2.1天然地基上的浅基础
天然地基上 的浅基础
荷载计算
荷载效应： 上部结构F：结构自重 屋面楼面荷载 活荷载 基础自重G：设计地面高程（内外地面平均值）
FM
F
FH
G
G
G
一般为前两种情况，横向力不大，只做校核
FM H
G
荷载计算
荷载组合极限状态设计时： 基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变作用的组合（分项系数），冲切验算 标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值（或组合值）为荷载代表的组合，承载力验算 准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载采用准永久值为荷载代表的组合,沉降验算
部分风化及不风化泥 岩
风化砂岩及粉砂岩 大直径钻孔桩
桩基础
2.1.2 浅基础设计内容与所需资料
天然地基上的浅基础设计 Shallow foundation on natural ground
GB50007-2002
1 浅基础的设计方法 2 基础分类 3基础埋深确定 4 地基计算－承载力、变形、稳定 5 刚性基础设计 6 扩展基础设计 7 基础的结构设计
2.1.5 地基基础的极限状态设计
根据《建筑地基基础设计规范》，为保证建筑物的正常使用，地基必须满足两种极限状态的 要求。
（1）承载能力极限状态，表示为 p≤fa
式中：p——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值，kPa； fa——修正后的地基承载力特征值，kPa。
（2）正常使用极限状态，表示为 △≤[△]
➢ 人工地基上的浅基础
人工地基： ➢ 桩基础
➢ 深基础
换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等
埋深>5m 特殊方法施工
沉井基础沉箱 基础
考虑侧壁阻力作用
桩基础也属深基础
天然地基上的浅基础
1
2
天然地基：建筑物荷载不大或地基土强度较高时，天然土层不
需要经过特殊处 理就可承受建筑物荷重的地基。
天然地基上的浅基础：天然地基上，基础埋置深度小于5m的
一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的 大尺寸的基础(如箱形基础)。
组合．不计入风荷载和地震荷载，且荷载用标准值；[s] — 建筑物地
基的变形容许值。
11
从表面来看，地基的极限状态设计与结构物的极限状态设计完全 相同。旨先满足承载力极限状态，保证地基的稳定，其次满足正常 使用极限状态，符合变形的要求。
但从已有大量地基事故分析表明，绝大多数事故是由于地基变形 过大和不均匀沉降所造成的。根据地基载荷试验和地基承载力理论 可知，随着荷载的增加，地基先产生压密变形，再产生局部剪切破 坏，最后产生整体剪切破坏。而且代表压密变形阶段的界限压力， 即临塑荷载pcr远小于整体剪切破坏的极限荷载pu。这就是说地基在 充分发挥其承载力以前，通常都产生较大的变形，影响建筑物的正 常使用，即地基设计实质上是受变形所控制。
12
承载力特征值的含义与材料强度计算值的内涵完全不一样。首先，地基土 体的承载能力f 值不是土的强度，其值不仅与土的性质有关，而且与荷载的 分布范围以及作用的深度等因素有关；其次，f 值在很大程度上仍然是反映 建筑物对变形的限制。如上所述，地基发生失稳破坏的情况极为少见。变形 验算的实质是控制地基内不要出现过大的塑性区，以免变形迅速发展，导致 地基失稳。由此可见，地基的极限状态分析实际上是以验算变形为核心的分 析。这点与结构的极限分析有所不同。
6
荷载取值规定
• 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面计算、基础或支挡结构 内力确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组 合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本 组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应 按正常使用极限状态荷载效应标准组合。
天然地基上浅基础设计内容提要地基基础是建筑物的重要根基
第8章天然地基上浅基础设计内容提要：地基基础是建筑物的重要根基，若地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全。
本章主要介绍根据基础的受力特性及构造特点划分的浅基础的类型、浅基础的设计计算、浅基础设计方法、减小地基不均匀沉降危害的主要措施及地基基础与上部结构共同作用的设计理念。
第一节浅基础的类型当建筑场地土质均匀、坚实，性质良好，地基承载力特征值fak ＞120kPa时，对于一般多层建筑，可将基础直接做在浅层天然地基上，称为天然地基上浅基础。
根据天然地基上浅基础的受力特性及构造特点可将浅基础类型分为两大类：刚性基础和柔性基础。
一、刚性基础刚性基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。
8.1.2柔性基础柔性基础的材料为钢筋混凝土，故亦称为钢筋混凝土基础，其抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。
这类基础的高度不受台阶宽高比的限制。
因此，当刚性基础尺寸不能同时满足地基承载力和基础埋深的要求时，则需选择柔性基础。
柔性基础同样可用扩大基础底面积的办法来满足地基承载力的要求，但不必增加基础的埋深。
1.钢筋混凝土独立基础这种基础主要是柱下基础，其构造形式如图8-1所示，轴心受压柱下基础的底面形状为正方形。
而偏心受压柱下基础的底面图8-1 钢筋混凝土独立基础形状为矩形。
（a）台阶形基础；（b）锥形基础；（c）杯口形基础 2.钢筋混凝土条形基础(1)墙下钢筋混凝土条形基础其横截面根据受力条件可以分为不带肋和带肋两种。
若地基不均匀，为了加强基础的整体性和抗弯能力，可以采用有肋的墙下钢筋混凝土条形基础，肋部配置足够的纵向钢筋和箍筋。
(2)柱下钢筋混凝土条形基础当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的底面积不能承受上部结构荷载的作用，常将若干柱基连成一条构成柱下条形基础(图8-4)。
图8-2不带肋墙下钢筋混凝土条形基础图8 -3 带肋墙下钢筋混凝上条形基础 (3)交叉钢筋混凝土条形基础当单向条形基础的底面仍不能承受上部结构荷载的作用，可以将纵横柱基础均连在—起，成为十字交叉条形基础(图8-5)。
第二章 天然地基上的浅基础
第二章天然地基上的浅基础浅基础的定义: 埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑的基础浅基础在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。
天然地基浅基础的特点:由于埋深浅，结构形式简单，施工方法简便，造价也较低，因此是建筑物最常用的基础类型。
第一节天然地基上浅基础的类型、构造及适用条件一、浅基础常用类型及适用条件天然地基浅基础的分类（根据受力条件及构造）：刚性基础：基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力为σ，此时基础的悬出部分（图2-1b），a-a断面左端，相当于承受着强度为σ的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产生弯曲拉应力和剪应力。
当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础（图2-1b）。
它是桥梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基础类型。
其形式有：刚性扩大基础（图2-1b及图2-2），单独柱下刚性基础（图2-3a、d）、条形基础（图2-4）等。
柔性基础：基础在基底反力作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础在a-a断面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设计，并在基础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为柔性基础（图2-1a）。
柔性基础主要是用钢筋混凝土浇筑，常见的形式有柱下扩展基础、条形和十字形基础（图2-5）筏板及箱形基础（图2-6、图2-7），其整体性能较好，抗弯刚度较大。
刚性基础常用的材料：主要有混凝土，粗料石和片石。
混凝土是修筑基础最常用的材料，它的优点是强度高、耐久性好，可浇筑成任意形状的砌体，混凝土强度等级一般不宜小于C15号。
对于大体积混凝土基础，为了节约水泥用量，可掺入不多于砌体体积25%的片石（称片石混凝土）。
天然地基上浅基础的设计
天然地基上浅基础的设计
对于竖向荷载大、地震力和风力等水平荷载作用 也大旳高层建筑以及其他承受水平荷载作用旳挡土 墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物旳基础，则应 加大埋深，以增强土层对基础旳嵌固作用，确保构 筑物旳稳定性。假如基础位于岩石地基之上，基础 埋深则需满足抗滑要求。
天然地基上浅基础的设计
合力偏心矩：
e M 105 67 2.3 F G 1050 3 3.5 2.3 20
天然地基上浅基础的设计 地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）应在基底以上，便 于维修 新旧相邻建筑物有一定距离 L/ H=1~2， 不然要求支护，而且要严格限制支护旳水平位移
H L
天然地基上浅基础的设计
2、工程地质和水文地质条件
基础底面应尽量埋于地下水位以上，以防止地下水对基坑 施工旳影响，如必须埋在地下水位下列时，则应采用相应措 施（如基坑排水、坑壁围护等），以确保地基土施工时不受 扰动。地下水对基础材料旳侵蚀作用及防护措施也应充分考 虑。
天然地基上浅基础的设计 基础尺寸旳拟定
初步选择基底尺寸
求地基承载力特征值
验算持力层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
验算下卧层地基承载力
满足
不满足 重新调整尺寸
END
天然地基上浅基础的设计
例：某柱下素混凝土基础，作用在设计地面处旳柱荷载设计值、
埋深及地基条件如图所示，柱底荷载原则值为，F 1050kN,
Dmin ＝ z0 t– dfr
z0 原则冻深； dfr 残留冻土层厚度
t 冻深影响系数
第3章 天然地基上的浅基础设计
5.基础结构设圈梁，控制建筑长高比，增强整体刚度；
6.基础梁下留有土层冻胀的空隙；
7.室外设施、结构与主体结构断开；
8.跨年度施工的建筑及设计采暖的建筑，入冬前采取防 护措施。
二、 地基承载力的确定
地基承载力是保证地基强度和稳定的条
件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降
的地基承受荷载的能力。
地基工程特性代表值有标准值、平均
4、毛石基础
未 风 化 的毛石，毛 石基础的宽 度及台阶高 度不得小于 40mm。
5、混凝土和毛石混凝土基础
混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都 较好。
上述基础，设计时必须保证其拉、 剪应力不超过相应材料强度设计值这 种保证是通过对基础构造的限制来实现 的。
6、钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗
faz — 软弱下卧层顶面处经深度修正后 的地基承载力特征值。
关于 z 的简化计算：
Es1 3 条件： Es 2
“ 压力扩散角”概念：根据扩散前、 后各面积上的总压力不变条件，得：
矩形： z
lb( pk pc ) (l 2 ztg )(b 2 ztg )
b( pk pc ) 条基： z b 2 ztg
值及特征值。
确定地基承载力的方法：
1、按原位测试的方法确定地基的承载力；
2、根据地基土的强度理论确定承载力； 3、按经验方法确定地基的承载力。
1.原位载荷试验
地基变形的三个阶段： 1）.压密阶段 线变形阶段 2）.剪切阶段 塑性变形阶段 3）.破坏阶段 剪切破坏、产生连续滑动面
现场试验时，荷载是逐级施加的，并按时观
二、按构造分类
(一) 单独基础 1、柱下单独基础 柱基础主要类型。依材料， 常采用砖石、混凝土和钢筋混 凝土等。
天然地基上的浅基础
17 弹簧环 18 杆 19 杆
20 销钉 21 弹簧 *1 间隙X = 0.7±0.3 mm
闭合装置
第二章 天然城地市基上轨的道浅交基通础车辆检修
高速断路器典型结构和主要部件
灭弧罩
1 上变流装置 2 顶板 3 螺杆 4 去离子器
5 灭弧罩板 9 平垫圈 6 变流装置 10 连接 7 黑头螺母 (1.5 Nm) 8 六角螺母 (2.2 Nm)
6 销座
11 沉头螺钉
7 导向组件 12 左连接
8 连接
13 螺母
9 防护扭矩螺母 (8 Nm)
10 双头螺栓
第二章 天然城地市基上轨的道浅交基通础车辆检修
高速断路器典型结构和主要部件
脱扣装置
1 杠杆 2 移动磁铁 3 板组 4 脱扣盒
5 脱扣装置盖 6 左弹簧 7 右弹簧 8 旋钮
9 前刻度板 10 脱扣指示器 11 紧固件 12 锁紧螺钉
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
第二章 天然地基上的浅基础
定义：通常将埋置深度较浅（一般在数米以内），且施
工相对简单的基础称为浅基础。
特点：施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，故亦
称为明挖基础。设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础 的影响，基础结构形式和施工方法也较简单。
回顾
高速断路器典型结构和主要部件
高速断路器典型结
1 主电路 2 脱扣装ຫໍສະໝຸດ 3 闭合装置 4 辅助触点5 灭弧罩 6 下部连接 7 动触点 8 左连接
9 右连接 10 盖子 11 托盘 12 导轨
第二章 天然城地市基上轨的道浅交基通础车辆检修
高速断路器典型结构和主要部件
主电路
1 上部连接 2 动触点 3 下部连接 4 构架 5 叉杆
02天然地基上的浅基础
二、刚性扩大基础(jīchǔ)尺寸的拟定
内容：根据(gēnjù)基础埋置深度确定基础平面尺寸和基 础分层厚度
基础厚度：根据墩、台身结构形式，荷载大小，基础 材料等因素确定
基础平面尺寸：考虑墩、台身底面的形状确定，常用 矩形。
第五十九页，共七十六页。
刚性角：墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间 的最大夹角。
目的： 保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的
砌筑与养护 （一）、表面排水法
设备简单、费用低，一般土质条件下均可 采用。
地基土为饱和(bǎohé)粉细砂土等粘聚力较小 的细粒土层时，应避免采用表面排水法。 动画演示
第三十九页，共七十六页。
（二）井点法降低 地下水位
适用(shìyòng)：对粉 质土、粉砂类土 等如采用表面排 水极易引起流砂 现象，影响基坑 稳定
直径(zhíjìng)6-12米的圆形基坑。 喷射混凝土厚度主要取决地质条件、渗水量大小、
基坑直径和基坑深度等因素。
第三十七页，共七十六页。
6.混凝土围圈护壁 适用：基坑深度可达15m-20m，除流砂及呈流
塑状态粘土(zhān tǔ)外，可适用于其它各种土类。
第三十八页，共七十六页。
二、基坑(jī 排水 kēnɡ)
面积的30％。 3．围堰内尺寸应满足基础施工要求，留有适
当工作面积，由基坑边缘至堤脚距离(jùlí)一般不 少于1m。 4．围堰结构应能承受施工期间产生的土压力、 水压力以及其他可能发生的荷载，满足强度和 稳定要求。围堰应具有良好的防渗性能。
第四十三页，共七十六页。
（一）土围堰(wéi yàn)和草袋围堰(wéi yàn)
适用(shìyòng)：水深较浅，流速缓慢，河床渗水较小 类型：竹笼片石围堰、木笼片石围堰
基础工程-浅基础
pkmax ≤1.2fa
2.5.2 软弱下卧层承载力验算
当地基受力层范围内有软弱下卧层时应按 下式验算：
f z cz az
基底处附加应力：
条形基础
p b( )
z
k
cd
b2ztan
矩形基础
p lb( )
z
k
cd
(l2ztan)b(2ztan)
当软弱下卧层为压缩性高而且较厚的软粘 土，或当上部结构对基础沉降有一定要求 时，除承载力应满足上述要求外，还应验 算包括软弱下卧层的基础沉降量。
SK SGK q1SQ 1K
SGSGKQ1SQ1K
S1.35SK
c.计算挡土墙土压力、基础桩承台高度内力 时，按承载力极限状态下基本组合。地基 土工程特性指标的代表值应分别为标准值、 平均值、特征值。抗剪取标准值、压缩取 平均值、荷载特征值。
SGSGKQ1SQ1K
S1.35SK
2.2 浅基础类型
d.上部为良好土层，下部为软弱土层。对低层建筑 宜选上层为持力层尽量浅埋、加大基底到软弱层 距离，应力扩散，需验算下弱层承载力。
e.当地基持力层倾斜时，同一建筑基础可以采用不 同埋深，由深到浅过渡。
2.3.3 水文地质条件
a.基础应埋在地下水位以上，对底面低于地 下水位的基础，应考虑施工问题，地基保 护，基坈降水，是否产生流砂、管涌等现 象，对侵蚀性水，基础采用防蚀水泥。
浅基设计存在问题
1）满足了静力平衡条件，但忽略了三者变形 的连续性，地基础变形与沉降应相一致， 满足变形协调条件。 地基越软，计算与实际差距越大，合理分 析应满足静力平衡，变形两个条件，复杂 情况应采用上下结构相互作用。
2）常规法应满足下列条件：沉降较小或较均 匀，基础刚变较大；对连续基础荷载柱距 均匀。
第二章 天然地基上的浅基础(1)
大，施工技术要求高。
刚性扩散角的概念，台阶宽高比的概念，与基础开挖深度的关系
• 浅基础的类型 刚性基础 圬工 混凝土 刚性扩大基础（墩柱） 柱下单独基础 条形基础
按材料
按构造
柔性基础 按材料：钢筋混凝土 按构造 柱（墙）下扩张基础 条形、十字交叉基础 筏形、箱形基础
墙下钢筋混凝土条形基础
基本原理 —— 基坑四周开挖集水沟汇集渗水，引向一个
或数个集水坑，在基坑下挖以前，先挖沟和坑； 特点——设备简单、费用低。 适用性——适合于岩石、 碎石类土、粘性土地基，
不适于粉细砂地基。
设计要点——渗水量估算 集水坑排水： Q F1 q1 F1 q1
F1、q1——基坑底面积、基坑底面平均渗水量；
无肋的
有肋的
柱下扩展基础
联合基础
柱下条形基础
交叉条形基础
筏形基础
箱形基础
内 墙
外 墙
底板
• 浅基础的适用性 刚性基础 适用条件 地基承载力条件较好； 上部荷载较小； 上部结构为非敏感性结构。 对地基承载力要求高； 非岩石地基上变形较大； 不适于敏感性上部结构。
不利条件
柔性基础 → 主要用于建筑地基基础。
F2、q2——基坑侧面积、基坑侧面平均渗水量。 有不渗水板桩墙截水时的渗水量： Q K H U q K——土的渗透系数； H——地下水位距基坑底的深度；
U——板桩围堰周长；
q——单位渗水量。
确定渗水量Q后，按（1.5~2.0）Q确定抽水能力（水泵数量）
井点法降低地下水位的基本原理与适用性 类型
其他形式 —— 在建筑上也有采用水泥搅拌桩、粉喷桩、
SMW桩、钢筋混凝土桩、地下连续墙等形式作为基坑支护
天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)
一、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)二、章节名称：第一章天然地基与基础概述三、教学目标：1. 了解天然地基的定义、分类及特性。
2. 掌握基础的概念、分类及功能。
3. 理解天然地基与基础的关系。
四、教学内容：1. 天然地基的定义、分类及特性。
2. 基础的分类、功能及设计原则。
3. 天然地基与基础的相互关系。
五、教学过程：1. 导入：通过展示天然地基与基础的实际案例，引发学生对天然地基与基础的兴趣。
2. 讲解：讲解天然地基的定义、分类及特性，基础的分类、功能及设计原则。
3. 互动：组织学生进行小组讨论，探讨天然地基与基础的相互关系。
4. 案例分析：分析典型天然地基与基础设计的案例，让学生更好地理解理论知识。
六、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基与基础的基本概念、分类及特性。
2. 互动法：组织学生进行小组讨论，提高学生的参与度。
3. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解理论知识。
七、教学评价：1. 课堂参与度：观察学生在小组讨论中的表现，评估学生的参与度。
2. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，包括分析的深度和广度。
3. 课后作业：检查学生对课堂内容的掌握程度。
八、教学资源：1. PPT课件：展示天然地基与基础的图片、案例等。
2. 案例资料：提供典型天然地基与基础设计案例，供学生分析。
九、教学建议：1. 建议学生在课前预习相关章节，了解天然地基与基础的基本概念。
2. 鼓励学生在课堂积极参与，提出自己的观点和疑问。
3. 学生在课后要认真完成作业，巩固课堂所学知识。
十、课后作业：2. 列举基础的分类和功能。
3. 描述天然地基与基础的相互关系。
六、天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)七、章节名称：第二章地基承载力计算八、教学目标：1. 理解地基承载力的概念及其重要性。
2. 掌握地基承载力的计算方法。
3. 学会根据地基承载力确定基础尺寸。
九、教学内容：1. 地基承载力的概念及其影响因素。
天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)
一、教案基本信息教案名称：天然地基上的浅基础设计适用课程：土力学与地基基础课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生了解天然地基的概念及其特点；2. 使学生掌握浅基础的设计原理和方法；3. 培养学生分析和解决实际工程问题的能力。
教学内容：1. 天然地基的概念及其特点；2. 浅基础的设计原理；3. 浅基础的设计方法；4. 设计实例分析；5. 常见问题及解决方法。
教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基的概念、特点、设计原理和方法；2. 案例分析法：分析实际工程案例，让学生更好地理解设计方法；3. 互动讨论法：鼓励学生提问、发表观点，提高课堂氛围。
教学准备：1. 教案、教材；2. 相关工程案例图片或视频；3. 计算软件（如AutoCAD、理正等）供学生操作练习。
二、教学过程1. 导入（5分钟）利用图片或视频介绍天然地基的概念及其在实际工程中的应用，激发学生的兴趣。
2. 天然地基的概念及其特点（10分钟）讲解天然地基的定义，阐述其特点，如承载力、压缩性、不均匀性等。
3. 浅基础的设计原理（15分钟）介绍浅基础的设计原理，包括荷载传递、基础尺寸计算、地基承载力计算等。
4. 浅基础的设计方法（20分钟）讲解浅基础的设计方法，如常规设计方法、极限状态设计方法等，并通过示例进行讲解。
5. 设计实例分析（10分钟）分析一个实际工程案例，让学生了解天然地基上的浅基础设计过程，巩固所学知识。
6. 课堂互动（10分钟）学生提问、发表观点，教师解答疑问，提高学生的理解程度。
7. 课后作业（课后自主完成）要求学生运用所学知识，完成一个天然地基上的浅基础设计练习题。
三、教学反思本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略，以提高教学效果。
关注学生在课后作业中的表现，及时给予指导和帮助。
四、课后作业2. 完成课后练习题：一个天然地基上的浅基础设计案例，包括基础尺寸计算、地基承载力计算等；3. 查阅相关资料，了解常见地基问题及解决方法。
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二、浅基础设计方法
常规设计法 考虑地基基础上部结构相互作用的方法
三、地基基础设计原则
1、对地基计算的要求
地基复杂程度
分级 建筑物规模 依据 功能特征
甲级 三级 乙级
建筑物破坏或影响
丙级
正常使用的程度
设计 等级 甲级
乙级 丙级
地基基础设计等级 P9表2-1
建筑和地基类型
重要的工业与民用建筑物 30层以上的高层建筑 体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物 大面积的多层地下建筑物（地下车库、商场、运动场等） 对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡） 对原有工程影响较大的新建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的 基坑工程
应在基底以上，便于维修
•新旧相邻建筑物有一 定距离 L/ H=1~2 否则要求支护，并且 要严格限制支护的水 平位移
H L
• 基底尽量在地下水位面以上,否则开 挖降水,费用大，扰动；
• 考虑土层分布情况： (1) 浅基础还是深基础(桩基础)； (2) 天然还是人工地基； (3) 如果是天然地基,基础埋深的确定
大于10cm
d
二、影响因素
1.建筑物的用途、结构类型、荷载大小及周 围的环境条件；
2.工程地质和水文地质条件； 3.寒冷地区地基的冻结深度影响。
例如：基础埋深不同时
• 主楼与裙房 高度不同,分期施工设置后浇带
• 台阶式相连, 如山坡上的房屋 或者验算边坡稳定性
L/ H=1~2
•地下室，地下管道（上下水，煤气电缆）
第三节 基础埋置深度的选择
F
埋深
Gd
持力层（受力层）
下卧层
一、确定原则
• 在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。 注意： 1.基础埋深不小于0.5m（表土一般松软，易受雨水及
外界影响）；随建筑物高度适当增大。 2.基础顶面低于设计地面0.1m以上，避免基础外露，
受外界破坏。 3.桥要求在冲刷深度以下。
由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好
内
墙
外
墙
底板
七、壳体基础
壳体基础 •定义：由正圆锥形及其组合形成的壳体基础。 •适用：一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物 （如烟囱、水塔、料仓、中小高炉等）。 •种类：M型组合壳、正圆锥壳、内球外锥组合壳
由于荷载在壳体内主要引起轴向压力，故对于抗压性能较好的砖、石 和混凝土等材料而言，采用壳体结构更能适应材料的特性。
一、扩展基础
扩
无筋扩展基础
展
基
钢筋混凝土扩展基础
础
墙下钢筋混凝 土条形基础
柱下钢筋混凝 土独立基础
•单独基础
Individual footing, pad foundation
•条形基础 Strip foundation
墙下或柱下条形基础, 柱下:一般是土质 差,两侧单独基础相连
二、联合基础
冻结区
冻 深
毛细区 地下水
基础埋深
冻胀丘Pingo
随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地 表就发生隆起，便形成冻胀丘。
类型
墙下联合基础 柱下联合基础
三、柱下条形基础
四、柱下十字交叉基础
横向条形基础
纵向条形基础
•具有良好的调整不 均匀沉降的能力
五、筏形基础（又称筏板基础、片筏基础、
满堂基础）
土质更差,防水要求，十字交叉基础底面联成 整体, 如游泳馆,筏下有肋,板下处理
Mat foundation
六、箱形基础
第二章 天然地基上的 浅基础设计
第一节 概述
一、浅基础设计的内容和一般步骤
1.充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。 2.选择基础材料、类型，确定平面布置方案。 3.选择地基持力层和基础埋置深度。 4.确定地基承载力。 5.按地基承载力（包括持力层和软弱下卧层）确定基础
底面尺寸。 6.进行必要的地基变形和稳定性验算。 7.进行基础的结构计算与设计。 8.绘制基础施工图（基础平面布置图、基础详图），并
根据土层分布，如下图：
I
好土
在满足其 他要求下 尽量浅埋
II
III
IV
软土 h1 好土 h1 软土
(很深)
软土
好土
只有低层 房屋可用, 否则需地 基处理
尽量浅埋 但是如h1 太小就为 II
h1< 2m 基底 在好土
h1=2m~4m 高楼好土,低 楼软土
h1>4 m 桩基 或处理
• 对埋藏有承压含水层的地基,确定基础埋深时，必
须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆
起开裂。要求基底至承压含水层顶间保留土层厚
度（槽底安全厚度2-1， 2m
解：1）
•承压水水压力：
whw＝10×（2+2+2）＝60KPa
•粗砂土层顶面所受的力：
c ＝ h＝（20- 10 ）×（2-1） +19×2+10 × 1＝58KPa
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物
场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民 用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物
可不做地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围 P10表2-2
第二节 浅基础的类型
•扩展基础 •联合基础 •柱下条形基础 •柱下十字交叉基础 •筏形基础 •箱形基础 •壳体基础
d
H≤8m
β≤45° a
b
• 冻结深度
1. 冻胀危害及机理 （1）冻胀及冻拔 地面隆起(不均匀) 翻浆,融陷,强度降低
如果冻结深度大于融沉，称为永冻土
冻胀危害及机理
1928-1929 Casagrande做了较深入的研究, 美国北部:冰深45cm,冻胀13cm,=8%~12%, 60%~110%, 冰透镜达13cm
1m 2m 中砂
2m 粘土
whw > h，故坑底有隆起危险。
粗砂
2）基础埋深为1.5m时，粗砂土层顶面所受的力：
c ＝ h＝（20- 10 ）×（2-1.5）+19×2+10 × 0.5＝48KPa；要使坑底无隆 起危险，则必须 whw ≤ h，hw≤ h／ w＝48／10＝4.8m。 故承压水位还需下降 6－4.8＝1.2m。
•对修建于坡高（H≤8m）和坡角不太大（β≤45°） 的稳定土坡坡顶上的基础（见图），当垂直于坡顶边 缘线的基础底面边长b≤3m，且基础底面边缘至坡顶 边缘线的水平距离a≥2.5m时，如果基础埋置深度d满
足下式要求： d(ba)tg
则土坡坡面附近由修建基础所引起的附加应力不影响 土坡的稳定性。式中x取3.5（对条形基础）或2.5 （对矩形基础）。否则应进行坡体稳定性验算。