第二章天然地基上的淺基礎(chǔ)選編課件

基礎(chǔ)工程第2章

天然地基上的淺基礎(chǔ)12/6/2023學(xué)習(xí)重點(diǎn)：天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟；淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求；淺基礎(chǔ)的類型及基礎(chǔ)方案的選用及地基設(shè)計(jì)計(jì)算；無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的概念及構(gòu)造要求；鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算；柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)和交叉條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；淺基礎(chǔ)施工要點(diǎn)及減輕建筑物不均勻沉降危害的措施。12/6/20232.1概述地基基礎(chǔ)的方案總的來(lái)說(shuō)有以下幾種，即天然地基上的淺基礎(chǔ)、人工地基上的淺基礎(chǔ)、天然地基上的深基礎(chǔ)及深淺結(jié)合的基礎(chǔ)，如樁筏或樁箱基礎(chǔ)。深淺基礎(chǔ)而言，并沒(méi)有明確的界限。一般認(rèn)為，基礎(chǔ)埋置深度不超過(guò)5m的為淺基礎(chǔ)。若基礎(chǔ)埋深較淺，采用簡(jiǎn)單的施工方法便可施工。而對(duì)于埋置深度較深的基礎(chǔ)，若同樣采用淺基礎(chǔ)的施工方法進(jìn)行時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一系列問(wèn)題，如需進(jìn)行基坑邊坡支護(hù)及降低地下水位等。如此需采用特殊的施工方法進(jìn)行施工，如采用樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等基礎(chǔ)型式，稱為深基礎(chǔ)。12/6/2023天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般步驟（1）掌握相關(guān)資料，選擇合適的基礎(chǔ)材料、類型和平面布置方案；（2）選擇地基持力層和確定基礎(chǔ)埋置深度；（3）確定持力層的地基承載力；（4）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸，若存在軟弱下臥層，尚應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力；（5）進(jìn)行必要的地基變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算；（6）對(duì)需要抗震驗(yàn)算的建筑物，應(yīng)進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算；（7）進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并滿足相關(guān)構(gòu)造要求，以保證基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性。（8）繪制基礎(chǔ)施工詳圖，并附必要的技術(shù)說(shuō)明。12/6/20232.2淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求2.2.1淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類型甲級(jí)重要的工業(yè)與民用建筑30層以上的高層建筑體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物（如地下車(chē)庫(kù)、商場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等）對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物（包括高邊坡）對(duì)原有工程影響較大的新建建筑物場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程開(kāi)挖深度大于15m的基坑工程周邊環(huán)境條件復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高的基坑工程（1）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)12/6/2023設(shè)計(jì)等級(jí)建筑和地基類型乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物除甲級(jí)、丙級(jí)以外的基坑工程丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物非軟土地區(qū)且場(chǎng)地地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、基坑周邊環(huán)境條件簡(jiǎn)單、環(huán)境保護(hù)要求不高且開(kāi)挖深度小于5.0m的基坑工程（2）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定①所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定；②設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)；③設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物，如有下列情況之一時(shí)，應(yīng)作變形驗(yàn)算：12/6/2023a、地基承載力特征值小于130kPa，且體形復(fù)雜的建筑；b、在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降時(shí)；c、軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時(shí)；d、相鄰建筑物距離近，可能發(fā)生傾斜時(shí)；e、地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時(shí)。④對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性；⑤基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算；⑥建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問(wèn)題時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。12/6/2023（3）作用效應(yīng)與相應(yīng)抗力限值基本規(guī)定

（4）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作用組合的設(shè)計(jì)值基本規(guī)定（5）地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)使用年限

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011的規(guī)定，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)小于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，此為新規(guī)范修訂的技術(shù)內(nèi)容。2.2.2淺基礎(chǔ)的材料（1）磚石砌體基礎(chǔ)

(2)混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)（3）灰土基礎(chǔ)（4）三合土基礎(chǔ)（5）鋼筋混凝土基礎(chǔ)12/6/20232.3淺基礎(chǔ)的分類及適用范圍2.3.1淺基礎(chǔ)的分類鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性墻下條形基礎(chǔ)剛性柱下獨(dú)立基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)連續(xù)基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下交叉條形基礎(chǔ)（柱下十字交叉基礎(chǔ)）筏形基礎(chǔ)（筏基）箱型基礎(chǔ)（箱基）殼體基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)=單獨(dú)基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)+墻下（或其他）獨(dú)立基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)分類12/6/2023一、擴(kuò)展基礎(chǔ)1．無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)是指由磚、毛石、混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。

（a）磚基礎(chǔ)

（b）毛石基礎(chǔ)

（c）混凝土基礎(chǔ)

（d）灰土基礎(chǔ)

無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)為擴(kuò)散上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，使作用在基底的壓應(yīng)力滿足地基承載力的設(shè)計(jì)要求，且基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)力滿足材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)向側(cè)邊擴(kuò)展一定底面積的基礎(chǔ)稱為擴(kuò)展基礎(chǔ)。12/6/20232．鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)是指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)（a）階梯形基礎(chǔ)（b）錐形機(jī)場(chǎng)（c）杯口基礎(chǔ)（a）無(wú)肋式（b）有肋式墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)

12/6/2023二、聯(lián)合基礎(chǔ)同列相鄰兩柱公共的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。通常為滿足地基承載力要求，需將基礎(chǔ)底面尺寸擴(kuò)大，使得相鄰兩柱的獨(dú)立基礎(chǔ)底面相接甚至重疊時(shí)，可將其連在一起形成聯(lián)合基礎(chǔ)。聯(lián)合基礎(chǔ)

12/6/2023三、連續(xù)基礎(chǔ)將基礎(chǔ)底面積擴(kuò)大以滿足地基承載力的要求，可將建筑物的基礎(chǔ)沿單向或雙向甚至整片連接起來(lái)形成連續(xù)基礎(chǔ)。1．柱下條形基礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗浫趸虻鼗翂嚎s性分布不均勻而荷載較大時(shí)，可將同一方向上若干柱子的基礎(chǔ)連通而成為柱下條形基礎(chǔ)。柱下條形基礎(chǔ)

柱下交叉條形基礎(chǔ)

荷載較大的高層建筑，若土質(zhì)較弱或地基兩個(gè)方向都存在不均勻沉降時(shí)，可在柱網(wǎng)下縱橫兩方向設(shè)置鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，形成柱下交叉條形基礎(chǔ)。2．柱下交叉條形基礎(chǔ)12/6/20233．筏形基礎(chǔ)若地基軟弱而荷載又很大，柱下交叉條形基礎(chǔ)仍不能滿足地基承載力要求或相鄰基槽距離很小時(shí)，可將基礎(chǔ)底板連成一片，即為筏形基礎(chǔ)，或稱片筏基礎(chǔ)（俗稱滿堂基礎(chǔ)）。

筏形基礎(chǔ)箱型基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板、側(cè)墻和一定數(shù)量的內(nèi)隔墻組成的單層或多層鋼筋混凝土基礎(chǔ)，是筏形基礎(chǔ)的進(jìn)一步發(fā)展。箱型基礎(chǔ)

4．箱型基礎(chǔ)（a）平板式（b）梁板式12/6/2023四、殼體基礎(chǔ)為發(fā)揮混凝土抗壓性能好的特性，可將基礎(chǔ)做成如圖所示的各種形式的殼體而形成殼體基礎(chǔ)。殼體基礎(chǔ)

（a）正圓錐殼（b）M形組合殼（c）內(nèi)球外錐組合殼殼體基礎(chǔ)具有材料省、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但施工技術(shù)要求高，施工期長(zhǎng)，不便于機(jī)械化作業(yè)。常用作柱基礎(chǔ)或煙囪、水塔、料倉(cāng)等特種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。12/6/2023

各種基礎(chǔ)類型的選擇結(jié)構(gòu)類型巖土性質(zhì)與荷載條件適宜的基礎(chǔ)類型多層磚混結(jié)構(gòu)土質(zhì)均勻，承載力高，無(wú)軟弱下臥層，地下水位以下，荷載不大（5層以下建筑物）時(shí)無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)土質(zhì)均勻性較差，承載力低，有軟弱下臥層，基礎(chǔ)需淺埋時(shí)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)或交叉條形基礎(chǔ)土質(zhì)均勻性差，承載力低，荷載較大，采用條形基礎(chǔ)面積超過(guò)建筑物投影面積50%時(shí)墻下筏形基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)（無(wú)地下室）土質(zhì)均勻，承載力較高，荷載相對(duì)較小，柱網(wǎng)分布均勻時(shí)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)土質(zhì)均勻性較差，承載力較低，荷載較大，采用獨(dú)立基礎(chǔ)不能滿足要求時(shí)柱下條形基礎(chǔ)或交梁基礎(chǔ)土質(zhì)不均勻，承載力低，荷載大，柱網(wǎng)分布不均勻，采用條形基礎(chǔ)面積超過(guò)建筑物投影面積50%柱下筏形基礎(chǔ)全剪力墻，10層以上住宅結(jié)構(gòu)地基土層較好，荷載分布均勻墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)當(dāng)上述條件不能滿足時(shí)墻下筏形基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)高層框架、剪力墻結(jié)構(gòu)（有地下室）可采用天然地基時(shí)筏形基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)在淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，一般按照如下順序選擇基礎(chǔ)形式。即為：無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下交叉條形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)箱型基礎(chǔ)的順序來(lái)選擇基礎(chǔ)形式。2.3.2基礎(chǔ)方案選用12/6/20232.4基礎(chǔ)埋置深度的選擇基礎(chǔ)埋置深度是指基礎(chǔ)底面至設(shè)計(jì)地面的垂直距離。影響基礎(chǔ)埋深因素很多，應(yīng)綜合考慮以下幾方面加以確定。（1）建筑物的用途，有無(wú)地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造（2）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)(3)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件（4）相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深相鄰基礎(chǔ)的埋深

（5）地基土凍脹和融陷的影響坑底不會(huì)被承壓水沖破的條件

12/6/20232.5地基承載力特征值的確定2.5.1按載荷試驗(yàn)確定載荷試驗(yàn)是確定地基承載力最直接、最可靠的方法，它是在設(shè)計(jì)位置的地基上進(jìn)行載荷試驗(yàn)，因此是一種原位測(cè)試方法。缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的費(fèi)用較高，時(shí)間較長(zhǎng)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)的建筑物應(yīng)提供載荷試驗(yàn)指標(biāo)。以淺層平板載荷試驗(yàn)為例,由載荷試驗(yàn)結(jié)果可得各級(jí)荷載與相應(yīng)沉降量之間的關(guān)系曲線關(guān)系如圖

—比例界限荷載；—極限荷載2.5.1按載荷試驗(yàn)確定12/6/20232.5.2按規(guī)范法確定

12/6/2023表

承載力修正系數(shù)12/6/20232.5.3按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，用理論公式確定對(duì)于完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值，可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）巖基載荷試驗(yàn)方法確定；對(duì)破碎、極破碎的巖石地基承載力特征值，可根據(jù)平板載荷試驗(yàn)確定。對(duì)完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值，也可根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算：12/6/20232.6基礎(chǔ)底面尺寸的確定2.6.1按地基持力層承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸

(1)中心荷載作用下基礎(chǔ)底面尺寸確定圖

基礎(chǔ)所受荷載基礎(chǔ)受軸心荷載作用時(shí)，基礎(chǔ)底面的壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值可按下式計(jì)算：

由此可得中心荷載作用下的基礎(chǔ)底面積的計(jì)算公式：12/6/202312/6/2023(2)偏心荷載作用下基礎(chǔ)底面尺寸確定12/6/2023當(dāng)時(shí)，如圖再按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）檢查基底應(yīng)力是否滿足要求：12/6/202312/6/202312/6/2023

2.6.2地基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算

當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)有軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力軟弱下臥層承載力驗(yàn)算簡(jiǎn)圖

12/6/2023條形基礎(chǔ)：矩形基礎(chǔ)：2-6某承重磚墻厚240mm，傳至條形基礎(chǔ)頂面處的軸心荷載Fk＝150kN/m。該處土層自地表起依次分布如下：第一層為粉質(zhì)粘土，厚度2.2m，γ＝17kN/m3，e=0.91，fak=130kPa，Es1=8.1MPa；第二層為淤泥質(zhì)土，厚度1.6m，fak=65kPa,Es2=2.6MPa；第三層為中密中砂。地下水位在淤泥質(zhì)土頂面處。建筑物對(duì)基礎(chǔ)埋深沒(méi)有特殊要求，且不必考慮土的凍脹問(wèn)題,試確定基礎(chǔ)的底面寬度（須進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算).

12/6/2023〔解〕(1)確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度第二層淤泥質(zhì)土強(qiáng)度低、壓縮性大，不宜作持力層；第三層中密中砂強(qiáng)度高，但埋深過(guò)大，暫不考慮；由于荷載不大，第一層粉質(zhì)粘土的承載力可以滿足用做持力層的要求，但由于本層厚度不大，其下又是軟弱下臥層，故宜采用“寬基淺埋”方案，即基礎(chǔ)盡量淺埋，現(xiàn)按最小埋深規(guī)定取d=0.5m。(2)按持力層承載力確定基底寬度因?yàn)閐=0.5m，所以fa=fak=130kPa。取b=1.3m。12/6/2023(3)軟弱下臥層承載力驗(yàn)算Pcz=17×2.2=37.4kPa由Es1/Es2=8.1/2.6=3.1，z=2.2-0.5=1.7m>0.5b，查表2-10得θ＝23o。

12/6/2023faz=fak+ηdγm

(d+z-0.5)=65+1.0×17×(2.2-0.5)=93.9kPaPz+Pcz=55.4+37.4=92.8kPa<faz=93.9kPa（可以）

2.6.3按允許沉降差調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸太沙基和彼克提出了以下修正公式12/6/2023

2.6.4地基變形計(jì)算建筑物的地基變形計(jì)算值，不應(yīng)大于地基變形允許值，即[地基特征變形可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜?！躚。圖

地基特征變形12/6/2023

建筑物的地基變形允許值

（1）地基變形有關(guān)規(guī)定12/6/2023（2）地基變形計(jì)算基礎(chǔ)沉降計(jì)算的分層示意

1—天然地面標(biāo)高2—基底標(biāo)高3—平均附加應(yīng)力系數(shù)曲線4—層5—層12/6/20232.6.5地基穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物或構(gòu)筑物，都需考慮其穩(wěn)定性。地基穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算、最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面上諸力對(duì)滑動(dòng)中心所產(chǎn)生的抗滑力矩與滑動(dòng)力矩應(yīng)符合下式要求：式中：——抗滑力矩（kN·m）；——滑動(dòng)力矩（kN·m）。12/6/20232.7無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.7.1概述無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)受彎破壞

在設(shè)計(jì)時(shí)，一般通過(guò)對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行控制和基礎(chǔ)構(gòu)造進(jìn)行限制來(lái)確保基礎(chǔ)不發(fā)生拉力或剪切破壞。12/6/2023表

無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值

12/6/20232.7.2無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造圖

無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意

—柱中縱向鋼筋直徑1—承重墻2—鋼筋混凝土柱無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足下式的要求12/6/2023磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)素混凝土基礎(chǔ)上述基礎(chǔ)材料都要符合強(qiáng)度等級(jí)要求灰土基礎(chǔ)石灰和土（粘性土）按其體積比3：7或2：8構(gòu)成三合土基礎(chǔ)由石灰：砂：碎磚（或碎石）按1：2：4～1：3：6配成剛性角(寬高比)：

bi—任一臺(tái)階寬度(m);

Hi—相應(yīng)臺(tái)階高度(m);tanα—臺(tái)階寬高比的允許值，參照下述規(guī)范表格經(jīng)驗(yàn)值選用剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求12/6/2023基礎(chǔ)材料質(zhì)量要求臺(tái)階寬高比允許值pk≤100100＜pk≤200200＜pk≤300混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1﹕1.001﹕1.001﹕1.25毛石混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1﹕1.001﹕1.251﹕1.50磚基礎(chǔ)磚不低于MU10,M15砂漿1﹕1.501﹕1.501﹕1.50毛石基礎(chǔ)M15砂漿1﹕1.251﹕1.50—灰土基礎(chǔ)體積比為3﹕7或2﹕8的灰土，其最小干密度：粉土1.55t/m3；粉質(zhì)粘土：1.50t/m3；粘土：1.45t/m31﹕1.251﹕1.50—三合土基礎(chǔ)體積比為1﹕2﹕4～1﹕3﹕6（石灰﹕砂﹕骨料），每層約需鋪220mm，夯至150mm1﹕1.501﹕1.20—?jiǎng)傂曰A(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值12/6/2023圖2.2磚基礎(chǔ)剖面圖（a）“兩皮一收”砌法；（b）“二一間隔收”砌法剛性基礎(chǔ)構(gòu)造要求12/6/2023（1）根據(jù)就地取材原則，考慮上部結(jié)構(gòu)荷載和地基條件，確定基礎(chǔ)形式與埋深；（2）根據(jù)持力層承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面積并確定形狀；(3)根據(jù)允許高寬比設(shè)計(jì)剖面形狀及尺寸；（4）驗(yàn)算基礎(chǔ)頂面及兩種材料接觸面的抗壓強(qiáng)度；。（5）驗(yàn)算軟弱下臥層；（6）進(jìn)行地基變形驗(yàn)算；（7）繪制基礎(chǔ)施工圖。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟：2.8

鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)

墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)

砌體承重墻體及擋土墻、涵洞下常采用的基礎(chǔ)形式

柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)

建筑物中的柱、橋梁中的墩常用基礎(chǔ)形式鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的埋置深度與平面尺寸的確定方法與無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)相同，由于剛勁承擔(dān)了拉應(yīng)力，可以不滿足剛性角的要求，但需滿足抗彎、抗剪和抗沖切破壞的要求。12/6/20232.8鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.8.1基礎(chǔ)的破壞形式（a）純剪破壞（b）斜壓破壞（d）彎曲破壞擴(kuò)展基礎(chǔ)破壞形式（c）沖切破壞2.8.2擴(kuò)展基礎(chǔ)的驗(yàn)算12/6/2023軸心荷載下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)地基凈反力pj

僅由基頂荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的地基反力，沿墻長(zhǎng)取1m計(jì)算圖2.22墻下鋼筋混凝土條基受力

pj作用下，圖中Ⅰ-Ⅰ截面彎矩與剪力：V圖M圖2.8.2鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)

(2)基礎(chǔ)底板高度

由于基礎(chǔ)內(nèi)不配箍筋和彎筋，故基礎(chǔ)底板高度由砼的抗剪切條件確定：

(3)基礎(chǔ)底板配筋

每米墻長(zhǎng)的受力鋼筋截面面積：

fy—鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h0—基礎(chǔ)有效高度,0.9h0為截面內(nèi)力臂的近似值。

ft—砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

βh—截面高度影響系數(shù)2.8.2鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2.23墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的驗(yàn)算截面基礎(chǔ)高度驗(yàn)算驗(yàn)算截面處的剪力：

a—驗(yàn)算截面Ⅰ-Ⅰ距基礎(chǔ)邊緣距離確定剪力后，基礎(chǔ)有效高度h0由混凝土抗剪條件確定?；A(chǔ)底板配筋由驗(yàn)算截面處的彎矩M決定

p—計(jì)算截面的地基反力確定彎矩后，可計(jì)算基礎(chǔ)底板的配筋面積。偏心荷載12/6/2023柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)基礎(chǔ)底板厚度—由抗沖切驗(yàn)算定中心荷載作用：圖2.24沖切破壞示意圖偏心荷載作用時(shí)，將上式中的Pj換成Pjmax則可。2.8.2鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12/6/202312/6/202312/6/2023地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄U12/6/2023基礎(chǔ)底板配筋—由抗彎驗(yàn)算定軸心或偏心荷載作用下，對(duì)矩形基礎(chǔ)，當(dāng)滿足：

臺(tái)階寬高比α≤2.5

偏心距e≤l/6

圖2.25矩形基礎(chǔ)底板計(jì)算求出M后，由此可計(jì)算底板長(zhǎng)、短邊方向受力鋼筋面積AsⅠ和AsⅡ。柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)2023年12月6日12/6/20232.8.3擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造圖

柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底板受力鋼筋布置

圖

墻下條形基礎(chǔ)縱橫交叉處底板受力鋼筋布置12/6/2023例題2-8某砌體承重結(jié)構(gòu)，底層墻厚490mm，采用墻下條形基礎(chǔ)，在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，傳至±0.00標(biāo)高（室內(nèi)地面）的豎向荷載Fk=290kN/m，室外地面標(biāo)高為-0.30m，建設(shè)地點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)凍深1.5m。場(chǎng)地條件如下：天然地面下4.5m厚粘土層，其下為30m厚中密稍濕狀態(tài)的中砂，粘土層的fak=210kPa，e=0.

730，γ=19kN/m3，ω=28%，ωl=39%，ωp=18%，ck=22kPa，ψk=18o，中砂層的fak=180kPa，γ=18kN/m3，ψk=30o，試設(shè)計(jì)該條件下的剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)。（可用C20混凝土，ft=1.10N/mm2，鋼筋用HPB235級(jí)，fy=210N/mm2。）12/6/20232-9在第2-8題的場(chǎng)地上，有一柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱的截面尺寸為400*600，荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，傳至±0.00標(biāo)高的豎向荷載Fk=2400kN，彎矩Mk=210kN·m，水平力Vk=180kN（與M同方向），室外地面標(biāo)高為-0.15m。設(shè)計(jì)該柱下的鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。（采用C20混凝土，ft=1.10N/mm2，鋼筋用HPB235級(jí)，fy=210N/mm2。）12/6/20232.9柱下條基、筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)632.9柱下條基的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容與方法基底尺寸確定：按構(gòu)造定基長(zhǎng)l，按地基承載力定基寬b，并力使基礎(chǔ)形心與荷載重心重合，地基反力均勻分布翼板計(jì)算：按懸臂板考慮，由抗剪定其厚度，按抗彎配筋梁縱向內(nèi)力分析：

（1）

靜定分析法（2）倒梁法（3）彈性地基梁法12/6/2023(1)靜定分析法假定基底反力線性分布，求基底凈反力pj，按靜力平衡計(jì)算任意截面上的V及M并繪圖，以此進(jìn)行抗剪計(jì)算及配筋。沒(méi)有考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用，整體彎曲下計(jì)算所得截面最大彎矩絕對(duì)值一般偏大，故只宜用于上部為柔性結(jié)構(gòu)、且基礎(chǔ)自身剛度較大的條基及聯(lián)合基礎(chǔ)圖

靜力平衡法計(jì)算簡(jiǎn)圖

652.9柱下條基的計(jì)算前提：剛性梁，基底反力直線分布按設(shè)計(jì)要求擬定柱下條基尺寸和作用荷載；計(jì)算基底凈反力分布；定計(jì)算簡(jiǎn)圖：以柱端為不動(dòng)鉸支的多跨連續(xù)梁，基底凈反力為荷載；用彎矩分配法計(jì)算彎矩分布，根據(jù)支座彎矩及荷載，以每跨為隔離體求出支座反力，并繪制剪力分布圖；調(diào)整及消除支座的不平衡力；疊加逐次計(jì)算結(jié)果，求最終內(nèi)力分布按連續(xù)梁求內(nèi)力基底反力分布

(2)倒梁法圖３.２用倒梁法計(jì)算地基梁簡(jiǎn)圖(3)彈性地基梁法當(dāng)不滿足按簡(jiǎn)化法計(jì)算的條件時(shí)，宜按彈性地基梁法計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力。（1）基礎(chǔ)寬度不小于可壓縮土層厚度二倍的薄壓縮層地基，壓縮層均勻，則按文克勒地基梁的解析解計(jì)算。（2）薄壓縮層地基，壓縮層不均勻，分段計(jì)算基床系數(shù)，然后按文克勒地基梁的解析解計(jì)算。3）不為薄壓縮層地基，或考慮鄰近基礎(chǔ)或地面堆載的影響時(shí)，宜用非文克勒地基上梁的數(shù)值分析法進(jìn)行迭代計(jì)算。常用的彈性地基模型有文克爾地基模型、彈性半空間地基模型和有限壓縮層地基模型等。

二、柱下條形基礎(chǔ)計(jì)算步驟

1.確定基礎(chǔ)梁長(zhǎng)度及寬度確定條形基礎(chǔ)長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡量調(diào)整基礎(chǔ)底面形心與荷載合力重心重合，以消除偏心作用?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整基礎(chǔ)梁外伸尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。確定荷載合力重心。合力作用點(diǎn)距離豎向力F1作用點(diǎn)距離為：柱下條形基礎(chǔ)梁長(zhǎng)度確定計(jì)算簡(jiǎn)圖12/6/20232.9柱下條基、筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)2.9.1柱下條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（1）基礎(chǔ)底面尺寸確定

圖簡(jiǎn)化計(jì)算法的基底反力分布

柱下條形基礎(chǔ)簡(jiǎn)化計(jì)算法12/6/2023（2）翼板的計(jì)算圖

翼板的計(jì)算簡(jiǎn)圖12/6/2023彈性地基梁法1、文克勒（Winkler）地基模型圖

文克勒地基模型表

基床系數(shù)值

12/6/20232、文克勒地基上的梁撓曲基本微分方程及部分解答圖

彈性地基上基礎(chǔ)梁

12/6/2023①無(wú)限長(zhǎng)梁解a、無(wú)限長(zhǎng)梁受集中荷載圖

文克勒地基上的無(wú)限長(zhǎng)梁b、無(wú)限長(zhǎng)梁受力偶作用12/6/2023表文克勒地基上梁計(jì)算系數(shù)12/6/2023②半無(wú)限長(zhǎng)梁解a、半無(wú)限長(zhǎng)梁受集中力作用

圖

半無(wú)限長(zhǎng)梁

b、半無(wú)限長(zhǎng)梁受力偶作用12/6/2023③有限長(zhǎng)梁

圖

有限長(zhǎng)梁的計(jì)算12/6/2023④短梁（即剛性梁）可按一般的獨(dú)立基礎(chǔ)來(lái)考慮，也就是假定基底的反力為直線分布，基礎(chǔ)的內(nèi)力計(jì)算可按倒梁法或靜力平衡法進(jìn)行。2.9.2十字交叉條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

邊柱節(jié)點(diǎn)中柱節(jié)點(diǎn)和角柱節(jié)點(diǎn)12/6/20232.9.3筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（1）基礎(chǔ)底面積的確定（2）基礎(chǔ)偏心距的計(jì)算12/6/2023(3)筏板基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算1）平板式筏基

圖

內(nèi)柱沖切臨界截面示意圖

1—柱2—筏板

12/6/20232)梁板式筏基

1、梁板式筏基底板受沖切承載力應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算圖

底板的沖切計(jì)算示意

1-沖切破壞錐體的斜截面2-梁3-底板

2、當(dāng)?shù)装鍏^(qū)格為矩形雙向板時(shí)，底板受沖切所需的厚度12/6/2023

圖底板剪切計(jì)算示意

3、梁板式筏基雙向底板斜截面受剪承載力(4)筏板基礎(chǔ)連接構(gòu)造圖

地下室底層柱或剪力墻與梁板式筏基的基礎(chǔ)梁連接的構(gòu)造要求

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