第7章-天然地基上的淺基礎(chǔ)

第7章天然地基上的淺基礎(chǔ)7.1淺基礎(chǔ)的類型7.2基礎(chǔ)埋置深度的選擇7.3基礎(chǔ)底面尺寸的確定7.4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5減輕不均勻沉降的措施1研究對象地基：承擔(dān)建筑物荷載的地層基礎(chǔ)：建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)

(傳遞荷載，調(diào)節(jié)變形）23基礎(chǔ)工程（FoundationEngineering），是指包括地基及基礎(chǔ)在內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)工程?；A(chǔ)工程（學(xué)）就是研究下部結(jié)構(gòu)物與巖土相互作用共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生各種變形與穩(wěn)定問題。4研究內(nèi)容

基礎(chǔ)工程的設(shè)計包括:基礎(chǔ)設(shè)計

基礎(chǔ)形式的選擇、埋深、幾何尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計等地基設(shè)計

地基承載力、變形計算、穩(wěn)定性計算、判斷是否需要進(jìn)行地基處理設(shè)計的三大要求（強度、變形、上部結(jié)構(gòu)的其它要求)研究的重要性地下隱蔽工程，是建筑物的根本本課程的重點是和巖土工程密切相關(guān)的內(nèi)容。5概述淺基礎(chǔ)（地表附近的土體能夠滿足上部建筑物的要求）

埋置深度小于5米的一般基礎(chǔ)（柱基或墻基）以及埋置深度雖超過5m，但小于基礎(chǔ)寬度的大尺寸基礎(chǔ)（如箱形基礎(chǔ)）67淺基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容選擇基礎(chǔ)類型、材料，進(jìn)行平面布置；確定地基持力層和基礎(chǔ)埋深；確定地基承載力；確定基礎(chǔ)尺寸，必要時進(jìn)行地基變形和穩(wěn)定性驗算；進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計繪制施工圖，提出施工說明8淺基礎(chǔ)的分類-1：按基礎(chǔ)的材料分：磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)三合土基礎(chǔ)混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)91.磚基礎(chǔ)

大放角基礎(chǔ)。兩皮一收或兩皮一收與一皮一收相間。注意對材料的最低要求。磚：強度等級不低于MU10；砂漿：不低于M5。

在地下水位以下或當(dāng)?shù)鼗脸睗駮r，應(yīng)采用水泥砂漿砌筑。

適用于6層及6層以下的民用建筑和磚墻承重的廠房。

墊層作用（素砼，100厚，C10）：保護(hù)坑底土體不被人為擾動和雨水浸泡；改善基礎(chǔ)的施工條件。2.毛石基礎(chǔ)

毛石：未經(jīng)加工整平的石料。注意其構(gòu)造要求及臺階高寬比要求。103.灰土基礎(chǔ)依體積比分為3：7灰土、2：8灰土，灰土干重度≥14.5~15.5kN/m3，容許承載力可達(dá)250~300kPa。應(yīng)：捏緊成團(tuán)，落地開花。

灰土基礎(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用。在我國華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層和5層以下的民用房屋。

優(yōu)點：施工簡便，造價便宜，可節(jié)約水泥、磚石材料。

缺點：在水中硬化慢，早期強度低，抗水性差，抗凍性差。一般只用于冰凍線以下，地下水位以上。4.三合土基礎(chǔ)

由石灰、砂、骨料（礦渣、碎磚、碎石）加水混合而成。

體積比1:2:4或1:3:6。

用于4層和4層以下的民用房屋。115.混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)

混凝土基礎(chǔ)：C15；抗壓強度、耐久性、抗凍性較好。

毛石混凝土基礎(chǔ)：在砼基礎(chǔ)中摻入體積占15%~25%的毛石，石塊尺寸不宜超過30mm?？晒?jié)省水泥用量，減少水化熱。6.鋼筋混凝土基礎(chǔ)

特點：抗彎、抗剪性能較好，基礎(chǔ)高度較小。12淺基礎(chǔ)的分類-2：按基礎(chǔ)的受力性能分：剛性基礎(chǔ)：無筋擴展基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)：鋼筋混凝土基礎(chǔ)即屬柔性基礎(chǔ)13剛性基礎(chǔ)的特點無筋擴展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）：磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)等均屬剛性基礎(chǔ)。基礎(chǔ)自身的抗壓強度遠(yuǎn)大于其抗拉、抗剪強度，能承受較大的豎向荷載，但不能承受因撓曲變形而產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)上部荷載不大且分布均勻、地基土為承載力較高的均質(zhì)地基時，適宜采用剛性基礎(chǔ)。14柔性基礎(chǔ)的特點它不僅具有一定的抗壓強度，能承受上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載，且具有一定的抗拉、抗彎曲強度，能承受撓曲變形及其所產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，因而能抵抗一定的不均勻沉降。柔性基礎(chǔ)不受剛性角的限制，可采用寬截面淺埋深的形式。15無筋擴展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）（1）材料：磚、毛石、灰土或三合土。（2）構(gòu)造要求（保證抗拉、剪強度）。剛性角：即壓力傳遞角。在壓力傳遞角范圍內(nèi)，基礎(chǔ)不會產(chǎn)生撓曲變形和開裂。16鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)（1）特點：抗彎、剪性能好。（2）形式：墻下和柱下鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)。17淺基礎(chǔ)的分類-3：按基礎(chǔ)的構(gòu)造類型分：

條形基礎(chǔ)：長度遠(yuǎn)大于寬度的基礎(chǔ)。獨立基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)：柱下條形基礎(chǔ)，柱下十字交叉條形基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)。18192021基礎(chǔ)埋深的選擇基礎(chǔ)埋置深度？

基礎(chǔ)埋置深度（簡稱埋深）是指基礎(chǔ)底面至地面（一般指天然地面）的距離?；A(chǔ)埋深選擇的意義影響：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。安全方面：對高層穩(wěn)定、滑移的影響；地基強度、變形的影響；基礎(chǔ)由于凍脹或水影響下的耐久性。22基礎(chǔ)埋深確定的基本原則：

在滿足承載力的條件下盡量淺埋，省工、省時、省料，但是有以下基本要求：

1.d≥50cm，不受表土擾動，植物，凍融，沖蝕的影響2.基礎(chǔ)頂距離表土大于10cm，保護(hù)基礎(chǔ)還應(yīng)考慮下列影響因素：建筑物類型及基礎(chǔ)構(gòu)造；作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)；工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；地基土凍脹和融陷的影響；場地環(huán)境影響。23影響基礎(chǔ)埋深的因素：1.建筑物類型及基礎(chǔ)構(gòu)造（1）類型主要指高層與非高層之分。（2）基礎(chǔ)構(gòu)造，針對基礎(chǔ)類別、用途等。2.基礎(chǔ)上荷載大小及性質(zhì)（1）荷載大小與地基承載力間的關(guān)系導(dǎo)致持力層選擇發(fā)生變化。（2）建筑物類型不同，其所受荷載性質(zhì)發(fā)生變化，從而對基礎(chǔ)埋深產(chǎn)生影響。Eg.高層建筑：水平力作用；輸電塔：上拔力作用；磚窯：高溫作用；冷庫：低溫作用；受動力荷載基礎(chǔ)：對持力層土要求，不宜為飽和疏松的粉細(xì)砂（振動液化）。243.工程地質(zhì)條件

（1）工程地質(zhì)條件不同，基礎(chǔ)的埋深有較大差別，要合理選擇持力層以保證建筑物的安全和經(jīng)濟性。

基礎(chǔ)應(yīng)落在良好的持力層上，當(dāng)?shù)鼗芰臃秶ɑ虺两涤嬎惴椒ǎ﹥?nèi)存在軟弱下臥層時，應(yīng)驗算下臥層的承載力和地基變形。25地基土層組成類型好軟(A)(B)A:考慮荷載情況，按最小埋深要求確定；B:考慮人工地基，按最小埋深要求確定；(C)C:地基土分為兩層，上硬下軟:硬土層厚度滿足要求時，盡量淺埋；硬土層厚度很薄時（

≤

1/4b)，

按B情況考慮；硬土層厚度較薄時，可提高室外設(shè)計地面。好軟26D:地基土分為兩層，上軟下硬:軟土≤2m，埋于好土上；軟土2~5m，輕型可淺埋軟土上，荷載較大埋于好土層；軟土≥5m，輕型可淺埋軟土上，荷載較大可采用人工地基

淺埋，荷載大應(yīng)埋于好土層，或選其它基礎(chǔ)方案。(D)(E)地基土層組成類型E:地基土由若干軟硬交替土層組成，根據(jù)減少沉降與工程量原則，按上述方法確定。好軟27（2）土層不均勻時可分段采用不同埋深。對建于邊坡上的基礎(chǔ)（如圖），其埋深應(yīng)滿足下式：x取3.5m（條形基礎(chǔ))或2.5m（矩形或圓形基礎(chǔ)）。284.水文地質(zhì)條件(1)盡量將基礎(chǔ)置于地下水位以上。(2)持力層下若有承壓含水層時，應(yīng)防止流土破壞。(3)防止地基因挖土減壓而隆起開裂；應(yīng)控制承壓含水層頂面的有效應(yīng)力大于0。295.地基土凍脹和融陷條件對于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小埋深應(yīng)由下式確定：——標(biāo)準(zhǔn)凍深；——采暖對凍深的影響系數(shù)；——基底下允許殘留凍土層的厚度。（GB50007-2002）（GBJ7-89）——設(shè)計凍深；——基底下允許殘留凍土層的最大厚度。30——標(biāo)準(zhǔn)凍深；系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空曠場地中不少于10年實測最大凍深的平均值。當(dāng)無實測資料時，按規(guī)范附錄F采用。——土的類別對凍深的影響系數(shù)?！恋膬雒浶詫錾畹挠绊懴禂?shù)?！h(huán)境對凍深的影響系數(shù)。6.場地環(huán)境條件

最小埋深不小于0.5m，且不超過相鄰建筑基礎(chǔ)的底面，否則，與相鄰基礎(chǔ)的凈距應(yīng)大于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的1~2倍。設(shè)計凍深31凍脹性土防凍措施1.地下水位以上基礎(chǔ)側(cè)面用非凍脹性土回填；2.以下用樁基礎(chǔ)或自錨式基礎(chǔ)；3.選地勢高、地下水位低、排水好的建筑場地；4.防止地表水侵入地基，設(shè)地上地下排水設(shè)施；5.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)圈梁，控制建筑長高比，增強整體剛度；6.基礎(chǔ)梁下留有土層凍脹的空隙；7.室外設(shè)施、結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)斷開；8.跨年度施工的建筑及設(shè)計采暖的建筑，入冬前采取防護(hù)措施。32承載力的要求承載力極限狀態(tài)

不發(fā)生地基的剪切破壞，整體滑動失穩(wěn)，傾斜荷載作用之下的滑動破壞等。（要求有2～3的安全系數(shù)）正常使用極限狀態(tài)

不發(fā)生因沉降或差異沉降過大造成的建筑物使用功能上的問題。地基承載力特征值fa：在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力。也即不違背承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下地基可承擔(dān)的的最大荷載。33基礎(chǔ)底面尺寸的確定按地基持力層承載力特征值計算基底尺寸

設(shè)計時，先選定埋深d并初步選擇基底尺寸，求得持力層承載力設(shè)計值fa，在按下列條件驗算并調(diào)整尺寸直至滿足設(shè)計要求。對于中心受壓基礎(chǔ)修正后的地基承載力特征值基礎(chǔ)重及基礎(chǔ)上土重，水位下采用浮容重pkpk≤faFklGk基礎(chǔ)底面34（矩形）（條形）設(shè)若為方形，則注意：d為基礎(chǔ)平均埋深。算法：涉及到fa的寬度修正。(1)先假定b≤3m，不做寬度修正。(2)如果b>3m，則再考慮寬度修正。35某粘性土重度γm為18.2kN/m3

，孔隙比e=0.7，液性指數(shù)IL=0.75，地基承載力特征值fak為220kPa?，F(xiàn)修建一外柱基礎(chǔ)，作用在基礎(chǔ)頂面的軸心荷載Fk＝830kN，基礎(chǔ)埋深（自室外地面起算）為1.0m，室內(nèi)地面高出室外地面0.3m，試確定方形基礎(chǔ)底面寬度?！窘狻肯冗M(jìn)行地基承載力深度修正。自室外地面起算的基礎(chǔ)埋深d=1.0m，查表4-2得ηd=1.6，修正后的地基承載力特征值為：

例題*fa=fak+ηdγm(d-0.5)=220+1.6×18.2×(1.0-0.5)=235kPa36取b=2m。因b<3m，不必進(jìn)行承載力寬度修正。計算基礎(chǔ)及其上土的重力Gk時的基礎(chǔ)埋深為：

d=(1.0+1.3)/2=1.15m。由于埋深范圍內(nèi)沒有地下水，hw=0。得基礎(chǔ)底面寬度為：37對于偏心受壓基礎(chǔ)

偏心受壓pk計算公式：基礎(chǔ)底板尺寸按偏心受壓強度條件確定一般通過試算法進(jìn)行按軸壓先求A0考慮偏心確定A=(1.1~1.4)A0驗算是否滿足偏心受壓強度條件，否則調(diào)整底面尺寸pkmaxpkminFkGkMkVkle38同例題*，但作用在基礎(chǔ)頂面處的荷載還有力矩200kN·m和水平荷載20kN（見例圖），試確定矩形基礎(chǔ)底面尺寸。

例題

[解]（1）初步確定基礎(chǔ)底面尺寸考慮荷載偏心，將基底面積初步增大20%，得取基底長短邊之比n=l/b=2，于是因b=1.6m<3m，故fa無需作寬度修正。39（2）驗算荷載偏心距e基底處的總豎向力：Fk+Gk=830+20×1.6×3.2×1.15=947.8kN基底處的總力矩：Mk=200+20×0.6=212kN·m偏心距：e=Mk/(Fk+Gk)

=212/947.8=0.224m<l/6=0.53m（可以）（3）驗算基底壓力pkmax<1.2fa=282kPa(pkmax+pkmin)/2=185.2kPa<fa=235kPa滿足要求，所以基底尺寸為1.6m×3.2m。40地基軟弱下臥層承載力驗算

當(dāng)?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，要求軟弱層頂面的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之和不超過其承載力特征值。附加應(yīng)力自重應(yīng)力經(jīng)深度修正的承載力特征值條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ)當(dāng)持力層與下臥軟弱土層的彈性模量比值ES1/ES2≥3時，矩形和條形基礎(chǔ)中pz可按擴散角的概念計算。原則：擴散前后總應(yīng)力相等41【例】某柱下獨立基礎(chǔ)，土層與基礎(chǔ)所受荷載情況如圖所示，基礎(chǔ)埋深1.5m，F(xiàn)k=300kN，Mk’=50kN?m，Vk=30kN。試驗算軟弱下臥層強度是否滿足要求。解：（1）求持力層修正后的地基承載力特征值假定b＜3m，僅進(jìn)行深度修正。由粉質(zhì)粘土e=0.723，IL=0.44，查表得ηd=1.6。42（2）按軸心荷載作用估算基底面積（3）根據(jù)荷載偏心大小增大基礎(chǔ)底面積30%，即

A=1.3×3.173=4.125m2取n=l/b=2，則b=1.5m，l=3m，A=4.5m2。由于b＜3m，故不用再對fa進(jìn)行寬度修正。（4）持力層地基承載力驗算基礎(chǔ)及回填土重Gk=γGAd=20×4.5×1.8=162kN基礎(chǔ)底面的總力矩Mk=

Mk’

+0.5×Vk=50+0.5×30=65kN?m偏心距43滿足要求，故基礎(chǔ)底面尺寸為b=1.5m，l=3m。pkmax<1.2fa=156.7kPa(pkmax+pkmin)/2=102.7kPa<fa=130.56kPa（5）驗算軟弱下臥層強度基底處土的自重應(yīng)力

pc=18.5×0.8+19.8×0.7=28.66kPa軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力

pcz=28.66+19.8×3.0=88.06kPa基礎(chǔ)底面平均壓力44軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度由淤泥質(zhì)土查表得ηd=1.0，故由查表得軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力則軟弱下臥層強度滿足要求。45基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計注意各基礎(chǔ)類型的構(gòu)造要求；注意各基礎(chǔ)類型的設(shè)計步驟（如抗剪要求確定高度，抗彎要求配筋）；配筋計算中往往采用凈反力；若不滿足要求，調(diào)整尺寸。46無筋擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計控制基礎(chǔ)的外伸長度b2和基礎(chǔ)高度H0的比值不超過規(guī)定的允許比值。b2/H0=tanα?；A(chǔ)的剛性角：與允許的b2/H0值相對應(yīng)的角度α。滿足臺階寬高比限值后，基礎(chǔ)已具有足夠的剛度，一般無需再作抗彎、抗剪驗算。47無筋擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值基礎(chǔ)材料質(zhì)量要求臺階寬高比的允許值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、砂漿不低于M51：1.501：1.501：1.50毛石基礎(chǔ)砂漿不低于M51：1.251：1.50—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1：2：4~1：3：6(石灰：砂：骨料)，每層約虛鋪220mm，夯至150mm1：1.501：2.00—注：1）pk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa)；

2）階梯形毛石基礎(chǔ)的每階伸出寬度，不宜大于200mm；

3）當(dāng)基礎(chǔ)由不同材料疊合組成時，應(yīng)對接觸部分作抗壓驗算；

4）基礎(chǔ)底面處的平均壓力值超過300kPa的混凝土基礎(chǔ)，尚應(yīng)進(jìn)行抗剪驗算。48無筋擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計方法與步驟1、選擇持力層、確定埋深；2、確定基底尺寸；3、選擇材料類型；4、按允許寬高比要求確定基礎(chǔ)理論要求的最小總高度；5、按構(gòu)造要求由基底向上逐級縮小尺寸，確定每一級臺階的寬度與高度。（一般基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于室外地面0.1m，否則應(yīng)修改尺寸或埋深，允許情況下也可將基礎(chǔ)上部做墻體處理。）49無筋擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計【例】某磚混結(jié)構(gòu)外墻基礎(chǔ)采用3：7灰土基礎(chǔ)，墻厚240mm，基底處平均壓力pk=120kPa，室內(nèi)外高差450mm，設(shè)計基礎(chǔ)埋深0.8m，設(shè)計基礎(chǔ)寬度為0.9m，試設(shè)計基礎(chǔ)的剖面尺寸。解：基礎(chǔ)大放腳采用MU10磚和M5砂漿按“二一間隔收”砌筑，兩步灰土基礎(chǔ)。由表7-6查得，灰土基礎(chǔ)臺階寬高比允許值為1：1.50，故灰土墊層挑出寬度應(yīng)滿足則大放腳所需臺階數(shù)50無筋擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計取n=3。基礎(chǔ)頂面距室外設(shè)計地坪距離為

滿足構(gòu)造要求。51擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計（一）構(gòu)造要求52擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計53擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計（二）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計⑴確定基礎(chǔ)寬度b取1m長為計算單元；分兩種情況A軸壓：B偏壓：54⑵受力分析底板高度由抗剪強度確定在凈反力作用下，基礎(chǔ)受力情況猶如倒置的懸臂板凈反力何謂凈反力？基礎(chǔ)和回填土產(chǎn)生的基底壓力與相應(yīng)的地基反力正好相抵消，即基礎(chǔ)和回填土本身不產(chǎn)生內(nèi)力，所以在基礎(chǔ)內(nèi)力計算時，只考慮凈反力的影響。111-1截面處的內(nèi)力值最大。如何求1-1截面處的內(nèi)力？對倒置的懸臂板進(jìn)行受力分析。偏心荷載作用下凈反力為思考一下哪個截面產(chǎn)生的內(nèi)力最大？55懸臂板AB（跨度為a）在分布荷載（凈反力）作用下，固定端處的內(nèi)力？剪力剪力圖彎矩彎矩圖56⑶關(guān)于驗算截面位置的取值有兩種情況墻體為混凝土結(jié)構(gòu)驗算截面Ⅰ距基礎(chǔ)邊緣的距離（m）墻體為磚墻時驗算截面的位置即計算跨度a1=b1a1b157⑷計算最不利截面位置的內(nèi)力分兩種情況A軸壓B偏壓58⑸計算基礎(chǔ)的有效高度鋼筋保護(hù)層厚度（有墊層35mm、無墊層70mm）受力鋼筋直徑基礎(chǔ)底板厚度應(yīng)滿足混凝土的抗剪條件混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值，Kpa混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，Kpa或h≥b/859⑹基礎(chǔ)底板配筋計算則每米基礎(chǔ)長的受力鋼筋截面面積為：鋼筋抗拉強度設(shè)計值60擴展基礎(chǔ)剖面設(shè)計（三）柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)荷載和基底反力作用下，可能出現(xiàn)的破壞形式。基礎(chǔ)破壞模式1.沖切破壞由于凈反力的作用往往發(fā)生從柱邊沿45度到底板穿透沖切角錐體的破壞，因此，沖切破壞錐體外的地基反力所產(chǎn)生的沖切力應(yīng)小于沖切面處混凝土的抗沖切能力。612.彎曲破壞實驗結(jié)果表明：沿柱邊緣和基礎(chǔ)中心線產(chǎn)生兩組相互垂直的裂縫，自底板由下向上擴展。在凈反力的作用下，基礎(chǔ)底板產(chǎn)生雙向彎曲。說明彎曲內(nèi)力＞材料的抗彎強度。底板產(chǎn)生了雙向彎曲產(chǎn)生兩組相互垂直的裂縫。62柱下鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容1.基礎(chǔ)底面尺寸的確定1）底板尺寸形狀的選擇分兩種情況⑴軸壓：選方形，邊長為100的倍數(shù)⑵偏壓：選矩形尺寸要求一般為：2）確定尺寸的原則依據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計持力層必須要滿足的強度條件最大不應(yīng)大于3，邊長應(yīng)為100的倍數(shù)63⑴軸壓：⑵偏壓：642.基礎(chǔ)高度的確定1）中心荷載作用⑴基礎(chǔ)底板厚度應(yīng)滿足抗沖切強度的要求沖切破壞是由于基礎(chǔ)底板高度不足，在凈反力的作用下在柱周邊形成45o斜裂面的角錐體。對于矩形基礎(chǔ)：由于柱短邊一側(cè)更容易沖切破壞，∴底板厚度一般以滿足短邊一側(cè)的沖切破壞條件來確定。65Fl≤0.7βhp·ft·

AmFl=pj·

Al

⑵驗算公式Am=h0

·

(at+ab)/2沖切錐體外地基凈反力產(chǎn)生的沖切力Fl應(yīng)小于沖切面上的抗沖切

(砼的軸心抗拉)能力。即：Al—沖切力作用面積；Am—沖切破壞面水平投影面積。

66(a)當(dāng)b≥

bc+2h0時(b)當(dāng)b＜bc+2h0時45°h0AmAllh0h0aclh0h0acAlAm67對于階梯形基礎(chǔ)，例如分成二級的階梯形，除了對柱邊進(jìn)行沖切驗算外，還應(yīng)對上一階底邊變階處進(jìn)行下階的沖切驗算。驗算方法與上面柱邊沖切驗算相同，只是在使用公式時，ac、bc分別換為上階的長邊l1和短邊b1，h0換為下階的有效高度h01便可。當(dāng)基礎(chǔ)底面全部落在45°沖切破壞錐體底邊以內(nèi)時，則成為剛性基礎(chǔ)，無需進(jìn)行沖切驗算。683.基礎(chǔ)底板配筋基礎(chǔ)底板在凈反力作用下，兩個方向均發(fā)生彎曲，所以沿基礎(chǔ)底板兩個方向都要配受力鋼筋。A.配筋依據(jù)B.配筋量的確定按兩個方向的最大彎矩（最不利截面位置處）分別計算69Ⅰ—Ⅰ截面Ⅱ—Ⅱ截面C.配筋計算公式70D.階梯形基礎(chǔ)的配筋計算將兩者計算結(jié)果比較取較大者沿平行長邊方向配筋同理Ⅳ—Ⅳ截面的彎矩也照此法處理712)偏心荷載作用如果只在矩形基礎(chǔ)長邊方向產(chǎn)生偏心，則當(dāng)荷載偏心距e≤l/6時，基底凈反力設(shè)計值的最大和最小值為：或e0為凈偏心距，e0=M/F(1)基礎(chǔ)高度計算方法與軸心荷載作用時基本相同。

但高度計算時，應(yīng)以pjmax代替式中的pj

。72(2)底板配筋計算方法與軸心荷載作用時基本相同。

但MⅠ應(yīng)按下式計算：

式中pjⅠ為Ⅰ-Ⅰ截面的凈反力設(shè)計值，按下式計算：73問題的提出地基過量變形將使建筑物損壞或影響其使用功能上海某四層住宅樓墻立面破壞的情況減輕建筑物不均勻沉降的措施74廣東海康縣?？荡舐蒙鐬橐淮?層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。1981.8月主體完工，同年6月底發(fā)現(xiàn)地梁開裂，柱基有不均勻沉降，1982年1月底最大沉降量達(dá)到440mm，一~六層梁、柱墻出現(xiàn)大量裂縫，最大裂縫寬達(dá)3.0mm，長4800mm,發(fā)現(xiàn)上述嚴(yán)重質(zhì)量問題后，未予處理，繼續(xù)進(jìn)行裝飾工程施工，突然在1982.5.3下午黃昏時整體倒塌，死4人，傷3人。原因：持力層不滿足強度條件75

建筑物不均勻沉降的危害過大的沉降會影響正常使用，不均勻沉降會導(dǎo)致建筑物開裂、破壞或嚴(yán)重影響使用。在軟弱地基上的建筑物，沉降往往很大，而且不均勻，沉降穩(wěn)定歷時很長，處理不好容易造成工程事故。為減少建筑物不均勻沉降，需采取各種必要措施。76防止不均勻沉降通常處理的辦法有：采用剛性大的連續(xù)基礎(chǔ)如片筏、箱基等。77

采用深基礎(chǔ)如樁基78

采用人工地基砂墊層回填土79從上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基共同工作、相互作用的觀點出發(fā)，綜合在建筑、結(jié)構(gòu)、施工采取措施。最后一種辦法經(jīng)濟效果好。0k80采取的措施建筑措施（1）建筑物體形力求簡單（2）設(shè)置沉降縫（3）相鄰建筑物的間隔距離（4）建筑物標(biāo)高的控制結(jié)構(gòu)措施（1）增強磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度和強度（2）減輕和調(diào)整荷載（3）減小或調(diào)整基底附加壓力（4）采用非敏感性結(jié)構(gòu)施工措施81建筑措施（一）（1）建筑物的體形力求簡單建筑物的體形是指建筑物的平面及立面形狀平面形狀復(fù)雜的建筑物，如“H”“L”“T”字形，在其縱橫相交處，基礎(chǔ)密集，地基中應(yīng)力重疊，該處沉降量大于其他部位，其附近墻體常出現(xiàn)裂縫。當(dāng)平面形狀復(fù)雜時，建筑物還會因扭曲產(chǎn)生附加應(yīng)力復(fù)雜平面的裂縫位置82立面上有高差（荷載差）的建筑物，由于作用在地基上的荷載突變，建筑物高低相交處出現(xiàn)過大的差異沉降，造成建筑物的輕、低部分傾斜或開裂損壞，裂縫向重、高部分傾斜。軟土地區(qū)，高差在兩層到兩層以上者，存在輕重不等裂縫。

建筑平面轉(zhuǎn)折部位有高差，更不利。工程場地若地基不良，建筑設(shè)計平面形狀應(yīng)力求簡單，立面體型變化不宜過大。83建筑措施（二）（2）設(shè)置沉降縫

設(shè)置沉降縫是減少地基不均勻沉降對建筑物危害的有效措施之一。沉降縫不同于溫度收縮縫，它從檐口到基礎(chǔ)把建筑物各單元斷開，將建筑物分成若干個長高比小、整體剛度好、自成沉降體系的單元，具有調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力。84在變形縫中要注意伸縮縫與沉降縫的區(qū)別85伸縮縫基礎(chǔ)不斷開都屬于變形縫的一種。沉降縫在可能發(fā)生不均勻沉降的部位，預(yù)先人為設(shè)置縫隙即用沉降縫將建筑物（包括基礎(chǔ)）分割為兩個或多個獨立的沉降單元（剛度單元），可有效地防止地基不均勻沉降產(chǎn)生的損害。86設(shè)置的部位根據(jù)經(jīng)驗：建筑物平面形狀復(fù)雜的轉(zhuǎn)折部位87建筑物的高度或荷載突變處高差2層或6m以上88

長高比較大的建筑物適當(dāng)部位地基土壓縮性顯著變化處89埋深相差較大90建筑結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）類型不同處分期建造房屋的交界處舊建筑物91構(gòu)造做法縫內(nèi)一般不能填塞砌體結(jié)構(gòu)沉降縫柱下條形基礎(chǔ)沉降縫跨越式沉降縫偏心基礎(chǔ)沉降縫整片基礎(chǔ)沉降縫92將沉降縫設(shè)置成雙墻基礎(chǔ)，墊層可不斷開。93將沉降縫設(shè)置成懸挑基礎(chǔ)被懸挑的梁及墻體應(yīng)盡可能壓縮截面尺寸和采用輕質(zhì)材料94將沉降縫設(shè)置成跨越基礎(chǔ)95沉降縫的預(yù)留寬度沉降縫需要足夠的寬度，縫內(nèi)一般不填充任何材料96建筑措施（三）（3）相鄰建筑物的間隔距離建筑物的荷載不僅使建筑物下面的土層受到壓縮，而且在它以外的一定范圍內(nèi)的土層，由于受到基底壓力擴散的影響，也產(chǎn)生壓縮變形。這種影響隨距離的增大而減少。相鄰建筑物的影響主要表現(xiàn)為裂縫或傾斜。被影響的建筑物剛度好，表現(xiàn)為傾斜，剛度差，為裂縫。

97浙江永嘉縣兩棟居民樓由于相距甚近，造成相互傾斜各達(dá)38~39cm，后側(cè)樓頂已相接觸98產(chǎn)生相鄰影響的情況：

a.同時建筑的重、高建筑物對輕、低建筑物的影響

b.同時建筑的荷載相近的建筑物的相互影響

c.重、高建筑物建成不久后，在臨近建筑輕、低建筑物時，前者對后者的影響。

d.舊建筑物受到新的重、高建筑物的影響為減少建筑物相鄰影響，應(yīng)使建筑物保證一定的距離。99建筑措施（四）（4）建筑物標(biāo)高的控制由于基礎(chǔ)的沉降引起建筑物組成部分的標(biāo)高發(fā)生變化，影響建筑物正常使用。在軟土地區(qū)，?？吹接捎诔两颠^大造成室內(nèi)地坪低于室外地坪、地下管道被壓壞、設(shè)備之間連接受損等。為減少或防止沉降對使用的不利影響，設(shè)計時，根據(jù)基礎(chǔ)沉降的預(yù)估值，適當(dāng)調(diào)整建筑物各部分標(biāo)高：

a.提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施標(biāo)高

b.建筑物各部分有聯(lián)系時，提高沉降較大者

c.建筑物與設(shè)備間留足夠凈空

d.建筑物有管道穿過，預(yù)留足夠尺寸的空地，采用柔性接頭100結(jié)構(gòu)措施（一）（1）增強磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度和強度

建筑物的空間剛度是指建筑物抵抗自身變形的能力。

空間剛度越小，地基反力分布越接近建筑物荷載分布，不均勻沉降越大。如：獨立支柱與簡支梁或三鉸拱組成的建筑物，有柔性底板的水池，油罐。建筑物由于構(gòu)件間聯(lián)系軟弱，建筑物同地基一起變形?？臻g剛度越大，地基不均勻沉降越小。如獨立基礎(chǔ)上的煙囪、水塔。101增強建筑物強度和剛度的措施：a.控制建筑物的長高比L/HL/H越小，剛度越好，對地基不均勻沉降的調(diào)整能力越大。對于沉降量可能大于12cm的建筑物，L/H宜小于或等于2.5。建筑物空間剛度差，縱墻因撓曲變形大而開裂，產(chǎn)生正八字裂縫102b.設(shè)置圈梁（提高整體性，提高抗剪抗拉能力）

圈梁一般配置在外墻內(nèi)，根據(jù)可能彎曲方向確定配置于建筑物頂部還是底部。難以判斷彎曲方向，對四層或四層以下，在墻上部或基礎(chǔ)大放腳各設(shè)一道。重要、高大的建筑物隔層或?qū)訉釉O(shè)置。圈梁一般設(shè)置在樓板下或窗過梁處，要求平面上閉合。圈梁寬度一般等于墻厚，高度不小于12cm，一般為24×12cm。強度不低于C20，縱筋不低于4Φ8103作用：加強房屋的整體性和空間剛度。猶如鋼筋砼梁內(nèi)的受拉鋼筋。

墻體由于不均勻沉降產(chǎn)生的撓曲有兩種情況：

墻體正向撓曲時，下方圈梁起作用。反向撓曲時，上方圈梁起作用。特點：它形似梁而不是梁。梁是一個或多個支點上的受彎構(gòu)件，而圈梁是均勻地設(shè)置在墻體上的、閉合的帶狀構(gòu)造措施。對照木桶成型原理，圈梁就是腰箍。104105c.合理布置縱橫墻地基發(fā)生不均勻沉降時，磚石結(jié)構(gòu)的墻身是主要受力構(gòu)件，具有調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力?？v墻剛度較弱，地基的不均勻沉降常表現(xiàn)為建筑物的縱向撓曲，縱墻的布置很重要?？v墻轉(zhuǎn)折、中斷或高度變化等均會消弱縱墻剛度，剛度消弱部位的磚墻，最容易破壞?？v墻要避免轉(zhuǎn)折與中斷。建筑物橫墻能加強整體剛度，內(nèi)橫墻間距不宜過大，并與外縱墻妥為連接。撓曲產(chǎn)生水平推力106縱橫墻設(shè)計不合理應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通107d.加強基礎(chǔ)的剛度和強度基礎(chǔ)在建筑物的最下面，對建筑物的整體剛度影響很大，特別是建筑物產(chǎn)生正向撓曲時，受拉區(qū)在下部，所以保證基礎(chǔ)有足夠剛度和強度就特別重要。根據(jù)地基軟弱程度和上部結(jié)構(gòu)的不同情況，可采用鋼筋混凝土十字交叉條形基礎(chǔ)或筏片基礎(chǔ)，有時采用箱形基礎(chǔ)。（撓曲基本消除）建筑場地有局部軟弱土層分布時，為增加剛度，跨軟土部分基礎(chǔ)可以做成鋼筋混凝土基礎(chǔ)墻形式。為增加筏片基礎(chǔ)的剛度，可做成帶肋式。108建筑物使用上要求或地基土層傾斜時，條形基礎(chǔ)在縱向的埋深可以有變化，這時應(yīng)做成縱向臺階。為使埋深變化處的沉降量變化不太大，并照顧基坑開挖時臺階部分土不松動，縱向臺階的坡度不應(yīng)超過1：1（密實土）和1：0.5（砂和軟土）。必要時設(shè)圈梁和配筋。109結(jié)構(gòu)措施（二）（2）減輕或調(diào)整荷載由基礎(chǔ)傳給地基的荷載中，其中上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的自重約占總荷載的40%~75%，應(yīng)盡量減輕結(jié)構(gòu)的自重（預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)；磚石承重結(jié)構(gòu)，采用輕質(zhì)墻體材料）

室內(nèi)厚填土對地基的壓縮會造成建筑物大量沉降，可采用架空地板代替，減輕對地基的荷載。

設(shè)置地下室和半地下室是減少建筑物不均勻沉降的有效措施，通過挖出的土重能抵消一部分作用在地基上的附加壓力，也可用于調(diào)整各部分建筑的沉降差異。

110

建筑物各部分采用不同的基底壓力，調(diào)整不均勻沉降，如在預(yù)估建筑物可能沉降較大的部位采用較小的地基承載力。軟土地基處采用較小的地基承載力。有高差的建筑物，合理布置建筑物重、高的部分。

活載占比重較大的建筑物，加荷前期控制加荷速率，因為飽和軟黏土的強度的是隨著途土中孔隙水壓力的消散逐漸增加的。111分析基底附加應(yīng)力公式112減輕建筑物的自重⑴減少墻體重量要大利發(fā)展輕質(zhì)高強墻體材料。如輕質(zhì)高強混凝土墻板、各種空心砌塊、多孔及其它輕質(zhì)墻等。113114