基础工程第五章浅基础设计

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6）刚性基础的特点与刚性角要求：
（1）都具有较好的抗压性能。 （2）抗拉、抗剪强度不高。 要保证抗拉，抗剪要求，是通过对基础构造要求 （刚性角要求）来实现的。即保证基础台阶宽高比（刚性 角的正切）要求，在这样的限制下，基础相对高度都比较
大，几乎不发生挠曲变形。所以无筋扩展基础习惯上称为
刚性基础。
柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础又统称为连续基础。
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箱形基础
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7、特种基础
1）壳体基础：由正圆锥形及其组织形式构成的壳体基础，一 般用于筒形的独立构筑物（如烟囱、水塔、料仓、中小型高 炉等）的基础。
（a）正圆锥壳
（b）M形组合壳
（c）内球外锥组合壳
图2－11 壳体基础的结构型式
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5.1.2 浅基础设计方法
上部结构
建筑物设计 上部结构的自重及各 种荷载都是通过基础 传到地基中的。
基础 地基
基础结构荷载 基底反力 基底压力 附加应力 地基沉降变形
合理的设计方法：考虑地基、基础与上 部结构的相互作用（分析难度较大）。 常规设计法——将地基、基础、上部 结构三者分离，分别对三者进行计算。 • 优缺点：计算简单（不考虑三者共同作 用）；满足静力平衡条件；忽略三者受 荷后变形的连续性；不经济、不合理。 • 适用条件：沉降较小或较均匀；基础刚 6 度大。
等施工措施，或加固原有建筑物地基。
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4）基础埋深不同时
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(1)主楼与裙房：高度不同,分期施工设臵后浇带
(2)台阶式相连： 重要设备的基础需加大埋深 地下室与非地下室交界处的基础 山坡上的房屋
L/ H=1~246 Nhomakorabea2、工程地质条件 1)根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层 I II III IV
=3.5 =2.5
条形基础 矩形基础
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3、水文地质条件
1) 尽量考虑将基础臵于地下水位以上。 2) 埋在地下水位以下时，考虑:基坑排水、坑壁围护、保护地基土 不受扰动、出现涌土、流砂的可能性；地下室防渗；轻型结构物上 浮托力；地下水浮托力、基础底板的内力。
3) 承压含水层的地基，控制基坑开挖深度，防止基坑突涌失稳。
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1）砖基础
1、剖面：阶梯形，俗称大放脚，每一级台阶的挑出长度为
1/4砖长。（砖的模数是6）
2、材料要求：不宜使用灰砂砖、轻质砖，砖不低于Mu10.砂 浆不低于M5。 3、砌法：有两种：其一是两皮一收法。即每砌两皮砖，收 进1/4 砖长（60mm），如此反复。其二是二一间隔法。即 砌两皮收进1/4砖长再砌一皮，如此反复。 4、垫层：一般先做100mm厚的垫层。每边伸出砖基底50mm。
2)岩石锚杆基础
• 岩层锚杆基础适用于直接建在基岩上的柱基，以及承受拉力或水平力 较大的建筑物、构筑物基础。
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常见浅基础特点总结
单独基础 条形基础 筏形和箱形基础
基底面积越来越大、对上部结构荷载的扩散作用越来越强
在相同的上部结构荷载作用下，基底压力和基底附加压力越来越小， 刚度越来越大，可以适应更软弱的地基，可以减小地基的沉降变形
硬土
基础条件 由其它条 件确定时， 尽可能浅埋
软土
(很深)
h1
硬土 软土
h1 软土 硬土
h1< 2m 基底 在好土 h1=2m~4m高 楼好土,低楼 软土
只有低层房屋 尽量浅埋 可用,否则处 若h1太小就为 理 II
h1>4 m 桩基 或处理
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2)臵于边坡上的基础
d ( b a) tan
4)除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。
四、基本要求
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5.3.2
影响因数
1、建筑结构条件与场地环境条件
1）考虑建筑物地下空间的使用功能要求
（1）有地下室或半地下室的建筑，其埋深必须结合地 下部分设计标高选定。 （2）地下管道应在基底以上，便于维修。 （3）电梯缓冲坑：自地面向下至少1.4m。
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设计步骤
建筑物的型式与功能 上部结构荷载资料 场地勘察与室内试验资料 场地施工技术条件
基础型式方案比较 拟定基础型式及平面布置 确定基础埋深 确定地基承载力 计算地基承受荷载 确定基底平面尺寸 必要时的验算
（软弱下卧层强度、变形稳定、抗滑验算等）
不 满 足
计算地基净反力
基础结构设计（基础剖面尺寸、配筋） 编制施工说明、绘施工图
5.2
一、按使用材料分类
浅基础的类型
1.砖基础 2.毛石基础 3.混凝土和毛石混凝土基础 4.灰土基础 5.三合土基础 扩 展 基 础 1.钢筋 砼柱下独立基础
（台阶形、锥形、杯口形、联合）
刚性基础
（无筋扩展基础）
浅基础
2.钢筋 砼条形基础
（墙下钢筋混凝土条形基础、十字交叉 条形基础、柱下钢筋混凝土条形基础）
向下的土压力 h0 0 向上的承压水压力 h w
h0
w h 0 k
0 1 z1 2 z 2 ) /( z1 z 2 ) （
k 一般取0.7~0.9。
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4、地基冻融条件
冻胀：冻胀力，地面隆起 不均匀沉降
建筑物开裂损坏
融陷：强度降低，建筑物下陷
1）冻土分类
季节性冻土：是冬季冻结、天暖解冻，每年冻融交替 一次的土层，在我国北方地区分布广泛。 多年性冻土：指连续保持冻结状态三年以上的土层， 其性质较复杂，属特殊土地基，另见专著。
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2、扩展基础 指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。
1.剖面：台阶形和锥形。
2.材料：混凝土：≥C20，并按计算和构造配筋。
3.特点：抗弯、抗剪性能较好，基础高度较小。
4.适用条件：宽基浅埋
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(1)柱下钢筋砼独立基础
(a)阶梯形基础；(b)锥形基础；(c)杯口基础
(a) 、(b)适用于现浇柱基础， (c)适用于预制柱基础
在相同的地基条件下，可以承受更大的上部结构荷载作用
设计计算方法越来越复杂，一般情况下工程造价越来越高
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5.3 基础埋臵深度的选择
5.3.1 5.3.2
概述（概念、取值、选择原则、基本要求） 影响因数
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5.3.1概述
一、概念：基础的埋臵深度是指基础的底面至室外设计地面的距离。选 择了基础埋臵深度就选择了地基持力层。
柔性基础
（钢筋混凝土基础）
3.筏板基础 4.箱形基础
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5.壳体基础
二、按基础结构和受力特点分类（规范分类法） 1.无筋扩展基础(刚性基础）
系指由砖，毛石、混凝土或毛石混凝土，灰土和三合土 等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。（也可由两种 材料叠合组成，例如，上层用砖砌体，下层用混凝土）。适 用于多层民用建筑和轻型厂房。
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(a)
肋梁 翼板
(b)
柱下钢筋混凝土条形基础 (a）等截面的 （b）柱位处加腋的
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图2-6 柱下条形基础
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某工程柱下条形基础
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5、筏板基础
• 筏板俗称满堂红基础。当荷载很大且地基土较软弱，
采用十字交叉条形基础也不能满足要求时，可采用筏板基 础。 • 筏板基础类似一块倒臵的楼盖，基底面积大，可减小 基底压力，能更有效地增强基础的整体刚度，有利于调节 地基的不均匀沉降，较能适应上部结构荷载分布的变化。 特别是对于有地下室的房屋或大型储液结构，如水池、油
库等，筏板基础是一种比较理想的基础结构。当地基显著
软硬不均时，要慎用。 平板式 梁板式
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柱下筏板基础
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某工程现场筏板基础钢筋网
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6、箱形基础
• 箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和内外纵横隔墙组成
的，有一定高度的整体空间结构。 • 特点：箱形基础比筏板基础具有更大的抗弯刚度，可视作 绝对刚性基础。箱形基础埋深较深，基础空腹，开挖卸除 基底原有的自重应力，减小了作用于基础底面的附加应力， 降低了基础的沉降，有补偿效应。箱基的抗震性能较好。 • 地下室用途受限制；工期长；造价高；施工技术复杂。
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素混凝土基础
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4）灰土基础
1、剖面：矩形。
2、材料：石灰：以块状生石灰经消化1～2天后过5～10mm筛子筛后使用。土： 以粉质粘土为宜，可使用黏土。干燥锤平后过10～20mm筛子筛后使用。两
种材料按体积比3：7或2：8并加入适量的水拌和均匀。
3、 施工：分步夯实。在基坑内每层虚铺22～25Cm，夯至15Cm为一步，视基础 高度做几步。 4、 夯实后最小干密度应满足： 粉土：15.5KN/m3 ,粉质粘土 ：15.0 KN/m3 ,粘土14.5 KN/m3 5、灰土基础早期强度低，但强度随时间不断增大。适用于水位较低的五层及 五层以下的民用混合建筑及样承重轻型工业厂房。
支模板2mx2m
某工程柱下独立基础
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（2）墙下钢筋混凝土条形基础
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墙下钢筋砼条基三维
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3、联合基础 矩形联合基础
联合形式 梯形联合基础
连梁式联合基础
• • 特点：调整相邻两柱沉降差、防止两柱相向倾斜 适用条件：两柱设立独立基础时，其中一柱受限； 两柱间距较小而基底面积不足或荷载偏心过大等。
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4、柱下条形基础
（1）单向条形基础：在同一轴线（或同一方向）上若干个
单独基础联合组成的长条形连续基础。
（2）十字交叉条形基础：在柱网下纵横两个方向用条形基
础连接组合而成。
特点：抗弯刚度大，具有调整不均匀沉降的能力。 适用条件：地基较软，分布不均；基底面积受相邻建筑物或 设备基础的限制无法扩展时；柱荷载差异大，以致基底面 积扩大使其彼此接近或相碰时。
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2）考虑建筑物的高度和荷载大小的影响 高层建筑基础 承载力 变形 筏形基础和箱形基础 桩箱或桩筏基础 1/15