课题八 天然地基上浅基础设计(二)

免基础外露，遭受外界的破坏。
影响基础埋置深度的因素很多，其中最主要的有以下几方面： 一、建筑物的用途、结构类型和荷载性质与大小
基础的埋置深度首先决定于建筑物的用途、如有无地下室、设备基
础和地下设施，基础的型式和构造条件。
• 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
※ 按地基载荷试验确定地基的承载力特征值：
在现场通过一定尺寸的载荷板对扰动较少的浅部 地基土体直接加荷，所测得的成果一般能反映相当
于1~2倍载荷板宽度的深度以内土体的平均性质。
0
p
s
按载荷试验成果确定 地基承载力特征值
承载力特征值的确定：
1.当p~s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； 2.当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷 载值的一半； 3.当不能按上述二点确定时，如压板面积为0.25~0.50m2，可 取s/b=0.01~0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的 一半。 4.同一土层参加统计的试验点不应少于3点，各试验实测值的
四、河流冲刷深度影响 对于大桥的墩台基础，若建筑在岩石上且冲刷深度
又较严重时，除清除风化层外，应根据基岩强度嵌入
岩层一定深度，或采用其他锚固措施，使基础与岩石
连成整体。
设置在岩石上的一般桥梁墩台，如风化层较厚，河
流冲刷又不太大，全部清除风化层有困难时，在保证
安全条件下，基础可考虑设在风化层内，其埋置深度
•
方案Ⅱ：将基础埋置在第③层硬塑粘土中，
冲刷线以下的最小埋置深度为8m，采用浅基础
施工开挖ห้องสมุดไป่ตู้较大，需要考虑技术和经济的合理
性。也可以采用沉井基础方案或桩基础方案，
具体要根据技术经济比较选取较优方案。
•
方案Ⅲ：采用桩基础，将桩端直接深入第④
层密实粗砂层，以密实粗砂层作为桩基的持力
层。实际确定时根据实际情况选定，原则上尽
•
非岩石地基
– 受压层范围内为均质土，基础埋置深度除满足冲刷、 冻胀等要求外，可根据荷载大小，由地基土的承载能 力和沉降特性来确定； – 当地质条件较复杂如地层为多层土组成等或对大中型 桥梁及其它建筑物基础持力层的选定，应通过较详细
计算或方案比较后确定。
I
II
III
IV
好土
在满足其 他要求下 尽量浅埋
量选用浅基础。
复习：
地基容许承载力确定
地基承载力确定方法
• 地基承载力理论公式计算确定
– 临塑荷载pcr、极限荷载pu 、界限荷载p1/3、p1/4
• 根据现场载荷试验的p~s曲线确定 • 现行规范提供的经验公式确定 • 根据相邻建筑地基容许承载力确定（类比法）
地基承载力设计值
地基承载力设计值是满足土的强度条件和变形要求时的地
• 三、工程地质条件 岩石地基
– 覆盖土层较薄（包括风化岩层）的岩石地基，将基础 直接修建在新鲜岩面上；
– 风化层很厚，难以全部清除时，应根据其风化程度、
冲刷深度及相应的容许承载力来确定；
– 岩层表面倾斜时，不得将基础的一部分置于岩层上，
而另一部分则置于土层上，以防基础因不均匀沉降而 发生倾斜甚至断裂。
极差不得超过其平均值的30%，取此平均值作为该土层的地基承
载力特征值fak。
当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，
从载荷试验或原位测试、经验值等方法确定
的地基承载力特征值，尚应按下式修正：
地基承载力设计值确定 fa＝fak ＋b (b－3)＋d (d－0.5)
式中 fa ——修正后的地基承载力特征值，kPa； fak —— 地基承载力特征值，kPa； —— 基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN／m3； b —— 基础宽度，当宽度小于3m时按3m计，大于6m时按6m计； d —— 基础埋置深度m；一般基础自室外地面标高起算。在填方整平地区，可 自填土面标高算起， 但填土在上部结构施工完成后进行，应从天然地面标高算起。 对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起，当采 用独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。 地下室的外墙基础埋深，可按下式计算 d=(d1+d2)/2。在其他情况下，从室内地 面标高起算； b、d ——— 基础宽度和埋置深度的承载力修正系数。
六、地基冻胀和融陷条件 地下一定范围内，土层的温度随气候而 变化，在寒冷地区，冬季地表附近土层中， 水因温度降低而冻结。土冻结后，含水量增 加，体积膨胀，地面隆起这种现象称为土的 冻胀现象。春季气温回升土层解冻，冻土层 体积缩小，而含水量显著增加，土的强度大 幅度下降而产生融陷现象。冻胀和融陷都是 不均匀的。如果基底下面有冻土层，就将产 生难以预估的冻胀和融陷变形，影响建筑物 的正常使用，甚至导致建筑物破坏。 对于埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋 深dmin应由下式确定
土层的结构，影响其强度和稳定，所以一般地表土不宜 作为持力层
基础埋深确定实例
– 根据地质资料，土层第①（8m,250kPa）、③ (4m,300kPa)、④(500kPa) 层均可以作为基础的持力 层。
• 方案Ⅰ：以第①层硬塑亚粘土作为持力层。
在满足最大冲刷线深度要求的条件下尽量浅埋; 小桥涵基础埋置深度可以超过冲刷线1m，最小埋深 3m； 大、中桥梁基础，冲刷线以下埋深为1.5m或2.0m， 一般桥梁最小埋深为3.5m，重要桥梁基础最小埋深为 4.0m。 – 确定基础埋深后需要对持力层和下卧层的承载力进行 验算，若承载力不能满足要求，可以考虑将基础埋置 在第③或第④层。
– 如河床上有附砌层时，宜设在附砌层顶面以下1m。
五、相邻建筑物基础的影响 如果与邻近建筑物的距离很近时， 为保证相邻原有建筑物的安全和正常 使用。基础理设深度宜浅于或等于相 邻建筑物的埋置深度。 如果基础深于原有建筑物基础时， 要使二基础之间保持一定距离，其净 距L一般为相邻两基础底面高差H的 1~2倍。以免开挖基坑时，坑壁塌落， 影响原有建筑物地基的稳定。如不能 满足这一要求时，应采取施工措施， 如分段施工、设临时加固支撑或板桩 支撑等。 对荷载较大的高层建筑和对不均 匀沉降要求严格的建筑物设计中，为 减少沉降，取得较大的承载力，需把 基础埋置在较深的良好土层上。此外， 承受水平荷载较大的基础，应有足够 大的埋置深度，以保证地基的稳定性。
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可根据风化程度、冲刷情况及其相应的承载能力确定。
– 墩台基础顶面不宜高于最低水位，如地面高于最低
水位且不受冲刷时，则不宜高于地面。
– 基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线以下≥1m；
– 小桥涵基础在无冲刷处除基岩地基外，应在地面或
河床底以下至少1m深；
– 如有冲刷基底埋深应在局部冲刷线以下不少于1m；
d min z 0 t d
fr
式中 zo(标准冻结深度)；t(采暖对冻深的影 响系数)和dfr(残留冻土层厚度)。 《建筑地基基础设计规范》规定对于冻 胀地基上的建筑物应采取防冻害措施。
（四） 冻结深度
冻胀丘Pingo
随冻结面向下发展，当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时，地 表就发生隆起，便形成冻胀丘。
基单位面积上的承载能力。因此承载力验算可以认为是控制
地基中塑性区域的发展以免导致地基失稳。 地基承载力特征值确定方法： 1．按《建筑地基基础设计规范》提供的承载力表，由室 内土工试验和原位测试指标确定地基承载力特征值fak。 2．按土的抗剪强度指标，以理论公式 fa=Mbb+Md0d+Mcck 计算地基承载力设计值fa。
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。 – 对类似拱桥的超静定结构，基础需座落在较深的坚 实土层上。 – 刚性基础，基础埋深应由其构造要求确定。(满足 刚性角的要求）
二、基础荷载影响
• 作用在基础上的荷载大小和性质对基础埋深 的选择有很大的影响。 • 就浅土层而言，当基础荷载小时，它是很好 的持力层，而当基础荷载大时，则可能因地 基承载力不足而不宜作持力层，需增大埋深 或对地基进行加固处理。 • 对承受振动荷载的基础，不宜选择易产生振 动液化的土层作为持力层，以防基础失稳。
度。为了保证基础安全，同时减少基础的尺寸，要尽量把基础放在良 好的上层上。但是基础埋置过深不但施工不方便，并且提高基础的造 价。 合理的埋置深度选择原则：在保证安全可靠的前提下，尽量浅埋。 但不应浅于0.5m，因为表土一般都松软，易受雨水及外界影响，不宜 作为基础的持力层。另外，基础顶面应低于设计地面100mm以上．避
冰椎
冻结机理
冻结区 冻 深 毛细区
地下水
• 七、保证持力层稳定所需的最小埋置深度
– 为了保证地基和基础的稳定性，基础的埋置深度 （除岩石地基外）应在天然地面或无冲刷河底以 下不小于1m。
原因：
• 地表土在温度和湿度的影响下，会产生一定的风化作用， 其性质是不稳定的。
• 人类和动物的活动以及植物的生长作用，也会破坏地表
课题八 天然地基上浅基础设计 (二）
7.2 基础埋深的影响因素
• 一、建筑物用途和结构类型 • 二、基础荷载影响 • 三、工程地质条件 • 四、河流冲刷深度影响 • 五、相邻建筑物的影响 • 六、冻土深度影响 • 七、保证持力层稳定所需要的最小埋置深度
基础的埋置深度
基础底面埋在地面(一般指设计地面)下的深度，称为基础的埋置深
软土
(很深)
h1
好土
软土
h1 软土 好土
h1< 2m 基底 埋入好土 h1=2m~4m大 荷载好土,小 荷载软土
只有低层 尽量浅埋 房屋可用, 但是如h1 太小就与 否则处理 II相同