限限狀態(tài)荷載效效應標準組合。(6)結(jié)構(gòu)重要性系系數(shù)γ0取值不應小于于1.0。1.2地基基礎(chǔ)設計計原則設計時所采用用的荷載效應應最不利組合合與相應的抗抗力或限值應應符合相應規(guī)規(guī)范的有關(guān)規(guī)規(guī)定：22231.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型天然地基土質(zhì)地基巖石地基特殊土地基人工地基復合地基231.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型天然地基土質(zhì)地基：土質(zhì)地基一一般是指成層層巖石以外的的各類土，，基本分為碎石土、砂土土、粉土和粘粘性土幾大類。碎石土和砂土土：劃分應符符合表1-9、表1-10的規(guī)定。粉土：粒徑大大于0.075mm的顆粒不超過過全部質(zhì)量50％，且塑性指指數(shù)等于或小小于10的土。粘性土：當塑塑性指數(shù)大于于10，且小于或等等于17時，應定為粉粉質(zhì)粘土；當當塑性指數(shù)大大于17時，應定為粘粘土。土質(zhì)地基下限限值：豎向向壓應力值等等于0.1σcz時某一深度。。土質(zhì)地基優(yōu)點：處于地殼的的表層，施工工方便，基礎(chǔ)礎(chǔ)工程造價較較經(jīng)濟，是房房屋建筑，中中、小型橋梁梁、涵洞、水水庫、水壩等等構(gòu)筑物基礎(chǔ)礎(chǔ)經(jīng)常選用的的持力層。241.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型天然地基巖石地基：當巖層距地表表很近，或構(gòu)構(gòu)筑物荷載通通過基礎(chǔ)底面面?zhèn)鹘o土質(zhì)地地基，地基土土體承載力、、變形驗算不不能滿足相關(guān)關(guān)規(guī)范要求時時，則必需選選擇巖石作為為基礎(chǔ)的持力力層，就稱該該地基為巖質(zhì)質(zhì)地基。例如如我國南京長江大橋橋的橋墩基礎(chǔ)，，三峽水庫大壩壩的壩基基礎(chǔ)等等。分類：根據(jù)風風化程度巖石石分為未風化化、微風化、、中等風化、、強風化、全全風化。不等等的風化等級級對應不同的的承載能力。。優(yōu)點；它們具具有足夠的抗抗壓強度，顆顆粒間有較強強的連接，基基本屬于連續(xù)續(xù)介質(zhì)。它較較土粒堆積而而成的松散介介質(zhì)的力學性性能優(yōu)越許多多。硬質(zhì)巖石石的飽和單軸軸極限抗壓強強度可高達60MPa以上，軟質(zhì)巖巖石的數(shù)值也也在5MPa不等。其數(shù)量量級與土質(zhì)地地基的kPa單位相比，可可認為擴大10倍以上，當巖層埋深淺淺，施工方便便時，它應是是最先首選的的基礎(chǔ)工程持持力層。主要不良地質(zhì)質(zhì)現(xiàn)象：1、巖溶2、滑坡3、危巖和崩塌塌4、泥石流5、采空區(qū)6、地面沉降7、地震效應8、活動斷裂。。251.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型天然地基特殊土地基：：由于生成時時不同的地理理環(huán)境、氣候候條件、地質(zhì)質(zhì)成因以及次次生變化等原原因，使一些些土類具有特特殊的成分、、結(jié)構(gòu)和工程程性質(zhì)。通常常把這些具有有特殊工程性性質(zhì)的土類稱稱為特殊土。。特殊土種類類很多，大部部分都具有地地區(qū)特點，故故又有區(qū)域性性特殊土之稱稱。分類：p16-18濕陷性黃土、、膨脹土地地基、凍土地地基（有的伴伴有鹽漬凍土土）、紅粘土土。工程特性：觸觸變性、流變變性、高壓縮縮性、低強度度、低透水性性、不均勻性性。261.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型人工地基—若天然地基軟軟弱，一般指指軟土地基,承載力和變形形不能滿足設設計要求時，，需對其進行行加固處理的的(如置換、夯實實、擠密、排排水固結(jié)、加加筋和化學處處理等方法等等處理)地基。軟粘土:土質(zhì)地基中含含水量大于液液限，孔隙比比e≥1.5或1.0≤e<1.5的新近沉積粘粘性土,為淤泥、淤泥泥質(zhì)粘土、淤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘粘土、淤泥混混砂、泥炭及及泥炭質(zhì)土，，具有強度低低、壓縮性高高、透水性差差、流變性明明顯和靈敏度度高等特點，，都稱之為軟軟粘土.271.地基基礎(chǔ)設計計原則1.3地基類型復合地基—在軟土地基或或松散地基（（回填土、雜雜填土、松軟軟砂）中設置置由散體材料料（土、砂、、碎石）等或或弱膠結(jié)材料料（石灰土、、水泥土等））構(gòu)成加固樁樁柱體（亦稱稱增強體），，與樁間土一一起共同承受受外荷載，這這類由兩種不不同強度的介介質(zhì)組成的人人工地基，稱稱為復合地基基。復合地基的樁樁柱體與樁基基礎(chǔ)的樁區(qū)別別:前者是人工地地基的組成部部分，起加固固地基的作用用,樁柱體與土協(xié)協(xié)調(diào)變形，共共同受力，兩兩者是彼此不不可分割的整整體。后者將將結(jié)構(gòu)荷載傳傳遞給深部地地基土層，樁樁可單獨承受受外荷載，由由剛度大的材材料組成且與與承臺或上部部結(jié)構(gòu)作剛性性連接。置換作用:樁柱體通過排排水、擠土或或原位攪拌等等方式，使一一部分地基土土被置換為或或轉(zhuǎn)變成具有有較高強度和和剛度的增強強體，這種作作用稱為置換換作用。擠密作用：在在成樁過程中中砂石樁的排排水作用，石石灰樁的膨脹脹吸水作用對對樁間土形成成側(cè)向擠壓作作用使土質(zhì)得得以改善，這這種作用稱之之為擠密作用用。281.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)基礎(chǔ)分類按材料分類按構(gòu)造分類按受力性能分類樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)沉箱基礎(chǔ)地下連續(xù)墻291.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型淺基基礎(chǔ)礎(chǔ)：≤≤5m，施施工工一一般般采采用用敞敞開開挖挖基基坑坑修修筑筑基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的方方法法，，故故亦亦稱稱為為明明挖挖基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。設設計計計計算算時時可可以以忽略略基基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)側(cè)面面土土體體對對基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的影影響響，基基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式和和施施工工方方法法也也較較簡簡單單。。天天然然地地基基淺淺基基礎(chǔ)礎(chǔ)由由于于埋埋深深淺淺，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式簡簡單單，，施施工工方方法法簡簡便便，，造造價價也也較較低低，，因因此此是是建建筑筑物物(最)常用用的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型。。深基基礎(chǔ)礎(chǔ)：>5m考慮慮側(cè)側(cè)面面土土體體對對基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的影影響響，，需需要要特特殊殊工工藝藝施施工工技技術(shù)術(shù)。。30按材料分類磚基礎(chǔ)片石基礎(chǔ)砼及片石砼基礎(chǔ)鋼筋砼基礎(chǔ)灰土及三合土基礎(chǔ)單獨基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)按構(gòu)造分類十字交叉筏板箱形按受力性能分類剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)淺基基礎(chǔ)礎(chǔ)分分類類311.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則柱下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ)墻下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ)十字字交叉叉梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)梁板板或或平平板板式筏筏形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)柱下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)墻下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)沉箱箱基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型箱形形基礎(chǔ)礎(chǔ)321.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.1柱下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型柱下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ):是柱柱基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的最最經(jīng)經(jīng)濟濟型型式式,有無無筋筋和和配配筋筋兩兩種種33墩下下剛剛性性擴擴大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)墩下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ):是墩墩基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的最最經(jīng)經(jīng)濟濟型型式式,有無無筋筋和和配配筋筋兩兩種種341.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.2墻下下單單獨獨基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型351.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.3柱下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型特點點：抗抗彎彎剛剛度度大大，，具具有有調(diào)調(diào)整整不不均均勻勻沉沉降降的的能能力力。。適用用條條件件：地地基基較較軟軟，，分分布布不不均均；；基基底底面面積積受受相相鄰鄰建建筑筑物物或或設設備備基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的限限制制無無法法擴擴展展時時；；柱柱荷荷載載差差異異大大，，以以致致基基底底面面積積擴擴大大使使其其彼彼此此接接近近或或相相碰碰時時。。361.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.4墻下下無無筋筋擴擴展展條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型墻下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)是是墻墻基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的最最經(jīng)經(jīng)濟濟型型式式：：有有無無筋筋和和配配筋筋兩兩種種，，設設于于磚磚墻墻或或剪剪力力墻墻下下。。37擋土土墻墻下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)柱下下加加腋腋條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型在橋橋梁梁條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)中中，，一一般般是是做做成成剛剛性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，個個別別的的也也可可做做成成柔柔性性基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。381.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.5十字字交交叉叉梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型特點點：抗抗彎彎剛剛度度大大，，具具有有調(diào)調(diào)整整不不均均勻勻沉沉降降的的能能力力。。適用用條條件件：地地基基較較軟軟，，分分布布不不均均；；基基底底面面積積受受相相鄰鄰建建筑筑物物或或設設備備基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的限限制制無無法法擴擴展展時時；；柱柱荷荷載載差差異異大大，，以以致致基基底底面面積積擴擴大大使使其其彼彼此此接接近近或或相相碰碰時時。。39筏形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)是是指指在在建建筑筑物物的的所所有有柱柱墻墻下下面面用用鋼鋼筋筋混混凝凝土土做做一一塊塊連連續(xù)續(xù)的的整整片片基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，也也稱稱筏筏板板基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，俗俗稱稱““滿滿堂堂紅紅基基礎(chǔ)礎(chǔ)””。。有有平平板板式式和和梁梁板板式式。。特點點：基基底底面面積積大大。。整整體體性性好好，，調(diào)調(diào)整整不不均均勻勻沉沉降降能能力力強強，，抗抗震震性性好好適用用條條件件：““硬硬殼殼層層““持持力力層層，，較較均均勻勻軟軟弱弱地地基基上上6層及及其其以以下下承承重重橫橫墻墻密密集集的的民民用用建建筑筑。。1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型401.地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設設計計原原則則圖1.6箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)（由由頂頂、、底底板板與與內(nèi)內(nèi)、、外外墻墻等等組組成成、、并并由由鋼鋼筋筋砼砼整整澆澆而而成成空空間間整整體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)））1.4基礎(chǔ)礎(chǔ)類類型型特點點：顯顯著著減減少少基基底底壓壓力力，，降降低低基基礎(chǔ)礎(chǔ)沉沉降降，，抗抗震震性性能能好好，，鋼鋼筋筋水水泥泥用用量量較較大大，，工工期期長長，，造造價價高高，，基基坑坑施施工工及及護護壁壁，，對對周周圍圍環(huán)環(huán)境境影影響響適用條件件：高層建建筑411.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則基樁直徑徑2.2m,長度80m,鉆孔長度度近90m1.4基礎(chǔ)類型型圖1.7某公路大大橋主橋橋南塔的的樁基礎(chǔ)礎(chǔ)42431.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則井筒狀的結(jié)構(gòu)物物在井壁的的圍護下下從井內(nèi)內(nèi)挖土在自重作用用下逐漸下下沉封底封頂頂形成的的深基礎(chǔ)1.4基礎(chǔ)類型型圖1.8沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)43沉井施工工主要程程序示意意圖44地下連續(xù)續(xù)墻施工工過程示示意圖沉箱基礎(chǔ)礎(chǔ)現(xiàn)在應應用不多多，自己己看書45回顧顧天然地基基：沒有有經(jīng)過人人為加固固處理的的地基人工地基基：需人人工加固固的軟弱弱地基淺基礎(chǔ)：：≤5m，用一般般方法、、工藝施施工深基礎(chǔ)：：(樁基、沉沉井)，特殊工工藝施工工方案組合合天然地基基人工地基基淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)方案選擇擇造價低易施工安全合理理技術(shù)先進進461.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則1.4基礎(chǔ)類型型常見淺基基礎(chǔ)特點點總結(jié)單獨基礎(chǔ)礎(chǔ)柱柱下下條形基基礎(chǔ)筏筏形和和箱形基基礎(chǔ)基底面積積越來越越大、對上部部結(jié)構(gòu)荷荷載的擴擴散作用用越來越越強在相同的的上部結(jié)結(jié)構(gòu)荷載載作用下下，基底壓力力和基底底附加壓壓力越來來越小，，剛度越來來越大，，可以適適應更軟軟弱的地地基，可可以減小小地基的的沉降變變形在相同的的地基條條件下，，可以承承受更大大的上部部結(jié)構(gòu)荷荷載作用用設計計算算方法越越來越復復雜，一一般情況況下工程程造價越越來越高高47建筑物地地點的土土質(zhì)條件件和建筑筑物對不不均勻沉沉降的敏敏感性不不同，需需要采取取的地基基基礎(chǔ)方方案不同同。(天然的或或人工地地基、不不同類型型的基礎(chǔ)礎(chǔ)）。如如對于單單層裝配配式工業(yè)業(yè)廠房和和油罐等等，可采采用柔性性基礎(chǔ)；；對于混混合結(jié)構(gòu)構(gòu)和框架架結(jié)構(gòu)等等，可采采用有限限剛度基基礎(chǔ)；對對于筒倉倉結(jié)構(gòu)、、高層建建筑和橋橋梁墩臺臺等，可可采用剛剛性基礎(chǔ)礎(chǔ)。基礎(chǔ)方案案與考慮慮因素地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計一一般要考考慮以下下因素(下一章學學習)：(1)建筑基礎(chǔ)礎(chǔ)所用的的材料及及基礎(chǔ)的的結(jié)構(gòu)形形式；(2)基礎(chǔ)的埋埋置深度度；(3)地基土的的承載力力；(4)基礎(chǔ)的形形狀和布布置，以以及與相相鄰基礎(chǔ)礎(chǔ)、地下下構(gòu)筑物物、地下下管道的的關(guān)系(5)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型型、使用用要求及及其對不不均勻沉沉降的敏敏感性。。481.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則圖1-9共同工工作作概念念地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)圖1.9不均勻沉沉降引起起砌體開開裂1.5地基、基基礎(chǔ)與上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)共同工工作49上部結(jié)構(gòu)構(gòu)、基礎(chǔ)礎(chǔ)和地基基共同作用用的概念念上部結(jié)構(gòu)構(gòu)(墻、柱)與基礎(chǔ)相連系，，基礎(chǔ)底底面直接接與地基相接觸，，三者組組成一個個完整的的體系，，在接觸觸處既傳傳遞荷載載，又相相互約束束和相互互作用。。若將三者者在界面面處分開開，則不不僅各自自要滿足足靜力平平衡條件件，還必必須在界界面處滿足變形形協(xié)調(diào)、位移連續(xù)續(xù)條件。501.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則1.5.1共同工作作的概念念——上部結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度的的影響上部結(jié)構(gòu)構(gòu)為絕對剛性性，將約束束基礎(chǔ)變變形，這這種情況況，基礎(chǔ)礎(chǔ)猶如支支承在把把柱端視視為不動動鉸支座座上的倒倒置連續(xù)續(xù)梁，以以基底反反力為荷荷載，僅僅在支座座間產(chǎn)生生局部彎彎曲。上部結(jié)構(gòu)構(gòu)為完全柔性性，對基礎(chǔ)礎(chǔ)變形約約束作用用很小，，基礎(chǔ)產(chǎn)產(chǎn)生整體體彎曲圖1.11上部結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度影影響示意意圖511.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則1.5.2地基與基基礎(chǔ)的相相互作用用柔性基礎(chǔ)礎(chǔ):隨地基變變形而任任意彎曲曲，基底底反力分分布與基基礎(chǔ)上荷荷載分布布相同，，無力調(diào)調(diào)整基底底的不均均勻沉降降。當荷載均均勻分布布時，反反力也均均勻分布布，而地地基變形形不均勻勻，呈中中間大兩兩側(cè)遞減減的凹曲曲變形。。顯然，，要使基基礎(chǔ)沉降降均勻．．則荷載載與地基基反力必必須按中間小兩兩側(cè)大的的拋物線線分布。圖1.12柔性基礎(chǔ)礎(chǔ)521.地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設計原原則1.5.2地基與基基礎(chǔ)的相相互作用用剛性基礎(chǔ)礎(chǔ):在荷載作作用下基基礎(chǔ)不產(chǎn)產(chǎn)生撓曲曲，基底底平面沉沉降后仍仍保持平平面，基基底反力力分布有有多種形形態(tài):當把地基基土視為為完全彈彈性體時時，基底底的反力力分布將將呈①的的分布形形式。實際的地地基土僅僅具有很很有限的的強度，，基礎(chǔ)邊邊緣處的的應力太太大，土土要屈服服以至發(fā)發(fā)生破壞壞，部分分應力將將向中間間轉(zhuǎn)移，，于是反反力的分分布呈②②即馬鞍鞍形的分分布。就承受剪剪應力的的能力而而言，基基礎(chǔ)下中中間部位位的土體體高于邊邊緣處的的土體、、因此當當荷載繼繼續(xù)增加加時，基基礎(chǔ)下面面邊緣處處土體的的破壞范范圍不斷斷擴大，，反力進進一步從從邊緣向向中間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。其其分布形形式就成成為③即即鐘形的的分布。。如果地基基土是無無粘性土土，沒有有粘結(jié)強強度，且且基礎(chǔ)埋埋深很淺淺，邊緣緣處土體體所受的的壓力幾幾乎可以以不計，，該處土土不具有有強度，，也就不不能承受受任何荷荷載，因因此反力力的分布布就可能能成為④④即拋物物線的分分布。圖1.13剛性基礎(chǔ)礎(chǔ)53有限剛性性體：如果基礎(chǔ)礎(chǔ)不是絕絕對剛性性體而是是有限剛剛性體，，在上部部結(jié)構(gòu)傳傳來荷載載和地基基反力共共同作用用下，基基礎(chǔ)要產(chǎn)產(chǎn)生一定定程度的的撓曲，，地基土土在基底底壓力作作用下產(chǎn)產(chǎn)生相應應的變形形?；椎追戳Φ牡姆植夹涡螤钊Q決于基礎(chǔ)礎(chǔ)與地基基的相對對剛度，，基礎(chǔ)的的剛度愈愈大，地地基的剛剛度愈小小，則基基底反力力向邊緣緣集中的的程度愈愈高。考慮上部部結(jié)構(gòu)—基礎(chǔ)—地基共同同作用分分析法基本原則則：要求考慮慮上部結(jié)結(jié)構(gòu)、基基礎(chǔ)和地地基的共共同作用用，使三三者之間間不僅要要滿足靜力平平衡條件，而且必須須滿足變形協(xié)協(xié)調(diào)條件，以保證建建筑物和地地基變形的的連續(xù)。但但這樣的設設計方法非非常復雜。。54按靜力平衡衡條件將上上部結(jié)構(gòu)與與基礎(chǔ)分割割開，用結(jié)結(jié)構(gòu)力學方方法求出柱柱端作用力力，并反向向作用加于于基礎(chǔ)上，，并選用合合適地基土土模型?；A(chǔ)成為放放在地基模模型上的承承載結(jié)構(gòu)。?；A(chǔ)—地基共同作作用必須滿滿足兩者變變形協(xié)調(diào)的的要求。這這類方法的的計算結(jié)果果與實際情情況仍然有有所差別：：不考慮上部部結(jié)構(gòu)的剛剛度貢獻，，導致地基基變形量偏偏大，因而而基礎(chǔ)內(nèi)力力也偏高，，這是偏于于安全方面面；沒有考慮基基礎(chǔ)的變形形會引起上上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生附加應應力與變形形，這是偏偏于不安全全方面。因因此這類方方法較適用用于上部結(jié)結(jié)構(gòu)剛性較較小而基礎(chǔ)礎(chǔ)剛度較大大的情況。?？紤]基礎(chǔ)—地基共同作作用分析法法55假定基礎(chǔ)底底面反力呈呈直線分布布的結(jié)構(gòu)力力學方法，，分析時將將上部結(jié)構(gòu)構(gòu)、基礎(chǔ)與與地基按靜靜力平衡條條件分割成成三個獨立部部分求解。只滿足靜力力平衡條件件，常用的分分析方法有有靜定分析析法、倒梁梁法和倒樓樓蓋法等。。適用于地地基剛度很很大、變形形量很小，，或結(jié)構(gòu)剛剛度很大、、基礎(chǔ)的撓撓度很小等等情況。不考慮共同同作用分析析法——常規(guī)設計方方法56圖1.10地基、基礎(chǔ)礎(chǔ)、上部結(jié)