第八章 基础设计

第八章基础设计

按照《地基基础设计规范》和《建筑抗震设计规范》的有关规定，上部结构传至基础顶面上的荷载只需按照荷载效应的基本组合来分析确定。

混凝土设计强度等级采用C20，基础底板设计采用HPB235、HRB335钢筋，室内外高差为0.45m，基础埋置深度为2.1m，上柱断面为400mm³400mm，基础部分柱断面保护层加大，两边各增加50mm，故地下部分尺寸为500mm³500mm，地基承载力标准值，取f

k

=120 kPa。

8.1.1 荷载计算

基础承载力计算时，应采用过荷载标准组合。

恒

k +0.9（活

k

+风

k

）或恒

k

+活

k

，取两者中大值。

以轴线④为计算单元进行基础设计，上部结构传来柱底荷载标准值为（表4-4）

边柱柱底：M k=5.83+0.9³(2.29+18.96)=24.96 kN²m

N k =417.33+0.9³(93.03+14.84)=568.41 kN²m

V k=-3.53+0.9³(-1.39+7.75)=2.19 kN²m

由于恒k+0.9（活k+风k）< 恒k+活k，则组合采用（恒

k +活

k

）。

中柱柱底：M k=-4.46-1.75=-6.21 kN²m

N k=553.79+148.17=701.96 kN²m

V k =2.70+1.06=3.76 kN²m

底层墙、基础连系梁传来荷载标准值（连系梁顶面标高同基础顶面）

墙重：±0.000以上：3.6³0.24³3.0=2.59 kN/m（采用轻质填充砌块，γ=3.6 kN/m3）

±0.000以下：19³0.24³1.6=7.30 kN/m（采用一般黏土砖，γ=19 ）连梁重：（400³240）

25³0.4³0.24=2.4 kN/m

Σ=2.59+7.3+2.4=12.29 kN/m（与纵向轴线距离0.12m）柱A基础底面：F k=568.414+12.29³4.0=617.57 kN

M k=24.96+12.29 ³4.0³0.12+2.19³0.55=32.06 kN²m 柱B基础底面：F k =701.96+12.29³4.0=751.12 kN

k=-6.21-11.86³4.0³0.12-3.76³0.55=-13.97 kN²m 8.1.2 确定基础底面积

根据地质条件取②层粉质黏土层作为持力层，设基础在持力层中的嵌固深度为0.1m，设天然底面绝对标高（42.5m处）为室外地面，则室外埋深1.2m，室内埋深2.1m，（室内外高差0.45m），土层分布及埋深见图8-1。

1. A柱

（1）初估基底尺寸

由于基底尺寸未知，持力层土的承载力特征值先仅考虑深度修正，由于持力层为粉质黏土，故取ηd=1.6。

γm =(17.2³1.0+19.3³0.2)/1.2=17.55 kN/m3 (加权土容重，其中杂填土容重取17.2 kN/m3 ，粉质黏土取19.3 kN/m3)

f a = f ak +η d ²γm (d-0.5)=120+1.6³17.55³(1.2-0.5)=139.66 kPa

A≥1.1F k /( f a–γG d)=1.1³555.50/139.66-20³0.5³(2.1+1.2)=5.73 m3 设l/b=1.2 b=(A/1.2)1/2 =(5.73/1.2)1/2 =2.19

取b=2.2m，l=2.6m。

（2）按持力层强度验算基底尺寸：

基底形心处竖向力：ΣF k =555.50+20³2.2³2.6³1/2(2.1+1.2)=744.26 kN 基底形心处弯矩：ΣM k =32.06 kN²m

偏心距：e=ΣM k /ΣF k =32.06/744.26=0.043m < l/6=0.43m

p k=ΣF k/ A=744.26/(2.2³2.6)=130.12 kPa < f a =139.66 kPa

p kmax= p k (1+6 e/ l)=130.12³(1+6³0.043/2.6)

=143.03 kPa < 1.2 f a =167.59 kPa 所以满足要求。

（3）按软卧层强度验算基底尺寸

软卧层顶面处土的压力：

p cz=17.2³1+19.3³0.8+9.3³2.2=53.10 kPa(地下水位以下土取浮重)

γm = p cz /d+z=53.10/(1.2+2.8)=13.28 kN/m3

ηd=1.0

f az=65+1.0³13.28³(4-0.5)=111.48 kPa

E s1/ E s2 =7.5/2.5=3 z/b=2.8/2.2>0.5 所以θ=23°

软弱层顶面处附加应力：

p z=(p k – p co)lb/( l+2z tanθ)( b+2z tanθ)

=(130.12-17.55³1.2)³2.6³2.2/(2.6+2³2.8tan23°)(2.2+2³

2.8tan23°)

=

p cz + p z =53.10+27.35=80.45 kPa < f az

所以满足要求。

2. B柱

因B、C轴向距仅3.6m，B、C柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱

做成双柱联合基础。

因为两柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深2.1m，如图8-2。

A≥2³667.46/(139.66-20³2.1)=13.67m2

设l=5m，b=2.8m，A=14 m2

软卧层验算：

γ0 =17.2³0.9+19.3³0.3/1.2=17.73 kN/m3

p k=2³667.46+20³2.1³5³2.8/(5³2.8)=137.35 kN

p cz =17.2³0.9+19.3³0.9+9.3³3.6=66.33 kPa

γm =66.33/(0.9+4.5)=12.28 kN/m3

E s1/ E s2 =3 z/b=4.5/2.8>0.5 所以θ=23°

p z =(137.35-17.73³1.2)³5³2.8/(5+2³4.5tan23°)(2.8+2³4.5tan23°) =

p cz + p z =66.33+27.83=94.16 kPa < f az =125.17 kPa（对于淤泥质土，基础宽

度承载力修正系数ηd=0）

满足要求。

3. 抗震验算

根据《建筑抗震设计规范》，本工程需进行地基抗震验算；

荷载标准组合：恒载+0.5(雪+活)+地震作用(内力取表4-5数据)