天然地基上的浅基础设计(1)
天然地基上的浅基础
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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。
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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。
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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。
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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)。
1.天然地基上的浅基础
1、 天然地基上的浅基础设计为六层住宅楼,砖混结构，拟采用天然地基上的浅基础,最大线荷载F K =300kN/m 。
根椐场地地质条件对浅基础进行评价：①、属先确定持力层，根椐场地地质条件，第②层可做为基础的持力层，其承载力特征值f ak =150kPa 。
基础埋深d=2.0m 。
②、求持力层修正后的承载力特征值f a (深度修正)： 根椐5.2.4公式： f a =f ak +ηd γm (d-0.5)式中：f ak ---持力层承载力特征值 =150kPaηd =1.6, (根椐基底下土的类别，查表5.2.4：e=0.821, I L =0.35)若为湿陷性黄土或新近堆积黄土（Q 42）应按GBJ25-90规范表3.0.4确定。
γm -----基础底面以上土的加权平均重度=16.5kN/m 3, d----基础埋深=2.0m代入计算为：f a =150+1.6×16.5×(2-0.5)=189.6kPa 。
③、计算基础宽度b:根椐基础面积计算公式代入计算：A=Lb ≥γd f F a k-=0.220*26.189300=-m 取2.2m式中: F K ---基础顶面的竖向力=300kN/mf a ----修正后的地基承载力特征值=189.6kPa L 、b---基础的长度和宽度（条基时，L 取1.0米）γ---基础及上伏土的平均重度=20.0kN/m 3④、求基底压力P K ：根椐5.2.2-1 公式 A G F P K K K+= 式中：F k =300kN/mG k =L b d γ=1×2.2×2.0×20=88kNA=1×2.2m将参数代入计算后得p k =176.4kN/m 2(kPa)⑤、根椐5.2.1-1式：f a ≥p k 判定地基强度是否滿足要求。
以上计算的f a =189.6kPa, p k =176.4kPa,滿足5.2.1-1式f a ≥p k ,地基强度滿足要求。
天然地基上浅基础的设计例题(zhang)
天然地基上浅基础的设计例题一、地基承载力计算【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示，试按强.7=035+=+⨯20+061675.kPa.15112.3.35二、地基承载力验算（基底尺寸确定）【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。
212~5.90.22075.2241600)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(mdf F A kPa d f f G a k m d ak a =⨯-⨯=-==+=-⨯⨯+=-+=γγη由于力矩较大，底面尺寸可取大些，取b=3.0m ，l =4.0m 。
（2）计算基底压力kPaWM P P kPad blF P kk k G k k 8.358.3106/4321208603.1733.1732204316002minmax =⨯⨯+±=±==⨯+⨯=+=γ（3）验算持力层承载力不满足KPaKPa f KPa P KPaf KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =⨯=>==<=（4）重新调整基底尺寸，再验算，取=l 4.5mkPaf kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.4321208608.2245.1582205.4316002max =<=+=⨯⨯++==<=⨯+⨯=则所以 取b=3.0m ，l =4.5m ，满足要求。
对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定，取壁柱间距离l 作为计算单元长度（图3-16）。
通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样，均为b ；壁柱基【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示，作用于基底形心处的总竖向荷载kNG F k k 420=+，总力矩mkN M k⋅=30，持力层土修正后的承载力特征值kPaf a120=，试复核承载力是否满足要求。
天然地基上浅基础设计的内容和步骤
天然地基上浅基础设计的内容和步骤说到天然地基上浅基础设计，可能很多人会觉得这是个复杂又晦涩的东西，听起来像是高深的建筑学术语，其实呢，咱们从日常生活出发，细细琢磨，其实也没那么难。
嘿，今天我就带你轻松聊聊这个话题。
首先你得明白，所谓“天然地基”就是我们踩在脚下的那片土地，通常是指没有经过特殊处理的自然土壤。
至于“浅基础”嘛，简而言之，就是基础埋得不深，一般几米就够了。
咱们以前说起楼房那可就不简单，基本上都是钢筋水泥和铁骨铮铮的，虽然这两者挺牢靠，但如果下面的地基不行，楼上再华丽也成空中楼阁。
所以呢，设计好浅基础，地基要稳稳的，咱们的房子才会牢固，才能经得起风吹雨打，不被时间抹去痕迹。
你得搞清楚，设计这东西其实就是一种精准的计算。
像是修车，要知道每个零件的工作原理，基础设计也是一样，得了解土壤的性质、承载能力，还有地质的稳定性。
如果地基太软，土壤承载不住重物，就容易发生下沉、倾斜，这可不是闹着玩的。
如果地基太硬，地面也不太好调整，搞不好还会让地面产生裂缝。
所以第一步就是拿出自己的测量工具，去土里打个眼，看看土壤到底如何，是沙土、粘土还是黏土，这对设计有很大影响。
测得好，设计就能精准，不然就可能像是瞎猫碰上死耗子，设计出来的基础，恐怕连个小房子都撑不住。
然后就得开始计算了。
我得偷偷告诉你，基础设计不仅仅是眼力活，还是脑力活！你得计算土壤的承载力，搞明白每平方米土地能承受多少的压力。
你想啊，咱们走在地上，脚下的土壤就得承担咱们的重量，如果是楼房的话，那就是几十吨几百吨的压力，土壤要是承受不住，那肯定是大问题。
通常我们会做一些实验，像是静力触探试验、标准贯入试验啥的。
通过这些试验，咱们可以准确地算出土壤的承载力，才能避免以后出现塌方啥的尴尬事。
设计的时候，还得考虑到基础的类型。
浅基础一般包括条形基础、独立基础、筏板基础等等。
每种基础的设计和选型都有不同的要求。
比如条形基础，它适合那些长方形或者方形的建筑，像大排档一样，一长条摆在地上，支撑压力的点比较均匀。
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
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。
8 天然地基上的浅基础设计
非岩石地基
对于拱桥墩台，其合力 作用点应尽量保持在基 底中线附近
非岩石地基 墩台受荷载 石质较差的岩石 组合Ⅱ、Ⅲ、 地基 Ⅳ作用 坚密岩石地基
e0≤ρ e0≤1.2ρ e0≤1.5ρ
土力学与地基基础
天然地基上的浅基础设计
2、地基强度要求
（1）基础底面的承载力，当不考虑嵌固作用时，应满足以下
关于承载力计算的规定： 中心受荷
• 墙下钢筋混凝土条形基础的高度h应按抗剪要求计算确定， 一般不小于300mm，并且不小于b/8（b为基础宽度）。b＜ 1500mm时，基础剖面宜采用平板式；当b≥1500mm时剖面采 用锥形，坡度i≤1:3，墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢 筋的直径不小于8mm，间距不大于300mm，每延米分布筋面积 不应小于受力钢筋面积的1/10。
–如挡土墙很长，为了避免在沿墙长方向因沉降不匀而开裂， 可根据土质和地形予以分段，设置沉降缝。 –当地基软弱而柱荷载较大，且柱距又比较小时，如采用柱下 独立基础，可能因基础底面积很大，使基础间的净距很小甚 至重叠，为了增加基础的整体刚度，减小不均匀沉降，可将 同一排的柱基础连在一起成为钢筋混凝土条形基础将同一排 若干个柱子的基础联合起来，就成为柱下条形基础。
以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或
沉降差；
2、使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保 基础的安全；
土力学与地基基础
天然地基上的浅基础设计
一、建筑物用途和结构类型
如设有地下室、半地下式建筑物、带有地下设施的建筑物和具有地下
部分的设备基础等，其基础埋深就要结合地下部分的设计标高来选定。 中、小跨度的简支梁桥根据地质条件确定。
–当立柱或承重墙传来的荷载较大，地基土质软弱又不均匀，
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
fuu 1 2brN Srirqq N Sqiqcc N Scic
K u A/KA
—安全系数2~3。
—折减系数； u —有效面积； A —基础实际面积。
(bb2e)
A
8.4 地基承载力的确定
（二）规范推荐的理论公式 长期承载力设计值： 短期承载力设计值：
fvp1bM qM qckM c
f 0 f k b 3 md 0 .5 m
2、如按土的物理、力学性质指标确定的基本值，应按下式折算为标准值：
fk f f0
—回归修正系数。 f
承载力特征值的修正：
6-3
地基、基础与上部结构相互作用的概念
3.基础相对刚度的影响
不明结 一显论 致，： 。基基
底础 压相 力对 分刚 布度 与越 上大 部， 荷架 载越 分作 布用 越越
6-6
6-7
地基、基础与上部结构相互作用的概念 （二）地基非均质性的影响 1.地基压缩性不均匀的影响
6-8
地基、基础与上部结构相互作用的概念 2.不均匀地基上荷载分布不同的影响
d zd min 0 t
(GBJ7-89）
fr
z 0 —标准冻深； —采暖对冻深的影响系数
t —基底下允许残留冻土层的厚度。
d fr
d
z
h
min
d
max
z
d
—设计冻深；
h
—基底下允许残留冻土层的最大厚度。
(GB50007-2002）
max
8.3 基础埋置深度的选择
z
z .
.
.
d
0
zs
zwΒιβλιοθήκη zez四、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
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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（三）刚性结构
烟囱、水塔、高炉、筒仓这类的高耸结构物之下
整体配置的独立基础与上部结构浑然一体，使整个体
系具有很大的刚度，当地基不均匀时，基础转动倾斜，
但几乎不会发生相对挠曲。这类结构也可采用常规设
计。
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8.2 浅基础的类型
可按照基础材料、构造类型、受力特点分类。 一、按材料分：
1、砖基础： 大放角基础。两皮一收或两皮一收与一皮一收相间。注意对 材料的最底要求。
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8.1 概 述
人工地基：加固上部土层，提高土层的承载力，再把基础做 在这种经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基。
桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷 载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。
深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度 大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩 擦力的影响。这类基础叫做深基础。 四、常规设计：
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（如图63）。此处把刚性基础能 跨越基底中部，将所承 担的荷载相对集中地传 至基底边缘的现象叫做 基础的“架越作用”。 可整理ppt
6-3
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
3.基础相对刚度的影响
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。这种简化法也经常用于其它复杂基础的初步 设计，称为常规设计。
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5
8.1 概 述
五、浅基础设计内容及步骤
1.了解拟建场地工程地质条件的基础上，合理选择基础类型、 平面布置及埋深； 2.按地基承载力确定基础底面尺寸； 3.进行必要的地基稳定性和变形验算； 4.基础结构的内力分析和截面设计，并绘制施工图。
图6-9
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
三、上部结构刚度的影响
上部结构刚度：整个上部结构对基础不均匀沉降或 挠曲的抵抗能力，或称整体刚度。
（一）柔性结构
如排架结构等，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，
故基础的沉降差不会引起主体结
构的附加应力，传给基础的柱荷
由此可见，合理的分析方法，原则上应该以地基、 基础、上部结构之间必须同时满足静力平衡和变形协 调两个条件为前提。只有这样，才能揭示它们在外荷 作作用下相互制约、彼此影响的内在联系，从而达到 安全、经济的设计目的。
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
二、地基和基础的相互作用
(a)
（一）基础刚度对基底压力的影
2、毛石基础： 毛石：未经加工整平的石料。注意其构造要求及台阶高宽比要 求。
3、灰土基础： 依体积比分为3：7灰土、2：8灰土，
灰土干重度≥14.5~15.5KN/m3 ,容许承载力可达250~300KPa。
载也不因此而有所变动。结构与
地基变形之间并不存在彼此制约、
相互作用的关系。这类结构最适
合按常规方法设计。 可整理ppt
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
（二）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，故称之为敏 感性结构。此类结构应考虑相互作用的影响。
一、选择地基基础类型，主要考虑两方面因素：
1、建筑物的性质；2、地基的地质情况。
二、天然地基上的浅基础：
做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱基或墙 基）以及埋置深度虽超过5米，但小于基础宽度的大尺寸基础 （如箱形基础），在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，统 称为天然地基上的浅基础。
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第八章 天然地基上的 浅基础设计
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8.1 概述 8.2 浅基础类型 8.3 基础埋置深度的选择 8.4 地基承载力的确定 8.5 基础底面尺寸的确定 8.6 墙下钢筋混凝土条形基础设计 8.7 减轻建筑物不均匀沉降的措施
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2
8.1 概 述
地基基础设计必须根据建筑物的用途和安全等级、平面布置和 上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合施工条件 以及工期、造价等各方面要求，合理选择地基基础方案，因地制宜、 精心设计，以保证建筑物的安全和正常使用。
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
其实，地基、基础和上部结构三者是相互联系成 整体来承担荷载而发生变形的。这时，三部分都将按 各自的刚度对变形产生相互制约的作用，从而使整个 体系的内力（包括柱脚和基底的反力）和变形（包括 基础沉降）发生变化。显然，当地基软弱、结构物对 不均匀沉降敏感时，上述常规分析结果与实际情况的 差别就愈大。
响
1.柔性基础 (b)
柔性基础的抗弯刚度很小。
它好比放在地上的柔软薄膜，可
以随着地基的变形而任意弯曲。
基础上任意一点的荷载传递到基
底时不可能向旁边扩散分布，象
直接作用在地基上一样。基底反
力分布与作用于基础上的荷载分
布完全一致，均布荷载下柔性基
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础的基底沉降是中部大、边沿小。
地基、基础与上部结构相互作用的概念
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8.1 概 述
地基基础设计的基本原则
1.防止地基土发生剪切破坏和丧失稳定性，应具有足 够的安全度；
2.控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基特征 变形允许值；
3.基础本身应具有足够的强度、刚度和耐久性。
三、地基基础方案
1.天然地基上的浅基础；
2.人工地基上的浅基础；
3.天然地基上的深基础、可桩整理基ppt础。
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
一、基本概念
常规设计法是把上部 结构、基础与地基三者作 为彼此离散的独立结构单 元进行力学分析（如图61）。
不难看出常规设计法 有不合理之处，因为地基、
基础和上部结构沿接触面分离后，虽然满足静力平衡
但却完全忽略了三者之间受荷前后的变形连续性。
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载基大结 分底，论 布压架： 越力越基 不分作础 一布用相 致与越对 。上明刚
部显度 荷，越
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
（二）地基非均质性的影响 1.地基压缩性不均匀的影响
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地基、基础与上部结构相互作用的概念
2.不均匀地基上荷载分布不同的影响