天然地基的浅基础设计原理
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
天然基础工程施工
天然基础工程施工天然基础工程施工是指在地质条件较为稳定的区域，利用天然地基的承载能力来支撑上部建筑物的施工方法。
这种基础施工方式具有施工简单、成本较低、环境影响小等优点，因此在许多建筑工程中被广泛采用。
本文将详细介绍天然基础工程施工的原理、施工流程及注意事项。
一、天然基础工程施工原理天然基础工程施工主要利用地基的自承载能力来支撑上部建筑物。
地基的承载能力与地质条件、地层分布、土壤性质等因素密切相关。
在施工过程中，首先要对地质条件进行勘察，了解地层的分布、厚度和土壤性质，以便确定合适的天然基础施工方案。
二、天然基础工程施工流程1. 地质勘察：在施工前，要对施工现场进行地质勘察，了解地层的分布、厚度和土壤性质。
地质勘察报告应详细记录勘察数据，为天然基础工程施工提供依据。
2. 设计施工方案：根据地质勘察报告，设计天然基础工程施工方案。
施工方案应包括地基处理方法、基础形式、施工工艺等内容。
3. 地基处理：根据施工方案，对地基进行处理。
地基处理方法包括压实、排水、加固等，旨在提高地基的承载能力和稳定性。
4. 基础施工：在处理好的地基上进行天然基础施工。
基础形式包括扩展基础、浅埋式基础等，施工工艺包括开挖、浇筑、养护等。
5. 上部结构施工：在天然基础上进行上部结构的施工，包括柱、梁、板等构件的安装。
三、天然基础工程施工注意事项1. 施工前要充分了解地质条件，确保施工方案的合理性。
2. 地基处理时要严格按照施工方案进行，确保地基的承载能力和稳定性。
3. 基础施工时要保证混凝土的质量和养护，以提高基础的耐久性。
4. 上部结构施工时要遵循建筑规范，确保建筑物的安全和稳定。
5. 施工过程中要注意环境保护，减少对周边环境的影响。
总之，天然基础工程施工是一种经济、环保的基础施工方式。
在施工过程中，要充分了解地质条件，合理设计施工方案，严格控制施工质量，确保建筑物的安全和稳定。
通过以上介绍，希望对天然基础工程施工有所了解。
第八章 天然地基上的浅基础设计
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。 基础材料、 可按照基础材料、构造类型、受力特点分类。 分类 按材料分： 一、按材料分：
1、砖基础： 、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 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。 材料的最底要求。 2、毛石基础： 、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 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： 、灰土基础： 依体积比分为3： 灰土 灰土、 ： 灰土 灰土， 依体积比分为 ：7灰土、2：8灰土， 灰土干重度≥14.5~15.5KN/m3 ,容许承载力可达 容许承载力可达250~300KPa。 灰土干重度 容许承载力可达 。 应：捏紧成团，落地开花。 捏紧成团，落地开花。
一、选择地基基础类型，主要考虑两方面因素： 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。 建筑物的性质； 地基的地质情况。 二、天然地基上的浅基础： 天然地基上的浅基础：
做在天然地基上，埋置深度小于 米的一般基础 米的一般基础（ 做在天然地基上，埋置深度小于5米的一般基础（柱基或墙 以及埋置深度虽超过5米 基）以及埋置深度虽超过 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， ），在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑 （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 天然地基上的浅基础。 称为天然地基上的浅基础。
6-3
基 基础
3.基础相对刚度的影响 基础相对刚度的影响
部 荷 载 分 布 越 不 一 致 。
相
作 用 越 明 显 ， 基 底 压 力 分 布 与 上 结 论 ： 基 础 相 对 刚 度 越地基、基础与上部结构相互作用的概念 地基、
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)。
基础工程课件 第2章 浅基础设计原理-1
地基：为支承基础的土体或岩体。 天然地基：地基土有良好土层，不需经人工
处理，而直接承受基础荷载的天然岩土层， 即为天然地基。
天然地基上的浅基础：一般将天然地基上，
埋臵深度小于5m的基础及埋臵深度虽超过5m 但小于基础宽度的基础统称为天然地基上的 浅基础。
人工地基：当天然地基土层较软弱或具有
平板式筏基是一块等厚度（0.5～2.5m）的钢 混平板； 梁板式筏基是在筏板上沿柱轴纵横向设臵基 础梁而形成。
筏板基础可在六层住宅中使用，也可在50层 的高层建筑中使用，如美国休斯敦市的52层壳体 广场大楼就是采用天然地基上的筏板基础，它的 厚度为2.52m。
4．箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、侧墙、 内隔墙组成，形成一个整体性好、空间刚度大的箱 体。 箱形基础比筏板基础具有更大的抗弯刚度，可 视为绝对刚性基础，产生的沉降通常较为均匀。适 用于软弱地基上的高层、重型或对不均匀沉降有严 格要求的建筑物。
砖墙
肋
底板 垫层
过梁
(a)
(b)
单独基础
图2-2墙下扩展条形基础
图2-3墙下独立基础
(a)
(b)
(c)
柱下独立基础
2. 钢筋混凝土条形基础
条形基础——长度远大于宽度的基础 分为墙下条形基础、柱下条形基础和十字交叉条形基础。 墙下条形基础：横截面积根据受力条件又可分为不带肋 和带肋两种。可看作是钢筋混凝土独立基础的特例，其计算 属于平面应变问题，只考虑在基础横向（扩展方向、基底宽 方向）受力发生破坏。
表3-1 基础材料 混凝土基础 毛石混凝土基 础 砖基础 毛石基础
无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 台阶宽高比的允许值 pk≤100 1:1.00 100< pk≤200 1:1.00 200< pk≤300 1:1.25
第二章 天然地基上的浅基础
第二章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）。
天然地基浅基础设计
天然地基上浅基础的设计概述任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。
建筑物的全部重量（包括各种荷载）最终将通过基础传给地基，所以，地基基础的设计是建筑物设计工作中的一项重要内容。
支承建筑物的那部分天然地层，称为天然地基；若天然地基的承载能力不够，经人为加强或改良过的，称为人工地基。
天然地基上的基础，依其埋置的深浅，可分为浅基础和深基础两大类。
大多数建筑物基础的埋深不会很大（例如不大于3~5m），可以用普通开挖基坑和敞坑排水的方法修建，这类基础，称为浅基础。
有时，根据各方面的方案比较，需要将基础埋置到较深的坚实地层上，此时，要采用某些特殊的施工手段和相应的某些基础型式来修建，如桩基、沉井和地下连续墙等，这样的基础称为深基础。
设计工作通常总是从选择方案开始的，地基基础的设计亦不例外。
地基基础的方案，从总的来说，不外下列三类：天然地基的浅基础、人工地基上的浅基础和天然地基上的深基础。
每一类这样的总方案中，还有许多可能的具体方案。
一般来说，天然地基上的浅基础往往比另外二类方案造价低和施工简便，故而应优先考虑。
天然地基上浅基础的设计，不能离开地基条件孤立地进行，故称为地基基础设计。
设计的首要任务是保证建筑物的安全和正常使用，这就需要从地基和基础两方面来考虑。
就地基方面来说，要具有足够的稳定性和不发生过量的变形。
如地基一旦发生强度破坏，其后果十分严重，有时甚至是灾害性的，因此，在设计中必须保证地基有足够的强度安全贮备。
如果地基发生过量的变形，将导致建筑物的开裂或倾斜，削弱了建筑物的坚固性或影响其正常使用，因而必须限制基础的不均匀沉降量。
另外，基础的总沉降量也应当有所限制，因为建筑物的下沉改变了它与室外地面、邻近设施（如工艺管道、下水道、道路等）之间原有的合理标高关系。
而且，大多数情况下，即使地基是比较均匀的，由于各部位荷载不一或基础尺寸及形状的不同，总会有不均匀沉降发生。
总沉降量大，意味着可能出现的不均匀沉降量也大，从这点来看，也应当限制总沉降量。
基础工程例题及习题集
e 0.1W A 的条件，作用于基底的力矩最大值不能超过下列何值？（注：W 为基础底面的
抵抗矩，A 为基础底面积）。（06 年试题） 3、边长为 3m 的正方形基础，荷载作用点有基础形心沿 x 轴向右偏心 0.6m，则基础底面的
基底压力分布面积最接近于多少？（06 年试题）
例 5------持力层以及软弱下卧层承载力验算(确定基础底面积)
按 3m 计算； 2、土的重度取值问题（加权重度以及地下水的处理）； 3、能够利用理论公式进行计算承载力的条件；
例 3 ------地基承载力的深宽修正
某混合结构基础埋深 1.5m，基础宽度 4m，场地为均质粘土，重度 17.5 kN m3 ，孔隙
比 e 0.8 ，液性指数 IL 0.78 ,地基承载力特征值 fak 190kPa ，则修正后的地基承载力
某轴心受压基础，相应于荷载效应的标准组合上部结构传来的轴向力 Fk 780kN .地质剖
面如下，试确定基础底面积并验算软弱下卧层。
d 1.2m
Fk
15.7kN/m3
Es 2.6MPa
z 2m 第一步：地基承载力修正
18.6kN/m3 Es 10MPa fak 196kN/m2
ห้องสมุดไป่ตู้
2500 ηd=1.6
1、解：持力层承载力验算：
F F1 F2 G 2000 200 486.7 2686.7kN
M 0 M V h F2 a 1000 200 1.3 200 0.62 1383kN.m
e M 0 1383 0.515m 5.2 0.87m
为多少？ 基础宽度大于 3m，埋深大于 0.5m，所以需要对承载力进行修正。
天然地基上的浅基础
砂土地基承载力基本容许值[fa0]
密实度 [fa0]（kPa） 土名及水位情况 砾砂、粗砂 与湿度无关 中砂 细砂 粉砂 与湿度无关 水上 水下 水上 水下 550 450 350 300 300 200 430 370 270 210 210 110 370 330 230 190 190 90 200 150 100 — — — 密实 中密 稍密 松散
(kN/m3)，如持力层在水下且为不透水性土时，不论基底以 上土的透水性质如何，一律采用饱和重度，如持力层为透 水性土时，应一律采用浮重度；
岩石地基承载力基本容许值[fa0]
节理发育程度 [fa0]（kPa） 坚硬程度 坚硬岩、较硬岩 较软岩 软岩 极软岩 >3000 3000~1500 1200~1000 500~400 3000~2000 1500~1000 1000~800 400~300 2000~1500 1000~800 800~500 300~200 节理不发育 节理发育 节理很发育
老粘土地基承载力基本容许值[fa0]
Es（MPa） 10 380 15 430 20 470 25 510 30 550 35 580 40 620
[fa0]（kPa）
新近沉积粘性土地基承载力基本容许值[fa0]
[ fa0]（kPa） IL ≤0.25 140 130 120 110 0.75 120 110 100 90 1.25 100 90 80 —
e
≤0.8 0.9 1.0 1.1
� 一般粘性土地基承载力基本容许值与P.20表2-3相同。
k1、k2——按持力层土类确定在基础宽度和深度方面的修正
系数（新规范）。
土类 粘性土 老 粘 性 土 系数 k1 k2 0 2.5 一般粘性 土 IL≥ 0.5 0 1.5 IL< 0.5 0 2.5 新近 沉积 粘性 土 0 1.0 粉 土 — 粉砂 中 密 密 实 细砂 中 密 密 实 砂土 砾砂 粗砂 中 密 密 实 碎石土 碎石 圆砾 角砾 中 密 密 实
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
第3章 天然地基上的浅基础设计
5.基础结构设圈梁，控制建筑长高比，增强整体刚度；
6.基础梁下留有土层冻胀的空隙；
7.室外设施、结构与主体结构断开；
8.跨年度施工的建筑及设计采暖的建筑，入冬前采取防 护措施。
二、 地基承载力的确定
地基承载力是保证地基强度和稳定的条
件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降
的地基承受荷载的能力。
地基工程特性代表值有标准值、平均
4、毛石基础
未 风 化 的毛石，毛 石基础的宽 度及台阶高 度不得小于 40mm。
5、混凝土和毛石混凝土基础
混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都 较好。
上述基础，设计时必须保证其拉、 剪应力不超过相应材料强度设计值这 种保证是通过对基础构造的限制来实现 的。
6、钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗
faz — 软弱下卧层顶面处经深度修正后 的地基承载力特征值。
关于 z 的简化计算：
Es1 3 条件： Es 2
“ 压力扩散角”概念：根据扩散前、 后各面积上的总压力不变条件，得：
矩形： z
lb( pk pc ) (l 2 ztg )(b 2 ztg )
b( pk pc ) 条基： z b 2 ztg
值及特征值。
确定地基承载力的方法：
1、按原位测试的方法确定地基的承载力；
2、根据地基土的强度理论确定承载力； 3、按经验方法确定地基的承载力。
1.原位载荷试验
地基变形的三个阶段： 1）.压密阶段 线变形阶段 2）.剪切阶段 塑性变形阶段 3）.破坏阶段 剪切破坏、产生连续滑动面
现场试验时，荷载是逐级施加的，并按时观
二、按构造分类
(一) 单独基础 1、柱下单独基础 柱基础主要类型。依材料， 常采用砖石、混凝土和钢筋混 凝土等。
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，
第二章 天然地基上的浅基础(1)
大，施工技术要求高。
刚性扩散角的概念，台阶宽高比的概念，与基础开挖深度的关系
• 浅基础的类型 刚性基础 圬工 混凝土 刚性扩大基础（墩柱） 柱下单独基础 条形基础
按材料
按构造
柔性基础 按材料：钢筋混凝土 按构造 柱（墙）下扩张基础 条形、十字交叉基础 筏形、箱形基础
墙下钢筋混凝土条形基础
基本原理 —— 基坑四周开挖集水沟汇集渗水，引向一个
或数个集水坑，在基坑下挖以前，先挖沟和坑； 特点——设备简单、费用低。 适用性——适合于岩石、 碎石类土、粘性土地基，
不适于粉细砂地基。
设计要点——渗水量估算 集水坑排水： Q F1 q1 F1 q1
F1、q1——基坑底面积、基坑底面平均渗水量；
无肋的
有肋的
柱下扩展基础
联合基础
柱下条形基础
交叉条形基础
筏形基础
箱形基础
内 墙
外 墙
底板
• 浅基础的适用性 刚性基础 适用条件 地基承载力条件较好； 上部荷载较小； 上部结构为非敏感性结构。 对地基承载力要求高； 非岩石地基上变形较大； 不适于敏感性上部结构。
不利条件
柔性基础 → 主要用于建筑地基基础。
F2、q2——基坑侧面积、基坑侧面平均渗水量。 有不渗水板桩墙截水时的渗水量： Q K H U q K——土的渗透系数； H——地下水位距基坑底的深度；
U——板桩围堰周长；
q——单位渗水量。
确定渗水量Q后，按（1.5~2.0）Q确定抽水能力（水泵数量）
井点法降低地下水位的基本原理与适用性 类型
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
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和适用条件
一、浅基础的分类
浅
➢按材料分类
基
础
➢按构造分类
分 类
➢按受力性能分类
按受力性能 分类
按 材 料 分 类 刚性基础
柔性基础
砖基础 毛石基础 灰土及三合土基础 砼及毛石砼基础 钢筋砼基础
按构造 分类
单独基础 联合基础 条形基础
十字交叉 筏板 箱形
（一）按材料分类
2、 条形基础
条形基础是指基础长度远大于其宽度的一种 基础形式。
1）、墙下条形基础
承重墙基础的主要形式，常用 砖、毛石、三合土和灰土建造。当 上部结构荷重较大而土质较差时， 可采用混凝土或钢筋混凝土建造。
2）、柱下钢筋混凝土条形基础 地基软弱而荷载较大。
3）、柱下十字形基础 荷载较大的高层建筑。
箱形基础
由底板、墙和顶板形成箱基，整体性更好
内
墙
外
墙
底板
联合基础——箱形基础
5、壳体基础
二、基础方案选用
❖ 在进行基础设计时，一般遵循无筋扩展基础 →柱下独立基础→柱下条形基础→交叉条形 基础→筏形基础→箱形基础的顺序来选择基 础形式。可参照下表情况进行选择。
结构类型
岩土性质与荷载条件
适宜的基础类型
柱
梁
基础底板
联合基础——柱下十字交叉基础
3、 筏形基础 地基软弱而荷载又很大，采用十字形基础 仍不能满足要求或相邻基槽距离很小时。
梁
柱
底板
联合基础——筏形基础（板式与梁板式）
4、箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土底板、 顶板和纵横交叉的内外隔墙构成。
具有很大的整体刚度。 基础中空部分可作地下室，与实 体基础相比可减小基底压力。 适于高层建筑物的基础。
柱下钢筋混凝土单独基础
柱下钢筋混凝土单独基础
独立基础
钢筋混凝土条形基础
（二）、按构造分类
1、单独基础
1）、柱下单独基础 柱基础主要类型。依材料，常 采用砖石、混凝土和钢筋混凝 土等。
2）、墙下单独基础
当上层土质松散，而在不深处有较好的 土层时，为了节省基础材料和减少开挖 土方量而采用的一种基础形式。
框架结构
土质均匀性较差，承载力较低，荷载较大，采用独 柱下条形基础或交叉
（无地下室） 立基础不能满足要求。
梁基础
土质不均匀，承载力低，荷载大，柱网分布不均匀， 采用条形基础面积超过建筑物投影面积的50%
筏形基础
全剪力墙， 10层以上住 宅结构
框架、剪力 墙结构（有 地下室）
地基土层较好，荷载均匀分布 当上述条件不能满足时 可采用天然地基时
要求：
条基：d(3.5b－a)tg
(1－1)
矩形基础：d(2.5b－a)tg (1－2)
条件：坡高h<8m，坡角45o、b3m
4、地下水位
(1)尽量将基础置于地下水位以上。 (2)防止流砂； (3)防止地基因挖土减压而隆起开裂；
应控制承压含水层顶面的有效应力大于0。
❖ 对埋藏有承压含水层的地基,确定基础埋深时，必
天然地基基础最小埋深不少于建筑地面高度的/15； 桩基础则要求不少于1/18。
对于水塔与烟囱等高耸构筑物还要演算抗倾覆的 稳定性。 对于高压输电塔，需要有较大埋深满足抗拔力。
三、相邻建筑物基础埋深的影响
为了保证相邻原有建筑物在施工期间的安全和正 常使用, 一般可以浅于或等于原建筑物基础埋深。如 必须深与等于原建筑物基础埋深，可以控制两基础的 净距应不小于它们地面高差的1~2倍。 如上述条件满 足不了，必须采用施工措施。有：分段开挖、支撑、 地下连续墙、对原建筑物基础进行托换等处理。
单独基础
毛石砼基础：性均较好，适于荷载大及地下水位以
下结构。掺入片石要求：占体积20~30%，尺寸≤300mm 。
上述基础，设计时必须保证其拉、剪应力不超 过相应材料强度设计值这种保证是通过对基础构 造的限制来实现的。
6、钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗弯性能， 在相同条件下，基础的厚度较薄。建筑物的荷载较大 或土质较软弱时，常采用这类基础。适宜于“宽基浅 埋”情况。
F
埋深
Gd
持力层（受力层）
下卧层
一、工程地质条件与地下水位
应选好土层作为持力层。
1、若表层土好、下层 土软，基础应尽量 浅埋。
2、若表层土软、下层 土好，如图。应具 体分析
软土
H
好土
H<2米 选下层土 低层：选上层土，需加强上部结构；
H=2~4米 其它：选下层土
H>5米，采用深基
3、位于边坡坡顶上的建筑物
墙下条形基础 墙下筏形基础或箱形 基础
筏形基础或箱形基础
第三节 浅基础埋置深度
基础埋置深度是指设计地面到基础底面的深度。
原则： 在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋，但
不应浅于0.5m。 基础顶面低于设计地面至少0.1米，以避免
基础外露。 根据实际情况，选择良好的土层作为基础
持力层，减小基础尺寸，减少土方开挖，使基 础的造价最低。
须控制基坑开挖深度，防止基坑因挖土减压而隆
起开裂。要求基底至承压含水层顶间保留土层厚
度（槽底安全厚度）h0为：
h0
w 0
•
h k
h—承压水位高度（从承压含水层顶面算起）
γ0—基底至承压含水层顶范围内土的加权平均重度 k—系数，一般取1.0，对宽基坑取0.7
二、基础上部荷载大小及性质的影响
高层建筑荷载大，风和地震等水平作用大：
1、砖基础 •砖基础细部构造
(a)二一间收
(b)二皮一收
≥ MU10砖 M5砂浆
大放脚
▪砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低、抗 冻性差。
≥2、MU毛2石0毛基石础； M5砂浆
≥ MU20毛石
200 ≥ 400
M5砂浆
▪2、毛石基础：较方便，抗冻性好。砌法：错缝搭接。
毛石基础
3、三合土基础
土质均匀，承载力高，无软弱下卧层，地下水位以 下，荷载不大（5层以下建筑）
无筋扩展基础
多层砖混结 土质均匀性较差，承载力较低，有软弱下卧层，基 墙下条形基础或交叉
构
础需浅埋。
梁基础
荷载较大，采用条形基础面积超过建筑物投影面积 的50%
墙下筏形基础
土质均匀，承载力较高，荷载相对较小，柱网分布 均匀
柱下独立基础
石灰、砂、碎砖或碎石， 按体积比为1:2:4 或 1:3:6配成， 常用于地下水位较低的四层 及四层以下的民用建筑工程 中
4、灰土基础
石灰和土(粘性土)按其体 积比为3:7或2:8，灰土基础适 用于地下水位较低，五层及五 层以下的混合结构房屋和墙承 重的轻型工业厂房。
5、混凝土和毛石混凝土基础 混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都较好。