Chapt03-天然地基础上的浅基础6-9节

F埋深d ：q= d:均布荷载持力层下卧层地基基础主要受力层h条基:h=3b;独立基础h=1.5b;且均不小于5m上部荷载b基本条件：基底压力的标准值p k 与经深宽修正后的地基承载力的特征值的关系ak a k f p f p 2.1;max ≤≤第六节浅基础的设计与计算一、初步确定基底尺寸G kF kp kdM k, F k +G kedkmax（一）中心荷载作用下*荷载F k +G k ，G k =A ⨯γG ⨯d, γG 是基础加土20kN/m 3*承载力特征值f a （暂不做宽度修正）*基底面积：df F A Af dA F f AG F p G a kaG k akk k γγ-≥≤+≤+=一、初步确定基底尺寸G kF kp kd一、初步确定基底尺寸正方形基础：df F A b G a kγ-≥=矩形基础：df F A l b G a kγ-≥=⨯条形基础：1=-≥=⨯l df F A l b G a kγ（一）中心荷载作用下（二）偏心荷载作用下*荷载F k +G k ，M k1.先按中心荷载作用确定基底面积A 1，A=(1.1~1.4) A 1 ；2.根据偏心矩e≤l /6，由下式和A初步确定b 和l 。

一、初步确定基底尺寸⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=≤++=6,2.12max max bl W W M A G F p f W M A G F p k k k k a k k k k G k +F k,M kedkmaxb l☐偏心矩e ＜l /6时基底压力呈梯形分布；e ＝l /6 为三角形分布；e ＞l /6，出现拉应力☐实际基底与土之间不能传递拉应力，基底压应力分布如图。

一部分脱开。

☐规范要求3a ≥0.75l ，即脱开面积小于25%。

ae3a baG F p abp G F l e k k k k k k 3)(2236/max max +==+>k +F k,l第七章天然地基上浅基础以上条件不满足如A 过大或过小时，则要调整A 的大小，同时根据A 的尺寸大小对地基的承载力特征值进行修正，再代入上述公式验算，直至满足要求。

调整A 的一般方法有：*增加A 或减少A*调整基底的长宽比, A 不变⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=≤++=6,2.12max max bl W W M A G F p f W M A G F p k k k k a k k k k二、验算地基软弱下卧层承载力基础底面尺寸按上述方法确定后，当地基受力层范围内有软弱下卧层时，需要验算。

1.验算依据Fp kdzθp c =γdp cz软土E s1E s2azczzfpp≤+P z——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值；p cz ——软弱下卧层顶面处的自重应力值；p25f az ——经深度(d+z)修正后的地基承载力特征值，宽度不修正。

)2)(2()(θθztg l ztg b p p lb p c k z ++-=dzθp k -p cF kG k zp p cczp 2、软弱下卧层附加应力计算分析（矩形基础）（条基无后一项）地基压力扩散角θ表5.2.7E s1/E s2Z/b0.250.536︒23 ︒510 ︒25︒1020 ︒30 ︒注：p156泥潭荷载扩散azcz z f p p ≤+经深度(d+z)修正后的承载力，宽度不修正第七章天然地基上浅基础3、验算步骤1.基底压力p k =(F k +G k )/A (中心荷载)2.p c =γd3.基底的附加压力（扩散压力）：p k -p c4.扩散角θ。

与E s1/ E s2及z/b 有关，查表确定。

5.软弱下卧层顶面处的附加应力值6.验算p cz)2)(2()(θθztg l ztg b p p lb p c k z ++-=（条基无后一项）三、地基变形验算Fp kdzθp c =γdp cz软土E s1E s2见第三章第四节1.单独无筋扩展基础（刚性基础）bl ≥A,b ≤b 0+2H 0tg α, l ≤l 0+2H 0tg α满足d ≥H 0+0.1mα——刚性角p157：（确定b, l 和h ）αtg H b ≤02α=45o (1:1)27o (1:2)Fll 0b 0bb 2H 0αd四、基础剖面尺寸的确定•先取单位长度，确定基础宽度bdf F b bf db F G F G a ka G k k k γγ-≥≤+=+砖墙:承重墙b ≥60~70cm, b 0为24, 37, 48cm非承重墙b ≥50cm2. 单独无筋条形基础•确定基础高度H 0:)(21020b b tg tg b H -==ααFH 0αb 2b 0b3、其它基础1、无筋扩展基础：满足宽高台阶比2、扩展基础：冲切、弯曲3、柱下条形基础：（1）弯矩：连续梁、弹性地基梁；（2）边缘：抗剪；（3）抗扭；（4）顶面局部受压。

4、筏型基础：弯曲、冲切、剪切第七节地基梁和板的设计G k F kp k dM k, F k+G kedkmax基础内力计算的关键在于求解基底反力大小和分布，实质上这是上部结构、基础与地基的共同工作课题。

共同工作的关键问题是如何确定地基反力与地基沉降之间的关系，亦即如何选取地基模型的问题。

上部结构与基础相互作用第七节地基梁和板的设计弹性地基梁弹性地基梁理论的基本假定①温克尔假定（1876年捷克人E.Winkler 提出p=ks ,静力平衡）；②梁底面与地基之间没有间隙，而地基沉陷与梁的挠度处处相等(变形协调)；③梁高与其长度之比小(无限长梁,梁端挠度为零)；④不考虑梁与地基之间的摩擦力对梁的内力影响(简化计算)。

第七节地基梁和板的设计地基梁的简化计算方法用弹性地基梁法计算地基梁时，计算比较麻烦，计算工作量也较大，同时E.Winkler假定也不能很好地反映地基的实际情况，计算中用到的参数k也较难确定。

当满足下列条件时可采用简化方法计算：①地基比较均匀，上部结构刚度较好、荷载分布均匀时；②地基梁的高度不小于1/6柱距时。

具体简化方法：①地基反力可按直线分布；②条形基础的内力可按连续梁计算，但边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩宜X1.2的系数。

第七节地基梁和板的设计一、柱下条形基础☐上部结构传下的荷载较大，地基承载力较低，采用各种单独基础不能满足设计要求时；☐单独基础的底面尺寸由于相邻建筑物或设备基础的限制无法扩展时；☐地基土质变化较大或局部有不均的软弱地基，需作地基处理时；☐各柱荷载差异过大，会引起基础之间较大的相对沉降差时；☐减少地基变形，防止过大的不均匀沉降量时。

第七节地基梁和板的设计一、柱下条形基础通常在下列情况下采用：（一）柱下条形基础的构造要求第七节地基梁和板的设计一、柱下条形基础≥C20l(1/4-1/8)l0.25l≥200mm≤1:3（一）柱下条形基础的构造要求≥50mm≥50mm柱45︒现浇柱与条形基础梁的交接第七节地基梁和板的设计一、柱下条形基础（二）用倒梁法计算地基梁的内力P161什么是倒梁法？假定地基反力按直线分布，将地基反力视为作用在地基梁上的外荷载，将柱底视作地基梁的刚性不动支座，这样就可将地基梁作为一倒置的连续梁进行计算，故称倒梁法。

P160当满足下列条件时可采用简化方法计算：①地基比较均匀，上部结构刚度较好、荷载分布均匀时；②地基梁的高度不小于1/6柱距时。

具体简化方法：①地基反力可按直线分布；②条形基础的内力可按连续梁计算，但边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩宜X1.2的系数。

（二）用倒梁法计算地基梁的内力l均布荷载、连续梁，边跨中部及第一支座弯矩⨯1.2验算受剪净反力p j上部结构柱子地基梁⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=∑∑∑∑2max 2max 66bl M bl F p bl M bl F p i i i i F i 为基本组合值；M i 为对地基梁形心的弯矩值第七节地基梁和板的设计二、片筏基础的简化计算Mat foundation第七节地基梁和板的设计二、片筏基础的简化计算（倒楼盖法）什么是倒楼盖法？假定地基反力按直线分布，将地基反力视为作用在片筏基础上的外荷载，将柱底视作片筏基础的刚性不动支座，然后将片筏基础倒置，按一般楼盖计算片筏基础的内力，底板按双向或单向板计算，纵、横梁按连续梁计算。

P161当满足下列条件时可采用简化方法计算：地基比较均匀，上部结构刚度较大、柱距及柱荷载比较均匀。

当不满足上述条件时，应按弹性板计算。

具体简化方法：①地基反力可按直线分布；②类同倒梁法。

☐梁板式筏板厚度h ≥30cm ；板厚/板格≥1/20。

☐梁板式筏板的基础梁：抗弯、抗剪、柱下局部抗压。

☐平板式筏形基础：厚度h ≥40cm ，满足冲切、抗剪。

☐外墙厚度≥25cm ；内墙≥20cm ；配筋要求。

二、片筏基础的简化计算第七节地基梁和板的设计三、箱形基础第七节地基梁和板的设计第七章天然地基上浅基础由底板、顶板和内外墙组成的空间整体结构。

特点是：1.有很大的刚度和整体性，有效调整不均匀沉降；2.可降低重心，增加整体性，有较好的抗震性能；3.有较好的补偿性，基底处的自重应力和水压力补偿了建筑物自重和外荷载产生的压力，补偿性设计。

底板外墙内墙三、箱形基础箱形基础的设计与计算比一般基础要复杂得多，长期以来没有统一的计算方法，合理的设计应考虑上部结构、地基和基础的共同工作。

我国于20世纪70年代在北京、上海等地的高层建筑中进行了大量的测试研究工作，对箱基的基底反力和箱基内力分析等问题取得了重要成果，并编制了《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ 6-99）三、箱形基础☐平面布置：要求基底平面形心尽可能与上部结构竖向荷载重心相重合，偏心矩不且大于0.1，e=W/A；☐基础高度：一般取建筑物高度的1/8~1/12，也不宜小于箱基长度的1/20，并不应小于3米；☐埋置深度：一般最小埋置深度在3~5米；对桩箱结构其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18~1/20；在地震区的天然地基上的箱形基础，埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；☐底板厚度h ≥30cm，满足防水，并且进行抗弯、斜截面抗剪和冲切计算；☐外墙厚度≥25cm；内墙≥20cm；满足防水、抗弯、抗剪；☐钢筋布置，门洞及其配筋，柱与箱基交接☐等等1.沉降：平均沉降，控制绝对值，正常使用2.倾斜：高耸建筑物、高层建筑物3.沉降差：相邻柱基础—框架与排架4.局部倾斜：承重的墙条形基础不均匀沉降变形与沉降种类：变形与沉降的原因：☐承载力不足☐地基土层不均匀：高压缩性土☐建筑物结构布置不合理☐荷载不均匀：荷载中心与基础形心不重合☐相邻建筑物影响☐施工：基坑开挖、降水☐湿陷性土浸水湿陷；膨胀土的浸水遇失水☐冻胀与融陷☐局部地质缺陷：溶洞、土洞、古坟墓······一、建筑措施（一）建筑物体型力求简单，高差不宜过大；角部应力集中平面形状复杂一、建筑措施（二）控制建筑物的长高比及合理布置纵横墙；调节整体刚度建筑物过长一、建筑措施（三）设置沉降缝；p165沉降缝的位置与沉降缝的宽度（四）将建筑物互相离开一定距离；p165应力扩散引起附加沉降（五）调整建筑物的某些标高预留沉降空间二、结构措施（一）减轻建筑物自重；轻质高强，轻型结构，空心合壳体基础，架空地板···，直接减小附加应力（二）调整基底应力或附加压力；设置（半）地下室，减小附加应力，调整沉降差，或改变基础尺寸，使形心与重心重合（三）增强建筑物的刚度和强度增强整体刚度，控制挠曲变形，设置封闭圈梁，提高抗拉和抗剪强度（四）将上部结构作成静定体系采用对不均匀沉降不敏感的结构（一）保护坑底原状土结构施工时坑底应预留一定厚度的土层，尽量避免扰动（二）施工程序先高重，后低轻，降低沉降差；三、其它措施☐不均匀地基处理☐复合地基、桩基☐·····二、施工措施第九节基坑和基槽的检验一、参加人员由施工单位组织设计、勘察、业主、监理、质量监督部门等实施二、检验目的检验坑底岩土层是否与设计、勘察资料相符；是否有不良现象等三、方法以观察为主，辅以必要的检测手段四、注意事项看整体开挖是否到位，看开挖尺寸是否满足，看结构重要部位是否处理恰当，看地基处理是否符合规范，检查承载力是否合适。