地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程SoilMechanicsandFoundationEngineering第九章地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則建筑物的安全和正常使用地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)建筑場(chǎng)地和地基巖土條件地基基礎(chǔ)方案地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟施工條件地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定荷載組合規(guī)定地基基礎(chǔ)類型9.1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定根據(jù)地基的復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征，以及由于地基問題可能造成建筑物的破壞或影響正常使用的程度，將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為三個(gè)等級(jí)：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10層的高低連成一體的建筑物大面積的多層地下建筑物（如地下車庫、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乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的工業(yè)與民用建筑物丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的7層及7層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑次要的輕型建筑物（一）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)（二）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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）表1-8所列范圍涉及等級(jí)為丙級(jí)的建筑可不作變形驗(yàn)算，但如有下列情況時(shí)，仍應(yīng)作變形驗(yàn)算：根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及長(zhǎng)期荷載作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1）地基承載力特政值小于130kPa,且形體復(fù)雜的建筑；2）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，可能引起地基過大的不均勻沉降時(shí)；3）軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時(shí)；4）相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時(shí)；5）地基內(nèi)有厚度較大或薄厚不均的填土，其自重固結(jié)未完成時(shí)。（4）對(duì)經(jīng)常承受水平荷載作用的高層建筑物、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，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）當(dāng)?shù)叵滤癫乇容^淺，存在地下水上浮問題時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。（三）荷載效應(yīng)組合規(guī)定1、按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。2、計(jì)算地基變形時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載的地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。3、計(jì)算擋土墻壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其荷載分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。4、在確定基礎(chǔ)或樁承臺(tái)高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)需要驗(yàn)算基礎(chǔ)裂縫寬度時(shí)，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。5、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0不應(yīng)小于1.0。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）規(guī)定：（四）荷載效應(yīng)組合計(jì)算1、正常使用狀態(tài)下，荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合Sk應(yīng)用下式表示：荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合值應(yīng)用下式表示：2、承載能力極限狀態(tài)下，由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合設(shè)計(jì)值S應(yīng)用式7-3表達(dá)對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合，也可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S按下式確定：3、兩種極限狀態(tài)與承載力計(jì)算（1）承載力極限狀態(tài)。保證地基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)軸心荷載作用時(shí)，應(yīng)符合下式要求：當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，除符合（7-5）要求外，尚應(yīng)符合下式要求：（2）正常使用極限狀態(tài)。保證地基的變形值控制在建筑物所允許的范圍內(nèi)。所謂建筑物允許的變形值是指地基在荷載及其他因素影響下，基礎(chǔ)所產(chǎn)生的均勻沉降或不均勻沉降不致于影響建筑物的安全和正常使用；不能妨礙其設(shè)計(jì)功能的發(fā)揮。地基的變形值應(yīng)符合下式要求：

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須根據(jù)建筑物的用途和安全等級(jí)、建筑布置和上部結(jié)構(gòu)類型，充分考慮建筑場(chǎng)地和地基巖土條件，結(jié)合施工條件以及工期、造價(jià)等各方面要求，合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜、精心設(shè)計(jì)，以保證建筑物的安全和正常使用。地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)該滿足下列三項(xiàng)基本原則：

1．對(duì)防止地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面，應(yīng)具有足夠的安全度，

2．應(yīng)控制地基變形量，使之不超過建筑物的地墓變形允許值，以免引起基礎(chǔ)不利截面和上部結(jié)構(gòu)的損壞，或影響建筑物的使用功能和外觀，

3．基礎(chǔ)的型式、構(gòu)造和尺寸，除應(yīng)能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)、符合使用需要，滿足地基承載力(穩(wěn)定性)和變形要求外，還應(yīng)滿足對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，剛度和耐久性的要求。9.2基礎(chǔ)的類型9.2.1淺基礎(chǔ)類型條形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)十字交叉梁基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)按構(gòu)造類型適用于多層民用建筑和輕型廠房(一)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ)）1）

砌筑材料：磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三和土2）受力特點(diǎn)：抗壓性能好，抗拉、抗剪能力差3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，施工方便，能承受較大荷載缺點(diǎn)：自重大，當(dāng)持力層應(yīng)力小且厚4）構(gòu)造：滿足臺(tái)階寬高比允許值（剛性角）的要求地基反力剛性基礎(chǔ)受力破壞簡(jiǎn)圖用途：多用于低層建筑的墻下基礎(chǔ)；在寒冷而又潮濕的地區(qū)采用不理想。優(yōu)點(diǎn)：可就地取材，建筑方便；缺點(diǎn)：強(qiáng)度低且抗凍性差。要求：磚強(qiáng)度≥MU10，砂漿強(qiáng)度≥M5；大放腳：磚基礎(chǔ)剖面一般砌成階梯形，通常稱為大放腳。1）磚基礎(chǔ)2）毛石基礎(chǔ)要求：強(qiáng)度等級(jí)≥MU20的毛石，砂漿強(qiáng)度≥M5砌筑而成。優(yōu)點(diǎn)：抗凍性比較好，在寒冷地區(qū)可用于

6層以上的建筑；3）混凝土毛石混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)：強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均比較好，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般采用C15，常用于較大的墻柱基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)：為了節(jié)約混凝土用量，可在混凝土內(nèi)摻入15%～25%

（體積比）的毛石。4）灰土基礎(chǔ)特點(diǎn)：灰土基礎(chǔ)造價(jià)低可節(jié)省材料，多用于5層以下的民用建筑?；彝粒菏怯檬旎液头弁粱蝠ば酝涟韬隙伞?二)擴(kuò)展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ)）定義：當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大而地基土較軟弱時(shí)受力性能：抗彎和抗剪性能良好，耐久性和抗凍性都較理想

墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)(a)無肋式(b)有肋式(a)(b)1）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)2）柱下獨(dú)立基礎(chǔ)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)(a)階梯形基礎(chǔ)；(b)錐形基礎(chǔ)；(c)杯形基礎(chǔ)定義：獨(dú)立基礎(chǔ)是柱下基礎(chǔ)的的基本形式受力性能：抗彎和抗剪性能良好，耐久性和抗凍性都較理想(a)(b)(c)（三）柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)柱子基礎(chǔ)頂下部受力鋼筋翼板上部受力鋼筋梁肋腰筋50㎜ldldld應(yīng)用條件：當(dāng)柱承受荷載較大而地基土軟弱，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面積大的幾乎相連接。在框架結(jié)構(gòu)中采用。聯(lián)合基礎(chǔ)當(dāng)為了滿足地基土的強(qiáng)度要求，必須擴(kuò)大基礎(chǔ)平面尺寸，與相鄰的單個(gè)基礎(chǔ)在平面上相接甚至重疊時(shí)，則可將它們連在一起成為聯(lián)合基礎(chǔ)。（四）柱下十字交叉基礎(chǔ)應(yīng)用條件：對(duì)于荷載較大的高層建筑，如果地基軟弱土且在兩個(gè)方向分布不均，需要基礎(chǔ)縱橫兩向都有一定的抗彎剛度來調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降。（五）筏形基礎(chǔ)

平板式

梁板式

應(yīng)用條件：對(duì)于地基很軟弱，荷載很大，采用十字交叉基礎(chǔ)仍不能滿足要求；或相鄰基礎(chǔ)距離很小，或設(shè)置地下室時(shí)，可把基礎(chǔ)底板做成一個(gè)整體的等厚度的鋼筋混凝土板，形成無梁式筏形基礎(chǔ)。（六）箱型基礎(chǔ)外墻內(nèi)墻底板頂板柱概念：當(dāng)柱荷載很大，地基又特軟弱，基礎(chǔ)可作成由鋼筋混凝土底板、頂板、側(cè)墻及縱橫墻組成箱形基礎(chǔ)。優(yōu)點(diǎn)：整體性好，抗彎剛度大且空腹埋深等特點(diǎn)。1）樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)的分類：（1）按樁身材料分類木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁、其它組合材料樁。水泥土攪拌樁9.2.2深基礎(chǔ)的類型(2)按施工方法分類預(yù)制樁鉆孔灌注樁按施工方法可分為預(yù)制樁、灌注樁兩大類。3.3深基礎(chǔ)(3)按承載性狀分類:

端承型樁和摩擦型樁。端承型樁摩擦型樁3.3深基礎(chǔ)直接堆載錨樁反力梁法

錨樁d=1.8m橫梁：1.7m×2.7m3.3深基礎(chǔ)2）地下連續(xù)墻天津百貨大樓地下連續(xù)墻

3.3深基礎(chǔ)3.3深基礎(chǔ)3）墩基礎(chǔ)

在人工或機(jī)械成孔的大直徑孔中澆筑混凝土（鋼筋混凝土）而成，我國(guó)多用人工開挖，亦稱大直徑人工挖孔樁。墩基礎(chǔ)4）沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)3.3深基礎(chǔ)江陰大橋沉井平面尺寸50m×69m,h為58m

10剛性基礎(chǔ)與擴(kuò)展基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)一般要妥善處理下列幾方面問題：

1．充分掌握擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料；2．了解當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)，施工條件和就地取材的可能性，并結(jié)合實(shí)際考慮采用先進(jìn)的施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)、可行的地基處理方法。

3．選擇基礎(chǔ)類型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度．

4．按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸，進(jìn)行必要的地基穩(wěn)定性和變形驗(yàn)算

5．以簡(jiǎn)化的、或考慮相互作用的計(jì)算方法進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和截面設(shè)計(jì)。10.1淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)處理的幾個(gè)問題10.2地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟在一般情況下，進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需具備下列資料：（1）建筑場(chǎng)地的地形圖；（2）建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)資料；（3）建筑物的平面、立面、剖面圖及使用要求，作用在基礎(chǔ)上的荷載、設(shè)備基礎(chǔ)以及各種管道的布置和標(biāo)高；（4）建筑材料的供應(yīng)情況。1）設(shè)計(jì)資料剛性淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和內(nèi)容為:（1）·選定基礎(chǔ)的材料(用塊石砌筑還是片石混凝土)，初步擬定基礎(chǔ)的形狀和尺寸;（2）·初步選定基礎(chǔ)的埋置深度;（3）·確定地基承載力特征值(持力層和軟弱下臥層);（4）·確定基礎(chǔ)底面尺寸，必要時(shí)進(jìn)行下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算;（5）·對(duì)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑以及不符合表7-2規(guī)定的丙級(jí)建筑物，進(jìn)行地基變形驗(yàn)算;（6）·對(duì)于建于斜坡上的建筑物和構(gòu)筑物及經(jīng)常承受較大水平荷載的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗(yàn)算；（7）確定基礎(chǔ)的剖面尺寸，進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算；（8）繪制基礎(chǔ)施工圖。驗(yàn)算中如發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)設(shè)計(jì)要求得不到滿足，或雖然滿足，但尺寸或埋深顯得過大而不經(jīng)濟(jì)，則需適當(dāng)修改尺寸或埋置深度，重復(fù)各項(xiàng)驗(yàn)算，直到各項(xiàng)要求全部滿足，使基礎(chǔ)尺寸較為合理為止。2）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟10.3基礎(chǔ)的埋置深度的確定1)基礎(chǔ)的埋置深度指基礎(chǔ)的底面至室外設(shè)計(jì)地面的距離。確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，除了要考慮持力層的情況外，還應(yīng)考慮使用功能、地下室、地下設(shè)施、基礎(chǔ)形式、荷載、地質(zhì)水文條件、相鄰建筑物以及凍脹、沖刷等因素。2)基礎(chǔ)埋深的確定原則在保證安全可靠的前提下盡量淺埋。但基礎(chǔ)埋深不得小于0.5m，基礎(chǔ)頂面距地面的距離宜大于0.1m。同一建筑物下面各部分的基礎(chǔ)埋深可以不一致。

一、建筑結(jié)構(gòu)條件與場(chǎng)地環(huán)境條件建筑結(jié)構(gòu)條件包括建筑物用途、類型、規(guī)模與性質(zhì)。當(dāng)有地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施時(shí)，往往要求加大基礎(chǔ)埋深；基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造有時(shí)也對(duì)基礎(chǔ)埋深起決定作用。承受較大水平荷載（如高層建筑輸電塔）需要較大的基礎(chǔ)埋深。影響基礎(chǔ)埋深的因素1）一般新建筑物基礎(chǔ)埋深不宜大于相鄰原基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。2）當(dāng)必須深于原基礎(chǔ)時(shí)，兩基礎(chǔ)之間凈距，數(shù)值根據(jù)原有建筑荷載大小和土質(zhì)情況確定。一般取兩相鄰地面高差的1～2倍。二、工程地質(zhì)條件

持力層下臥層軟弱下臥層三、水文地質(zhì)條件

否則，應(yīng)考慮：流砂；流土。

對(duì)有侵蝕性的地下水，還應(yīng)考慮：地下結(jié)構(gòu)防滲；地下結(jié)構(gòu)抗浮，例如設(shè)置抗浮錨桿基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋置在地下水位以上。（一）地基土凍脹性分類與基礎(chǔ)最小深度四、地基土凍脹和融陷的影響凍脹：土凍結(jié)后其體積增大的現(xiàn)象。條件：土的凍脹取決于當(dāng)?shù)貧鉁赝恋念悇e凍前含水量地下水位置《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）按平均凍脹率η將地基的凍脹類別分為五類：不凍脹弱凍脹凍脹強(qiáng)凍脹特強(qiáng)凍脹季節(jié)性凍土在凍融過程中使土的強(qiáng)度降低，壓縮性增大反復(fù)產(chǎn)生凍脹和融陷

作用在基礎(chǔ)上的凍漲力FTTTTPG凍結(jié)深度基礎(chǔ)當(dāng)基礎(chǔ)位于凍脹區(qū)內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)上作用有圖中所示力：如果荷載F和基礎(chǔ)自重G足以平衡凍脹力p

基礎(chǔ)受凍脹力的作用而上抬溫度升高p消失基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉

融陷和上抬不均勻建筑產(chǎn)生方向相反、相互交叉的裂縫基礎(chǔ)最小埋置深度按下式計(jì)算：為了使建筑免遭凍害，對(duì)于埋置在凍脹土中的基礎(chǔ)，應(yīng)保證基礎(chǔ)有相應(yīng)的最小埋置深度dmin以消除基底凍脹力。式中的zd

–

設(shè)計(jì)凍深式中z0

–

標(biāo)準(zhǔn)凍深hmax-基底面下允許殘留凍土層的最大厚度

凍結(jié)深度有效凍漲區(qū)殘留凍土層深度（m)凍漲量（㎜）土的凍漲量示意圖10.4地基承載力

·地基承載力是指地基單位面積上承受荷載的能力。

·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稱為地基承載力特征值fa。地基承載力是一個(gè)定值，對(duì)嗎？

工程中通常以兩個(gè)指標(biāo)來表示地基承載力，即地基的容許承載力和極限承載力。

《地基規(guī)范》所稱的地基承載力特征值相當(dāng)于通常所說的地基容許承載力。

《地基規(guī)范》規(guī)定，淺基礎(chǔ)的基底壓力應(yīng)滿足下列要求：10.4.1地基承載力特征值的確定1.按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算；

2.按地基載荷試驗(yàn)確定；

3.按規(guī)范承載力表確定；

確定方法：1)按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算(1)地基極限承載力理論公式

fa=pu/K

K=2-3常用公式：魏錫克公式、漢森公式等等。該方法不常用，原因主要有：

1）該方法未考慮地基變形；

2）c、φ的取值可靠度較低；

3）不同公式的計(jì)算結(jié)果相差較大。(2)規(guī)范推薦的理論公式

當(dāng)荷載為中心荷載或偏心很?。ㄆ木鄀≤l/30，l為偏心方向基礎(chǔ)邊長(zhǎng)）時(shí)：

fa＝Mbγb+Mdγmd+Mcck≈p1/4

（2－5）b——基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時(shí)按6m考慮；對(duì)于砂土，小于3m時(shí)按3m考慮。地基沉降可能過大2)按地基載荷試驗(yàn)確定（最可靠）淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)。地基靜載試驗(yàn)概況平板載荷試驗(yàn)裝置示意圖百分表堆載荷載板主梁平臺(tái)千斤頂優(yōu)缺點(diǎn)：能較好的反映天然土體的壓縮性；試驗(yàn)工作量和費(fèi)用較大，時(shí)間較長(zhǎng)。fa的確定方法：(1)當(dāng)p~s曲線上有比例界限p1時(shí)，取fak=p1；確定地基承載力實(shí)測(cè)值：(2)當(dāng)pu<2p1時(shí)，取fak=pu/2；(3)當(dāng)不能按上述二款要求確定時(shí)，可取s/b=0.01~0.015所對(duì)應(yīng)的荷載作為fak

，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。

對(duì)同一土層，應(yīng)選擇三個(gè)以上的試驗(yàn)點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差（最大值與最小值之差）不超過其平均值的30%時(shí)，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。確定地基承載力特征值：3)按規(guī)范承載力表確定野外鑒別結(jié)果室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)fak

注意：埋深d的取法，見教材。超載q=γmdqd=q/γm主裙樓一體的情況10.5剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算一、作用在基礎(chǔ)上的荷載計(jì)算作用在基礎(chǔ)底面的總荷載時(shí)，應(yīng)從建筑物的檐口（屋頂）開始計(jì)算計(jì)算屋面恒載和活載由上至下房屋各層結(jié)構(gòu)（梁、板）自重及樓面活載墻和柱的自重最后加上基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重Gk在墻或柱的承載面以內(nèi)的總和就是上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底面的豎向力值Fk++=+(a)外墻或外柱

室外設(shè)計(jì)地面室內(nèi)設(shè)計(jì)地面室內(nèi)外平均標(biāo)高HFK(b)內(nèi)墻或內(nèi)柱天然地面室內(nèi)設(shè)計(jì)地面HFK二、中心荷載作用下的基礎(chǔ)1、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)在中心荷載作用下，基礎(chǔ)底面上的平均壓力應(yīng)小于或等于修正后的地基承載力特征值，即由此可得基礎(chǔ)底面積為：矩形基礎(chǔ)對(duì)于柱下矩形基礎(chǔ)，如果取基礎(chǔ)長(zhǎng)邊l與短邊b的比例為l/b一般取1.5～2.0，例如：取l/b=2,則l=2b,A=2b2.基底長(zhǎng)邊l=2b方形基礎(chǔ)2、墻下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)通常沿墻縱向單位長(zhǎng)度（l=1m）為計(jì)算單元，F(xiàn)k為每延長(zhǎng)米的荷載，則條形基礎(chǔ)寬度為：如果計(jì)算帶有窗口的墻下基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)取一個(gè)開間為荷載計(jì)算單元。

。三、偏心荷載作用要求：pk≤fapkmax≤1.2fae≤l/6（或pkmin≥0）試算法步驟：（1）進(jìn)行深度修正，初步確定修正后的地基承載力特征值fa。（2）根據(jù)荷載偏心情況，將按軸心荷載作用計(jì)算得到的基底面積增大10%~40%，即?。?）選取基底長(zhǎng)邊l與短邊b的比值n（一般取n≤2），于是有（4）考慮是否應(yīng)對(duì)地基承載力進(jìn)行寬度修正。如需要，在承載力修正后，重復(fù)上述2、3兩個(gè)步驟，使所取寬度前后一致。（5）計(jì)算偏心距e和基底最大壓力pkmax，并驗(yàn)算是否滿足式（2–21）和（2–24）的要求。（6）若b、l取值不適當(dāng)（太大或太?。?，可調(diào)整尺寸再行驗(yàn)算，如此反復(fù)一二次，便可定出合適的尺寸。四、

地基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算要求：

標(biāo)準(zhǔn)值僅作深度修正矩形基礎(chǔ)：條形基礎(chǔ)：地基壓力擴(kuò)散角θ值表2-7Es1/Es2z=0.25bz≥0.50b36°23°510°25°1020°30°注：z＜0.25b

時(shí)取θ=0°，必要時(shí)，宜由試驗(yàn)確定；z≥0.50b時(shí)θ值不變?！纠?0-1】墻下條形基礎(chǔ)在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合時(shí)，作用在基礎(chǔ)頂面上的軸向力Fk=280kN/m,基礎(chǔ)埋d=1.5m,室內(nèi)外高差0.6m，地基為黏土（ηb=0.3,ηd=1.6)，其重度γ＝１８kN/m3,地基承載力特征值fak=150kPa求該條形基礎(chǔ)寬度。

【解】（1）求修正后的地基承載力特征值假定基礎(chǔ)寬度b<3m,因埋深d>0.5m，故進(jìn)行性地基承載力深度修正。（2）求基礎(chǔ)寬度因?yàn)槭覂?nèi)外高差0.6m，故基礎(chǔ)自重計(jì)算高度基礎(chǔ)寬度：取b=2m，由于與假定相符，最后取b=2mθθP0PCPZPCZZ軟弱下臥層【例10-2】某柱下矩形單獨(dú)基礎(chǔ)。已知按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合傳至基礎(chǔ)頂面的內(nèi)力值Fk=920kN,Vk=15KN,MK=235KN.m；地基為粉質(zhì)粘土，其重度為γ=18.5KN/m3,地基承載力特征值fak=180kPa(ηb=0.3,ηd=1.6)基礎(chǔ)埋深d=1.2m，試確定基礎(chǔ)地面尺寸?！窘狻浚?）求修正后的地基承載力特征值假定基礎(chǔ)寬度b<3m,則（2）初步按軸心受壓基礎(chǔ)估算基底面積考慮偏心荷載的影響，將底面積A0增大20%，則A=5.2×1.2=6.24m2。取基底長(zhǎng)短邊之比l/b=2，得取b=1.8m,l=3.6m。（3）驗(yàn)算地基承載力基礎(chǔ)及其臺(tái)階上土重基底處力矩偏心矩基底邊緣最大壓力

滿足要求，故基底尺寸長(zhǎng)l=3.6m,b=1.8m合適?！纠?0-3】有一軸心受壓基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)傳來軸向力FK=850kN,地質(zhì)條件如圖所示，試根據(jù)圖示地質(zhì)資料，驗(yàn)算軟弱下臥層承載力是否滿足要求?！窘狻浚?）計(jì)算下臥層修正后的地基承載力特征值已知按持力層承載力求得基礎(chǔ)尺寸l=3m,b=2m,基礎(chǔ)埋深d=1.5m，下臥層埋深應(yīng)為d+z=5m。下臥層埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度為：經(jīng)深度修正下臥層承載力設(shè)計(jì)值為(2)下臥層頂面處的自重應(yīng)力（4）計(jì)算基底平均壓力和土的自重壓力

（5）計(jì)算下臥層頂面處的附加壓力pz滿足要求。（6）驗(yàn)算下臥層承載力（3）確定地基壓力擴(kuò)角θ按持力層與下臥層壓縮模量之比：五、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)材料抗拉、抗剪強(qiáng)度，而抗壓性能相對(duì)較高在地基反力作用下，基礎(chǔ)挑出部分如同懸臂梁一樣向上彎曲基礎(chǔ)外伸懸臂長(zhǎng)度越大，基礎(chǔ)越容易因彎曲而拉裂所以必須減少外伸梁的長(zhǎng)度或增加基礎(chǔ)高度，使基礎(chǔ)寬高比減小而剛度增大材料及底面積確定后，只要限制寬高比b2/H0<（表2-1）允許值要求，就可以保證基礎(chǔ)不會(huì)因受彎、受剪而破壞。b2/H0的比值，就是基礎(chǔ)斜面AC與垂直線AE所構(gòu)成的角度a的正切值,如圖所示：采用無筋基礎(chǔ)的鋼筋混凝土柱，其柱腳高度h1不得小于b1,（如圖）并不應(yīng)小于300mm且不小于20d（d為柱中的縱向受力鋼筋的最大直徑）。當(dāng)柱縱向鋼筋在柱腳內(nèi)的豎向錨固長(zhǎng)度不滿足錨固要求時(shí)，可沿水平方向彎折，彎折后的水平錨固長(zhǎng)度應(yīng)≥10d且≤20d?；A(chǔ)高度應(yīng)滿足下式要求；【例10-4】某中學(xué)教學(xué)樓承重墻厚240mm，地基第一層土為0.8m厚的雜填土，重度17kN/m3;第二層為粉質(zhì)粘土層，厚5.4m,重度180kPa，ηb=0.3,ηd=1.6。已知上部墻體傳來的豎向荷載值FK=210KN/m,室內(nèi)外高差為0.45m，試設(shè)計(jì)該承重墻下條形基礎(chǔ)?！窘狻浚?）計(jì)算經(jīng)修正后的地基承載力設(shè)計(jì)值選擇粉質(zhì)粘土層作為持力層，初步確定基礎(chǔ)埋深d=1.0m（2）確定基礎(chǔ)寬度取基礎(chǔ)寬度b=1.3m

（3）選擇基礎(chǔ)材料，并確定基礎(chǔ)剖面尺寸基礎(chǔ)下層采用350mm厚C15素混凝土層，其上層采用MU10或M5砂漿砌二、一間隔收的磚墻放大腳?；炷粱A(chǔ)設(shè)計(jì)：基底壓力由表2-1查得混凝土基礎(chǔ)寬高比允許值，混凝土墊層每邊收進(jìn)350mm,基礎(chǔ)高350mm。磚墻放大腳所需臺(tái)階數(shù)及墻體放大腳基礎(chǔ)總高度（4）基礎(chǔ)剖面圖，如圖所示【解】（1）確定基礎(chǔ)寬度【例10-5】黑龍江某地區(qū)學(xué)生宿舍，底層內(nèi)縱墻厚0.37m，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面處豎向力值FK=300kN/m，已知基礎(chǔ)埋深d=2.0m，（室內(nèi)外高差0.3m）基礎(chǔ)材料采用毛石，砂漿采用M5砌筑，地基土為黏土，其重度為17kN/m3。經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值fa=210KN/m,試確定毛石基礎(chǔ)寬度及剖面尺寸，并繪出基礎(chǔ)剖面圖形。（2）確定臺(tái)階寬高比允許值基底壓力由表7-9查得毛石基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值為1：1.5。注：因?yàn)镻k>200kpa，增大基礎(chǔ)寬度取b=1.9m，則pk=197.7kpa（3）毛石基礎(chǔ)所需臺(tái)階數(shù)（要求每臺(tái)階寬≤200mm）（4）確定基礎(chǔ)剖面尺寸并繪出圖形如圖：（5）驗(yàn)算臺(tái)階寬高比每階臺(tái)階看高比滿足要求。需設(shè)四步臺(tái)階10.6擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（一）現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)（1）錐形基礎(chǔ)的截面形式如圖所示：（2）階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300mm～500mm。當(dāng)基礎(chǔ)高度h≤500mm時(shí)，宜用一階；當(dāng)基礎(chǔ)高度500mm<h≤900mm時(shí)，宜用兩階臺(tái)階；當(dāng)h>900時(shí)宜用三階。階梯形基礎(chǔ)尺寸一般采用50mm的倍數(shù)。由于階梯形基礎(chǔ)的施工質(zhì)量容易保證，宜優(yōu)先考慮采用。（3）擴(kuò)展基礎(chǔ)底板受力鋼筋最小直徑不宜小于10mm；間距不宜大于200mm，也不宜小于100mm?；A(chǔ)墊層的厚度不宜小于70mm；墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c10。當(dāng)有墊層時(shí)鋼筋保護(hù)層厚度不小于40mm；無墊層時(shí)不小于70mm。（4）擴(kuò)展基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于c20。一、擴(kuò)展基礎(chǔ)的構(gòu)造要求（5）當(dāng)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)大于或等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋的長(zhǎng)度可取邊長(zhǎng)或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯(cuò)布置（如圖）（6）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長(zhǎng)大于或等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋僅沿一個(gè)主要受力方向通常布置。（7）鋼筋混凝土柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的最小保護(hù)層厚度按規(guī)范確定：有抗震要求時(shí)，縱向鋼筋最小錨固長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算：一、二級(jí)抗震等級(jí)三級(jí)抗震等級(jí)四級(jí)抗震等級(jí)（8）現(xiàn)澆柱的插筋，其數(shù)量、直徑以及鋼筋種類應(yīng)與柱內(nèi)相同。1）柱為軸心受壓或小偏心受壓，基礎(chǔ)高度h≥1200mm；2）柱為大偏心受壓，基礎(chǔ)高度h≥1400mm。（二）預(yù)制柱杯形基礎(chǔ)如圖所示：（1）柱插入杯口深度，可按7-10選用。（2）基礎(chǔ)的杯底厚度和杯壁厚度，按表7-11選用，（3）檔柱為軸心受壓或小偏心受壓t/h2≥0.65時(shí)，杯壁可不配筋；當(dāng)柱為軸心受壓且t/h2≥0.75時(shí)，杯壁可不配筋；當(dāng)柱為軸心受壓或小偏心受壓且0.5≤t/h2

＜0.65時(shí)，杯壁可按表7-12構(gòu)造配筋；其他情況，應(yīng)按計(jì)算配筋。（4）雙杯口基礎(chǔ)（如圖）用于廠房伸縮縫處的雙柱下，或者考慮廠房擴(kuò)建而設(shè)置的預(yù)留杯口情況。（三）高杯口基礎(chǔ)概念：高杯口基礎(chǔ)是帶有短柱的杯形基礎(chǔ)，如圖：作用：一般用于上層土較軟弱或有空穴、井等不宜作持力層以及必須將基礎(chǔ)埋深的情況。插入深度：應(yīng)符合杯形基礎(chǔ)的要求；杯壁厚度：應(yīng)符合表7-13的規(guī)定和有關(guān)要求；杯壁短柱配筋：如圖所示：書中114頁（四）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)（1）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的構(gòu)造如圖所示：當(dāng)基礎(chǔ)高度h＞250mm時(shí)，截面采用錐形，其邊緣高度不宜小于200mm。當(dāng)基礎(chǔ)高度h≤250mm時(shí)，宜采用平板式。當(dāng)?shù)丶拜^為軟弱時(shí)基礎(chǔ)剖面也可采用帶肋式條形基礎(chǔ)（如圖）。（2）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)縱向分布鋼筋的直徑不小于8mm；間距不大于300mm；每延長(zhǎng)米分布鋼筋的面積應(yīng)不小于受力鋼筋面積的1/10?；A(chǔ)有墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層不小于40mm；無墊層時(shí)不小于70mm。（3）墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度大于或等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋的長(zhǎng)度可取寬度的0.9倍，并且交錯(cuò)布置。（4）墻下條形基礎(chǔ)的鋼筋一般采用HPB235級(jí)鋼筋，受力鋼筋在橫向（基礎(chǔ)寬度方向）布置，其直徑8～16，縱向分布鋼筋通常采用6～8@250mm或300mm。(a)無肋(b)有肋二、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的底板厚度和配筋計(jì)算1、基礎(chǔ)底板厚度

基礎(chǔ)底板如圖同倒置的懸臂板，在地基凈反力作用下，基礎(chǔ)的最大內(nèi)力實(shí)際發(fā)生在懸臂板的根部（墻外邊緣垂直截面處）。計(jì)算基礎(chǔ)反力時(shí)，沿條形基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向取單位長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。地基凈反力pj為：基礎(chǔ)任意截面1-1處（如圖）的彎距M和剪力V為：其最大彎矩截面的位置：當(dāng)墻體材料為混凝土?xí)r，取a1=b1;如為磚墻且放大腳不大于1