建筑結(jié)構(gòu)地基和基礎(chǔ)

地基和基礎(chǔ)郭劍飛現(xiàn)在是1頁\一共有98頁\編輯于星期四建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔(dān)。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基；建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基地基及基礎(chǔ)的概念現(xiàn)在是2頁\一共有98頁\編輯于星期四地基及基礎(chǔ)的重要性組成地層的土或巖石是自然界產(chǎn)物。建筑物建造在地層上面，所以建筑物場地的工程地質(zhì)條件是決定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的先決條件。建筑物的地基和基礎(chǔ)是建筑物的根本，它們一旦出現(xiàn)問題，建筑物的安全和正常使用必然受到影響。建筑物的事故，絕大多數(shù)都與地基和基礎(chǔ)有關(guān)。現(xiàn)在是3頁\一共有98頁\編輯于星期四土的工程性質(zhì)及分類0固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)縮限ws塑限wp液限wlw粘性土現(xiàn)在是4頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是5頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是6頁\一共有98頁\編輯于星期四地基土（巖）的工程分類(1)巖石。巖石應(yīng)為顆粒間牢固聯(lián)結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。作為建筑結(jié)構(gòu)的地基，除應(yīng)確定巖石的地質(zhì)名稱外，還應(yīng)分別按表17-4、表17-5劃分其堅(jiān)硬程度和完整程度?，F(xiàn)在是7頁\一共有98頁\編輯于星期四地基土（巖）的工程分類(2)碎石土。碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土。碎石土可按粒組含量和顆粒形狀分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫，如表17-6所示?，F(xiàn)在是8頁\一共有98頁\編輯于星期四地基土（巖）的工程分類(3)砂土。砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%、粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重50%的土。砂土可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。砂土按表17-8所示分類?，F(xiàn)在是9頁\一共有98頁\編輯于星期四地基土（巖）的工程分類(4)粉土。粉土為塑性指數(shù)Ip≤10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土，它介于砂土與粘性土之間。(5)粘性土。粘性土是塑性指數(shù)Ip大于10的土，按表17-2分為粘土、粉質(zhì)粘土?，F(xiàn)在是10頁\一共有98頁\編輯于星期四地基土（巖）的工程分類(6)人工填土。人工填土是指由于人類活動(dòng)堆積的土。其物質(zhì)成分雜亂且均勻性較差，堆積時(shí)間也各不相同，故用作地基時(shí)應(yīng)特別慎重。人工填土根據(jù)其組成和成因可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土、沖填土。素填土為由碎石、砂土、粘性土、粉土等組成的填土；經(jīng)分層壓實(shí)者統(tǒng)稱為壓實(shí)填土；雜填土為含有建筑垃圾、工業(yè)廢物、生活垃圾等雜物的填土；沖填土為由水力沖填泥砂形成的填土。(7)特殊土。特殊土指具有一定分布區(qū)域或工程意義上具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土。大體可分為軟土、紅粘土、黃土、膨脹土、多年凍土、濕陷性土、鹽漬土等?，F(xiàn)在是11頁\一共有98頁\編輯于星期四地基勘察的目的地基勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價(jià)建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。現(xiàn)在是12頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是13頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是14頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是15頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是16頁\一共有98頁\編輯于星期四

工業(yè)與民用建筑工程的設(shè)計(jì)分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖三個(gè)階段。

為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)資料，勘察工作也相應(yīng)分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察三個(gè)階段。地基勘察的三個(gè)階段現(xiàn)在是17頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是18頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是19頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是20頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是21頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是22頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是23頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是24頁\一共有98頁\編輯于星期四某項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告介紹

現(xiàn)在是25頁\一共有98頁\編輯于星期四土中應(yīng)力及地基計(jì)算包括：自重應(yīng)力+附加應(yīng)力附加應(yīng)力是由于建筑物荷載在土中引起的應(yīng)力現(xiàn)在是26頁\一共有98頁\編輯于星期四中心受壓基礎(chǔ)現(xiàn)在是27頁\一共有98頁\編輯于星期四偏心受壓基礎(chǔ)現(xiàn)在是28頁\一共有98頁\編輯于星期四地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級現(xiàn)在是29頁\一共有98頁\編輯于星期四基礎(chǔ)埋置深度確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)，必須考慮把基礎(chǔ)設(shè)置在變形較小，而強(qiáng)度又比較大的持力層上，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，而且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差。有無地下室、地下管道、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造對基礎(chǔ)埋深影響很大。現(xiàn)在是30頁\一共有98頁\編輯于星期四在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度(不計(jì)樁長)不宜小于建筑物高度的1/18~1/20。工程地質(zhì)和水文條件（1）在滿足地基承載力、穩(wěn)定和變形要求的前提條件下，基礎(chǔ)應(yīng)該盡量淺埋，基礎(chǔ)頂面低于室外地面不小于0.1m；（2）基礎(chǔ)宜埋置在地下水位以上?，F(xiàn)在是31頁\一共有98頁\編輯于星期四新建筑物靠近原有建筑物時(shí)，其基礎(chǔ)埋置深度不宜大于原有建筑物基礎(chǔ)。如新基礎(chǔ)埋深大于原有建筑基礎(chǔ)時(shí)，為保證相鄰建筑物的安全和正常使用，兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距，其數(shù)值應(yīng)視原有建筑荷載大小、基礎(chǔ)形式和土質(zhì)情況而定。當(dāng)上述要求不能滿足時(shí)，施工時(shí)應(yīng)采取措施，如分段施工、設(shè)臨時(shí)加固支撐、打板樁、構(gòu)筑地下連續(xù)墻或加固原有建筑物的地基?，F(xiàn)在是32頁\一共有98頁\編輯于星期四需要考慮地基土凍漲和融陷的影響現(xiàn)在是33頁\一共有98頁\編輯于星期四地基承載力計(jì)算現(xiàn)在是34頁\一共有98頁\編輯于星期四地基承載力修正系數(shù)現(xiàn)在是35頁\一共有98頁\編輯于星期四JHD減輕地基不均勻沉降損傷的措施一、建筑措施（1）建筑體形立求簡單、高差不宜過大；（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；（3）設(shè)置沉降縫；（4）控制建筑物的間距；現(xiàn)在是36頁\一共有98頁\編輯于星期四A90171151206188132JHD相對沉降曲線（mm）裂縫（1）建筑體形立求簡單、高差不宜過大；現(xiàn)在是37頁\一共有98頁\編輯于星期四縱墻的長高比達(dá)7.6的過長建筑物47m3915019419417581相對沉降曲線（mm）裂縫（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；現(xiàn)在是38頁\一共有98頁\編輯于星期四外縱墻多次轉(zhuǎn)折，內(nèi)縱墻中斷的建筑物裂縫（2）控制建筑物的長高比及合理布置縱橫墻；現(xiàn)在是39頁\一共有98頁\編輯于星期四91108116127132438III-I沉降（mm）（4）控制建筑物的間距；現(xiàn)在是40頁\一共有98頁\編輯于星期四減輕地基不均勻沉降損傷的措施—結(jié)構(gòu)措施現(xiàn)在是41頁\一共有98頁\編輯于星期四基礎(chǔ)的類型及選用按材料分類現(xiàn)在是42頁\一共有98頁\編輯于星期四磚基礎(chǔ)的剖面呈階梯狀，這個(gè)階梯稱為大放腳。大放腳從墊層上開始砌筑，為保證其剛度應(yīng)為兩皮磚一收。廣泛應(yīng)用于六層及六層以下的民用房屋磚基礎(chǔ)現(xiàn)在是43頁\一共有98頁\編輯于星期四毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)用強(qiáng)度較高又未風(fēng)化的毛石砌筑。毛石是指未經(jīng)加工整理的石料，毛石基礎(chǔ)的寬度和每階臺階高度不宜小于400mm；為保證鎖結(jié)力，每一階梯宜用兩排或三排塊石砌筑且每個(gè)臺階外伸寬度不宜大于200mm。基礎(chǔ)應(yīng)豎砌、錯(cuò)縫、縫內(nèi)砂漿飽滿。應(yīng)用于石料取材容易、價(jià)格便宜的地區(qū)現(xiàn)在是44頁\一共有98頁\編輯于星期四混凝土、毛石混凝土基礎(chǔ)現(xiàn)在是45頁\一共有98頁\編輯于星期四以上五種類型基礎(chǔ)有個(gè)共同的弱點(diǎn)，就是沒有配置鋼筋，其組成材料的抗拉、抗彎強(qiáng)度都較低。如果懸臂過長，則易產(chǎn)生彎曲裂縫。需限制臺階寬高比以保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度安全。這類基礎(chǔ)統(tǒng)稱剛性基礎(chǔ)，又稱無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)?，F(xiàn)在是46頁\一共有98頁\編輯于星期四淺基礎(chǔ)

單獨(dú)基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)基礎(chǔ)按構(gòu)造分類深基礎(chǔ)——樁基礎(chǔ)

按埋置深度分現(xiàn)在是47頁\一共有98頁\編輯于星期四柱下單獨(dú)基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)現(xiàn)在是48頁\一共有98頁\編輯于星期四柱下單獨(dú)基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)現(xiàn)在是49頁\一共有98頁\編輯于星期四柱下單獨(dú)基礎(chǔ)現(xiàn)在是50頁\一共有98頁\編輯于星期四柱下十字交叉條形基礎(chǔ)現(xiàn)在是51頁\一共有98頁\編輯于星期四條形基礎(chǔ)現(xiàn)在是52頁\一共有98頁\編輯于星期四筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)現(xiàn)在是53頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是54頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是55頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是56頁\一共有98頁\編輯于星期四—深基礎(chǔ)現(xiàn)在是57頁\一共有98頁\編輯于星期四柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軸心荷載作用下的基礎(chǔ)現(xiàn)在是58頁\一共有98頁\編輯于星期四偏心荷載作用下的基礎(chǔ)現(xiàn)在是59頁\一共有98頁\編輯于星期四偏心荷載作用下的基礎(chǔ)現(xiàn)在是60頁\一共有98頁\編輯于星期四例17.3:在某粘性持力層上欲建一鋼筋混凝土柱基礎(chǔ)。柱截面為300mm×400mm，作用在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心荷載為800kN，彎矩值為100kN·m，水平荷載13kN，粘性土，重度，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.78，地基承載力特征值fak=230kPa，試計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸。解(1)修正后的地基土承載力特征值。查表17-11得：ηb=0.3，ηd=1.6，先假設(shè)b<3m，故只對基礎(chǔ)埋置深度修正。(2)先按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面積計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的埋深現(xiàn)在是61頁\一共有98頁\編輯于星期四地基承載力修正系數(shù)現(xiàn)在是62頁\一共有98頁\編輯于星期四(3)考慮偏心，將基礎(chǔ)底面增大10%取矩形基礎(chǔ)底板長短邊之比：l/b=1.5取b=1.7m＜3m,不需再進(jìn)行基礎(chǔ)寬度修正。

l=1.5b=2.55m取l=2.6m現(xiàn)在是63頁\一共有98頁\編輯于星期四基底最大最小土壓力：故基礎(chǔ)底面尺寸取b=1.7m，l=2.6m符合設(shè)計(jì)要求。(4)驗(yàn)算持力層地基土承載力基礎(chǔ)和回填土重： 現(xiàn)在是64頁\一共有98頁\編輯于星期四樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)在是65頁\一共有98頁\編輯于星期四上部結(jié)構(gòu)承臺軟弱土層堅(jiān)實(shí)土層樁軟弱土層中密土層巖層，密實(shí)砂類或碎石類土層QQ摩擦樁端承樁現(xiàn)在是66頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是67頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是68頁\一共有98頁\編輯于星期四圖17.19沉管灌注樁施工流程圖說明：(a)打樁機(jī)就位；(b)沉管；(c)澆灌混凝土；(d)邊拔管邊震動(dòng)；(e)安放鋼筋籠，繼續(xù)澆灌混凝土；(f)成型現(xiàn)在是69頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是70頁\一共有98頁\編輯于星期四圖17.20人工挖孔樁護(hù)壁現(xiàn)在是71頁\一共有98頁\編輯于星期四圖17.22爆擴(kuò)樁圖17.21人工挖孔樁大頭現(xiàn)在是72頁\一共有98頁\編輯于星期四樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)在是73頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是74頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是75頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是76頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是77頁\一共有98頁\編輯于星期四圖17.23樁位布置圖現(xiàn)在是78頁\一共有98頁\編輯于星期四樁位平面布置圖現(xiàn)在是79頁\一共有98頁\編輯于星期四樁位平面布置圖現(xiàn)在是80頁\一共有98頁\編輯于星期四基礎(chǔ)平面布置及梁配筋圖現(xiàn)在是81頁\一共有98頁\編輯于星期四■墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)在是82頁\一共有98頁\編輯于星期四中心受壓基礎(chǔ)現(xiàn)在是83頁\一共有98頁\編輯于星期四■確定墻體荷載和樓面荷載1、樓面恒荷載：(1)板厚100mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值2.50kN/m2；(2)面層厚50mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值1.00kN/m2；(3)底粉或吊頂，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2；總計(jì)：板厚100mm時(shí),恒載標(biāo)準(zhǔn)值4.0kN/m2。2、屋面恒荷載：屋面為不上人屋面(1)防水層，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kg/m2；(2)保溫層，標(biāo)準(zhǔn)值1.0kN/m2；(3)找平隔氣層，標(biāo)準(zhǔn)值0.5kN/m2；(4)120mm厚屋面板，標(biāo)準(zhǔn)值3.0kN/m2；

總計(jì)：板厚120mm時(shí),恒載標(biāo)準(zhǔn)值5kN/m2。外墻恒荷載：墻厚190mm,q=3.1kN/m2，層高3.6m；h×q=3.6×3.1=11.20kN/m，恒荷載設(shè)計(jì)值11.2kN/m?，F(xiàn)在是84頁\一共有98頁\編輯于星期四外墻恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值11.2kN/m