独立地基基础设计

第八章 基础设计

8.1 柱下独立基础设计

8.1.1按持力层强度初步确定基础底面尺寸

1.轴心荷载时

要求k p ≤a f (8-1) 错误！未找到引用源。

A G F p k k k += (8-2)

将(8-2)代入(8-1)，得基础底面积计算公式：

k a G F A f d

γ≥- (8-3) 式中：k p —相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均应力值；

a f —修正后的地基持力层承载力特征值；

k F —相应于作用的标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值； k G —基础自重及基础上的土重，一般取k G G d γ=⋅；

A —基础底面面积；

G γ—基础及基础上填土的平均重度，一般取203/kN m ；

d —基础埋深。

在轴心荷载作用下一般采用方形，即A b l =

=。 2.偏心荷载作用

要求 k p ≤a f (8-1) a k f p 2.1m a x ≤ (8-4) 式中： m ax k p —相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。 对常见的单向偏心矩形基础（见图8-1）：

当偏心距错误！未找到引用源。6

l e ≤时 m a x

m i n k k k k M F G p lb W

±=±∑ (8-5) 或 m a x

m i n 61k k k F G e p lb

b ±⎛⎫=± ⎪⎝⎭ 当偏心距6l e >

时 错

误！未找到引用源。 ()m a x 23k k k F G p lk

+= (8-6) 其中 2

b k e =- 式中：

,k k M F ∑∑—由上部结构传来的作用于基础底面形心处的轴向力、弯矩标准组合

值 ；

W —基础底面面积的抵抗矩,216

W bl =；错误！未找到引用源。 l — 基础在弯矩作用方向的长度 ；

e —偏心值； k k k G F M e +=

∑ k —合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。

图 8-1 基底压力分布

确定矩形基础底面尺寸时，为了同时满足（8-1），（8-2）条件。一般可按下列步骤进行：

（1）对ak f 进行深度修正，初步确定修正后的地基承载力特征值。

（2）根据荷载偏心情况，将按轴心荷载作用计算得到的基础底面积增大10%-40%，

即： ()d

r f F A G a k --=4.11.1 (8-7) （3）选取基底长边l 与短边的比值n （一般取n ≤2），于是有：

b =

(8-8) l n b = (8-9)

（4）考虑是否对地基承载力进行宽度修正，如需要，在承载力修正后，重复上述②、

③步骤，使所取宽度前后一致。

（5）计算偏心距e 和基底最大压力max k p ，并验算是否满足式（8-1）和（8-4）的要求。

（6）若b 、l 取值不适当，可调整尺寸再进行验算，直至定出合适的尺寸为止。

8.1.2抗震承载力验算

验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合值的基础底面平均压力k p 和边缘最大压力max k p 应符合下列各式要求：

k aE p f ≤

max 1.2k aE p f ≤

aE a a f f ζ=

式中 a E f —调整后的地基抗震承载力 ；

a f —深度、宽度修正后的地基承载力特征值 ；

a ζ—地基抗震承载力调整系数，按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010采

用。

8.1.3地基软卧层强度验算

要求 cz z az p p f += (8-10)

式中 ： z p —相应于作用的标准组合时，软卧层顶面处的自附加压力值；

cz p —软卧层顶面处土的自重压力值；

az f —软卧层顶面处经深度修正后软卧层土的地基承载力特征值；

其中z p 一般按简化方法计算，即

()()()02t a n 2t a n

k c z p p bl p b z l z θθ-=++ （8-11） 式中 ： 0c p —基底处土的自重应力值；

z —基底至软卧层顶面的距离；

θ —地基压力扩散角；

地基压力扩散角 表8-1

注：1 1s E 为上层土压缩模量；2s E 为下层土压缩模量；

2 /z b ＜0.25时取00θ=，必要时，宜由试验确定；/z b ＞0.50时θ值不变。

3 /0.250.50z b 在与之间可插值使用。

图 8-2 软卧层验算

8.1.4地基变形验算

要求 []∆≤∆ （8-12） 式中：∆—建筑物的地基变形计算值；

[]∆—地基变形允许值；

是否进行地基变形计算，根据地基基础设计等级及上部结构和地基条件，查看《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）。

8.1.5确定基础高度

柱下独立基础的计算应符合下列规定：

1 对柱下独立基础，当冲切破坏锥体落在基础底面以内时，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力；

2 对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础，以及墙下条形基础，应验算柱（墙）与基础交接处的基础受剪切承载力；

3 基础底板的配筋，应按抗弯计算确定；

4 当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下基础顶面的局部受压承载力。

矩形独立基础高度由混凝土受冲切承载力确定，基本原则是基础可能冲切面外的地基净反力产生的冲切力应小于或等于基础可能冲切面（冲切角锥体）上的混凝土抗冲切力。

即： 00.7

l h p t m F f a h β≤ （8-13） ()12

m t b a a a =+ （8-14） l j t F p A = （8-15） 式中： hp β—受冲切承载力截面高度影响系数，当h 不大于800 mm 时，取1.0；当h

大于等于2000 mm 时，取0.9，其间按线性内插法取用；

t f —混凝土轴心抗拉强度设计值；

0h —基础冲切破坏锥体的有效高度；

m a —冲切破坏锥体最不利一侧计算长度

t a —冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；当计算柱与基础交接处的受冲

切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；