地基基础
第七章 地基与基础
（4）黏性土：是指含黏土粒较多，透水性较小的土。压实 后水稳性好，强度较高，毛细作用小。用作建筑物地基 的粘性土，其承载力取决于它的天然稠度状态。根据其 在天然状态下的软硬程度可分为坚硬、硬塑、可塑、软 塑和流塑五种不同的状态。
（5）粉土：是指塑性小于黏性土， 且粒径大于0.075mm的颗粒含量 不超过总重50%的土。粉土介于 砂土和黏性土之间，工程性质通 常较差。
柔性基础：柔性基础是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪性能 均较好的钢筋混凝土材料做的能承受一定弯曲变形的基础 （不受刚性角的限制）。用于地基承载力较差、上部荷载 较大、设有地下室且基础埋深较大的建筑。
有筋柔性扩展基础主要包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙 下钢筋混凝土条形基础。这种基础抗弯和抗剪性能良好，特 别适用于“宽基浅埋”或有地下水时。 由于扩展基础有较好的抗弯能力，通常被看作柔性基础。 这种基础能发挥钢筋的抗弯性能及混凝土抗压性能，适用范 围广。
3.2按构造分不同可分为：独立基础、条形基础、片筏基础、 箱形基础、桩基础、沉井基础等 独立基础——配臵于上部设备之下的无筋或有筋的整体基
础形式。可分为柱下独立基础和墙下独立基础。
柱下独立基础
墙下独立基础
条形基础——指基础长度远远大于宽度的一种基础形式。 按上部结构分为墙下条形基础和柱下条形基础。 当上部结构荷载较大、地基土的承载力较低时，采用无筋扩 展基础或有筋扩展基础往往不能满足地基强度和变形的要 求。为增加基础刚度,防止由于过大的不均匀沉降引起的上 部结构的开裂和损坏，常采用柱下条形基础。
箱形基础——是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙 组成的，形成中空箱体的整体结构，共同来承受上部结构 的荷载。箱形基础整体空间刚度大，基础底部附加应力小 ，可以显著地提高地基的稳定性，降低基础沉降量。一般 适用于高层建筑或在软弱地基上造的上部荷载较大的建筑 物。当基础的中空部分尺寸较大时，可用作地下室。
地基基础种类
地基基础种类1. 引言地基是建筑物的基础，承载和传递建筑物的荷载到地下土层中。
地基基础种类的选择在工程设计中起着至关重要的作用。
根据工程所在地的地质情况、建筑物的荷载特点以及其他工程要求，选择合适的地基基础类型对于保证建筑物的稳定性和安全性至关重要。
本文将介绍几种常见的地基基础种类，包括浅基础、深基础和特殊基础，并分别对它们的特点和适用条件进行详细阐述。
2. 浅基础浅基础是指地下部分埋深较浅，荷载主要通过承载层土层传递的地基基础。
常见的浅基础类型包括筏型基础、板型基础和隔离墩基础。
2.1 筏型基础筏型基础是一种承载力较大的浅基础，通常用于大型建筑物或荷载较大的建筑物。
它通过将建筑物的荷载均匀分布到整个基础面积上，降低地基承载力引起的沉降和不均匀沉降。
筏型基础的特点如下：•适用场所：适用于软弱土层、高地下水位或地基承载力较低的场所。
•结构形式：筏型基础通常是水平扩展的、与建筑物整体连接的大型平板，可以是钢筋混凝土结构或钢结构。
•施工要求：施工时需要对筏型基础进行有限元分析以确定承载力和稳定性，需要合理控制施工过程中的沉降和倾斜。
2.2 板型基础板型基础是一种常见的浅基础形式，适用于荷载较小、地基承载能力较高的建筑物。
它通过将建筑物的荷载传递到承载层土壤上，分散荷载并减小地基应力。
板型基础的特点如下：•适用场所：适用于地基土层较好、荷载较小的场所。
•结构形式：板型基础通常是方形或矩形的平板，可以是钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构。
•施工要求：施工时需要保证基础平整、水平，控制混凝土的浇筑质量，以确保基础的承载力和稳定性。
2.3 隔离墩基础隔离墩基础是一种特殊形式的浅基础，用于建筑物与地下管线或其他结构物之间的隔离。
它通过在建筑物下部设置隔离墩，将建筑物的荷载传递到隔离墩上，再由隔离墩传递到地下承载层。
隔离墩基础的特点如下：•适用场所：适用于建筑物与地下管线、地下设施等存在冲突的场所。
•结构形式：隔离墩基础通常是柱状的墩体，可以是钢筋混凝土结构或钢结构。
地基基础总复习精选全文
并与上部结构形成整体。
二、简答题
1、土的三相组成和土的三相图 答：土是由固相的矿物颗粒、液相的水和气相的
空气组成的三相化合物。
质量
mm
w
m
d
气 水
土粒
Vg Vv 体积
Vw V
Vd
2、土的分类和建筑物地基土的分类
答：土根据沉积年代、不同地质作用可分为残积土、 坡积土、洪积物、冲积物等四大类。 《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002) 根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指 数把地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、 粉土和粘性土、人工填土六大类。
25、常见的地基处理方法有哪些？
答：通常采用的地基处理方法有：压实法、换土垫 层法、挤密法、排水法、化学加固法和旋喷法 等。
三、计算题
1、某原状土重度 = 18 KN/m3 ，比重Gc = 2.60，含水 量ω = 27%，试求图的空隙比e、饱和度Sr、干土重度
d. 。
【解】：
e Gs (1 ) 1 2.6 (1 0.27)10 1 0.83
影响基础埋置深度的因素: ⑴. 与建筑物有关的因素:① 建筑物使用功能和特殊基础型式影响。
② 基础上荷载的大小及性质的影响。必须满足基础稳定性、抗滑、 抗倾覆的要求以及提供所需的抗拨力。 ⑵.与建筑场地工程地质条件有关的因素。为保证建筑物的安全，必须 根据荷载的大小和性质给基础选择可靠性的持力层。 ⑶.水文地质条件的因素：注意地下水的埋藏条件和动态。 ⑷.场地环境条件：包括气候、土壤及生物活动的影响、相邻建筑物基 础埋深的影响等。 ⑸.工程地质条件影响。 ⑹.地基土冻胀和融陷的影响地基土的冻胀会将基础顶升，而融陷会使 基础下沉；地基土的冻胀与融陷通常是不均匀的，容易造成建筑物 的开裂。
土木工程施工——第2章 地基与基础工程
2. 换填材料和施工方法
换填材料要求使用砂和砂石换填应选用级配良好、质地 坚硬的中砂或粗砂、角（圆）砾、碎（卵）石、石屑等， 并应除去植物残体、垃圾等杂质。若用粉细砂或石粉， 应掺入30%的碎石或卵石，砂石最大粒径不宜大于50mm。 人工级配的砂砾石，应先将砂、卵石拌合均匀后再铺设。 使用粉质粘土时，土料中有机质含量不得超过5％，亦不 得含有冻土或膨胀土。使用灰土时，体积配合比宜为2： 8或3：7。由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋 垫层时，作为加筋的土工合成材料应采用抗拉强度较高、 受力时伸长率不大于4％～5％、耐久性好、抗腐蚀的土 工格栅、土工格室、土工垫或土工织物等土工合成材料。
根据加压系统的不同，可分为堆载预压法和真空 预压法两大类。排水系统，主要在于改变地基原 来的排水边界条件，增加孔隙水排出的途径，缩 短排水距离。排水系统由水平排水体和竖向排水 体构成。水平排水体一般采用砂垫层；竖向排水 体一般采用普通砂井、袋装砂井或塑料排水板等。
1. 袋装砂井堆载预压
袋装砂井堆载预压法是以袋装砂井为竖向排水体、砂垫 层作为水平排水体构成排水系统，在砂垫层上部堆载作 为加压系统的预压法。典型的袋装砂井堆载预压地基剖 面如图2-6所示。
开挖软弱土方法主要有挖掘机挖除法、推土机挖 除法、人工挖除法等。当土质过于软弱而挖掘机 和推土机无法作业时，可采用水力挖塘机组挖除， 即用高压水流对软粘土进行切割并冲成泥浆，然 后用泥浆泵输送到指定地点沉淀后再处理。开挖 的深度和宽度应根据换填垫层的设计要求确定。
换填垫层施工应分层铺设，分遍压（振）实，填 料的含水量应控制在最优施工含水量范围。换填 施工过程应注意防止基坑灌水或雨水下渗。坑槽 开挖时应避免坑底土层扰动，可保留200mm厚土 层暂不挖去，待铺设垫层前再挖至设计标高，如 有浮土必须清除。当坑底为饱和软土时，须在与 土面接触处铺一层细砂起反滤作用，其厚度不计 入地基垫层设计厚度内。
简述地基与基础的关系
简述地基与基础的关系地基与基础是建筑工程中非常重要的一环，二者之间存在密切关系。
地基是指建筑物承受载荷的自然基础，而基础则是建筑物的人工承载结构。
本文将就地基与基础之间的关系进行简述。
一、地基的作用1. 承重载荷地基是建筑物承受载荷的自然基础，通过将建筑物自身的重量转移到地下的土层中，使其能够稳定地立在地面上。
2. 强度传递随着建筑物高度的增加和建筑材料的不断改进，建筑物的荷载越来越复杂，地基不仅需要承受建筑物自身的重量，还需要承受来自建筑物的风、震等外力。
地基在这些外力作用下，需要将这些力传递到地下的土层中。
二、基础的作用1. 承重基础是建筑物的人工承载结构，直接承受地面负荷的一部分，将建筑物的荷载分散到地基中。
2. 稳定基础的另一个重要作用是应对地基中的不均匀沉降。
如果地基中某一部分的承载能力不足，就会导致地基沉降不均衡，从而导致建筑物下沉或者倾斜。
基础可以通过分配建筑物的荷载，使建筑物保持稳定。
三、地基与基础的关系地基和基础之间的关系是相辅相成的。
地基承载建筑物的重量，基础则将建筑物的荷载分散到地基中，从而保证建筑物的稳定性和安全性。
在建造建筑时，为了保证建筑物的基础可以稳定地承载地基负荷，需要采用合适的基础形式。
不同的基础形式适用于不同的地基状况。
如浅基础适用于较好的地基条件，而深基础则适用于地基条件较差的情况。
因此，正确选择基础形式是确保建筑物稳定和安全的重要因素。
总之，地基和基础是建筑物的重要组成部分，二者之间的关系密不可分。
地基承载建筑物的载荷，基础则直接承受建筑物负荷并将其稳定分散到地基中。
合理地选择基础形式并加强基础施工控制，将有助于建筑物的稳定和安全。
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二、内力计算
1、简化计算方法
（1〕静定分析法
（2〕倒梁法
2、弹性地基梁法
（1〕对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄压 缩层地基，地基的压缩性比较均匀，可按文克勒地 基上梁的解析解。
（2） 对基础宽度不小于可压缩层厚度二倍的薄 压缩层地基，地基的压缩性不均匀，可按文克勒 地基上梁的数值分析法。
由式3-34节点i的竖向位移：
bx，by—分别为x，y方向基础的底面宽度
Sx，Sy —分别为x，y方向基础梁的特征长度
x， y—分别为x，y方向基础梁的柔度特征值 Ix，Iy—分别为x，y方向基础梁的截面惯性矩
根据变形协调条件
将静力平衡条件代入可解得：
对一端外伸的角柱节点
y=0，Zy=4
对无外伸的角柱节点
（2〕工程实测： （3〕物理模拟：根据相似理论推导相似准则
设计模型试验 （4〕数值模拟：将构件离散成有限个单元
数值模拟 （1〕有限元：ANSYS、ADINS、SAP、I-DIASD 等
（2〕有限差分法：FLAC
（3〕边界元： （4〕离散元：
ANSYS简介：
b、相邻柱荷载及柱距变化较大 Fk——作用于筏基上的竖向荷载总和
例题3-1
例题3-2
第六节、柱下条形基础
适用范围： （1〕地基较软弱，承载力低，地基压缩性
不均匀 （2〕荷载分布不均匀，不均匀沉降较大 （3〕上部结构对基础沉降较敏感
一、构造要求
1、为了使 与基础底面形心重合， 基底压力均匀分布， 基础梁的两端应外伸
2、肋梁的高h由计算定，以为柱距的〔1/4~1/8〕l1
3、翼板的高hf由计算定，当200mm<hf<250mm采用等 厚度，当hf>250mm采用宜采用变厚度翼板，i<1:3
地基与基础
二、按构造类型分类
1.条形基础：长度远大于其高度和宽度的基础。 地基承载力较好时，用砖石、灰土、三合土或混凝土建造 地独基础（也称独立基础）
柱基础的主要类型
壳体基础 由正圆锥形及其组合形式的壳体基础，用于一般工业 与民用建筑柱基和筒形的构筑物(如烟囱、水塔、料仓、 中小型高炉等)基础。
18.2.6 基础底面尺寸的确定
基础的埋深取值： a．外墙和外柱从室内设计地面与室外设计地面平均标高 处至基础底。 b．内墙和内柱从室内设计地面标高处至基础底。
一、墙下条形基础的底面尺寸（中心受压） 取1m长的墙体计算：
二、柱下独立基础底面尺寸
18.3桩基
当上部结构荷载太大，且地基软弱，坚实土层距基础 底面较深，采用其它基础形式可能导致沉降过大而不能满 足要求时，常采用桩基。
d）箱形基础
由顶板、底板和纵横交叉的隔板所组成。 板的厚度由 计算决定。箱形基础具有很大的刚性，因此不致由于地基 不均匀变形使上部结构产生较大的弯曲而造成开裂。
它的特点是刚度大、整体性好、能抵抗和协调由于软弱 地基在大荷载作用下产生的不均匀变形、抗震性能好（一些 震害调查资料表明，有箱形基础地下室的建筑物对减轻震害 作用很大。）、稳定性能好。设置箱形基础，加大了基础埋 深，建筑物重心下移，增加了建筑物的稳定性。箱形基础的 中空部分又可利用来作地下室。
多层与高层房屋的基础
多层与高层房屋地下室的设置
1.功能需要 2.结构需要 减轻地基压力 提高房屋层数 增加抗倾覆能力 改善抗震性能
二、多层与高层房屋的基础类型 多层与高层房屋基础的类型很多，几乎用到了所有的基础形式 1．单独基础、条形基础和十字交叉基础 应用于层数较少的多层工业厂房和民用房屋 2．筏形基础与箱形基础 当房屋层数较多或地基很软弱时可考虑采用筏形基础和箱形基础
地基与基础
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2）预压法
为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量， 预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载，使地基土压密后 再将荷载卸除的压实方法。为了防止堆载时压坏地基，需分级 加载，即：在前一级荷载作用下地基基本固结后，再施加下一 级荷载，直至达到设计荷载为止。
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3）压实法
利用人工方法挤压土壤，排走土中的空气，提高土的密实性。
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机械压实：利用 压路机、羊足碾 等碾压机械将地 基土压实的方法。
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4）深层挤密法 利用在土层中打桩成孔时对周围土体产生的挤压力使 地基深层达到压实的方法。
5）化学固结法 通过化学溶液或胶粘剂的注入，使土胶结，从而提高 地基强度、减少地基沉降量的处理方法。如：水泥搅拌, 使固化剂和土发生化学反应使淤泥质土、粘性土这些软土 硬结成水泥加固土，提高土基强度。
平板式：柱子支承在混凝土底板上。 梁板式：梁在底板下方或梁在底板上方，柱子支承在梁上。
筏形基础
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④ 箱形基础 由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵横墙体组成，是一个整体的
空心箱体结构。 箱形基础整体空间刚度大，抗震性能好，其内部空间可用作
地下室。
箱形基础
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⑤ 桩基础
当建筑物上部荷 载较大、地基的软弱 土层较厚、地基承载 力不能满足要求且做 成人工地基又不具备 条件或不经济时，常 采用桩基础。
灰土与三合土基础 这种基础抗压强度高而抗弯强度低。 ➢柔性基础----钢筋混凝土基础 钢筋混凝土的抗弯性能和抗剪性能良好。
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刚性基础
根据试验得知，上部结 构 (墙或柱)在基础中传 递压力是沿一定角度分 布的，这个传为角度称 压力分布角，或称刚性 角， 以α表示。
关于地基基础设计等级(值得收藏)
关于地基基础设计等级（值得收藏）一、地基基础设计等级划分的重要性二、地基基础设计等级划分1. 甲级地基甲级地基是指地基承载力高、稳定性好、变形小的地基。
适用于重要建筑物、高层建筑、大跨度结构等对地基要求较高的工程。
甲级地基设计时，应充分考虑地基的承载能力、抗滑移能力和抗变形能力。
2. 乙级地基乙级地基是指地基承载力较高、稳定性较好、变形较小的地基。
适用于一般建筑物、多层建筑等对地基要求较高的工程。
乙级地基设计时，应关注地基的承载能力、抗滑移能力和抗变形能力。
3. 丙级地基丙级地基是指地基承载力一般、稳定性较差、变形较大的地基。
适用于一般建筑物、低层建筑等对地基要求较低的工程。
丙级地基设计时，应重点考虑地基的承载能力和变形问题。
4. 丁级地基丁级地基是指地基承载力低、稳定性差、变形大的地基。
适用于简易建筑物、临时建筑等对地基要求较低的工程。
丁级地基设计时，应采取相应的地基处理措施，提高地基承载力和稳定性。
三、如何选择合适的地基基础设计等级1. 分析工程地质条件：了解地基土层的性质、分布、厚度等，为地基基础设计提供依据。
2. 考虑建筑物用途和规模：根据建筑物的功能、高度、跨度等因素，选择合适的地基基础设计等级。
4. 听取专家意见：在地基基础设计过程中，可邀请专家进行咨询，确保设计方案的合理性。
5. 经济效益分析：在满足安全和功能的前提下，对比不同地基基础设计等级的经济性，选择性价比高的方案。
四、地基基础设计等级与施工技术的关联1. 甲级地基施工要点对于甲级地基，施工时需严格控制地基沉降，确保基础均匀受力。
可采用深层搅拌、预制桩、灌注桩等高精度施工技术，确保地基处理质量。
2. 乙级地基施工要点乙级地基施工时，应注重地基的加固处理，提高地基承载力。
可选用CFG桩、砂石垫层、土钉墙等施工技术，以增强地基稳定性。
3. 丙级地基施工要点丙级地基施工时，需重点解决地基变形问题。
可采用换填法、压实法、排水固结等施工技术，降低地基沉降。
地基与基础工程
高度达20m。 施工工艺：场地清理→测量定位→尖桩就位、对中、调直→压
桩→接桩→再压桩→截桩
混凝土灌注桩施工
灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注砼，或 者加入钢筋后再灌注混凝土而形成。
桩基础的优点：可以省去大量土方支撑和排水降水设施，施工 方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。
质量检验
四、深层搅拌法
原理：深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固 的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、 水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。
固化剂：水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的 7％ ～ 15％，水泥砂浆的配合比为1：1或 1：2。
清孔：保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，控制孔底沉渣 的厚度。
1/8，顶板厚度为200～400mm。 混凝土强度等级：不低于C30，且应满足抗渗要求。
二、施工要点
施工时应做好基坑开挖、支护、排水、浇筑（止水带、后浇带 留设，大体积砼施工 ，基坑回填）等工作。
2.3 桩基础
2.3.1 桩的分类
一、按承载的性质分 端承桩：穿过软弱土层，而达到坚硬土层的桩。以桩尖阻力承
精品课程
建筑施工技术
与鉴别
第二章 地基与基础工程
知识点：地基处理、浅基础、桩基础。 技能点：选择、确定桩基础的施工方法。 学习重点：软土地基的处理，浅基础的施工方法，预制桩施
工顺序确定、质量事故产生的原因和预防措施；沉管灌注桩、 大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和 处理，安全施工措施。 学习难点：各类桩的成孔及浇注质量控制及浅基础的施工方 法。
地基 基础
地基基础地基：承受由基础传下来荷载的土体或岩体。
地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变是随着土层深度的增加而减小，在达到一定的深度以后就可以忽略不计。
基础：建筑物地面以下的承重构件。
它承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把这些荷载连同本身的自重一起传给地基。
持力层：轻易忍受建筑荷载的土层。
持力层以下的土层为下卧层。
基础埋深：由室外地坪至基础底皮的高度尺寸。
基础埋深由勘测部门根据地基情况决定。
为确保建筑物的安全和正常采用，必须建议基础和地基都存有足够多的强度与稳定性。
基础就是建筑物的组成部分，它忍受建筑物的上部荷载，并将这些荷载托付给地基，地基不是建筑物的组成部分。
基础的强度与稳定性既依赖于基础的材料、形状与底面积的大小以及施工的质量等因素，还与地基的性质有著紧密的关系。
地基的强度应当满足用户承载力的建议，如果天然地基无法满足要求，应当考量使用人工地基；地基的变形理应光滑的放大量，以确保存有光滑的下陷。
若地基下陷不光滑时，建筑物上部可以产生脱落变形；地基的稳定性必须存有避免产生滑坡、弯曲方面的能力，必要时（特别就是很大的高度高时）应当加设挡土墙，以避免滑坡变形的发生。
三、基础类型从基础的材料及受力去分割，可以分成刚性基础（指以砖、灰土、混凝土、三合土等抗压强度小、而抗拉强度大的刚性材料制成的基础）、柔性基础（指用钢筋混凝土做成的抗压、抗拉强度均很大的基础）。
从基础的结构型式，可以分成条形基础、单一制基础、筏形基础、箱形基础、桩基础等。
下面了解几种常用基础的结构特点。
（一）刚性基础由于刚性材料的特点，这种基础只适合于承压而不适宜忍受弯矩、拉拉力和剪力，因此基础剖面尺寸必须满足用户刚性条件的建议。
通常砖混结构房屋的基础常使用刚性基础。
1．砖基础用作基础的砖，可以使用页岩烧结砖，其强度等级通常在mu10以上，砂浆强度等级通常不高于m5.基础墙的下部必须制成阶梯形，以并使上部的荷载能够光滑地传至地基上。
阶梯压缩的部分通常叫作“大放脚”。
一、基础和地基的基本概念
一一、、基基础础和和地地基基的的基基本本概概念念1 基础和地基的基本概念在建筑工程中，建筑物与土层直接接触的部分称为基础，支承建筑物重量的土层叫地基。
基础是建筑物的组成部分，它承受着建筑物的全部荷载，并将其传给地基。
而地基则不是建筑物的组成部分，它只是承受建筑物荷载的土壤层。
其中，具有一定的地耐力，直接支承基础，持有一定承载能力的土层称为持力层；持力层以下的土层称为下卧层。
地基土层在荷载作用下产生的变形，随着土层深度的增加而减少，到了一定深度则可忽略不计（如图）。
2 基础的作用和地基土的分类基础是建筑物的主要承重构件，处在建筑物地面以下，属于隐蔽工程。
基础质量的好坏，关系着建筑物的安全问题。
建筑设计中合理地选择基础极为重要。
地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。
凡天然土层具有足够的承载能力，不须经人工改良或加固，可直接在上面建造房屋的称天然地基。
当建筑物上部的荷载较大或地基土层的承载能力较弱，缺乏足够的稳定性，须预先对土壤进行人工加固后才能在上面建造房屋的称人工地基。
人工加固地基通常采用压实法、换土法、化学加固法和打桩法。
二、基础的类型按材料及受力特点分类1、刚性基础由刚性材料制作的基础称为刚性基础。
一般指抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低的材料就称为刚性材料。
常用的有砖、灰土、混凝土、三合土、毛石等。
为满足地基容许承载力的要求，基底宽B一般大于上部墙宽，为了保证基础不被拉力、剪力而破坏，基础必须具有相应的高度。
通常按刚性材料的受力状况，基础在传力时只能在材料的允许范围内控制，这个控制范围的夹角称为刚性角，用α表示。
砖、石基础的刚性角控制在(1：1.25)~(1：1. 50) (26o~33o) 以内，混凝土基础刚性角控制在1：1（45o）以内。
[刚性基础的受力、传力特点如图]刚性基础的受力、传力特点2、非刚性基础当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，基础底面B必须加宽，如果仍采用混凝土材料做基础，势必加大基础的深度，这样很不经济。
地基与基础的概念.
地基按土层性质不同，分为天然地基和人工 地基两大类。
天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需 经人工加固或改良便可作为建筑物地 基
三部分组成。大放脚的做法有间பைடு நூலகம்式和等高 式两种(图2.5)。
毛石基础 毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，
其剖面形状多为阶梯形 (图2.6)。 混凝土基础
混凝土基础是用不低于C15的混凝土浇捣 而成，其剖面形式有阶梯形和锥形(图2.7)。
钢筋混凝土基础因配有钢筋，可以做得宽 而薄，其剖面形式多为扁锥形(图2.8)。当房屋 为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时， 为提高建筑物的整体性，避免各承重柱产生不 均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起来， 形成柱下条形基础(图2.9)或十字交叉的井格基 础(图2.10)。
无筋扩展基础：由砖、毛石、混凝土或毛石混 凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基 础或柱下独立基础
扩展基础：由钢筋混凝土制成的柱下独立基础 和墙下条形基础
2.2.1 条形基础
条形基础：基础沿墙体连续设置成长条状，是砌 体结构建筑墙下基础的基本形式。
砖条形基础 砖条形基础一般由垫层、大放脚和基础墙
人工地基：当建筑物上部的荷载较大或地基的承 载力较弱，须预先对土壤进行人工加 固或改良后才能作为建筑物地基
2.1.2 基础的埋置深度及其影响因素
2.1.2.1 基础的埋置深度 由室外设计地面到基础底面的距离，
称为基础的埋置深度，简称基础的埋深 (图2.2)。埋深大于等于5m为深基础，小 于5m为浅基础。
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。
地基、基础的概念
第一章绪论第一节地基、基础的概念地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地。
也就是说承受由基础传来荷载的土层（或岩）称为地基。
位于基础底面下第一层称为持力层，在其以下的土层统称为下卧层。
我国土地辽阔、幅员广大、自然地理环境不同，土质各异、地质条件区域性较强，因而使地基基础这门学科特别复杂。
随着当前经济建设的蓬勃发展，不仅事先要选择在地质条件良好的场地从事建设，而且有时也不得不在地质条件不好的场地进行建设，为此必须对地基进行地基处理。
建筑物的地基所面临的问题有以下四方面：1、地基承载力及稳定性.地基承载力及稳定性是指地基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定，若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑物的破坏。
天然地基承载力主要与土的抗剪强度有关，也与基础型式和埋深有关。
天然地基承载力不能满足要求时，需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基承载力的要求。
2、沉降、水平位移及不均匀沉降.在建（构）筑物的荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基沉降，或水平位移，或不均匀沉降会超过相应的允许值。
若地基变形超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑的破坏。
天然地基变形主要与荷载大小和土的变形特性有关，也与基础型式有关。
若天然地基变形不能满足要求，则需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基变形的要求。
3、渗漏.渗漏主要分两类：一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过其允许值时，其后果是造成较大水量损失；另一类是地基中水力比降超过其允许值时，地基土会潜蚀和管涌产生破坏而导致建（构）筑物破坏造成工程事故。
天然地基渗漏问题主要与土的渗透性有关。
若天然地基不能满足要求，则需对地基进行改良，减小土的渗透性，或在地基中设置止水帷幕，阻截渗流。
地基基础的类型和特点
地基基础的类型和特点地基基础是建筑工程中最基本的组成部分之一，它承受建筑物的重量并将其传递到地面。
地基基础的类型和特点对于建筑物的稳定性和安全性至关重要。
以下是地基基础的几种常见类型和特点：1. 基础的类型1.1 承台式基础承台式基础是一种常见且简单的地基基础类型。
它由一层或多层水平的混凝土板构成，通常位于建筑物底部。
承台式基础可以承受建筑物的重量并将其均匀地分散到地面。
1.2 基梁式基础基梁式基础是一种由一层或多层承台和纵向墙体组成的基础。
它通常用于大型建筑物或地下结构，以提供更大的稳定性和承载能力。
1.3 桩基础桩基础是一种通过将桩深入地下来支撑建筑物的基础。
桩可以是木质、钢质或混凝土制成，它们承担着建筑物的重量并将其传递到更深层的土壤。
2. 基础的特点2.1 承载能力地基基础的承载能力是指其能够承受的负荷和重量。
根据建筑物的类型和重量要求，选择适当的基础类型以确保其承载能力满足设计需求。
2.2 稳定性地基基础的稳定性是指其抵抗移位和倾斜的能力。
适当的基础设计和合适的基础类型可以确保建筑物在地震、地质变化等外部因素影响下保持稳定。
2.3 抗沉降性地基基础的抗沉降性是指其能够抵抗土壤的沉降而不产生不均匀的沉降。
合理的基础设计和施工方法可以减少地基的沉降问题。
2.4 经济性地基基础的经济性是指在满足建筑物要求的前提下，选择最经济有效的基础类型。
考虑建筑物的负载、土壤条件、建筑成本等因素可以帮助选择经济性较高的基础类型。
综上所述，了解地基基础的不同类型和特点对于合理选择和设计适当的基础至关重要。
只有在保证建筑物的稳定性和安全性的前提下选择适当的地基基础，才能确保建筑物的长期可靠性和耐久性。
地基基础的概念
地基基础的概念
地基基础是建筑物的基础结构的一部分，用于承受建筑物的重量并将其传递到地下的地层。
下面是地基基础的一些概念：
1. 地基：指建筑物下方的土壤或岩石层，它承受建筑物的重量并传递给地下的地层。
2. 基础：指支撑建筑物本身和所承受的重量的结构。
地基是基础的一部分，它位于地下，并直接与地面接触。
3. 均质地基：指土壤或岩石层具有相似物理性质和承载能力的地基。
均质地基可以直接采用简单的基础结构。
4. 非均质地基：指土壤或岩石层具有不同物理性质和承载能力的地基。
在非均质地基上建造建筑物时，需要采用更加复杂的基础结构。
5. 基础类型：根据建筑物的设计、土质条件和建筑物重量等因素，常见的基础类型包括浅基础（如板基础、筏基础、承台基础等）和深基础（如桩基础、钢板桩基础等）。
6. 承载力：指地基或基础能够承受的最大重量。
承载力的大小取决于地基的土壤或岩石的性质，以及土质的密实程度等因素。
7. 沉降：指建筑物由于自身重量压实地基而产生的地面沉降现象。
沉降可以通过合适的地基基础设计和施工措施来控制。
地基基础是建筑物安全和稳定的关键要素，合理的地基基础设计和工程施工对于保证建筑物的稳定和耐久性至关重要。
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一． 作业要求1.简答题部分：每模块选作1题，共5题。
2.计算题部分：模块一~三，每模块选作1题，模块五选作2题，共5题。
3.先写题目，再写答题内容；简答语句要通顺，不能仅有关键词；计算题要有步骤，不能仅给出答案。
4.请独立自主按照要求完成作业内容。
二． 作业内容1.简答题 （1）模块一：1） 土中的液态水分哪几类？对土的性质各有什么影响？答：强结合水、弱结合水、自由水、重力水，三相体、碎散性、透水性、多孔性、自然变异性或不均匀性、易变性2） 反映无粘性土密实度状态的指标有哪些？各有什么优缺点？ 答：孔隙比、孔隙率、干密度、相对密实度、动力触探锤击数、等。
3） 简述达西定律及其适用范围。
实验室如何测定渗透系数k ？ 答：v =ki ；常水头法和变水头法。
4） 动水力如何计算？渗透变形有几种形式？各有什么特征？答：w j i γ= 按照渗透水流所引起的局部破坏的特征，渗透变形可分为流土和管涌两种基本形式。
流土是指在渗流作用下局部土体表面隆起，或土粒群同时起动而流失的现象，它主要发生在地基或土坝下游渗流出处。
管涌是指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土粒形成的孔隙通道中发生移动并被带出的现象，主要发生在砂砾土中。
5） 按国标GB50007，建筑物的地基岩土可分为哪几类？各类土的划分依据是什么？答：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊土。
（2）模块二：1） 土的自重应力分布有何特点？地下水位的升降对自重应力有何影响？ 答：自重应力随深度而增大，每层土内线性分布，分层土折线分布，隔水层处突变；地下水位上升，自重应力减小。
2） 刚性基础的基底压力分布有何特点？工程中如何简化计算基底压力？ 答：刚性基础的基底压力非线性分布；工程中简化为线性分布 3） 目前计算地基中附加应力的假定是什么？这些假定是否合理？答：把地基土视为均匀、各向同性的半无限空间弹性体；与实际有出入，当基底压力不大时，可满足工程要求4） 简述饱和土的有效应力原理。
在饱和土一维固结过程中，土的有效应力和孔隙水压力是如何变化的？答：总应力等于有效应力和孔隙水压力；影响土变形和强度的是有效应力 5） 土的压缩性常用指标有哪些？指标间有什么关系？ 答：压缩系数、压缩指数、压缩模量、体积压缩系数、等 （3）模块三：1） 简述库仑公式。
对一定的土类，其抗剪强度指标是否为一定值？为什么？ 答：tan f c τσϕ=+不是定值，因为它和剪切面上的正应力有关2） 土体中首先发生剪切破坏的平面是否就是剪应力最大的平面？在通常情况下，剪切破坏面与大主应力面之间的夹角是多少？ 答：不是；45°+φ/23） 地基的剪切破坏有哪些形式？发生整体剪切破坏时p-s 曲线的特征如何？ 答：整体剪切破坏，局部剪切破坏和冲切破坏；发生整体剪切破坏时p-s 曲线分为三段：线性变形段、曲线段、陡降段。
4） 试比较基础宽度和埋深对临塑荷载、界限荷载、地基极限承载力的影响。
答：内摩擦角大于0时，增大基础宽度，临塑荷载不变，界限荷载和地基极限承载力都增大；增大埋深时，三者都增大。
5）土压力有哪几种？影响土压力的最重要因素是什么？试论述朗肯土压力理论的基本假定。
答：主动土压力、静止土压力和被动土压力；墙体位移方向和大小。
墙背垂直、光滑；墙后填土面水平。
（4）模块四：1）在详细勘察阶段，勘探孔的深度如何控制？答：详勘的勘探深度自基础底面算起，且勘探孔深度应能控制地基主要受力层。
当地基的宽度不大于5m，勘探孔的深度对条基不应小于3.0b（b为基础宽度），单独柱基不应小于1.5b，但不应小于5m。
对高层建筑和需进行变形验算的地基，控制性勘探孔深度应超过地基沉降计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下(0.5~1.0)b，并深入稳定分布的地层。
对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求。
当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当增加控制性勘探孔的深度。
如遇基岩或厚层碎石土等稳定土层时，勘探孔深度应根据情况进行调整。
2）常用的勘探方法有哪几种？答：常用的勘探方法有钻探、掘探（井探、槽探和洞探）和地球物理勘探。
触探往往与钻探等其他勘察方法配合使用3）勘察报告中常用的图表有哪些？答：勘探点平面布置图，工程地质柱状图，工程地质剖面图，综合地质柱状图，土工试验成果汇总表（5）模块五：1)《建筑地基基础设计规范》GB50007规定，地基基础设计时，所采用的荷载效应应按哪些规定执行？答：按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。
相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。
相应的限值应为地基变形允许值；计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为 1.0；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2)确定基础埋深时要考虑哪些因素？答：建筑物的用途和基础构造；荷载大小和性质；相邻建筑物的基础埋深；工程地质条件和水文地质条件；地基土冻胀性。
3)什么是负摩阻力？简述其产生的条件。
答：桩周土层相对于桩侧向下位移。
4)何谓承台效应？什么情况下不能考虑承台效应？答：摩擦型群桩在竖向荷载作用下，由于桩土相对位移，桩间土对承台产生一定竖向抗力，成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载，称之为承台效应。
对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基，以及下列情况时不能考虑承台效应：①承受经常出现的动力作用，如铁路桥梁桩基；②承台下存在可能产生负摩阻力的土层，如湿陷性黄土、欠固结土、新填土、高灵敏度软土以及可液化土，或者由于降低地下水位地基土固结而与承台脱开；③在饱和软土中沉入密集桩群，引起超静孔隙水压力和土体隆起，随着时间推移，桩间土逐渐固结下沉而与承台脱开等。
5)简述摩擦型群桩基础和端承型群桩基础工作特点的异同。
答：端承型桩基持力层坚硬，桩顶沉降较小，桩侧摩阻力不易发挥，桩顶荷载基本上通过桩身直接传到桩端处土层上。
而桩端处承压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响或相互影响较小，因此可近似认为端承型群桩基础中的基桩与单桩相近；群桩的承载力等于各单桩的承载力之和，群桩效应系数（群桩中各基桩平均极限承载力与单桩极限承载力的比值）η＝l。
摩擦型桩：当桩数少，桩中心距sa较大时，例如大于6d，桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多。
此时群桩中基桩的工作性状与单桩的一致，故群桩的承载力等于各单桩承载力之和；当桩数较多，桩距较小时，例如3~4d，桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠。
此时，桩端处压力一般明显大于单桩，桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深，这样群桩中基桩的工作状态与单桩显著不同，群桩承载力不等于各单桩承载力之和，群桩的沉降也明显地超过单桩。
若限制群桩的沉降量与单桩沉降量相同，则群桩中每一根桩的平均承载力就比单桩时要低，也就是说群桩效应系数η＜l。
6)换土垫层法的原理是什么？如何确定垫层的厚度和宽度？为什么厚度太薄和太厚都不合适？答：换填垫层法是先将基础底面下一定范围内的软弱土层挖除，再换填其他无侵蚀性、低压缩性和强度大的散体材料，经过分层夯实，作为地基的持力层；垫层下卧层的承载力确定换填厚度；确定垫层宽度时，除应满足应力扩散条件外，还应考虑垫层应有足够的宽度及侧面土的强度条件，防止垫层材料向侧边挤出而增大垫层的竖向变形量；垫层的厚度通常不应大于3m，否则工程量大、不经济、施工难；同样垫层也不应小于0.5m，否则作用不显著、效果差。
2.计算题：（1）模块一：1）某土样体积为1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，已知土粒比重d s = 2.66。
试求土的密度 、含水量w、孔隙比e、饱和度S r。
某土样体积为1000 cm3，质量为1870 g，烘干后测得其质量为1677 g，已知土粒比重d s = 2.66。
试求土的密度ρ、含水量w 、孔隙比e 、饱和度S r 。
答：3g/cm 87.110001870===V m ρ %5.11%100167716771870%100s w =⨯-=⨯=m m w 586.0187.11)115.01(66.21)1(ws =-⨯+⨯=-+=ρρw d e%2.52586.066.2115.0s r =⨯==e wd S2）某干砂试样密度ρ= 1.66 g/cm 3，土粒比重d s = 2.69，置于雨中。
若砂样体积不变，饱和度增至40%时，此砂在雨中的含水量w 为多少？ 答：由干砂密度ρ=d ρ=1.66 g/cm 3得孔隙比62.0166.169.211d s w =-⨯=-=ρρd e 在雨中S r =40%，含水量%2.969.262.04.0s r =⨯==d e S w4）某原状土样，试验测得土的天然密度ρ= 1.67 t/m 3，含水量w = 12.9%，土粒比重d s = 2.67。
试求土的孔隙比e 、饱和度S r 、饱和重度sat γ、有效重度γ'。
答：805.0167.11)129.01(67.21)1(ws =-⨯+⨯=-+=ρρw d e%43805.067.2129.0e s r =⨯==wd S3s w sat kN/m 25.19805.01)805.067.2(101)(=++⨯=++=ee d γγ3w sa kN/m 25.91025.19=-=-='γγγt（2）模块二：1）某建筑场地的地层分布见图示。
其中第一层细砂厚h1= 4.5 m，重度γ=19kN/m3，饱和重度satγ= 19.4 kN/m3，地下水位在地面下2 m处；第二层粘土厚h3 = 4.5 m，饱和重度satγ= 17.4 kN/m3，以下为不透水的岩石层。
试求各层交界面处的竖向自重应力以及作用在基岩顶面的土自重应力和静水压力之和，并绘出自重应力沿深度的分布图。
2m2.5mγsat= 17.4 kN/m3γsat= 19.4 kN/m31234γ = 19 kN/m3细砂粘土4.5m答：3g/cm87.110001870===Vmρ%5.11%100167716771870%100sw=⨯-=⨯=mmw586.0187.11)115.01(66.21)1(ws=-⨯+⨯=-+=ρρwde%2.52586.066.2115.0sr=⨯==ewdS2）某饱和粘土层的厚度为10 m，地面作用大面积荷载p0 = 150 kPa。