第1章 天然地基上浅基础的常规设计
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。
工程地质知识：天然地基上的浅基础设计步骤.doc
工程地质知识：天然地基上的浅基础设计步骤
（1）选择基础的材料、类型和平面布置。
（2）选择基础的埋置深度。
（3）确定地基承载力设计值。
（4）确定基础的底面积和底面尺寸。
（5）必要时进行地基变形验算。
（6）基础结构设计（包括内力计算、基础高度确定、基础配筋计算和构造要求等）。
（7）基础施工图绘制（包括施工说明）。
上述设计步骤是相互关联的，通常可按顺序逐项进行。
当后面的计算出现不能满足设计要求的情况（包括构造要求）时，应返回前面（1）、（2）步骤，重新作出选择后再进行设计计算，直至完全满足规范要求为止。
天然地基上的浅基础设计(土力学与地基基础教案)
天然地基上的浅基础设计一、教学目标：1. 让学生了解天然地基的性质和特点；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。
二、教学内容：1. 天然地基的概念及其分类；2. 天然地基的性质及影响因素；3. 浅基础的设计原理；4. 浅基础的设计方法；5. 设计实例分析。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：天然地基的性质，浅基础的设计原理和方法。
2. 教学难点：天然地基的性质及其对基础设计的影响，浅基础设计的实际应用。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解天然地基的概念、性质及分类，浅基础的设计原理和方法。
2. 案例分析法：分析设计实例，让学生更好地理解浅基础设计的过程和技巧。
3. 互动教学法：引导学生参与课堂讨论，提高学生的思考和分析能力。
五、教学准备：1. 教材：天然地基与浅基础设计相关教材；2. 课件：天然地基的性质、浅基础设计原理和方法的图片和动画；3. 设计案例：挑选具有代表性的设计案例供学生分析。
【导入】简要介绍天然地基的概念和重要性，引导学生关注天然地基对建筑基础的影响。
【新课内容】1. 天然地基的性质及影响因素讲解天然地基的分类，分析不同类型地基的性质及影响因素，如土层的分布、密度、含水率等。
2. 浅基础的设计原理介绍浅基础的设计原理，如静承载力、稳定性和沉降控制等，解释基础底面积、埋深和材料选择等设计参数的确定方法。
3. 浅基础的设计方法讲解浅基础的设计方法，包括初步设计、详细设计和施工图设计等阶段，介绍设计过程中应注意的问题，如地基处理、防水隔离等。
【案例分析】分析一个具有代表性的设计案例，让学生了解天然地基对基础设计的影响，以及如何根据地基条件进行合理的设计。
【课堂小结】总结本节课的主要内容，强调天然地基性质对浅基础设计的影响，以及设计过程中应注意的问题。
【作业布置】1. 复习本节课的内容，整理学习笔记；六、教学评估与反馈：1. 课堂问答：通过提问了解学生对天然地基性质和浅基础设计原理的掌握情况；2. 案例分析报告：评估学生对设计案例分析的能力，检查学生能否运用所学知识解决实际问题；3. 作业批改：检查学生对课堂内容的复习和理解，以及对设计案例的分析和处理能力。
天然地基上浅基础设计
天然地基上浅基础设计第一节基础设计的原则一、一般原则1.地基应有足够的强度、刚度和耐久性。
2.地基应有足够的强度和稳定性。
3.基础沉降量应小于地基的允许变形值。
二、地基变形特征及允许变形值地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。
在计算地基变形时，应符合下列规定：1.由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；2.在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施工顺序。
此时，一般建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已基本完成80%以上，对于低压缩粘性土可认为已完成最终沉降量的50%-80%，对于中压缩粘性土可认为已完成20%-50%,对于高压缩粘性土可认为已完成5%-20%。
建筑物的地基变形允许值，可按表5.3.4规定采用。
对表中未包括的其他建筑物的地基变形允许值，可根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。
建筑物的地基变形允许值表5.3.424<H g≤60 60<H g≤100 H g>1000.003 0.0025 0.002体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜H g≤2020<H g≤5050<H g≤100100<H g≤150150<H g≤200200<H g≤2500.008 0.003 0.006 0.005 0.004 0.002高耸结构基础的沉降量(mm)H g≤100100<H g≤200200<H g≤250400 300 200注：1.本表数值为建筑地基实际最终变形允许值;2.有括号者仅适用于中压缩性土；3.l为相邻柱基的中心距离(mm)；H g为自室外地面起算的建筑物高度(m);4.倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；5.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。
浅基础的常规设计(1)
7 浅基础设计ⅠShallow Foundation Design1基础工程一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分 。
它们有着各自的功能。
上部结构是完成设计预定功能的主体结构。
基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。
地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。
地基的功能是承受建筑物 的荷载并保持建筑物稳定。
受建筑物影响最大的那一 部分地基称为地基持力层（也 称为主要受力层）；位于持力 层之下的地基称为下卧层。
特 别地，当下卧层的土性明显比 持力层软弱时则将该层称为软 弱下卧层。
27.1 地基基础设计的基本原则 7.2 浅基础的类型 7.3 基础埋置深度的选择 7.4 地基承载力 7.5 基础底面尺寸的确定 7.6 地基变形验算 7.7 扩展基础设计 7.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计 7.9 筏形基础设计 7.10 减轻不均匀沉降损害的措施37.1 地基基础设计的基本原则 7.1.1 概述 7.1.2 概率极限设计方法与极限状态设计原则 7.1.3 地基基础设计基本规定47.1.1 概述基础是连接上部结构与地基之间的过渡结构。
其作用是将上部结构承受的各种荷载安全传递至地基，并使地基在 建筑物允许的沉降变形值内正常工作，从而保证建筑物的正常使用。
因此，基础工程的设计必须根据上部结构传力体系的特点、建筑物 对地下空间使用功能的要求、地基土质的物理力学性质，结合施工设备 能力，考虑经济造价等各方面要求，合理选择，比较基础工程设计方 案，具体问题具体分析。
5进行基础工程设计时，应将地基、基础视为一个整体，在基础底 面处满足变形协调条件及静力平衡条件（基础底面的压力之和与地基 反力之和大小相等，方向相反）。
作为支撑建筑物的地基如为天然状态则为天然地基，若经过人工 处理则为人工地基。
基础一般按埋置深度、施工方法分为浅基础与深基础。
荷载相对传至浅部受力层，采用普通基坑开挖，敞坑排水的基础 称为浅基础，如砖混结构的墙下条形基础、柱下单独基础；柱下条形 基础，十字交叉基础，片筏基础，高层结构的箱形基础等。
天然地基上的浅基础1
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
• 基坑排水 基坑在地下水位以下，随基坑下挖，渗水不断涌集基 坑，施工过程中必须不断地排水，以保持基坑干燥，便于
基坑挖土和基础的砌筑与养护。
排水方式 表面排水法； 井点法降低地下水位。
表面排水法基本原理及适用性 基本原理及特点
旱地浅基础施工 ； 水下浅基础施工 ；
技术要点
• 可采用明挖的方法进行基坑开挖； • 应尽量在枯水或少雨季节进行，且不宜间断； • 基坑挖至基底设计标高应立即对基底土质及坑 底情况进行检验，验收合格应尽快修筑基础，不 得将基坑暴露过久； • 可用机械或人工开挖，接近基底设计标高留 30cm由人工开挖，以免破坏基底土的结构； • 开挖过程中注意排水，基坑尺寸要比基底尺寸 每边大0.5m～1.0m，以方便设置排水沟及立模 板和砌筑工作； • 开挖时根据土质及开挖深度对坑壁予以围护或 不围护，围护的方式有多种多样；水中开挖基坑 还先修筑防水围堰。
R——单井抽水影响半径，抽水试验，或按计算；
S——水位降低值；
X0——基坑假想半径，矩形基坑的长宽比不大于5时，换算半 径 X 0 F / ，F：环井所围面积。 无压不完全井（井底到达不透水层）环圈井点涌水量 ：
(2 H 0 S ) S Q 1.366K lg R lg X 0
基础的定位放样 • 目的——将设计图上的墩台基础位置，用适当的测量方法
测定到地面上，进行施工放样；
• 定位测量方法： 直接丈量法 三角网交会法
g C C’
BLeabharlann B’fe d
b c
a
A’
A
基础横中线
简述天然地基上浅基础设计的一般步骤
简述天然地基上浅基础设计的一般步骤
天然地基上浅基础设计是对地基进行改善工程的必备步骤，主要是在建筑物的设计过程中做出一定的处理，以确保建筑物的稳定性和支撑性。
一般步骤包括：
一、准备工作
1.进行地基观察与诊断，观察地基的状况，对其进行诊断并分析，以了解地基条件。
2.土、岩综合检测，对土、岩样本进行综合检测，以确定其物理力学性质，为地基改造提供基础依据。
3.综合考虑地下水位的影响，搜集有关地下水位的信息，考虑地下水位的变化，以确定紧凑度和降水管理的大致原则。
二、总体设计
1.分析建筑物的地基要求，确定设计的地基正拉内力，以及建筑物所能承受的最大应力。
2.确定地基控制原则，根据地下水位和地基极限状态条件，确定地基改造主动及限制原则。
3.确定地基改造方案，根据地基条件和建筑要求，确定地基改造方案，设计浅基础尺寸、位置、结构及施工流程等。
三、施工安全
1.施工前进行安全评估，进行安全绩效监测，研究及汇总施工活动及非活动环境，以确保施工安全性高。
2.安全措施，制定安全管理制度，对施工活动及环境进行详细的控制；设置安全警戒防护措施，以及安全鉴定措施等，以防止施工时出现安全隐患。
四、金属薄板处理工程
1.破坏强度检测，手段进行金属薄板破坏强度测试，以确保其质量。
2.金属薄板成形，确定金属薄板安装位置和支护方法，按规定的形状进行金属薄板的成形。
3.安装监测，以金属薄板的接触压力及偏转角度作为参数，监测金属薄板安装过程安全性，防止因安装不当出现损坏。
以上便是天然地基上浅基础设计的一般步骤，这些步骤虽然并不复杂，但是却至关重要，对于建筑物的稳定性和支撑性有重要。
天然地基上的浅基础
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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浅基础
1.2.1 地基与基础的相互作用
建筑物基础的沉降、内力以及基底反力的分布， 除了与地基因素有关外，还受基础及上部结构的制约。 此处只限于考虑基础本身刚度的作用而忽略上部结构 的影响。
从以下五个方面进行讨论 1） 柔性基础 2） 刚性基础 3） 架越作用 4） 基础相对刚度的影响 5） 地基非均质性的影响
浅基础
1.1.3 基础设计存在的问题
浅基础的常规设计：常用浅基础体型不大，结构简 单，在计算单个基础时，一般既不遵循上部结构与 基础的变形协调条件，也不考虑地基与基础的相互 作用，这种简化的初步设计称为常规设计。 合理设计:地基、基础和上部结构之间必须同时满足 1) 静力平衡 2) 变形协调 两个条件 合理设计，还处于研究阶段，一般基础设计仍然采 用常规设计方法
浅基础
1) 柔性结构
以屋架—柱—基础为承 重体系的木结构和排架结构 是典型的柔性结构。 二跨对称排架，设三个 柱基的条件相同，由于屋架 铰接于柱顶，整个承重体系 对基础的不均匀沉降有很大 的顺从性，故在图示柱顶荷 载作用下发生的柱基沉降差 不会引起主体结构附加应力， 传给基础的柱荷载也不因此 而有所变动。
(a)相对刚性基础；(b)相对柔性基础
浅基础
5) 地基非均质性的影响
地基土土层分布的变化和非均质性对基 础挠曲和内力的影响也很大，应当给予足够 的重视。
下面从两种情况进行讨论： ⑴地基压缩性不均匀 ⑵上部荷载分布变化
浅基础 ⑴ 地基压缩性不均匀的影响
软 硬 硬 软
(a)
(b)
图1-8地基压缩性不均匀的影响
浅基础
⑵ 荷 载 分 布 变 化 的 影 响
p1
2
p
2
p1
软
硬
硬
软
( a)
( b)
p
2
p
1
p
p
1
2
软
硬
硬
软
(c)
(d)
图1-9 不均匀地基上条基柱荷载分布的影响
浅基础
1.2.2 基础与上部结构的相互作用
上部结构的刚度：是指整个上部结构对基础不 均匀沉降或挠曲的抵抗能力 建筑结构按刚度可分为三类： 1.柔性结构 2.敏感性结构 3.刚性结构
浅基础
几个基本概念
浅基础：一般埋臵深度在5m左右，能用一般方
法施工的基础称为浅基础（四周的摩阻 力忽略不计。所以不是简单的深浅概念）。 深基础：当基础需要埋臵在较深的土层上，采 用特殊方法施工的基础则称为深基础。
天然地基上的浅基础方案：当基础埋臵深度小 于5m,且基础下地基未经过人工处理， 这样的地基基础设计方案称为天然地基 上的浅基础方案 。
浅基础
1) 柔性基础
柔性基础的抗 弯刚度很小，任一 点的荷载传递到基 底时不可能向旁边 扩散分布，就像直 接作用在地基上一 样。柔性基础的基 底反力分布与作用 于基础上的荷载分 布完全一致
(a)
q
p
q(x,y)
(b)
p(x,y)
图1-2 柔性基础 （a）荷载均布时，P（x，y）＝常数 （b）荷载均布时，P（x，y）≠常数
在基础的架越作用及土中塑性区反力重分布两个因 素的影响下，基底反力分布变得更为复杂。
浅基础
圆形刚性基础模型底面反力分布图
p q p q
200 400
砂土
200 400
砂土
kPa
(a)
p
kPa (c)
q
p
q
硬粘土
200 400 200 400
硬粘土
kPa
(b)
图1-5
kPa
(d)
圆形刚性基础模型底面反力分布图
(b)
图 1－11 框架结构－基础－地基的相互作用
(a)扩展基础上的框架结构 （b）条形基础上的框架结构 （c）条形基础上多层 框架结构
浅基础
(b) 条形基础上的框架结构
按柱分离配臵的扩展基础 改为三柱共用的条形基础(图 (b))所示)，则可借助条形基础 的抗弯刚度来加强框架结构调 整各柱不均匀沉降的能力，并 使框架的变形和次应力都得到 改善。 由于地基、基础和框架三 者相互作用的结果，中柱作用 于基础的荷载向边柱有所转移， 边柱柱脚出现减少基础正向挠 曲的力矩增量，使柱间基础的 弯矩图上移，从而减少了基础 的正弯矩。
(a)、(b)无超载；(c)、(d)有超载
浅基础
4) 基础相对刚度的影响
基础架越作用的强弱取决于以下三个因素：
⑴ 基础与地基的相对刚度 ⑵ 土的压缩性 ⑶ 基底下塑性区的大小
浅基础
基础相对刚度较大情况
(a) 表示粘性土地基上相 对刚度较大的基础，如土 中不存在塑性区或基础范 围相对很小时，则基础的 架越作用很强。 刚性基础基底反力的分 布只与基础荷载合力的大 小和作用点位臵有关，而 与荷载的分布情况无关。
P
2P P
P
P
P
2P
P
图1－10 排架结构
浅基础
2) 敏感性结构
最常见的砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结 构，对基础不均匀沉降的反应都很灵敏，特称之为敏 感性结构。
砖石砌体承重结构
整个墙体(地基上的“深 梁”)看成“基”，并设想它在 顶面上的均布荷载作用下发生 纵向挠曲，此时由于架越作用， 墙下基底反力将呈与荷载分布 不一致的马鞍形，而使墙身产 生前述柔性基础所没有的次应 力。
浅基础
p
2) 刚性基础
刚性基础具有非常大 的抗弯刚度，受荷后基础 不挠曲，因此，原来是平 面的基底，沉降后仍然保 持平面。 中心荷载下刚性基础 基底反力的分布也应该是 边缘大、中部小。 当荷载偏心时，沉降 后基底为一倾斜平面。
(a)
p
(b)
图1-3 刚性基础
(a)中心荷载；(b)偏心荷载
浅基础
3）架越作用
架越作用：刚性基础，在迫使基底沉降趋于均匀的 同时，也使基底压力发生由中部向边缘转移。此处 把刚性基础能跨越基底中部，将所承担荷载相对集 中地传至基底边缘的现象叫做基础的“架越作用”。
实际上，由于地基局部剪切破坏，边缘处的接触压 力不可能超过一定的数值，因而引起反力的重新分 布，基底反力呈马鞍形。
浅基础
结
论
随着地基抵抗变形能力的增强，考 虑地基—基础—上部结构三者相互作用 的意义也将相应降低。 可以说：在相互作用中起主导作用 的是地基，其次是基础，而上部结构则 是在压缩性地基上基础整体刚度有限时 起重要作用的因素。
浅基础
§1.3 基础设计的基本规定
1.3.1 一般原则
基础在上部结构传来荷载及地基反力作用下产生 内力，同时在基底压力作用下在地基内产生附加应 力和变形。 故基础设计不仅要使基础在内力或其它因素作用 下本身应具有足够的强度、刚度和耐久性外，还要 满足地基的设计要求，使地基具有足够的强度和稳 定性，并不产生过大的沉降或不均匀沉降，因而基 础设计又统称为地基基础设计。
粘性土
(b)
岩石
(c)
基础相对刚度对架越作用的影响
(a)刚度大；(b)刚度中等；(c)刚度小
浅基础
基础和地基脱离情况
(a) 对于相对刚性基 础，当荷载合力偏心 较大时，相反一侧的 基底可能与地基脱离 接触。 (b) 相对柔性基础在 远离集中荷载作用点 的基底容易出现与地
(a)
基脱开的现象。
(b)
图1-7 基础与地基脱离接触的情况
浅基础
1. 天然地基上浅基础 的常规设计
§1.1 概述 §1.2 地基、基础与上部结构相互作用的概念
பைடு நூலகம்
§1.3 基础设计的基本规定
§1.4 浅基础的类型及其适应条件 §1.5 基础埋臵深度的选择 §1.6 地基承载力的确定 §1.7 基础底面尺寸的确定
§1.8 地基变形验算及基底尺寸的调整
§1.9 减轻建筑物不均匀沉降的措施
图6-1
(a)
粘性土
粘性土
(b)
岩石
(c)
基础相对刚度对架越作用的影响
(a)刚度大；(b)刚度中等；(c)刚度小
浅基础
基础相对刚度较小情况
(c) 则表示位于岩石或 压缩性很低的地基上抗 弯刚度相对很小的基础， 其架越作用甚微。 基础荷载与基底反 力二者的分布有着明显 的一致性
图6-1
(a)
粘性土
p
浅基础
2) 敏感性结构
(a) 扩展基础上的框架 结构 框架结构构件之间 的刚性联结，使之在调 整地基不均匀沉降的同 时，也可使中柱一部荷 载向边柱转移，基础转 动、梁柱挠曲而出现次 应力，严重时可以导致 结构的损坏 。
△ △ △ △ △ △
(a)
(c) 扰度图 考虑相互作用的弯距图 的基础弯距图 不考虑框架结构刚度（上 部为柔性结构）
△
△
△
△ △ △
(a)
(c) 扰度图 考虑相互作用的弯距图 的基础弯距图 不考虑框架结构刚度（上 部为柔性结构）
(b)
图 1－11 框架结构－基础－地基的相互作用
(a)扩展基础上的框架结构 （b）条形基础上的框架结构 （c）条形基础上多层 框架结构
浅基础
(c) 条基上多层框架结构
框架整体刚度和传至 基础的柱荷载都随层数增 加。在地基沉降和基础挠 曲都相应增加的同时，框 架与条形基础双方都将发 挥与其刚度相适应的作用， 共同参与调整地基的不均 匀沉降。 此时，基础分担内力 的比例将随框架层数的增 加而降低，简单说，就是 出现了基础内力向上部结 构转移的现象。
浅基础
1.1.4 发 展 史
浅基础
悬 空 寺
悬空寺位于山西 浑源县，距大同 市65公里，全国 重点文物保持单 位，是国内仅存 的佛、道、儒三 教合一的独特寺 庙。