第2-45章 浅基础

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002） 5.2.5
当偏心距e≤b/30时，根据土的抗剪强度指标 确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足 变形要求：
f a M bb M d md M cck
2.4.2

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按静载荷试验确定
试验现场通过一定面积的载荷板(亦称承压板)上向 地基逐级施加荷载，测出地基土的压力与变形特征， 它能反映荷载板下1～2倍荷载板宽度或直径范围内 地基土强度、变形的综合性状。
查承载力表等确定地基承载力标准值时，是对应于
基础宽度b≤3m 、埋置深度d≤0.5m的条件下的值。 在进行地基基础工程设计和计算时，应计入实际基
础宽度、埋深给承载力带来的影响，进行宽度和深
度修正后得到修正后的地基承载力特征值。

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002） 5.2.4规定：
式中：l----- 墩、台身底截面长度(m); d---- 墩、台身底截面宽度(m); H---- 基础高度(m); α----墩、台身底截面边缘至 基础边缘连线与垂线间的夹角。 αi<=αmax这时可认为属刚性基 础，不必对基础进行弯曲拉应力和 剪应力的强度验算，在基础中也可 不设置受力钢筋。
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
pz pcz f az
式中： pz——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层 顶面处的附加压力值； pcz——软弱下卧层顶面处的自重压力值； faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基际载 力特征值。
软弱下卧层顶面处扩散 面积上的附加应力： 矩形基础

lb p k m d pz l 2 z tan b 2 z tan
当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时, 从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定
的地基承载力特征值fak，尚应按下式修正：
f a f ak b b 3 d m d 0.5

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D632007）3.3.1规定:
地基承载力的验算应以修正后的地基承载力 容许值[fa]控制。该值系在地基原位测试或本规 范给出的各类岩土承载力基本容许值[fa0]的基础 上，经修正而得。
式中：[fa]——修正后的地基承载力容许值(kPa)； b ——基础底面的最小边宽(m) ；当b＜2m时，取 b=2m；当b＞10m时，取b=10m； h ——基底埋置深度(m) ，自天然地面起算，有水 流冲刷时自一般冲刷线起算；当h＜3m时，取h=3m；当 h/b＞4时，取h=4b； k1、k2——基底宽度、深度修正系数，根据基底持力层 土的类别按表2-19确定； γ1——基底持力层土的天然重度(kN/m3)；若持力层 在水面以下且为透水者，应取浮重度； γ2——基底以上土层的加权平均重度(kN/m3)；换算 时若持力层在水面以下，且不透水时，不论基底以上土 的透水性质如何，一律取饱和重度；当透水时，水中部 分土层则应取浮重度。
2.5 基础底面尺寸的确定

2.5.1 按持力层承载力确定基础底面尺寸
地基基础必须保证在基底压力作用下防止地基 土体发生剪切破坏和丧失稳定性，并具有足够的 安全度，对于各级建筑物均应进行地基承载力计 算。
地基承载力计算均应满足下式要求：
pk f a
pk max 1.2 f a

1、中心荷载作用下的基础
式中： pz——软弱地基或软土层的压应力； h——基底或桩端处的埋置深度(m)；当基础受水流冲刷时， 由一般冲刷线算起；当基础不受水流冲刷时，由天然地面算起； 如位于挖方内，则由开挖后地面算起； z——从基底或基桩桩端处到软弱地基或软土层地基顶面 的距离(m)； γ1——深度（h+z）范围内各土层的换算重度(kN/m3)； γ2——深度h范围内各土层的换算重度(kN/m3) ；
载荷试验结果可靠，尤其适用于成分或结构不均匀 的土层，如垃圾土、杂填土、风化岩等。 利用载荷试验记录而成的p-s曲线来确定地基承载 力特征值。


低压缩性土
高压缩性土
按载荷试验成果确定地基承载力特征值
同一土层参加统计的试验点数不应少于3个， 且基本值的极差(即最大值与最小值)不超过平均值 的30%，取此平均值作为地基承载力特征值fak。
N Mx My pmax R fa A Wx Wy
以上N与M均由短期效应组合在基底产生的力和弯矩
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
3.3.6规定，地基承载力容许值[ fa ]应根据地基受荷阶 段及受荷情况，乘以下列规定的抗力系数γR 1 使用阶段 1）当地基承受作用短期效应组合或作用效应偶然组 合时，可取γR=1.25；但对承载力容许值[ fa ]小于 150kPa的地基，应取γR=1.0。 2）当地基承受的作用短期效应组合仅包括结构自重、 预加力、土重、土侧压力、汽车和人群效应时，应 取γR=1.0。
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 4.2.5规定，桥涵墩台应验算作用于基底的合力偏心距 墩台基底的合力偏心距容许值[ e0 ]
作用情况 墩台仅承受永久 作用标准值效应 组合 地基条件 非岩石地基 合力偏心距 桥墩 [ e0 ]≤0.1ρ 桥台 [ e0 ]≤0.75ρ 非岩石地基 [ e0 ]≤ρ 备注 拱桥、刚构桥 墩台，其合力 作用点应尽量 保持在基底重 心附近 拱桥单向推力 墩不受限制， 但应符合本规 范表4.4.3规 定的抗倾覆稳 定系数
α——土中附加压应力系数，参见本规范附录M第M.0.1；
p——基底压应力（kPa）；当z/b＞1时，p采用基底压力 平均压应力；当z/b≤1时，p按基底压应力图形采用距最大压应 力点b/3~b/4处的压应力，以上b为矩形基底的宽度； [ fa ]——软弱地基或软土层地基顶面的承载力容许值。
2.5.4 地基变形验算
当偏心距e=Mk/(Fk+Gk)＞b/6(b为偏心方向基础 边长)时，这时基底压力分布如图2.20所示。
其中，l为垂直于力矩作用方 向的基础底面边长； a为合力作用点至基础 底面最大压力边缘的距离。
图2.20 基底压力分布图
2.5.2公路桥涵刚性扩大基础底面尺寸的拟定
a=l+2Htgα b=d+2Htgα

2.4.3 按规范承载力表格确定
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 确定地基容许承载力的步骤和方法如下： 1）确定土的分类名称 2）确定土的状态 3）确定土的容许承载力

2.4.4 修正后的地基承载力特征值
试验表明,地基承载力不仅与土的性质有关,还
与基础的大小、形状、埋深有关，采用载荷试验、
3）当基础建于经多年压实未遭破坏的旧桥基 （岩石旧桥基除外）上时，不论地基承受的作 用情况如何，抗力系数均可取γR=1.5；对 [ fa ] 小于150kPa的地基，可取γR=1.25。 4）基础建于岩石旧桥基上，应取γR=1.0。 2、施工阶段：
1）地基在施工荷载作用下，可取γR=1.25。
2）当墩台施工期间承受单向推力时，可取 γR=1.5。
Fk G k pk A Fk 矩形基础 A fa G d
条形基础
pk
Fk G k A
Fk b fa G d
图2.18 中心荷载作用下的基础
说明： 计算时，可先对地基承载力只进行深度修正，计算fa值； 然后按计算所得的A=l· b，考虑是否需要进行宽度修正，使得 A、f 相互协调。

1、当基底只承受轴心荷载时：
N p fa A

2、当基底单向偏心受压，承受竖向力N和弯 矩M共同作用时：
N p fa A
pmax
N M R fa A W

3、当基底双向偏心受压，承受竖向力N和绕x轴 弯矩Mx与绕y轴弯矩My共同作用时：
N p fa A
基底承受单向或双向偏心受压的ρ值可按下式计算： e0 N Mx My pmin pmin A A Wx Wy 1 N
式中：pmin—— 基底最小压应力，当为负值时表示拉应力； e0 —— N作用点距截面重心的距离。
2.5.3 软弱下卧层的验算

要求：
传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力 之和不超过软弱下卧层的承载力，即

在荷载作用下，地基要产生压缩变形，使建筑物 产生沉降，由于不同建筑物的结构类型、整体刚 度、使用要求的差异，对地基变形的敏感程度、 危害、变形要求也不同。对于各类建筑物，控制 其不利的沉降，使之不影响建筑物的正常使用甚 至发生破坏，是地基基础设计中必需考虑的一个 基本问题。 《规范》要求：建筑物的地基变形计算值，不应 大于地基变形允许值，即
静载荷试验是一种原位测试方法，试验结果比较 可靠。但试验费工费时，影响深度有限（一般为承压 板宽度的1~2倍）。

按下述方法之一确定地基承载力特征值fak：
①当载荷试验p-s曲线上有明显的比例极限时，取该 比例极限所对应的荷载值p1；
②当极限荷载pu能确定，且pu＜1.5p1时，取荷载极 限值pu的一半； ③不能按上述两种方法确定时，如压板面积为 0.25~0.50m2，对低压缩性土和砂土，可取 s/b=0.01~0.015所对应的荷载值，但其值不应大于 最大加载量的一半。
条形基础
b p k m d pz b 2z tan
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
4.2.6规定，在基础底面下或基桩桩端下有软弱 地基或软土层时，应按下式验算软弱地基或软 土层的承载力：
pz 1 h z p 2h R f a

2、偏心荷载作用下的基础
•其中：Pkmax为相应于荷载效 应标准组合时基础底面边缘的 最大压力设计值；fa为地基承 载力特征值。
图2.19 单向偏心荷载作用下的基础
适用于偏心距e=Mk/(Fk+ Gk)≤L/6(L为偏心方向基础边长)。对 于低压缩性地基上的基础，当考虑短暂作用的偏心荷载时，可 放宽至e ≤L/4。必要时，还可采用形状不对称的基础，使基础 形心尽量靠近荷载合力作用点，减小e值。
3.3.4规定， 修正后的地基承载力容许值[fa]按下 式确定。当基础位于水中不透水地层上时， [fa] 按平均常水位至一般冲刷线的水深每米再增大 10kpa。
f a f a0 k1 1 b 2 k2 2 h 3
f a f a0 k1 1 b 2 k2 2 h 3
第2章
天然地基上的浅基础
2.4

地基承载力的确定
地基承载力是地基承受荷载的能力。

确定地基承载力的方法:
1）按理论公式计算
2）按静载荷试验确定
3）按规范承载力表格确定

2.4.1 按理论公式计算
根据土力学地基承载力的理论可知，按土的抗 剪强度指标C、φ计算的地基临塑荷载Pcr、极限荷 载Pu以及临界荷载P1/3(或P1/4)等，均可用来衡量地 基土体强度方面的承载力。我国《建筑地基基础设 计规范》（GB 50007-2002）推荐以P1/4为基础的 理论计算公式。

s s
1、变形验算范围 基础底面尺寸后，仍应作地基变形验算的情况： （1）地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物； （2）表7.2范围内,有下列情况之一的丙级建筑物： ① 地基承载力特征值小于130kPa，且建筑体型复杂； ② 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异 较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； ③ 软弱地基上的相邻建筑存在偏心荷载时； ④ 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； ⑤ 填土的自重固结未完成。
墩台承受作用标 准值效应组合或 偶然作用（地震 作用除外）标准 值效应组合
较破碎~极破 碎岩土地基
[ e0 ]≤1.2ρ
完整、较完整 [ e0 ]≤1.5ρ 岩石地基

基底以上外力作用点对基底重心轴的偏心距e0 按下 式计算： M e0 e0 N
式中：N、M——作用于基底的竖向力和所有外力（竖向力、 水平力）对基底截面重心的弯矩。